BLE 디바이스의 통신은 크게 두 단계로 나뉜다.

• Advertise
• Connection

Advertise

• 장치의 존재를 알리는 단계
• 브로드캐스트 방식으로 37, 38, 39 채널을 사용한다.
• 디바이스는 다음 두 가지 타입으로 나뉜다.
  • Advertiser(=Broadcaster)
    • Non-Connectable Advertising Packet을 주기적으로 보내는 디바이스
  • Observer
    • Non-Connectable Advertising Packet을 받기 위해 주기적으로 Scanning하는 디바이스
• 사용 의의
  • Advertise 방식은 한 번에 한 개 이상의 디바이스와 통신할 수 있는 방법이다.
  • 주로 디바이스가 자신의 존재를 알리거나 적은 양(31Bytes 이하)의 User 데이터를 보낼 때도 사용된다.
    • 한 번에 보내야 하는 데이터 크기가 작을 경우, 굳이 오버헤드가 큰 Connection 과정을 거쳐서 데이터를 보낼 필요가 없기 때문
  • 전송할 수 있는 데이터 크기 제한을 보완하기 위해 Scan Request, Scan Response을 이용해서 추가적인 데이터를 주고 받을 수 있다.
    • (다음 항목에서 자세히 설명한다)
  • Advertise 방식은 말 그대로 Signal을 일방적으로 뿌리는 것이기 때문에 상대적으로 보안에 취약하다.

Connection

• 연결 후 지속적인 데이터 교환이 이뤄지는 단계
• 1:1 연결 방식을 사용하며, 0~36 채널을 사용한다.
• 디바이스는 다음 두 가지 타입으로 나뉜다.
  • Central(Master)
    • 다른 디바이스와 Connection을 맺기 위해 Connectable Advertising Signal을 주기적으로 스캔한다.
    • 연결이 완료되면 Central 디바이스는 timing을 설정하고 주기적인 데이터 교환을 주도한다.
    • timing
      • 두 디바이스가 매번 같은 Channel에서 데이터를 주고 받기 위해 정하는 hopping 규칙
    • hopping
      • 블루투스 디바이스들이 다른 디바이스와의 채널 간섭을 최소화하기 위해 사용하는 기술.
      • 두 블루투스 디바이스가 1초 동안 여러 번 채널을 바꿔가며 서로를 동기화한다.
  • Peripheral(Slave)
    • Peripheral 디바이스는 다른 디바이스와 Connection을 맺기 위해, Connectable Advertising Signal을 주기적으로 송신한다.
    • 이를 감지한 Central 디바이스가 Connection Request를 보내면 요청을 수락한 후 Connecion을 맺는다.
    • Connection을 맺고 나면 Central 디바이스가 지정한 timing에 맞추어 Channel을 같이 hopping을 하면서 주기적으로 데이터를 교환한다.
• 사용 의의
  • 양방향으로 데이터를 주고받거나, Advertising Packet으로만 전달하기에는 많은 양의 데이터를 주고 받아야 하는 경우, Connection Mode를 사용 한다.
  • Advertise처럼 일대다 방식이 아닌, 일대일 방식으로 디바이스 간에 데이터 교환이 일어난다.
  • 디바이스간에 Channel hopping 규칙을 정해놓고 통신하기 때문에 Advertise보다 안전하다.

디바이스 연결 프로세스