Es una tecnología inalámbrica cuya interfaz radioeléctrica trabaja
en la banda de 2.5 GHz y utiliza la tecnología FHSS (Frecuency Hopping Spread
Spectrum) diseñada para conectar una gama de dispositivos (laptops, teléfonos
móviles, PDA’s (Personal Digital Assistans), puntos de acceso a red, audífonos,
impresoras, mouse, etc.) con objetivo de trasmitir o compartir información
entre ellos a distancias hasta de 10 m sin utilizar amplificación de potencia,
permitiendo una transmisión de datos altamente segura a velocidades entre los
720 kbps y 1 Mbps. Esta conexión sin cables se establece utilizando un enlace
de radio de baja frecuencia y pretende reemplazar los cables entre los
dispositivos.
Las características intrínsecas de las tecnologías utilizadas
permiten establecer conexiones seguras, con capacidad de encriptación del
canal, autenticación de la red y otros parámetros de seguridad como la
localización y dispositivo del usuario.
La historia de Bluetooth comienza en el año 1994, cuando la
compañía Ericsson comenzó un estudio para investigar si era factible o no una
comunicación vía radio, que fuera barata y que no consumiera tanto, con la
única finalidad de conectar celulares y así eliminar cables. Fue así que se
conoció un enlace de radio de poco alcance, el que podía ser usado en distintos
equipos celulares, e incluso en otro tipo de dispositivos, ya que el chip
utilizado era de bajo costo. Este enlace se llamó MC link. En 1997, Ericsson
despertó la curiosidad y el interés en otras empresas fabricantes de celulares
y equipos portátiles, y fue así que llegado el año de 1998 se creó un grupo
llamado SIG, formado por cinco compañías: Ericsson, Nokia, IBM, Toshiba
e Intel. De esta forma, el grupo estaba compuesto de dos líderes en telefonía
celular, dos en la fabricación de computadores y uno en la fabricación de
chips. Así, se podía crear una tecnología que fuese compatible con los
distintos equipos fabricados por esas empresas.
Comenzado el trabajo, se pensó primero en utilizarlo con productos
que
ocuparan los ejecutivos que viajan frecuentemente, y entre los
primeros
dispositivos en que se podría ocupar dicha tecnología debían ser
los celulares, notebooks o computadores portátiles, PDAs y auriculares.
Teniendo esto como base, se definió que el sistema debía operar en
todo el mundo, el emisor de radio tendría que consumir poca energía (por que
los equipos móviles utilizan baterías), dicha conexión debía poder transmitir
voz y datos y la banda de frecuencia debería ser libre.
Este último escollo se saltó utilizando la banda ISM, una banda
médico-científica internacional, de 2,45 Ghz, que varía en rangos de 2400 MHz y
2500 MHz y que es utilizada en todo el mundo, con algunas restricciones en
Japón, Francia y España.
En el mercado existen varias versiones de Bluetooth. Las primeras
son BT 1.0 y BT 1.1. La diferencia entre ambas radica en que en la primera sólo
se puede conectar un dispositivo con otro al mismo tiempo, mientras que en la segunda
se puede conectar un dispositivo con siete simultáneamente, claro que todos
deben ser compatibles entre sí. Se puede tener todos los dispositivos que se
quiera conectados a través de esta vía, pero sólo se puede establecer
comunicación con siete de ellos.
Además de estas dos, también existen la BT 1.2 y la BT 2.0, las
que han
sido desarrolladas por ingenieros de Ericsson Technology Licensing
y estudiadas por el SIG. La diferencia principal entre ambas es que la BT 1.2
es para media velocidad, con una velocidad de transferencia de 2 ó 3 Mbps,
mientras que la BT 2.0 es para alta velocidad, con una velocidad de
transferencia de 4, 8 ó 12 Mbps. Estas dos últimas están aún en proceso, pero
ya se están fabricando celulares por parte de Ericsson, que poseen BT 2.0.
¿Cómo funciona la tecnología Bluetooth?
La frecuencia de radio en la que trabaja está en el rango de 2.4 a
2.5 GHz, con amplio espectro y saltos de frecuencia, con posibilidad de
transmitir en full dúplex con un máximo de 1600 saltos/seg. Los saltos de
frecuencia se realizan entre un total de 79 frecuencias con intervalos de 1Mhz,
lo cual permite brindar seguridad y robustez. La frecuencia en la cual trabaja
le permite atravesar paredes y maletines, por lo cual es ideal tanto para el
trabajo móvil, como en oficinas.
La potencia de salida para transmitir a una distancia máxima de 10
m es
de 0 dBM (1 mW), mientras que la versión de largo alcance, hasta
100 m, transmite entre -30 y 20dBM (100 mW).
Para lograr alcanzar el objetivo de bajo consumo y bajo costo, se
ideó una solución en un sólo chip utilizando circuitos CMOS. De esta manera, se
logró crear una solución de 9x9mm y que consume aproximadamente 97% menos
energía que un teléfono celular común.
