ORIGEN DEL NOMBRE

Desciende del rey danés y noruego harald blatand, cuya traducción al inglés es Harold bluetooth, quien era un rey Vikingo de Dinamarca entre los años 940 a 981, el cual era reconocido por su capacidad de ayudar a los ciudadanos Vikingos no solo a comunicarse entre ellos sino que su nivel de persuasión llego a un punto tal que logro unificar las tribus noruegas, suecas y danesas [1] .

DEFINICIÓN

Especificación industrial para redes inalámbricas de área personal o wpans1 que posibilita la transmisión y recepción de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM2 de los 2,4 ghz.Basándose en la especificación industrial IEEE 802.15.13 y complementado con el estándar IEEE 802.15.24, el cual define un estándar global de comunicación inalámbrica; esta es el resultado de un trabajo conjunto entre distintas empresas inicialmente encontramos la unión de Ericsson, Intel, Nokia,Toshiba e IBM, meses después de notar su evidente acogida otras empresas se unieron entre ellas Microsoft, 3COM, Motorola y Lucent.[2]

TECNOLOGÍA

La especificación de bluetooth define un canal de comunicación de máximo 720kb/seg con rango óptimo de 10m q puede ser extendió hasta 100m. La frecuencia de radio con la que trabaja está en el rango de 2.4 a 2.48ghz. bluetooth permite modos de transmisión full dúplex, para ello utiliza saltos de frecuencia5 los cuales se dan entre un total de 79 frecuencias con intervalos de

1 Una WPAN o Wireless Personal Area Network es una red inalámbrica de área personalque enfocan sus sistemas de comunicaciones a un área de aproximadamente 10 metros a la redonda para así enviar y recibir información de un dispositivo ya sea que esté en movimiento o no.

2ISM o Industrial, Scientific and Medical son bandas reservadas internacionalmente para uso no comercial de radiofrecuencia electromagnética inicialmente asignadas a áreas industriales, científicas y médicas. En la actualidad estas bandas se han extendió permitiendo su uso en comunicaciones para redes WLAN,Wi-Fi, WPAN, Bluetooth.

3IEEE 802.15.1 especificada en el año 2002 desarrolla un estándar basado en la especificación 1.1 de Bluetooth, en esta IEEE incluye especificaciones sobre nivel físico o PHY, permisos, autorizaciones y control de acceso al medio o MAC.

4IEEE 802.15.2 creada en el año 2003 estudia los posibles problemas derivados de la coexistencia de WPAN con otros dispositivos inalámbricos que utilizan las bandas de frecuencia no reguladas, tales como redes inalámbricas de área local WLAN.

5Salto de frecuencia o FHSS(FrequencyHopping Spread Spectrum) es una técnica de modulación en espectro ensanchado en la que la señal se emite sobre una serie de radiofrecuencias que

1mhz, esto permite brindar seguridad y robustez. La potencia de salida para transmitir a una distancia máxima de 10m es de 0dbm, mientras que para un largo alcance se tienen 20dbm.

El protocolo de banda base combina switching de circuitos y paquetes. Para asegurar que los paquetes no lleguen fuera de orden, para asegurar este funcionamiento los slots pueden ser reservados por paquetes síncronos, en el momento de la transmisión para garantiza el funcionamiento en el modo de transmisión full duplex son usados saltos diferentes de señal para cada paquete.

Por otro lado, el switching de circuitos puede ser asíncrono o síncrono, esto hace referencia a que en transmisión de datos puede existir un canal síncrono y uno asíncrono. De la misma maneracada canal de voz puede soportar una tasa de transferencia de 64 kb/s en cada sentido, la cual es suficiente para la transmisión de voz, cabe detallar que un canal asíncrono puede transmitir como mucho 721 kb/s en una dirección.[3]

Fig. 1Funcionamientotecnología BluetoothTomado de:

http://www.seguridadmobile.com/bluetooth/especificacion-bluetooth/arquitectura-de-protocolo/Temp/LMP.jpg

pueden parecer aleatorias, saltando de frecuencia en frecuencia sincrónicamente con el transmisor. Así todos aquellos receptores no autorizados escucharán una señal ininteligible y de intentar interceptar la señal, sólo se conseguiría para unos pocos bits.

