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TECNOLÓGICO PASCUAL BRAVO-INSTITUCIÓN UNIVERSITARIA
BLUETOOTH
Diana Marcela Domínguez Piedrahita
08/02/2012
Bluetooth es el nombre común de la especificación industrial IEEE 802.15.1,
que se basa en la tecnología por la cual se realiza la transmisión de voz y datos
entre diferentes dispositivos mediante un enlace de radiofrecuencia segura
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Contenido
INTRODUCCIÓN .............................................................................4
¿Es Bluetooth el futuro de la interconectividad inalámbrica? .................5
1. Nacimiento de la tecnología ......................................................5
1.1. Historia ............................................................................5
1.2. ¿Qué es el SIG de Bluetooth? ..............................................5
2. Descripción ............................................................................6
2.1. Funcionamiento .................................................................6
2.2. Características técnicas ......................................................6
2.3. Arquitectura ......................................................................7
2.4. Versiones ..........................................................................7
2.5. Usos y aplicaciones ............................................................8
3. Ventajas y desventajas del Bluetooth respecto de otras tecnologías
9
3.2. Velocidad de transferencia ..................................................9
3.2. Distancia de alcance ...........................................................9
Conclusión ................................................................................... 10
Anexo: Cuadro comparativo de los estándar de las tecnologías ........ 11
Bibliografía .................................................................................. 12
INTRODUCCIÓN
Bluetooth es el nombre común de la especificación industrial IEEE 802.15.1,
que se basa en la tecnología por la cual se realiza la transmisión de voz y datos
entre diferentes dispositivos mediante un enlace de radiofrecuencia segura.
Esta tecnología pretende facilitar las comunicaciones entre dispositivos móviles
y fijos, eliminar cables, crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar la
sincronización de datos.
Bluetooth nace con el fin de desarrollar una nueva tecnología para permitir la
interconexión vía radio de dispositivos móviles.
Los datos obtenidos para este informe se han relevado de la IEEE más
específicamente, de su Grupo de Interés Especial (SIG), también se incluyo
información de revistas especializadas como la publicación RedUSERS.
Para poder determinar si Bluetooth es el futuro de la interconexión inalámbrica
no se puede dejar de lado a tecnologías similares como Wi-fi y UWB. Por eso
se debió comparar estas tecnologías, y así lograr saber si la existencia de una
influía en las de las otras. Otro aspecto considerado ha sido el desarrollo a
través del tiempo, las variaciones y modificaciones, que tecnologías
experimentaron mayores cambios y porqué, las aceptaciones en el mercado y
ventajas
y
desventajas
comparativas.
¿Es Bluetooth el futuro de la interconectividad inalámbrica?
1. Nacimiento de la tecnología
1.1.
Historia
El nombre Bluetooth surge del rey danés y noruego Harald Blåtand la
traducción en inglés es Harold Bluetooth (Diente Azul, si bien en lengua danesa
significa tez oscura). Es conocido por unificar las tribus noruegas, suecas y
danesas.
Es así, que Bluetooth intenta unificar diferentes tecnologías como ordenadores,
teléfonos móviles y otros periféricos. Su símbolo parte de la unión de las runas
nórdicas H y B:
En 1994 Ericsson realizó un estudio con el fin de investigar la viabilidad de una
nueva interfaz de bajo costo y consumo para interconexión vía radio, es decir
sin cables. Este estudio surgió de un proyecto que investigaba unos
multicomunicadores conectados a una red celular, llegando así a un enlace de
radio de corto alcance, llamado MC Link. Mediante el desarrollo de esta
investigación, se descubrió que este tipo de enlace podía ser utilizado en
muchas aplicaciones distintas, ya que su principal capacidad se basa en un
chip de radio.
1.2.
¿Qué es el SIG de Bluetooth?
El SIG (Special Interest Group) de Bluetooth está conformado por un grupo de
empresas con el mismo objetivo: desarrollar, promover, definir y publicar las
especificaciones de esta tecnología inalámbrica a corta distancia para la
conexión de dispositivos móviles.
El grupo fue fundado en 1998 por Agere, Ericsson, Intel, IBM, Lenovo,
Microsoft, Motorola, Nokia y Toshiba.
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2. Descripción
2.1.
Funcionamiento
Esta tecnología inalámbrica es un sistema de comunicaciones de corto alcance,
que tiene como objetivo eliminar cables en conexiones entre dispositivos
electrónicos (portátiles y fijos). Sus principales características son su fiabilidad,
mínimo costo y bajo consumo.
El núcleo de su sistema está conformado por un transmisor de radio, una
banda base y un conjunto de protocolos. Gracias a este sistema, se puede
conectar dispositivos e intercambiar distintos tipos de datos entre ellos.
2.2.
