Comment fonctionne Bluetooth

Alors que notre monde est devenu de plus en plus connecté, nous avons adopté de nombreuses technologies pour nous aider à rester en contact avec nos amis et notre famille. L'un des plus populaires est la technologie Bluetooth, que l'on retrouve dans de nombreux appareils que nous utilisons quotidiennement. La technologie sans fil connecte les souris et les claviers à nos ordinateurs. Il connecte nos téléphones à nos voitures pour se tenir au courant des derniers podcasts lors de nos déplacements du matin et il connecte nos smartwatches et trackers d'activité à nos smartphones.

Lorsque deux appareils doivent communiquer entre eux, ils doivent se mettre d'accord sur un certain nombre de points avant que la conversation ne puisse commencer. Le premier point d'accord est physique: parleront-ils via des fils ou des signaux sans fil? S'ils utilisent des fils, combien sont nécessaires - un, deux, huit ou 25? Une fois les attributs physiques décidés, plusieurs autres questions se posent:

Sans connexion physique requise, le Bluetooth Special Interest Group (SIG) crée des normes de technologie sans fil que les fabricants de matériel peuvent utiliser lorsqu'ils créent de nouveaux appareils. À mesure que la technologie évolue, la technologie des communications sans fil évolue également. Au moment d'écrire ces lignes, il existe deux normes de technologie Bluetooth que les développeurs utilisent pour vous garder connecté. Bien que similaires, il existe des différences subtiles qui les rendent utiles pour différentes applications. Nous découvrirons les deux types de technologie Bluetooth ci-dessous.

1. Connexions Bluetooth
2. Fonctionnement de la technologie Bluetooth
3. Portée Bluetooth
4. Sécurité Bluetooth

La communication sans fil est désormais un phénomène courant. Beaucoup d'entre nous ont des connexions Internet WiFi dans nos bureaux et nos maisons. Mais les périphériques Bluetooth communiquent directement entre eux, plutôt que d'envoyer du trafic via un périphérique intermédiaire tel qu'un routeur sans fil. Cela rend la vie très pratique et maintient la consommation d'énergie extrêmement faible, améliorant ainsi la durée de vie de la batterie .

Les appareils Bluetooth communiquent en utilisant des ondes radio de faible puissance sur une bande de fréquences comprise entre 2,400 GHz et 2,483,5 GHz [source: Bluetooth Special Interest Group (SIG) ]. Il s'agit de l'un des rares groupes qui sont mis de côté par un accord international pour l'utilisation de dispositifs industriels, scientifiques et médicaux (ISM).

De nombreux appareils que vous utilisez peut-être déjà tirent parti de cette même bande de fréquences radioélectriques, notamment les moniteurs pour bébé , les ouvre-portes de garage et la dernière génération de téléphones sans fil . Il est essentiel de s'assurer que les appareils Bluetooth et les autres technologies de communication sans fil n'interfèrent pas les uns avec les autres.

Il existe deux types de technologie Bluetooth à partir de 2020: Bluetooth Low Energy (LE) et Bluetooth Classic (plus officiellement connu sous le nom de Bluetooth Basic Rate / Enhanced Data Rate, ou BR / EDR) [source: Bluetooth SIG ]. Les deux fonctionnent en utilisant la même bande de fréquences, mais Bluetooth LE est de loin l'option la plus populaire. Il nécessite beaucoup moins d'énergie pour fonctionner et peut également être utilisé pour les réseaux de diffusion ou maillés en plus de permettre la communication via des connexions point à point entre deux appareils.

La technologie Bluetooth classique peut fournir un débit de données légèrement plus élevé que Bluetooth LE (3 Mbs par rapport à 1 Mbs ou 2 Mbs) mais ne peut être utilisée que pour la communication directe entre deux appareils utilisant des connexions point à point. Chacun des deux types de technologie Bluetooth a ses atouts particuliers et les fabricants adoptent la version qui correspond le mieux aux besoins de leur produit.

Pourquoi s'appelle-t-il Bluetooth?