Cada uno de los cuatro canales de voz en la especificación
Bluetooth puede soportar una tasa de transferencia de 64 Kbps en cada sentido,
la cual es suficientemente adecuada para la transmisión de voz. Un canal de
datos asíncrono puede transmitir 721 Kbps en una dirección y 56 Kbps en la
dirección opuesta, sin embargo, para una conexión asíncrona es posible soportar
432,6 Kbps en ambas direcciones si el enlace es simétrico.
Para relacionarse e intercambiar información los dispositivos
Bluetooth ofrecen distintos servicios, llamados técnicamente Perfiles, entre
los que se encuentran el Acceso Redes locales (LAN), Acceso Telefónico, Fax,
Transferencia de Archivo, Sincronización, Intercomunicador, o Telefonía
inalámbrica, entre otros. De esta manera cuando dos dispositivos se comunican
por primera vez intercambian esta información para conocer sus posibilidades de
intercomunicación.
Las compañías más destacadas en el desarrollo de esta tecnología Bluetooth han sido Ericsson y Nokia. La primera
versión del estándar Bluetooth se lanzó en mayo de 1998. Esta tecnología
inalámbrica tiene una velocidad de transferencia de datos de 1 Mbps y cuenta
con un alcance máximo de 100 metros. Sin embargo, lo más utilizado son los 10
metros, ya que el consumo eléctrico aumenta rápidamente con una mayor potencia
de recepción o transmisión.
·
Banda de
Frecuencia: 2,45 GHz, no necesita licencia y Bluetooth la comparte con hornos
de microondas, HomeRF, varios sistemas comerciales de transmisión de datos, el
estándar de LAN inalámbrico IEEE 802.11 y la banda de los servicios I5M/ Industrial
Scientific Medical.
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Tecnoloaía:
ESDectro ExDandido (Soread Soectrum). Secuencia Directa Híbrida y Saltos en Frecuencia (Hvbrid Direct seQuence and
freQuencv Hoppinq).
·
Canales
máximos de voz: 3 por pico-red
·
Canales
máximos de datos: 7 por pico-red.
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Número de
dispositivos: 8 por pico-red que comparten un canal y hasta 10 pico-red.
·
Seguridad:
Tiene varios esquemas de seguridad incorporados en la capa de enlace.
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Alimentación:
2,7 voltios
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Consumo de potencia:
desde 30 uA aparcado hasta 8-30 mA transmitiendo.
·
Puede
transmitir información a través de obstáculos, sin necesidad de línea de
visión.
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Forma de
radiación: Omni-direccional (en todas las direcciones).
·
Servicios
soportados: Isócrono y asíncrono.
·
Servicios
soportados: Isócrono y asíncrono.
·
Tamaño del
Módulo: 0.5 pulgadas cuadradas (9x9 mm).
·
Regulación:
Está regulado por gobiernos de todo el mundo (con algunas variaciones de ancho
de banda en diferentes países, como España, Francia y Japón).
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Potencia del
transmisor: 1 mW (O dBm) para 10 metros, y 100 mW (+20 dBm) para 100 metros.
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Interoperabilidad:
Tiene fácil integración con redes TCP/IP.
·
Topología de
red: punto a punto entre dispositivos, o punto multipunto.
CÓMO FUNCIONA
Bluetooth es, tanto una
especificación de hardware como un software combinados en un solo chip que actúa como un walkie-talkie de
corto alcance para establecer comunicación mediante señales de radio con
dispositivos que poseen esta misma tecnología. Cuando se encuentra otro
dispositivo, estos empiezan a comunicarse y se puede intercambiar información.
Bluetooth es
esencialmente un transmisor-receptor integrado en un pequeño microchip de 9x9
milímetros que opera en un modo de "spread-spectrutrl' (espectro
expandido); el cual divide la banda de frecuencia en un número de canales de
salto. Durante la conexión, los transmisores de radio saltan de un canal a otro
utilizando una secuencia pseudoaleatoria. La frecuencia para cada paquete de
datos cambia unas 1.600 veces por segundo entre 79 frecuencias diferentes
situadas a intervalos de 1 MHz para dar un alto grado de inmunidad a la
interferencia. La salida de RF se especifica como O dBm (1 mW) en la versión de
rango de 10m y -30 a +20 dBm (100 mW) en la versión de mayor rango.
Para la transmisión de voz se utiliza el método CVSD (Continous Variable Slo/Je Delta Modulation) que consigue una calidad
de audición bastante buena, incluso con tasas de error de hasta el 4/'0 y nunca se retransmiten los paquetes enviados. Además
Bluetooth provee mecanismos de encriptación (con longitud de la clave de hasta 64 bits) y autenticación, para controlar la conexión y evitar
que cualquier dispositivo, no autorizado, pueda acceder a los datos o
modificarlos. El manejo de la clave se hace a nivel de la capa de aplicación.
