Bluetooth

Les premiers appareils utilisant la version 4.0 de cette norme sont apparus début 2010.
Le nom « ' » est directement inspiré du surnom anglicisé du roi danois Harald "à la dent bleue" (en danois ', en anglais ""), connu pour avoir réussi à unifier les tribus danoises au sein d'un même royaume, introduisant du même coup le christianisme. Ce nom a été proposé en 1996 par Jim Kardach d'Intel, un ingénieur travaillant alors sur le développement d'un système qui allait permettre aux téléphones cellulaires de communiquer avec des ordinateurs. Au temps où Kardach a fait cette proposition, un homologue d'Ericsson lui avait parlé de ce souverain après avoir lu le roman historique "Orm le Rouge" de Frans Gunnar Bengtsson, qui se déroule sous son règne. L'implication est que de la même façon que le roi Harald a unifié son pays et rassemblé le Danemark et la Norvège, Bluetooth relie les télécommunications et les ordinateurs et « unifie » les appareils entre eux .
Le logo de Bluetooth est d'ailleurs inspiré des initiales en alphabet runique (Futhark récent) de "Harald Blåtand" :  (Hagall) (ᚼ) et  (Bjarkan) (ᛒ).
Le Bluetooth "SIG" travaille sur la spécification de la norme, qui a évolué des versions 1.0, 1.1, 1.2, 2.0 + EDR (), 2.1 + EDR, 3.0 + HS, 4.0, 4.1 puis 4.2 en décembre 2014.
Les versions publiées de Bluetooth sont les suivantes :
Les éléments fondamentaux d'un produit Bluetooth sont définis dans les deux premières couches protocolaires :
Ces couches prennent en charge les tâches matérielles comme le contrôle du saut de fréquence et la synchronisation des horloges.
La couche radio (la couche la plus basse) est gérée au niveau "matériel". C'est elle qui s'occupe de l'émission et de la réception des ondes radio. Elle définit les caractéristiques telles que la bande de fréquence et l'arrangement des canaux, les caractéristiques du transmetteur, de la modulation, du récepteur, etc.
Le système Bluetooth opère dans les bandes de fréquences ISM* () dont l'exploitation ne nécessite pas de licence vu la faible puissance d'émission et le risque faible d'interférences. Cette bande de fréquences est comprise entre et . Un à sauts de fréquences est utilisé pour limiter les interférences et l'atténuation.
Deux modulations sont définies : une modulation obligatoire utilise une modulation de fréquence binaire pour minimiser la complexité de l'émetteur ; une modulation optionnelle (mode EDR) utilise une modulation de phase (PSK à 4 et 8 symboles). La rapidité de modulation est de pour toutes les modulations. La transmission duplex utilise une division temporelle.
Les 79 canaux RF sont numérotés de 0 à 78 et séparés de en commençant par . Le codage de l'information se fait par sauts de fréquences et la période est de , ce qui permet sauts par seconde.
Il existe trois classes de modules radio Bluetooth sur le marché :
La plupart des fabricants d'appareils électroniques utilisent des modules classe 2.
La bande de base (ou en anglais) est également gérée au niveau matériel.
C'est au niveau de la bande de base que sont définies les adresses matérielles des périphériques (équivalentes à l'adresse MAC d'une carte réseau).
Cette adresse est nommée "BD_ADDR" () et est codée sur .
Ces adresses sont gérées par la .
C'est également la bande de base qui gère les différents types de communication entre les appareils.
Les connexions établies entre deux appareils Bluetooth peuvent être synchrones ou asynchrones, ces connexions sont appelées « Liens Logiques » ().
La bande de base peut donc gérer deux types majeurs de liens logiques : 
Les données transportées sur ces liens logiques sont sous forme de paquets. Il existe divers types de paquets et peuvent être utilisés par les deux liens logiques ou seulement par un seul type de lien.
Chaque paquet est composé globalement de la même manière.
On retrouve trois parties essentielles :
Un picoréseau (on emploie également l'anglicisme ) est un mini-réseau qui se crée de manière instantanée et automatique quand plusieurs périphériques Bluetooth sont dans un même rayon. Un picoréseau est organisé selon une topologie en étoile : il y a un « maître » et plusieurs « esclaves ».
Un périphérique « maître » peut administrer jusqu'à :
La communication est directe entre le « maître » et un « esclave ». Les « esclaves » ne peuvent pas communiquer entre eux.
Tous les « esclaves » du picoréseau sont synchronisés sur l'horloge du « maître ».
C'est le « maître » qui détermine la fréquence de saut pour tout le picoréseau.
