Bluetooth es el nombre común de la especificación industrial IEEE 802.15.1, que define un estándar global de comunicación inalámbrica que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia segura, globalmente y sin licencia de corto rango. Los principales objetivos que se pretende conseguir con esta norma son:
- Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles y fijos.
- Eliminar cables y conectores entre éstos.
- Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar la sincronización de datos entre nuestros equipos personales.
Los dispositivos que con mayor intensidad utilizan esta tecnología son los de los sectores de las telecomunicaciones y la informática personal, como PDAs, teléfonos móviles, ordenadores portátiles, PCs, impresoras y cámaras digitales.
La tecnología Bluetooth comprende hardware, software y requerimientos de interoperatividad, por lo que para su desarrollo ha sido necesaria la participación de los principales fabricantes de los sectores de las telecomunicaciones y la informática, tales como: Ericsson, Nokia, Motorola, Toshiba, IBM e Intel, entre otros. Posteriormente se han ido incorporando muchas más compañías, y se prevé que próximamente lo hagan también empresas de sectores tan variados como automatización industrial, maquinaria, ocio y entretenimiento, fabricantes de juguetes, electrodomésticos, etc., con lo que en poco tiempo se nos presentará un panorama de total conectividad de nuestros aparatos tanto en casa como en el trabajo.
Historia
El nombre procede del rey danés y noruego Harald Blåtand cuya traducción al inglés sería Harold Bluetooth (Diente Azul, aunque en lengua danesa significa ‘de tez oscura’) conocido por unificar las tribus noruegas, suecas y danesas.
De la misma manera, Bluetooth intenta unir diferentes tecnologías como las de los ordenadores, los teléfonos móviles y el resto de periféricos. El símbolo de Bluetooth es la unión de las runas nórdicas H y B.
A comienzos de 1997 surgió lo que se conoce como el SIG (Special Interest Group) de Bluetooth, que es un grupo de compañías que trabajan juntas para desarrollar, promover, definir y publicar las especificaciones de esta tecnología inalámbrica. La idea era lograr un conjunto adecuado de áreas de negocio, líderes del mercado de las telecomunicaciones, los PCS portátiles y de la fabricación de chips. El propósito principal del consorcio fué y es, el establecer un standard para la interface aérea junto con su software de control, con el fin de asegurar la interoperatibilidad de los equipos entre los diversos fabricantes.
Este grupo se fundó en febrero de 1999 por estos promotores:
- Ericsson Mobile Communications AB.
- Intel Corporation.
- IBM Corporation.
- Toshiba Corporation.
- Nokia Mobile Phones.
En mayo del mismo año, se invitó a otras compañías para participar en el grupo, publicando la versión 1.0 de las especificaciones Bluetooth en julio de 1999. En diciembre, el núcleo inicial de promotores admitió a otras cuatro grandes compañías:
- Microsoft.
- Lucent.
- 3COM.
- Motorola.
Al ser partícipes del SIG, las compañías pueden dotar de Bluetooth a sus productos con la garantía que ofrece el pertenecer al grupo y conocer las especificaciones técnicas de la tecnología, además de poder utilizar libremente la banda radio de Bluetooth (2,4 GHz) mientras que las compañías externas no pueden aplicar la tecnología al no tener su patente.
El SIG creció hasta llegar a más de 1800 miembros en abril de 2001
En octubre de 2006, Nokia anunció el lanzamiento de ZigBee como sustituto de Bluetooth, dedicándose al mismo segmento de dispositivos y aplicaciones pero con un menor consumo de energía.
El primer objetivo para los productos Bluetooth de primera generación eran los entornos de la gente de negocios que viaja frecuentemente. Esto originaba una serie de cuestiones previas que deberían solucionarse tales como:
- El sistema debería operar en todo el mundo.
- El emisor de radio deberá consumir poca energía, ya que debe integrarse en equipos alimentados por baterías.
- La conexión deberá soportar voz y datos, y por lo tanto aplicaciones multimedia.
- La tecnología debería tener un bajo costo. Como objetivo se quiso alcanzar los 5 Dólares por dispositivo.
La tecnología
La especificación de Bluetooth define un canal de comunicación de como máximo 720 kb/s (1 Mbps de capacidad bruta) con rango óptimo de 10 metros (100 m con repetidores).
La tecnología Bluetooth opera en una banda de frecuencia industrial, científica y médica (ISM) que no requiere licencia y que se encuadra, concretamente, entre 2.4 y 2.485 GHz. Utiliza una señal bidireccional en un espectro ensanchado por salto de frecuencia a una velocidad nominal de 1600 saltos/segundo. La banda ISM de 2.4 GHz está disponible en casi todos los países y no suele requerir licencia.
