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Qué es Bluetooth
Bluetooth es una tecnología que provee un camino fácil para la computación móvil, para la comunicación entre dispositivos y conectarse a Internet a altas velocidades, sin el uso de cables. Además, se busca facilitar la sincronización de datos de computadoras móviles, teléfonos celulares y manejadores de dispositivos. La Tecnología Bluetooth es de pequeña escala, bajo costo y se caracteriza por usar enlaces de radio de corto alcance entre móviles y otros dispositivos, como teléfonos celulares, puntos de accesos de red (access points) y computadoras. Esta tecnología opera en la banda de 2.4 GHz. Tiene la capacidad de atravesar paredes y maletines, por lo cual es ideal tanto para el trabajo móvil, como el trabajo en oficinas. Durante 1994, surgió la idea de investigar la posibilidad de crear un dispositivo de bajo costo que sirviera para comunicar diversos dispositivos, la idea era hacerlo basado en un estándar estricto para que su uso se popularizara y diversos fabricantes pudieran desarrollar dispositivos que lo utilizaran. En 1998, un grupo de industrias líderes en computadoras y telecomunicaciones, incluyendo Intel, IBM, Toshiba, Ericsson y Nokia, estuvieron desarrollando dicho dispositivo. Para asegurar, que esta tecnología esta implementada con un empalme perfecto en un diverso rango de dispositivos, esos líderes formaron un grupo de intereses especiales (Special Interests Group - SIG). El SIG fue rápidamente ganando miembros, como las compañías 3Com, Axis Comunication, Compaq, Dell, Lucent Technologies UK Limited, Motorola, Qualcomm y Xircom.
La especificación de Bluetooth define un canal de comunicación de máximo 720Kb/seg con rango optimo de 10m (opcionalmente 100m). La frecuencia de radio con la que trabaja está en el rango de 2.4 a 2.48Ghz con amplio espectro y saltos de frecuencia con posibilidad de transmitir en full duplex con un máximo de 1600 saltos/seg. Los saltos de frecuencia se dan entre un total de 79 frecuencias con intervalos de 1Mhz; esto permite brindar seguridad y robustez. La potencia de salida para transmitir a una distancia máxima de 10m es de 0dBM (1 mW), mientras que la versión de largo alcance transmite entre -30 y 20dBM (100 mW). Para lograr alcanzar el objetivo de bajo consumo y bajo costo, se ideo una solución que se puede implementar en un solo 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. El protocolo de banda base (canales simples por línea) combina switching de circuitos y paquetes. Para asegurar que los paquetes no lleguen fuera de orden, los slots pueden ser reservados por paquetes síncronos, un salto diferente de señal es usado para cada paquete. Por otro lado, el switching de circuitos puede ser asíncrono o síncrono. Tres canales de datos síncronos (voz), o un canal de datos síncrono y uno asíncrono, pueden ser soportados en un solo canal. Cada canal de voz puede soportar una tasa de transferencia de 64 Kb/s en cada sentido, la cual es suficientemente adecuada para la transmisión de voz. Un canal asíncrono puede transmitir como mucho 721 Kb/s en una dirección y 56 Kb/s en la dirección opuesta, sin embargo, para una conexión asíncrona es posible soportar 432,6 Kb/s en ambas direcciones si el enlace es simétrico.
El hardware que compone el dispositivo Bluetooth esta compuesto por dos partes. Un dispositivo de radio, en cargado de modular y transmitir la señal; y un controlador digital. El controlador digital esta compuesto por un CPU, por un procesador de señales digitales (DSP - Digital Signal Processor) llamado Link Controller (o controlador de Enlace) y de los interfaces con el dispositivo anfitrión. El LC o Link Controller está encargado de hacer el procesamiento de la banda base y del manejo de los protocolos ARQ y FEC de capa física. Además, se encarga de las funciones de transferencia (tanto asíncrona como síncrona), codificación de Audio y encripción de datos. El CPU del dispositivo se encarga de atender las instrucciones relacionadas con Bluetooth del dispositivo anfitrión, para así simplificar su operación. Para ello, sobre el CPU corre un software denominado Link Manager que tiene la función de comunicarse con otros dispositivos por medio del protocolo LMP.
Entre las tareas realizadas por el LC y el Link Manager, destacan las siguientes:
Buscando ampliar la compatibilidad de los dispositivos Bluetooth, los dispositivos que se apegan al estándar utilizan como interfaz entre el dispositivo anfitrión (laptop, teléfono celular, etc) y el dispositivo Bluetooth como tal (chip Bluetooth) una interfaz denominada HCI (Host Controller Interface).
Los protocolos de alto nivel como el SDP (Protocolo utilizado para encontrar otros dispositivos Bluetooth dentro del rango de comunicación, encargado, también, de detectar la función de los dispositivos en rango), RFCOMM (Protocolo utilizado para emular conexiones de puerto serial) y TCS (Protocolo de control de telefonía) interactúan con el controlador de banda base a través del Protocolo L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol). El protocolo L2CAP se encarga de la segmentación y reensamblaje de los paquetes para poder enviar paquetes de mayor tamaño a través de la conexión Bluetooth.
Las topología de las redes Bluetooth puede ser punto-a-punto o punto-a-multipunto.
Los dispositivos, se comunican en redes denominadas piconets. Estas redes tienen posibilidad de crecer hasta tener 8 conexiones punto a punto. Además, se puede extender la red mediante la formación de scatternets. Una scatternet es la red producida cuando dos dispositivos pertenecientes a dos piconets diferentes, se conectan. En una piconet, un dispositivo debe actuar como master, enviando la información del reloj (para sincronizarse) y la información de los saltos de frecuencia. El resto de los dispositivos actúan como slaves.
Bluetooth esta diseñado para usar acuses de recibos (acknowledgement) y saltos de frecuencias (frecuency hopping), lo cual hará conexiones robustas. Esto esta basado en paquetes, y saltarán a una nueva frecuencia después de que cada paquete es recibido, lo cual no solo ayuda a los problemas de interferencia, sino que añade seguridad. La tasa de datos es un megabytes/segundo, incluyendo el encabezado. Una transmisión "full duplex" (ambas direcciones al mismo tiempo) es realizado por multiplexaje de división de tiempo. Como se especificó previamente, la transmisión de datos puede ser realizada de maneta síncrona o asíncrona. El método Síncrono Orientado a Conexión (SCO) es usado principalmente para voz, y el Asíncrono No Orientado a Conexión (ACL) es principalmente usado para transmitir datos. Dentro de un "piconet" cada par master-slave pueden usar un modo de transmisión distinto, y los modos pueden ser cambiados en algún momento. La división de tiempo "Duplex", es usado para SCO y ACL, y ambos soportan 16 tipos de paquetes, cuatro de los cuales son paquetes de control, que son los mismos en cada tipo . Debido a la necesidad de tranquilidad en la transmisión de datos, los paquetes SCO son entregados en intervalos reservados, esto es, los paquetes son enviados en grupos sin permitir la interrupción de otras transmisiones. Los enlaces ACL soportan tanto transmisión simétrica como transmisión asimétrica.
Las conexiones Bluetooth, son establecidas a través de la siguiente técnica:
Tres técnicas de corrección de error han sido definidas:
En cuanto a
la Seguridad, ésta es provista en tres caminos:
Algunas de las aplicaciones que se pueden dar a los dispositivos Bluetooth han sido mencionadas en la especificación del estándar (versión 1). Entre otras, destacan las siguientes:
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