Cómo funciona Bluetooth

A medida que nuestro mundo se ha vuelto cada vez más conectado, hemos adoptado muchas tecnologías para ayudarnos a mantenernos en contacto con nuestros amigos y familiares. Una de las más populares es la tecnología Bluetooth, que se puede encontrar en muchos de los dispositivos que usamos a diario. La tecnología inalámbrica conecta ratones y teclados a nuestras computadoras. Se conecta a nuestros teléfonos para nuestros coches a ponerse al día en los últimos podcasts durante nuestros viajes al trabajo por la mañana y se conecta a nuestros smartwatches y seguidor de actividad a nuestros teléfonos inteligentes.

Cuando dos dispositivos necesitan comunicarse entre sí, deben acordar una serie de puntos antes de que pueda comenzar la conversación. El primer punto de acuerdo es físico: ¿hablarán por cables o señales inalámbricas? Si usan cables, ¿cuántos se requieren: uno, dos, ocho o 25? Una vez que se deciden los atributos físicos, surgen varias preguntas más:

Sin necesidad de conexión física, el Grupo de Interés Especial (SIG) de Bluetooth crea estándares de tecnología inalámbrica para que los fabricantes de hardware los utilicen cuando creen nuevos dispositivos. A medida que la tecnología evoluciona, también lo hace la tecnología de comunicaciones inalámbricas. En el momento de escribir este artículo, existen dos estándares de tecnología Bluetooth que los desarrolladores utilizan para mantenerte conectado. Aunque similares, existen sutiles diferencias que los hacen útiles para diferentes aplicaciones. Aprenderemos sobre los dos tipos de tecnología Bluetooth a continuación.

1. Conexiones Bluetooth
2. Cómo funciona la tecnología Bluetooth
3. Alcance de Bluetooth
4. Seguridad Bluetooth

La comunicación inalámbrica es ahora un fenómeno común. Muchos de nosotros tenemos conexiones a Internet WiFi en nuestras oficinas y hogares. Pero los dispositivos Bluetooth se comunican directamente entre sí, en lugar de enviar tráfico a través de un dispositivo intermedio, como un enrutador inalámbrico. Esto hace que la vida sea muy cómoda y mantiene el consumo de energía extremadamente bajo, lo que mejora la vida útil de la batería .

Los dispositivos Bluetooth se comunican mediante ondas de radio de baja potencia en una banda de frecuencia entre 2.400 GHz y 2.483.5 GHz [fuente: Grupo de interés especial de Bluetooth (SIG) ]. Esta es una de las pocas bandas que está reservada por acuerdo internacional para el uso de dispositivos industriales, científicos y médicos (ISM).

Muchos dispositivos que ya puede utilizar aprovechan esta misma banda de radiofrecuencia, incluidos los monitores para bebés , los abre-puertas de garaje y la última generación de teléfonos inalámbricos . Es fundamental asegurarse de que los dispositivos Bluetooth y otras tecnologías de comunicaciones inalámbricas no interfieran entre sí.

Hay dos tipos de tecnología Bluetooth a partir de 2020: Bluetooth Low Energy (LE) y Bluetooth Classic (más formalmente conocido como Bluetooth Basic Rate / Enhanced Data Rate, o BR / EDR) [fuente: Bluetooth SIG ]. Ambos operan usando la misma banda de frecuencia, pero Bluetooth LE es la opción más popular, con diferencia. Necesita mucha menos energía para funcionar y también se puede utilizar para redes de transmisión o de malla, además de permitir la comunicación a través de conexiones punto a punto entre dos dispositivos.

La tecnología Bluetooth clásica puede ofrecer una velocidad de datos ligeramente superior a la de Bluetooth LE (3 Mbs en comparación con 1 Mbs o 2 Mbs), pero solo se puede utilizar para la comunicación directa entre dos dispositivos mediante conexiones punto a punto. Cada uno de los dos tipos de tecnología Bluetooth tiene sus puntos fuertes particulares y los fabricantes adoptan la versión que mejor se adapta a las necesidades de su producto.

