Trong mạng Bluetooth, chúng ta có khái niệm Piconet, được định nghĩa là vùng do từ hai thiết bị trở lên kết nối với nhau. Trong một Piconet, một thiết bị đóng vai trò là Chủ (Master), thường là thiết bị đầu tiên tạo kết nối, các thiết bị còn lại đóng vai trò khách (Client). Master là duy nhất trong một Piconet, có vai trò thiết lập đồng hồ đếm xung để đồng bộ với các thiết bị khác trong Piconet, các slave không được truyền thông với nhau. Vai trò của Master trong Piconet cũng không cố định, ví dụ khi không đủ tài nguyên nó có thể nhường lại cho slave nào đó đủ điều kiện thay nó làm Master.
Hình 2. 1: Tổng quan kiến trúc của mạng Bluetooth
Hai hay nhiều Piconet kết hợp truyền thông, ta có mô hình Scatternet, có hai loại Scatternet:
- Slave trong Piconet này là slave trong Piconet khác. Khi đó các Piconet hoạt động độc lập, không đồng bộ. Mô hình này làm tăng hiện tượng nhiễu do mất gói.
Piconet này đồng bộ với nhau về xung nhịp (clock) và khoảng nhảy tần số(hopping) và hai mạng Piconet dần đồng bộ với nhau.
Trong mạng Piconet , mỗi thiết bị có bốn trạng thái chính:
- Inquiring device (inquiry mode): Thiết bị yêu cầu/trạng thái yêu cầu:
thiết bị đang phát tín hiệu tìm những thiết bị Bluetooth khác.
- Inquiry scanning device (inquiry scan mode): Thiết bị rà soát nhận tín
hiệu/trạng thái rà soát yêu cầu : thiết bị nhận được tín hiệu yêu cầu và trả lời.
- Paging device (page mode):Thiết bị phát tín hiệu yêu cầu kết nối với
thiết bị đã inquiry từ trước.
- Page scanning device (page scan mode):Thiết bị nhận yêu cầu kết nối
từ paging device và trả lời.
Một Piconet được tạo ra bằng nhiều cách, để bắt đầu khởi tạo kết nối, tiến trình Inquiry và Paging sẽ được thực hiện tuần tự. Ban đầu, thiết bị yêu cầu kết nối sẽ phát tín hiệu yêu cầu (Inquiry), các thiết bị khác nếu đồng ý kết nối sẽ phản hồi lại bằng tín hiệu rà soát yêu cầu (inquiry scanning). Khi đó thiết bị yêu cầu thiết lập kết nối sẽ gửi tín hiệu kết nối paging và chờ đợi tín hiệu page scanning tiếp theo để hoàn tất kết nối. Thiết bị yêu cầu thiết lập kết nối sẽ là master, và sẽ đều đặn gửi tín hiệu POLL thăm dò cho slave, ngược lại khi slave muốn kết nối với master sẽ gửi yêu cầu kết nối dựa trên giao thức LMP (Link Manager Protocol) và cũng được master trả lời lại qua LMP.
Trong mạng Bluetooth, có bốn chế độ kết nối là Active mode, Sniff mode, Hold mode và Park mode, cụ thể được giải thích như sau:
- Active mode: thiết bị Bluetooth tham gia hoạt động của mạng.
- Sniff mode: chế độ tiết kiệm năng lượng ở trạng thái active của thiết bị, slave lắng nghe tín hiệu với tần số giảm (giảm công suất), tùy thuộc vào trạng thái của ứng dụng.
- Hold mode: chế độ tiết kiệm năng lượng hơn Sniff mode. Slave chỉ được giao tiếp khi hoàn toàn thoát khỏi chế độ Hold mode này.
- Park mode: chế độ tiết kiệm năng lượng nhất, thiết bị vẫn còn trong mạng nhưng không thực hiện bất kì giao tiếp nào. Thiết bị slavebỏ địa chỉ MAC và chỉ lắng nghe xung đồng bộ và tín hiệu broadcast từ master.
Kiến trúc tổng quan:
Hình 2. 2: Kiến trúc tổng quan của mạng Bluetooth [8, tr15]