Características técnicas
En sus comienzos, Bluetooth tenía un canal de comunicación de un máximo de
720 Kb/s y un rango óptimo de 10mts. (100 mts. con repetidores). Su
frecuencia de radio estaba en el rango de 2.4 a 2.48 GHz con amplio espectro
y saltos de frecuencia. Cuenta con la posibilidad de transmitir en Full Duplex,
con un máximo de 1600 saltos/s. Los saltos de frecuencia se dan entre un total
de 79 frecuencias con intervalos de 1MHz. Gracias a estas características,
cuenta con robustez y seguridad.
Opera en redes "ad-hoc" llamadas piconet, donde pueden existir desde 2 hasta
200 clientes. En todas las redes piconet uno de los sistemas tiene que operar
como "maestro". Éste es el que inicia la conexión y se encarga de establecer
los parámetros iniciales.
Se puede conectar varias piconet, formando así una scatternet. En una
scatternet el maestro nopuede operar como tal sobre dos piconet, peri sí puede
haber dos dispositivos esclavos dedistintas piconet.
Tiene una potencia de salida de 1mW para una distancia máxima de 10 m,
mientras que la versión de largo alcance transmite entre 100 mW y 1W.
Con el objetivo de obtener un bajo consumo y bajo costo, el SIG creó un chip
utilizando circuitos CMOS, logrando así una solución de 9x9mm y que consume
un 97% menos de energía que un teléfono celular común.
De acuerdo con lo mencionado, Bluetooth transmite en una tecnología Full
Duplex, esto significa que trabaja con dos canales de transferencia: uno de
emisión y otro de recepción. Estos canales pueden soportar una transferencia
de 432,6 Kb/s.
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2.3.
Arquitectura
El hardware del dispositivo Bluetooth está compuesto por un dispositivo de
radio y un controlador digital. El dispositivo de radio se encarga de modular y
transmitir la señal, mientras que el controlador digital (compuesto por una
CPU, un procesador de señales digitales llamado Controlador de Enlace y de
interfaces con el dispositivo anfitrión.
El controlador de enlace no solo tiene la tarea de procesar la banda base y el
manejo de los protocolos ARQ y FEC de capa física, sino también de las
funciones de transferencia (tanto asíncrona como síncrona), codificación de
Audio y cifrado de datos.
CPU atiende las instrucciones relacionadas con Bluetooth del dispositivo
anfitrión, simplificando de esta manera su operación. Para esta actividad, el
CPU cuenta con un software denominado Link Manager que tiene la función de
comunicarse con otros dispositivos, por medio del protocolo LMP.
Las tareas principales del Link Manager son:
•
Envío y recepción de datos
•
Empaginamiento y peticiones
•
Determinación de conexiones
•
Autenticación
•
Negociación y determinación de tipos de enlace
•
Determinación del tipo de cuerpo de cada paquete
•
Ubicación del dispositivo en modo sniff o hold.
2.4.
Versiones
Desde sus inicios, Bluetooth fue evolucionando en varios aspectos, entre ellos,
sus versiones.
•
Bluetooth 1.1
•
Bluetooth 1.2
•
Bluetooth 2.0
•
Bluetooth 2.1
La versión 1.2 fue desarrollada para superar el inconveniente de interferencia
que existía entre la versión 1.1 y Wi-Fi. Además cuenta con una técnica que
ejecuta una transmisión más eficiente y un cifrado más seguro. También ofrece
una calidad de voz con menor ruido ambiental y provee una configuración más
rápida de la comunicación con los otros dispositivos bluetooth (dentro del
rango de alcance).
La versión 2.0 incorporó la técnica EDR, que le permite mejorar la tasa de
transferencia, alcanzando los 3Mb/s, solucionando a la vez algunos errores de
la versión anterior.
La versión 2.1 simplifica la conexión entre los dispositivos y tiene un consumo
de potencia 5 veces menor.
2.5.
Usos y aplicaciones
Bluetooth, como cualquier otra tecnología, tiene una gran variedad de distintos
usos y aplicaciones que se enumeran a continuación:
Conexión sin cables entre los celulares y equipos de manos libres, también
kit para autos.
Crear una red inalámbrica en espacios reducidos, donde no sea tan
importante una transferencia tan veloz.
Comunicación sin cables entre la PC y dispositivos de entrada y salida
(impresoras, teclados y mouses).
Transferir archivos o carpetas entre dispositivos, utilizando el protocolo de
enlace OBEX.
Transferir contactos, citas y recordatorios entre dispositivos, por medio del
mismo protocolo.
Reemplazar la comunicación por cable entre equipos GPS y equipamiento
médico.
Controles remotos (tradicionalmente dominado por el infrarrojo)
Enviar publicidades entre anunciantes y dispositivos con bluetooth.
La Playstation 3 y Nintendo Wii tienen bluetooth, que permiten utilizar
mandos inalámbricos.