¿Por qué se llama Bluetooth?

Harald Bluetooth fue el rey de Dinamarca a finales de los años 900. Logró unir Dinamarca y parte de Noruega en un solo reino, luego introdujo el cristianismo en Dinamarca. Dejó un gran monumento, la piedra rúnica de gelatina, en memoria de sus padres. Fue asesinado en 986 durante una batalla con su hijo, Svend Forkbeard. La elección de este nombre para el estándar indica la importancia que tienen las empresas de la región nórdica (naciones como Dinamarca, Suecia, Noruega y Finlandia) para la industria de las comunicaciones, incluso si dice poco sobre la forma en que funciona la tecnología.

Los dispositivos Bluetooth BR / EDR siempre deben estar emparejados y este procedimiento da como resultado que cada uno de los dos dispositivos confíe en el otro y pueda intercambiar datos de forma segura, utilizando cifrado.

Cuando los dispositivos Bluetooth BR / EDR están dentro del alcance entre sí, se lleva a cabo una conversación electrónica para determinar si confían entre sí o no y si tienen datos para compartir. Por lo general, el usuario no tiene que presionar un botón o dar un comando; la conversación electrónica ocurre automáticamente. Una vez que se ha producido la conversación, los dispositivos, ya sean parte de un sistema informático o un estéreo, forman una red.

Bluetooth LE funciona de manera diferente. Los dispositivos también pueden emparejarse para formar una relación de confianza entre ellos, pero no todos los tipos de productos lo requieren. Un dispositivo Bluetooth LE que quiere ser descubierto emite mensajes especiales (conocidos como paquetes) en un proceso llamado publicidad. Los paquetes publicitarios contienen información útil sobre el dispositivo publicitario. Otro dispositivo adecuado encontrará el dispositivo publicitario escaneando (escuchando) los paquetes publicitarios y seleccionando aquellos que son de los dispositivos apropiados. Por lo general, el escaneo solo ocurre cuando el usuario lo activa al presionar un botón en una aplicación de teléfono inteligente. Por lo general, al usuario se le presentan los detalles de los dispositivos apropiados que se descubrieron y luego selecciona uno para conectarse.

Los periféricos Bluetooth (por ejemplo, un rastreador de actividad y un reloj inteligente) que están conectados al mismo dispositivo central (por ejemplo, un teléfono inteligente) forman una red de área personal (PAN) o piconetque puede llenar todo un edificio o puede abarcar una distancia no mayor que la que hay entre el teléfono inteligente en su bolsillo y el reloj en su muñeca. Una vez que se establece una piconet, sus miembros saltan las frecuencias de radio al unísono para mantenerse en contacto entre sí y evitar interferir con otras piconets Bluetooth que puedan estar funcionando en la misma habitación o dispositivos que utilicen otras tecnologías inalámbricas como WiFi. La tecnología Bluetooth incluso aprende qué canales de radio funcionan bien y cuáles experimentan interferencias, de modo que puede evitar dinámicamente los malos canales y simplemente usar los canales que están libres de interferencias. Este proceso, llamado salto de frecuencia adaptativo, permite que los dispositivos Bluetooth funcionen realmente bien, incluso en entornos donde hay una gran cantidad de dispositivos inalámbricos en funcionamiento.

Aunque muchos piensan en Bluetooth principalmente como una tecnología de corto alcance, también se puede usar para conectar dispositivos a más de un kilómetro (3280 pies) de distancia [fuente: Bluetooth SIG ]. De hecho, muchos tipos de productos, como los auriculares inalámbricos, requieren que el rango de comunicación de los dispositivos sea muy corto. Pero debido a que la tecnología Bluetooth es muy flexible y se puede configurar según las necesidades de la aplicación, los fabricantes pueden ajustar la configuración de Bluetooth en sus dispositivos para lograr el alcance que necesitan y, al mismo tiempo, maximizar la duración de la batería y lograr la mejor calidad de señal.

