ARQUITECTURA

Arquitectura de transporte de datos

Estructuras

Por eficiencia y compatibilidad con sistemas legados, se distingue entre enlaces y transportes. Estas estructuras están repartidas entre los niveles básicos de acuerdo con su nivel de abstracción. En cualquier caso, ambas entidades comparten recursos como el protocolo de confirmación, por lo que existen dependencias mutuas entre ambas. A continuación se describen las distintas estructuras de menor a mayor nivel de abstracción.

El canal básico de piconet (basic piconet channel) se utiliza para comunicaciones generales. El maestro lo controla y dispone de slots de tiempo reservados para sí, así como otros para realizar balizado. El único factor limitante al número de esclavos son los propios recursos del maestro.

El canal adaptado de piconet (adapted piconet channel) deja frecuencias libres en el rango potencial; los esclavos responden utilizando la misma frecuencia que usó el maestro en vez de recalcular los saltos como es lo normal.

El canal de rastreo por inspección (inquiry scan channel) se utiliza para descubrir dispositivos externos enviando peticiones en el rango de frecuencias y escuchando posibles respuestas.

El canal de rastreo por llamada (page scan channel) permite a los dispositivos conectables, capaces de aceptar conexiones, escuchar peticiones de comunicación. Cuando un dispositivo está buscando a otro itera en el rango de frecuencias posibles de forma semejante a como se hace en el rastreo por inspección.

Los enlaces físicos son conexiones del nivel BB entre dos dispositivos. Se asocian a un canal físico, que a su vez puede estar asociado a múltiples enlaces físicos. Los enlaces asociados a canales de rastreo son transitorios, mientras que los que se crean en relación a canales de piconet pueden estar bien activos, bien aparcados (parked). Un enlace activo comunica al maestro con un esclavo y posee dos modos especiales que modifican su comportamiento básico y definen ciclos de actividad: los modos de mantener (hold) y rastrear (sniff). Un enlace aparcado modifica el estado del esclavo, que mantiene la sincronización con el maestro con balizas periódicas. De esta forma, los esclavos pueden realizar ahorro de energía o desempeñar tareas que no requieren su conexión a la red.

En enlace lógico posee un tipo que está relacionado con el modelo de tráfico al que sirve, asociado a su vez a un transporte lógico de un tipo adecuado, que a su vez puede dar servicio a varios tipos de enlaces lógicos. La clasificación se realiza por medio de tres parámetros principales:

Propagación. Un transporte puede ser unicast (punto a punto, bidireccional y orientado a conexión) o broadcast (unidireccional, sin conexión y no fiable).

Planificación. Un enlace puede ser síncrono (utiliza el reloj de la piconet y el mecanismo de slots de tiempo, lo que posibilita transmisiones con tasa de envío constante), asíncrono (no utiliza ninguna referencia de tiempo, realiza repeticiones de transmisión hasta que recibe una confirmación) o isócrono (temporizado como los enlaces síncronos, pero también permite transmisiones con tasa de envío variable).

Tipo de enlace lógico. Los enlaces L2CAP permiten la fragmentación de tramas y están disponibles a los usuarios; los enlaces de stream no utilizan estructuras de tramas; los enlaces de control son canales de alta prioridad que utilizan los gestores de enlace de los dispositivos para comunicarse entre sí (por tanto, sólo son visibles en BB).

El modo de tasa de datos mejorada (enhanced data rate) está disponible para todos los tipos de transporte lógico, posibilitando anchos de banda mayores por medio de múltiples conexiones. Además, reduce el consumo sin necesidad de cambios en la arquitectura a cambio de modificar la semántica del tratamiento de paquetes en ciertos casos.

Existen dos tipos básicos de tráfico. El tráfico tramado de datos (framed data traffic) utiliza L2CAP para enviar tramas de una longitud menor a un máximo previamente acordado. Utiliza QoS y permite tráfico orientado a conexión, unidireccional, punto a punto y unicast (no broadcast). En el seno de las piconets el maestro lo usa en exclusiva para difundir información a sus esclavos.

El tráfico no tramado no utiliza L2CAP, sino que trabaja directamente sobre los enlaces lógicos de BB para transmitir datos con estructura de stream. Permite únicamente transmisiones isócronas de tasa constante por medio de la reserva de slots de tiempo del canal físico (en conformidad con el reloj global de la piconet). Los enlaces no son fiables por sí solos, por lo que el desempeño depende del entorno operativo.

Piconets

Los dispositivos Bluetooth se relacionan formando piconets y scatternets

Las piconets (o picoredes) son la topología de red utilizada por Bluetooth. Todo enlace Bluetooth existe en una de estas redes, que unen dos o más dispositivos Bluetooth por medio de un canal físico compartido con un reloj y una secuencia de saltos única. Distintos canales (combinaciones de un maestro y su reloj y secuencia) pueden coexistir. Si bien un maestro puede serlo de una única piconet, un dispositivo cualquiera puede pertenecer a varias piconets al mismo tiempo. Este solapamiento se denomina scatternet (red dispersa), aunque no se definen capacidades de ruteo por defecto entre ellas.

Los dispositivos que forman parte de una piconet comparten el canal físico y disponen de un canal físico y otro lógico entre ellos. Los modos por defecto pueden ajustarse y se pueden añadir enlaces lógicos adicionales. Un dispositivo puede pasar a operar en modo de mantenimiento (hold mode), un estado transitorio que limita la actividad en el enlace físico; también puede establecer un modo de rastreo (sniff) que define periodos de presencia y ausencia en la piconet, que pueden tener efectos en la recepción de información por broadcast no fiable. Los esclavos pueden dejarse en un estado aparcado controlado por el maestro.