Hay cuatro componentes importantes
en cualquier sistema sin hilos de la tecnología de Bluetooth :
La unidad de radio es un transmisor-receptor de radio que
permite la conexión sin hilos entre los dispositivos de Bluetooth. La unidad de
control del enlace es la capa física del Bluetooth y consiste en una CPU, que
se interconecta con la unidad de radio y el elemento electrónico del dispositivo
(PDA, portátil, teléfono portátil etc...) y realiza la gestión del enlace,
controla los canales físicos y enlaza con otros servicios tales como corrección
de errores o seguridad.
El protocolo Bandabase está implementado como un
controlador de enlace, el cual trabaja con el administrador de enlaces para
suministrar rutinas tales como conexiones de enlace o control de potencia. El
transmisor de bandabase emplea una técnica de duplexación TDD - Time-División Du/Jlex. La Gestión del enlace de banda base (LM - Link ManaQement) es una entidad software
proporciona todas las funciones requeridas para establecer y para mantener una conexión
sin hilos de Bluetooth entre los dispositivos involucrados. Soporta el
establecimiento, la autentificación, la configuración del enlace y otros protocolos. El
gestor de enlace localiza a otros gestores y se comunica con ellos gracias al
protocolo de gestión del enlace (LMP, "Link ManaQer ProtocolO). Para poder realizar su función de proveedor de servicio, el LM utiliza
los servicios incluidos en el controlador de enlace (LC, "Link
Control/e"").
Las Funciones Software son esencialmente la lógica o el
firmware del programa
que permite
al nivel de aplicación interconectarse con la unidad de Gestión del enlace
Banda Base.
Bluetooth se ha diseñado para operar en un ambiente
multi-usuario, el direccionamiento de las unidades dentro de una pico-red se
hace a través de 3 bits que sirven para formar las 8 direcciones necesarias
para las estaciones constitutivas conformando una dirección MAC, de ahí que el
máximo número de dispositivos Bluetooth que se pueden conectar al mismo tiempo
son 8 y a esta red se le denomina pico-red
por
su tamaño reducido, cuya área va de un mínimo de 10 cm. a 10 metros como máximo
pudiendo llegar a incrementarse esta distancia si se aumenta la potencia de la
señal emitida.
Una pico-red está formada como mínimo por un dispositivo
que se denomina Master y otro llamado Esclavo. La Unidad Maestra es el dispositivo que marca la
frecuencia que será utilizada para sincronizar todas las unidades esclavas (ver
figura 2). Hasta diez pico-redes pueden llegar a coexistir en un mismo lugar de
cobertura radioeléctrica; la seguridad se preserva gracias a que cada enlace se
decodifica y
protege
contra interferencias de intrusos. Dos pico- redes que no se encuentran
sincronizadas y son independientes en frecuencia conforman lo que se denomina
una Scatter-Red.
Para ahorrar energía los
dispositivos Bluetooth establecen el modo" ha/d' en el que
no intercambian datos, también pueden activar el modo "sniff' en
el que se escucha con un nivel bajo: en el modo standby los
dispositivos no conectados en una pico-ret indagan por mensajes cada segundo y
medio. Si un dispositivo quiere establecer una conexión con otro y conoce su
dirección MAC, le envía un mensaje: si no la conoce envía una petición seguida
de un mensaje. El modo "activo" se produce cuando hay un intercambio
de información.
El sistema Bluetooth permite
conexiones punto a punto y punto a multipunto. Se pueden establecer varias
pico-red y enlazarlas, de forma que cada pico-red se identificará por una
secuencia de saltos de frecuencia distinta. Cada usuario dentro de una misma
pico-red estará sincronizado a esta secuencia de saltos. Por tanto, la
topología de red se puede describir como una estructura de múltiples pico-red.
La velocidad de datos en full-dúplex dentro de una estructura como la descrita,
con 10 pico-red con carga máxima es de 6 Mbps.
Bluetooth tiene tres modos de
seguridad a saber:
Ventajas
El SIG de Bluetooth recomienda potencias bajas para sus
dispositivos móviles, esto es 1 a 10mW, limitando los 100mW para los puntos de
acceso, lo cual puede ser comparado con 100mW que utilizan las tarjetas WiFi o
los 125 mW de los teléfonos celulares digitales o los 600 mW de los teléfonos
celulares análogos.
Bluetooth ha sido concebida como una tecnología de bajo consumo,
lo cual permite ser utilizada en equipos móviles como Palms e iPAQ. Junto con
sus bajos niveles de consumo se incorpora un administrador de energía el cual
disminuye la potencia de transmisión si el dispositivo está cerca del punto de
acceso o si está en modo de espera.
Producto del bajo consumo energético y el concepto de latencia
incorporado por la especificación, Bluetooth constituye la mejor alternativa al
otorgar la mayor autonomía a los distintos dispositivos que lo utilizan,
constituyendo la mejor opción frente a otras tecnologías inalámbricas.