Harald Bluetooth était le roi du Danemark à la fin des années 900. Il a réussi à unir le Danemark et une partie de la Norvège en un seul royaume, puis a introduit le christianisme au Danemark. Il a laissé un grand monument, la pierre runique de Jelling, à la mémoire de ses parents. Il a été tué en 986 lors d'une bataille avec son fils, Svend Forkbeard. Le choix de ce nom pour la norme indique à quel point les entreprises de la région nordique (pays comme le Danemark, la Suède, la Norvège et la Finlande) sont importantes pour l'industrie des communications, même si cela en dit peu sur le fonctionnement de la technologie.

Les appareils Bluetooth BR / EDR doivent toujours être appairés et cette procédure permet à chacun des deux appareils de se faire confiance et d'échanger des données de manière sécurisée, en utilisant le cryptage.

Lorsque les appareils Bluetooth BR / EDR se trouvent à portée l'un de l'autre, une conversation électronique a lieu pour déterminer s'ils se font confiance ou non et s'ils ont des données à partager. L'utilisateur n'a généralement pas besoin d'appuyer sur un bouton ou de donner une commande - la conversation électronique se déroule automatiquement. Une fois la conversation engagée, les appareils - qu'ils fassent partie d'un système informatique ou d'une chaîne stéréo - forment un réseau.

Bluetooth LE fonctionne différemment. Les appareils peuvent également être couplés pour former une relation de confiance entre eux, mais tous les types de produits ne l'exigent pas. Un appareil Bluetooth LE qui souhaite être découvert diffuse des messages spéciaux (appelés paquets) dans le cadre d'un processus appelé publicité. Les paquets publicitaires contiennent des informations utiles sur le dispositif publicitaire. Un autre dispositif approprié trouvera le dispositif publicitaire en scannant (écoutant) les paquets publicitaires et en sélectionnant ceux qui proviennent des dispositifs appropriés. Généralement, la numérisation ne se produit que lorsque l'utilisateur la déclenche, par exemple, en appuyant sur un bouton dans une application pour smartphone. En règle générale, l'utilisateur reçoit ensuite les détails des périphériques appropriés qui ont été découverts, puis en sélectionne un auquel se connecter.

Les périphériques Bluetooth (par exemple, un tracker d'activité et une smartwatch) qui sont connectés au même appareil central (par exemple, un smartphone) forment un réseau personnel (PAN) ou un piconetqui peut remplir un bâtiment entier ou peut englober une distance ne dépassant pas celle entre le smartphone dans votre poche et la montre à votre poignet. Une fois qu'un piconet est établi, ses membres sautent les fréquences radio à l'unisson pour rester en contact les uns avec les autres et éviter d'interférer avec d'autres piconets Bluetooth qui peuvent fonctionner dans la même pièce ou des appareils utilisant d'autres technologies sans fil telles que le WiFi. La technologie Bluetooth apprend même quels canaux radio fonctionnent bien et lesquels subissent des interférences afin d'éviter de manière dynamique les mauvais canaux et d'utiliser simplement les canaux exempts d'interférences. Ce processus, appelé saut de fréquence adaptatif, permet aux appareils Bluetooth de fonctionner très bien, même dans des environnements où un très grand nombre d'appareils sans fil fonctionnent.

Bien que beaucoup considèrent Bluetooth principalement comme une technologie à courte portée, il peut également être utilisé pour connecter des appareils distants de plus d'un kilomètre (3 280 pieds) [source: Bluetooth SIG ]. En fait, de nombreux types de produits, tels que les écouteurs sans fil, nécessitent que la portée de communication des appareils soit très courte. Mais comme la technologie Bluetooth est très flexible et peut être configurée en fonction des besoins de l'application, les fabricants peuvent ajuster les paramètres Bluetooth de leurs appareils pour atteindre la portée dont ils ont besoin tout en maximisant la durée de vie de la batterie et en obtenant la meilleure qualité de signal.