Varios factores afectan la gama de dispositivos Bluetooth:

Una de las actualizaciones más recientes de la tecnología Bluetooth introdujo una técnica llamada corrección de errores hacia adelante (FEC ) para mejorar la sensibilidad del receptor. FEC corrige los errores de datos que se detectan en el extremo receptor y mejora el alcance efectivo de un dispositivo cuatro o más veces sin tener que usar más potencia de transmisión. Esto significa que un dispositivo puede recibir datos con éxito cuando se encuentra en un rango mucho más largo del transmisor, donde la señal será mucho más débil [fuente: Bluetooth SIG ].

La tecnología Bluetooth incluye una serie de medidas de seguridad que pueden satisfacer incluso los requisitos de seguridad más estrictos, como los incluidos en los Estándares federales de procesamiento de información (FIPS).

Al configurar un nuevo dispositivo, los usuarios suelen pasar por un proceso llamado emparejamiento . El emparejamiento equipa a cada dispositivo con claves de seguridad especiales y hace que confíen entre sí. Un dispositivo que requiere emparejamiento no se conectará a otro dispositivo con el que no se haya emparejado.

Esas claves de seguridad permiten que la tecnología Bluetooth proteja los datos y los usuarios de varias formas. Por ejemplo, los datos intercambiados entre dispositivos se pueden cifrar para que otros dispositivos no puedan leerlos. También puede permitir que la dirección que actúa como la identidad de un dispositivo y que se incluye en los intercambios de datos inalámbricos se disfrace y cambie cada pocos minutos. Esto protege a los usuarios del riesgo de ser rastreados utilizando datos transmitidos por sus dispositivos electrónicos personales.

Si posee dispositivos habilitados para Bluetooth, lo ha experimentado usted mismo. Por ejemplo, si compra un mouse inalámbrico, la primera vez que lo enciende, lo empareja con el dispositivo con el que planea usarlo. Puede encender el mouse y luego ir a la configuración de Bluetooth en su computadora para emparejar el dispositivo una vez que vea su nombre en una lista de accesorios Bluetooth cercanos. Una computadora puede manejar muchas conexiones Bluetooth a la vez por diseño. Es posible que desee utilizar un mouse, teclado y auriculares inalámbricos.

Sin embargo, los fabricantes de esos accesorios limitarán las conexiones a una a la vez. Desea que su teclado escriba solo en su computadora o que sus auriculares escuchen específicamente en su teléfono. Algunas permiten al usuario emparejar el dispositivo con varias computadoras, tabletas o teléfonos, pero es posible que solo se les permita conectarse con una a la vez. Todo depende de lo que el fabricante decida que es sensato para su producto.

Algunos dispositivos requieren un código de seguridad mientras se emparejan con otro dispositivo. Este es un ejemplo de autenticacióny garantiza que el dispositivo con el que está estableciendo esa relación de confianza sea el que cree que es, en lugar de otro dispositivo en otro lugar del entorno. Por ejemplo, muchos automóviles le permiten recibir llamadas sin quitar las manos del volante. La primera vez que desee utilizar esta función, deberá vincular su teléfono y el sistema de audio del automóvil utilizando la pantalla de entretenimiento del automóvil y su teléfono inteligente juntos. El automóvil le da un número para ingresar. Su teléfono le informa que un dispositivo quiere emparejarse usando un código numérico. Ingresa el código de la pantalla de entretenimiento para confirmar que se trata de un emparejamiento autorizado. Después de eso, puede usar el sistema telefónico de manos libres sin tener que volver a emparejarse.

El usuario también tiene control sobre la visibilidad de un dispositivo a otros dispositivos Bluetooth. En una computadora o teléfono inteligente, por ejemplo, también puede simplemente cambiar el modo Bluetooth del dispositivo a "no detectable" o simplemente deshabilitar Bluetooth hasta que lo necesite nuevamente.

Publicado originalmente: 11 de noviembre de 2019

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