La función de salto adaptable de frecuencia (AFH) de la tecnología inalámbrica Bluetooth se diseñó expresamente para reducir las interferencias de las tecnologías inalámbricas que comparten el espectro de 2.4 GHz. La función AFH utiliza la frecuencia disponible dentro del espectro. Para ello, detecta los dispositivos conectados y descarta las frecuencias que éstos estén utilizando. Este salto adaptable permite unas transmisiones más eficaces dentro del espectro, por lo que se mejora el funcionamiento del dispositivo, incluso si el usuario utiliza otras tecnologías al mismo tiempo. La señal salta entre 79 frecuencias en intervalos de 1 MHz para tener un alto grado de tolerancia a las interferencias.
La potencia de salida para transmitir a una distancia máxima de 10 metros es de 0 dBm (1 mW), mientras que la versión de largo alcance transmite entre 20 y 30 dBm (entre 100 mW y 1 W).
Para lograr alcanzar el objetivo de bajo consumo y bajo costo, se ideó una solución que se puede implementar en un solo chip utilizando circuitos CMOS. De esta manera, se logró crear una solución de 9×9 mm y que consume aproximadamente 97% menos energía que un teléfono movil común.
El hardware que compone el dispositivo Bluetooth esta compuesto por dos partes:
- un dispositivo de radio, encargado de modular y transmitir la señal
- un controlador digital, compuesto por una 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 encriptación 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.
En la especificación Bluetooth se han definido dos tipos de enlace que permitan soportarr incluso aplicaciones multimedia:
- Enlace de sincronización de conexión orientada (SCO)
- Enlace asíncrono de baja conexión (ACL)
Los enlaces SCO soportan conexiones asimétricas, punto a punto, usadas normalmente en conexiones de voz, éstos enlaces están definidos en el canal, reservándose dos slots consecutivos (envío y retorno) en intervalos fijos. Los enlaces ACL soportan conmutaciones punto a punto simétricas o asimétricas, típicamente usadas en la transmisión de datos.
Un conjunto de paquetes se han definido para cada tipo de enlace físico:
- Para los enlaces SCO, existen tres tipos de slot simple, cada uno con una portadora a una velocidad de 64 kbit/s. La transmisión de voz se realiza sin ningún mecanismo de protección, pero si el intervalo de las señales en el enlace SCO disminuye, se puede seleccionar una velocidad de corrección de envio de 1/3 o 2/3.
- Para los enlaces ACL, se han definido el slot-1, slot-3, slot-5. Cualquiera de los datos pueden ser enviados protegidos o sin proteger con una velocidad de corrección de 2/3. La máxima velocidad de envío es de 721 kbit/s en una dirección y 57.6 kbit/s en la otra.
Para asegurar la protección de la información se ha definido un nivel básico de encriptación, que se ha incluido en el diseño del chip de radio para proveer de seguridad a equipos que carezcan de capacidad de procesamiento, las principales medidas de seguridad son:
- Una rutina de pregunta-respuesta, para autentificación.
- Una corriente cifrada de datos, para encriptación
- Generación de una clave de sesión (que puede ser cambiada durante la conexión)
Tres entidades son utilizadas en los algoritmos de seguridad: la dirección de la unidad Bluetooth, que es una entidad pública; una clave de usuario privada, como una entidad secreta; y un número aleatorio, que es diferente por cada nueva transacción.
Versiones
- Bluetooth v.1.1
- Bluetooth v.1.2
- Bluetooth v.2.0
La versión 1.2, a diferencia de la 1.1, provee una solución inalámbrica complementaria para co-existir bluetooth y Wi-Fi en el espectro de los 2.4 GHz, sin interferencia entre ellos. Usa la técnica «Adaptive Frequency Hopping (AFH)», que ejecuta una transmisión más eficiente y una encriptación más segura. Para mejorar las experiencias de los usuarios, ofrece una calidad de voz con menor ruido ambiental y provee una más rápida configuración de la comunicación con los otros dispositivos bluetooth dentro del rango del alcance, como pueden ser PDAs, HIDs (Human Interface Devices), ordenadores portátiles, ordenadores de sobremesa, impresoras y teléfonos móviles.
La versión 2.0, creada para ser una especificación separada, principalmente incorpora la técnica «Enhanced Data Rate» (EDR) que le permite mejorar las velocidades de transmisión en hasta 3Mbps a la vez que intenta solucionar algunos errores de la especificación 1.2.
La clasificación de los dispositivos bluetooth como «Clase 1», «Clase 2» o «Clase 3» es únicamente una referencia de la potencia de trasmisión del dispositivo, siendo totalmente compatibles los dispositivos de una clase con los de la otra.
|
Clase
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Potencia máxima permitida
(mW) |
Potencia máxima permitida
(dBm) |
Rango
(aproximado) |
Mas información en la red:
http://spanish.bluetooth.com/Bluetooth/Learn/
http://www.apple.com/es/bluetooth/
http://www.ieee802.org/15/pub/TG1.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Bluetooth
Filed under: Bluetooth, Ingeniería Informática, Seguridad informática, Wi-Fi | Leave a comment »
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