ARQUITECTURA DEL HARDWARE

Está compuesto por dos partes un dispositivo de radio en cargado de modular y transmitir la señal y un controlador digital, a su vezel controlador digital está compuesto por una CPU y un procesador de señales digitales6. [4]

Fig. 2 esquema interno procesador digital de señales DSP.Tomado de: http://www.it.uniovi.es/old/material/informatica/uvieu/sistemas/redesComputadores/

rso13-tcp.pdf

6 Un procesador digital de señales o DSP (digital signalprocessor) es un sistema basado en un procesador o microprocesador que posee instrucciones básicas de funcionamiento, un hardware y un software creado específicamente para aplicaciones que requieran operaciones numéricas a muy alta velocidad. Debido a esto es utilizado para el procesamiento y posterior transmisión de señales analógicas en tiempo real.

El LC7está encargado de hacer el procesamiento de la banda base y del manejo de los protocolos ARQ8 y FEC9 de la capa física. Además, se encarga de las funciones de transferencia tanto asíncrona como síncrona, codificación de voz y de datos. [5]

REDES BLUETOOTH

Latopologíausada en redes bluetooth puede ser puntoapunto o punto amultipunto, mediante la utilización de cómo mínimo un dispositivo.Los dispositivos, se comunican en redes denominadas piconets10. Estas redes tienen posibilidad de crecer hasta tener 8 conexiones punto a punto. Sin embargo esta red se puede extender mediante la formación de scatternets11. [6]

7LC oLink Controller permite comprimir de una manera óptima y ordenada el tráfico, reducir el ancho de banda y reducir los cuellos de botella del ancho de banda para la entrega paquetes de datos o voz.

8ARQ o AutomaticRepeat-reQuest son protocolos utilizados para el control de errores en la transmisión de datos el cual garantiza la integridad de los mismos.

9FEC esquema para el envío información redundante de los datos, dado que la corrección se realiza en el destino no se necesita canal de retorno para avisar al emisor de posibles errores.

10Piconet se denomina a una red de dispositivos informáticos que se conectan por medio de la tecnología Bluetooth. En una red piconet podemos encontrar de dos a ocho dispositivos, en esta red siempre habrá maestro el cual se encarga de la sintonización y sincronización, los demás dispositivos serán esclavos.

11Scatternets o redes dispersas se pueden formar cuando un miembro de una red piconet ya sea el maestro o uno de los esclavos decide participar como esclavos en otra red piconet por separado. El dispositivo que participan en ambas piconets pueden transmitir datos entre los miembros de ambas redes.

Fig. 3 Ilustración red PiconetTomado de:

http://1.bp.blogspot.com/_-7hXNcYj8rQ/SNPFN-rYF_I/AAAAAAAAAEs/VLXHxmgZaAE/s320/piconet.jpg

Fig. 4 Ilustración red ScatternetTomado de:

http://www.elitemoviles.net/files/posted_images/user_11919_0602_sapronov_bt_pic1.gif

En una piconet, un dispositivo debe actuar como maestro, enviando la información del reloj para sincronizarse y la información de los saltos de frecuencia. El resto de los dispositivos actúan como esclavos. [7]

PROTOCOLO DE CONEXIÓN

Las conexiones para Bluetooth, se establecen a través de los siguientes posibles estados en los que se puede encontrar un dispositivo en una red piconet o una red Scatternet:

Standby: Los dispositivos en un red no están del todo conectadosdado queellos solo escuchan mensajes cada 1,28 segundos, sobre aproximadamente 32 saltos de frecuencias.

Page: Mensaje que es enviado por un dispositivo que desea establecer una conexión total con otro dispositivo ya sea dentro de la piconet o por el contrario si desea crear una red Scatternet.

Active: Estado en el cual ocurre la transmisión de datos.

Hold: Estado en el cual el maestro o los esclavos desean permanecer conectados para conservar la red, pero sin necesidad de la transferencia ni recepción de información.

Sniff: Este modo tan solo aplica para los esclavos, dado que estos desean seguir haciendo parte de la red ya sea piconet o Scatternet, en este estado los esclavosescuchanpero a un nivel muy bajo.