Plusieurs facteurs affectent la portée des appareils Bluetooth:

L'une des dernières mises à jour de la technologie Bluetooth a introduit une technique appelée correction d'erreur directe (FEC ) pour améliorer la sensibilité du récepteur. La FEC corrige les erreurs de données détectées à l'extrémité de réception et améliore la portée effective d'un appareil de quatre fois ou plus sans avoir à utiliser plus de puissance de transmission. Cela signifie qu'un appareil peut recevoir avec succès des données lorsqu'il se trouve à une portée beaucoup plus longue de l'émetteur, où le signal sera beaucoup plus faible [source: Bluetooth SIG ].

La technologie Bluetooth comprend un certain nombre de mesures de sécurité qui peuvent satisfaire même les exigences de sécurité les plus strictes, telles que celles incluses dans les normes fédérales de traitement de l'information (FIPS).

Lors de la configuration d'un nouvel appareil, les utilisateurs passent généralement par un processus appelé couplage . L'appairage équipe chaque appareil de clés de sécurité spéciales et les amène à se faire confiance. Un appareil qui nécessite un couplage ne se connectera pas à un autre appareil avec lequel il n'a pas été couplé.

Ces clés de sécurité permettent à la technologie Bluetooth de protéger les données et les utilisateurs de plusieurs manières. Par exemple, les données échangées entre les appareils peuvent être cryptées afin qu'elles ne puissent pas être lues par d'autres appareils. Il peut également permettre à l'adresse qui fait office d'identité d'un appareil et qui est incluse dans les échanges de données sans fil d'être déguisée et changée toutes les quelques minutes. Cela protège les utilisateurs du risque d'être suivis à l'aide de données transmises par leurs appareils électroniques personnels.

Si vous possédez des appareils compatibles Bluetooth, vous en avez fait l'expérience par vous-même. Par exemple, si vous achetez une souris sans fil, la première fois que vous l'allumez, vous la jumelez à l'appareil avec lequel vous prévoyez de l'utiliser. Vous pouvez allumer la souris, puis accéder aux paramètres Bluetooth de votre ordinateur pour coupler l'appareil une fois que vous voyez son nom dans une liste d'accessoires Bluetooth à proximité. Un ordinateur peut gérer de nombreuses connexions Bluetooth à la fois de par sa conception. Vous pouvez utiliser une souris, un clavier et des écouteurs sans fil.

Cependant, les fabricants de ces accessoires vont limiter les connexions à une à la fois. Vous souhaitez que votre clavier ne saisisse que sur votre ordinateur ou que vos écouteurs écoutent spécifiquement votre téléphone. Certains permettent à l'utilisateur de coupler l'appareil avec plusieurs ordinateurs, tablettes ou téléphones, mais ils ne peuvent être autorisés à se connecter qu'à un à la fois. Tout dépend de ce que le fabricant a jugé judicieux pour son produit.

Certains appareils nécessitent un code de sécurité lorsqu'ils sont associés à un autre appareil. Ceci est un exemple d' authentificationet cela garantit que l'appareil avec lequel vous établissez cette relation de confiance est celui que vous pensez être, plutôt qu'un autre appareil situé ailleurs dans l'environnement. Par exemple, de nombreuses voitures vous permettent de prendre des appels sans lâcher les mains du volant. La première fois que vous souhaitez utiliser cette installation, vous devrez coupler votre téléphone et le système audio de la voiture en utilisant l'écran de divertissement de la voiture et votre smartphone ensemble. La voiture vous donne un numéro à saisir. Votre téléphone vous informe qu'un appareil souhaite être couplé à l'aide d'un code numérique. Vous entrez le code sur l'écran de divertissement pour confirmer qu'il s'agit d'un appariement autorisé. Après cela, vous pouvez utiliser le système téléphonique mains libres sans jamais avoir besoin de le coupler à nouveau.

L'utilisateur a également le contrôle de la visibilité d'un appareil sur d'autres appareils Bluetooth. Sur un ordinateur ou un smartphone, par exemple, vous pouvez également simplement basculer le mode Bluetooth de l'appareil sur "non détectable" ou simplement désactiver Bluetooth jusqu'à ce que vous en ayez à nouveau besoin.

Publié à l'origine: 11 novembre 2019

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