La tecnología Bluetooth permite conectar cualquier periférico de oficina
mediante una red inalámbrica. Conectar una PC o una notebook con
impresoras, scanners y faxes sin cables. Bluetooth brinda la posibilidad de usar
teléfonos con tres vías. Cuando se está en movimiento funciona como un
teléfono móvil (uso de red celular), Y cuando el teléfono entra en el rango de
otro teléfono móvil con Bluetooth, estos funcionan como una radio (hablar
entre
celulares
sin
usar
la
red
de
telefonía
móvil).
3. Ventajas y desventajas del Bluetooth respecto de otras
tecnologías
3.2.
Velocidad de transferencia
La tasa de transferencia de Bluetooth no supera los 3 Mbps, mientras que la de
Wi-fi varía entre 11 y 54 Mbps. El UWB supera ambas, llegando a los 480
Mbps.
Esta diferencia de transferencia está dada porque el espectro de frecuencia que
utiliza UWB es varias veces mayor que las dos anteriores (desde 3,1 hasta
10,6 GHz), mientras que el de Bluetooth y Wi-fi va desde 2.4 hasta 2.48 GHz.
3.2.
Distancia de alcance
Wi-fi es la tecnología con mayor distancia de alcance, ya que la misma es de
152 metros. Bluetooth ofrece una distancia de 100 metros, mientras que UWB
no más de 10 metros.
Sin embargo, hay que tener presente que cada una de estas tecnologías tiene
distintos alcances de acuerdo al tipo o clase que se tome en cuenta.
En espacios abiertos con antenas estándares, wi-fi alcanza los 305 metros, en
un espacio más reducido (oficina) alcanza los 106 metros, mientras que en las
casas, los 61 metros.
La clase 1 de Bluetooth es la que más alcance tiene (100 metros). La clase 2
llega a los 20 metros, y la clase 3 alrededor de 10 metro.
3.2.
Consumo de Energía
La potencia que se debe utilizar para poder trasmitir utilizando la tecnología
bluetooth es de 20dbm para la clase 1, de 4dbm para la clase 2 y de 1dbm
para la clase estándar (clase 1). Mientras que la potencia necesaria para la
transmisión utilizando Wi-Fi es de 15dbm. Por otra parte la tecnología UWB es
la que tiene el menor consumo de energía que representa -10dbm.
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Conclusión
De acuerdo con los datos obtenidos en esta investigación se puede observar
que la tecnología bluetooth fue desarrollada para evitar la utilización de cables,
y poder conectar dispositivos de una amplia variedad, de manera rápida y fácil.
El crecimiento de esta tecnología permitió la creación de pequeñas redes
llamadas piconet. Y por sus características esta tecnología fue adoptada por
muchas compañías para implementarla en sus dispositivos.
Sin embargo a pesar del gran impacto que causó Bluetooth, se espera que en
los próximos años sea remplazada por una tecnología muy similar pero con
mayores prestaciones conocida como UWB (Ultra Wide Band). Esta innovación
alcanza velocidades similares a las obtenidas en conexiones vía cable, y de un
consumo menor en relación con la tecnología bluetooth.
Además se espera que en un futuro los avances de la UWB lleven a poder
tener distancias de alcance similares a las de la tecnología Wi-Fi. Es por ese
motivo que se llega a la conclusión de que la utilización del bluetooth como
interconexión inalámbrica llegará a su fin en los próximos años.
𝑅=
𝜌
4𝐿
((ln )
2𝜋𝐿
𝑎
10
Anexo: Cuadro comparativo de los estándar de las
tecnologías
RANGO DE
FRECUENCIA
VELOCIDAD DE
TRANSFERENCIA
CONSUMO DE
ENERGIA
DISTANCIA DE
ALCANCE
BLUETOOTH
2.40 a 2.48
GHz
De 1 a 3 Mbps
De 0 dbm
WI-FI
De 2.40 a 2.48
GHz
De 11 a 45
Mbps
De 15 dbm
UWB
De 3.1 a
10.6 GHz
De 110 a 480
Mbps
De -10 dbm
De 1 a 10
metros
De 60 a 100
metros
De 1 a 10
metros
Bibliografía
García, O. (s.f.). IDG, “Se aprueba el estándar UWB que sustituirá al
Bluetooth”].
Recuperado
el
26
de
Mayo
de
2007,
de
<http://www.idg.es/comunicaciones/noticias.asp?id=91557170>
Red Users, “El bluejacking sigue en expansión”, Vida digital [en línea]
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<http://www.redusers.com/noticias/confirman-laexpansion-del-bluejacking> [Consulta: 26 de mayo de 2007]
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[En
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[Consulta: 26 de mayo de 2007]
WIKIPEDIA, “WI-FI”. [En línea] <http://es.wikipedia.org/wiki/WIFI>
[Consulta: 26 de mayo de 2007]