Park: Es el estado más reducido que se puede encontrar en una red bluetooth aún más que el modohold. Durante este, los esclavos son sincronizados a la piconet o Scatternet, es por esto que no requiere una reactivación completa, sin embargo este dispositivo no hace parte del tráfico al momento de la transmisión o recepción. [8]

FUNCIONAMIENTO RED BLUETOOTH

La especificación de Bluetooth pretende que todas las aplicaciones sean capaces de operar entre sí. Para conseguir esta interoperabilidad, las aplicaciones en

dispositivos remotos deben ejecutarse basados en una serie de protocolos idénticos, los cuáles no solo garantizan interoperabilidad sino además seguridad.

Para comunicarse con otros dispositivos Bluetooth, requiere de un hardware específico para el mismo, que incluye un módulo de banda base, además de un módulo de radio y una antena.

Además deberá contener un software encargado de controlar la conexión entre dos dispositivos ya sea en una red piconet o Scatternet; este software Link Manager por lo general correrá en un microprocesador dedicado tan solo a esta tarea. Los Link Managers de diferentes dispositivos Bluetooth se comunicarán mediante el protocolo LMP12.

La pila completa de protocolos se compone tanto de protocolos específicos para Bluetooth, entre los que encontramos LMP y L2CAP13, también encontramos protocolos no específicos de Bluetooth como son OBEX14, UDP15, TCP IP. [9]

12 Link Manager Protocolo oLMP es un protocolo en la capa de enlace de datos específicamente en la pila de protocolos Bluetooth. Este es el encargado de realizar la configuración de enlace, autenticación, configuración de enlace y otros protocolos.

13Logical Link Control AdaptionProtocol o L2CAP se aloja sobre el Protocolo de banda base y reside en la capa de enlace de datos. Este provee servicios orientados al trabajo de operatividad sin conexión en relación a los protocolos de capa superior, también ofrece servicios de multiplexación, segmentación y operación de montaje. Permite protocolos de alto nivel y aplicaciones para transmitir y recibir información de voz y datos de hasta 64 kilobytes.

14 OBEXoObjects Exchange Protocol es el protocolo de comunicaciones que facilita el intercambio de objetos binarios entre dispositivos, además del intercambio de r tarjetas de visita, datos, voz e incluso las aplicaciones.

15UserDatagramProtocol o UDP es un protocolo del nivel de transporte basado en el intercambio de datagramas o Paquete de datos. Este permite el envío de datagramas a través de la red sin que se haya establecido previamente una conexión, ya que el propio datagrama incorpora suficiente información de direccionamiento en su cabecera. Tampoco tiene confirmación ni control de flujo, por lo que los paquetes pueden adelantarse unos a otros lo cual imposibilita saber si han llegado correctamente.

Fig. 5 Esquema protocol en una red bluetoothTomado de:

http://bluehack.elhacker.net/proyectos/bluesec/Tempo/pilabt.jpg

VERSIONES

Bluetooth v.1.1: en 1994, Ericsson inició un estudio para investigar unos multicomunicadores conectados a una red celular, hasta que se llegó a un enlace de radio de corto alcance, llamado MC link el cualse basaba en un chip de radio.

Bluetooth v.1.2: provee una solución inalámbrica que garantiza la integridad de la información a la vez que la coexistencia entre Bluetooth y Wi-Fi en el espectro de los 2.4 GHz, sin interferencia entre ellos, además ofrece una calidad de vozcon menor ruido ambiental, y provee una más rápida configuración de la comunicación con los otros dispositivos bluetooth dentro del rango del alcance.

Bluetooth v.2.0: creada para ser una especificación separada, principalmente incorpora la técnica EDR16 que le permite mejorar las velocidades de transmisión en hasta 3Mbps.

Bluetooth v.2.1: simplifica los pasos para crear la conexión entre dispositivos, además el consumo de potencia es 5 veces menor.

Bluetooth v3.0: aumenta considerablemente la velocidad de transferencia. La idea es que el nuevo Bluetooth trabaje con WiFi, de tal manera que sea posible lograr mayor velocidad en los smartphones. [10]

ANCHO DE BANDA SEGÚN LAS VERSIONES

VERSIÓN ANCHO DE BANDA (Mbit/s)

Versión 1 1Versión 2 3Versión 3 24

Tabla 1Tomado de:

Would Trotsky Wear a Bluetooth?Pp 158

OTRA CLASIFICACIÓN PARA BLUETOOTH

También se puede clasificar como Clase 1, Clase 2 y Clase 3 en referencia a la potencia de transmisión, y el rango máximo de alcance, sin embargo estas clases son totalmente compatibles entre ellas.