Les périphériques « esclaves » peuvent avoir plusieurs « maîtres » : les différents peuvent donc être reliés entre eux.
Le réseau ainsi formé est appelé un (littéralement « réseau dispersé »).
Il encode et décode les paquets bluetooth selon la charge utile et les paramètres liés au canal physique, transport logique et liaisons logiques.
Il crée, gère et détruit les canaux L2CAP pour le transport des protocoles de services et les flux de données applicatives. Il utilise le protocole L2CAP pour interagir avec son homologue sur les équipements distants.
Cette couche gère les liens entre les périphériques « maîtres » et « esclaves » ainsi que les types de liaisons (synchrones ou asynchrones).
C'est le gestionnaire de liaisons qui implémente les mécanismes de sécurité comme :
Cette couche fournit une méthode uniforme pour accéder aux couches matérielles.
Son rôle de "séparation" permet un développement indépendant du matériel et du logiciel.
Les protocoles de transport supportés sont (USB) ; PC-Card ; RS-232 ; UART.
HCI permet un transfert de données à débit maximum, soit pour la norme 1.2, et un débit trois fois plus élevé pour la norme 2.0+EDR.
La couche L2CAP () fournit les services de multiplexage des protocoles de niveau supérieur et la segmentation et le réassemblage des paquets ainsi que le transport des informations de qualité de service. Les protocoles de haut niveau peuvent ainsi transmettre et recevoir des paquets jusqu'à . Elle autorise un contrôle de flux par canal de communication.
La couche L2CAP utilise des canaux logiques.
Un profil correspond à une spécification fonctionnelle d'un usage particulier. Les profils peuvent également correspondre à différents types de périphériques.
Les profils ont pour but d'assurer une interopérabilité entre tous les appareils Bluetooth.
Ils définissent :
Les différents profils sont :
Le profil d'accès générique est le profil de base dont tous les autres profils héritent.
Il définit les procédures génériques de recherche d'appareils, de connexion et de sécurité.
Afin d'obtenir la certification Bluetooth, des tests de qualification sont nécessaires. Les tests de qualification sont de deux types :
Qualification RF : l'objectif des essais est de prouver que la plate-forme matérielle utilisée respecte les performances radio de la norme Bluetooth. Il existe une liste des tests RF à réaliser, en émission et en réception. Ces essais sont :
Qualification du logiciel : si l'industriel a lui-même réalisé le logiciel de son nouveau design, avec les couches hautes HCI, RFCOMM, L2CAP, SDP ou d'autres profils Bluetooth, ils doivent être qualifiés. La certification du logiciel s'effectue profil par profil. Chaque couche logicielle doit être conforme à la norme Bluetooth à respecter. 
Ces deux catégories d'essais de qualification réalisés et acceptés, la certification Bluetooth est alors acceptée. Le produit ainsi fabriqué est conforme à la version de la norme Bluetooth pour lequel il est certifié, compatible avec les produits qui respectent la même version de la norme Bluetooth. L'industriel reçoit alors un certificat de conformité.
Dans les versions actuelles (en 2015) 4.0 et 4.1, largement répandues, essentiellement dans les appareils mobiles comme les téléphones portables, la liaison Bluetooth exploite les caractéristiques suivantes :
En conséquence, il est présent sur des appareils fonctionnant souvent sur batterie, désirant échanger une faible quantité de données sur une courte distance :
La compatibilité entre marques est assez bonne, mais pas parfaite : certains appareils ne parviennent pas à se raccorder à d'autres.
Les manettes sans-fil des consoles Nintendo Wii (manette nommée Wiimote), ainsi que les consoles Sony PlayStation 3, PlayStation 4 et Xbox One S de Microsoft utilisent le protocole Bluetooth.
Afin d'échanger des données, les appareils doivent être appairés. L'appairage se fait en lançant la découverte à partir d'un appareil et en échangeant un code. Dans certains cas, le code est libre, et il suffit aux deux appareils de saisir le même code. Dans d'autres cas, le code est fixé par l'un des deux appareils (appareil dépourvu de clavier, par exemple), et l'autre doit le connaître pour s'y raccorder. Par la suite, les codes sont mémorisés, et il suffit qu'un appareil demande le raccordement et que l'autre l'accepte pour que les données puissent être échangées.
Afin de limiter les risques d'intrusion, les appareils qui utilisent un code préprogrammé (souvent 0000 ou 1234) doivent être activés manuellement, et l'appairage ne peut se faire que durant une courte période.
L'ARCEP, anciennement l'ART, Autorité de régulation des télécommunications, précise les conditions d'utilisation des installations radioélectriques dans la bande des :