CLASE POTENCIA (mW) POTENCIA (dBm)

RANGO

1 100 20 1002 2.5 4 103 1 0 1

Tabla 2

16Enhanced Data Rate o EDR proporciona una velocidad de datos mejorada con el fin de establecer una transferencia más rápida de datos.

Tomado de:Bluetooth ApplicationDeveloper's Guide. Pp 202

APLICACIONES

Transferencia de datos entre dispositivos vía OBEX.

Reemplazo de la tradicional comunicación por cable entre dispositivos.

Controles remotos.

Las consolas incorporan Bluetooth, lo que les permite utilizar mandos inalámbricos.

Fig. 6 Imagen dispositivos trabajando con bluetoothTomada de:

http://www.jambitz.com/wp-content/uploads/2010/09/sony-playstation-3-ps3-120gb-slim-01-570x627.jpeg

PERSPECTIVAS

Fig. 7 Logo WibreeTomado de:

http://blog.tmcnet.com/blog/tom-keating/images/wibree.jpg

WIBREE:

Es una nueva tecnología digital desarrollada por Nokia que trabaja con radiofrecuencia para pequeños dispositivos. Es la primera tecnología abierta de comunicación inalámbrica, que ofrece comunicación entre dispositivos móviles o computadores y otros dispositivos más pequeños también conocidos como dispositivos de pila de botón, por esta razón fue diseñado para que funcione con poca energía.

Debido a su bajo consumo de energía, con Wibreeserá posible conectar teléfonos y otros dispositivos electrónicos como relojes, sensores deportivos, ratones inalámbricos o monitores, que a menudo no son capaces de utilizar la tecnología Bluetooth v3.0 debido a su gran demanda de energía.

Wibree se convertirá en parte de la especificación de Bluetooth para los dispositivos inalámbricos de baja potencia, por lo que será posible comunicar todas las versiones de Bluetooth con la tecnología Wibree.[11]

REFERENCIA:

[1]J. Robert. (2011, Mayo 6). Networks (2nd ed.) [En línea]. Disponible en: tecnyo.com/¿que-es-bluetooth/.

[2] Robert Morrow. (2001, Mayo 6). ITU. [En línea]. Disponible en:http://search.proquest.com/docview/845521802/12F4A9EECE37B9B949D/1?accountid=43790

[3]MullerNathan, “Bluetooth Demystified” J, 2nd ed. McGraw-Hill Professional Book Group. Pp 253 – 255. Octubre 2008.

[4] MullerNathan, “Bluetooth Demystified” J, 2nd ed. McGraw-Hill Professional Book Group. Pp 262 – 265. Octubre 2008.

[5]Michael Dipperstein. (2011, Mayo12). It Bluetooth. [En línea]. Disponible en: http://www.it.uniovi.es/old/material/informatica/uvieu/sistemas/redesComputadores/rso13-tcp.pdf

[6]Burrows-Wheeler. (2011, Mayo 12). Broadcom Drives Bluetooth in Mobile PhonesWith Converged Connectivity. [En linea]. Disponible en:http://search.proquest.com/docview/444826084/12F4A9EECE37B9B949D/5?accountid=43790

[7]Michael Dipperstein. (2011, Mayo 17). Bluetooth basics. [En línea]. Disponible en:http://search.proquest.com/docview/218554767/12F4A9EECE37B9B949D/7?accountid=43790

[8]ShannonFano,“Bluetooth Operation and Use”,  McGraw-Hill Professional PublishingOriginal Publication. Pp8 –15. 2008 Junio 6.

[9]Gaspard Fox. (2011, Mayo 17). Bluetooth work. [En línea]. Disponible en: http://vidateleco.wordpress.com/2009/07/01/bluetooth-parte-2/

[10] K. Kimura and A. Lipeles. (2011, Mayo 17).Bluetooth ApplicationDeveloper's Guide. [En línea]. Disponible en:www.aclantis.com/bluetooth-2-0-descargar-gratis-bluetooth-2-0-enhanced-data-rate-art8791.html

[11] ArthurEugeneBluetooth. (2011, Mayo 19).AccessoriesReadyButWhere Are ThePhones?. [En línea]. Disponible en:http://search.proquest.com/docview/216498145/12F4A9EECE37B9B949D/11?accountid=43790