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Come funziona il Bluetooth

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Come funziona il Bluetooth FASTWEB S.p.A.
Tastiera Bluetooth
Internet
Nonostante abbia 20 anni esatti, la tecnologia Bluetooth è ancora oggi tra le più utilizzate

Presente in decine di miliardi di dispositivi (dagli smartphone ai laptop, dalle tastiere alle cuffie, passando per casse audio e mouse), il Bluetooth è una delle tecnologie di comunicazione più diffuse al mondo. Utilizzata per creare un ponte comunicativo tra due dispositivi posti a breve distanza l'uno dall'altro (nell'ambito di pochi metri, solitamente) e scambiare pacchetti dati a grande velocità, la tecnologia fu ideata per fare un po' di pulizia sulla scrivania ed eliminare parte dei fili che solitamente la occupano.

 

Logo Bluetooth

 

Nonostante i primi dispositivi dotati di questa tecnologia – come la tastiera Bluetooth e cuffie Blueetoth – siano comparsi sul mercato nel lontano 1994, il Bluetooth è ancora oggi tra i mezzi di comunicazione più comodi ed efficaci in determinate situazioni. In particolare, risulta particolarmente utile se si debbono trasferire file tra un computer e uno smartphone o tra due computer e non si dispone di un cavo che possa metterli in comunicazione.

Come funziona il Bluetooth

Il Bluetooth opera nel range di frequenza dei 2,45 gigahertz (tra i 2,402 GHz e i 2,480 GHz a voler essere precisi), trasmettendo dati via onde radio poco energetiche. In questo modo i dispositivi dotati di questa tecnologia possono scambiare informazioni di ogni genere utilizzando un quantitativo minimo di energia. La banda di frequenza utilizzata è stata “riservata”, tramite appositi accordi internazionali, per scopi industriali, scientifici e medici (abbreviato in banda ISM in gergo tecnico). La banda in questione, naturalmente, non è utilizzata esclusivamente da dispositivi Bluetooth: i telefoni cordless, i baby monitor e i telecomandi per cancelli automatici, ad esempio, lavorano nello stesso intervallo di frequenza.

Per evitare sovrapposizioni e interferenze con questi e altri dispositivi, il Bluetooth ha una potenza di trasmissione molto limitata (circa 1 milliwatt), così da operare solamente all'interno di un raggio molto ristretto (solitamente non più di 10 metri). Nonostante questa limitazione, due dispositivi Bluetooth non hanno bisogno ”vedersi” l'un l'altro per stabilire una connessione: anche se dovessero frapporsi tra lodo degli ostacoli, come ad esempio un muro, la trasmissione dei dati non subirà grossi rallentamenti.

 

Mouse Bluetootth

 

Una singola sorgente Blueetooth (un computer, uno smartphone, ...) può creare una connessione contemporanea con un massimo di altri otto dispositivi. Per far sì che non si creino interferenze, il Bluetooth utilizza la cosiddetta frequency hopping spread-spectrum, una tecnica che permette di ampliare lo spettro di trasmissione di un segnale variando la frequenza in uso ad intervalli regolari in maniera pseudocasuale, secondo uno schema randomico condiviso tra sorgente e ricevitore. Un dispositivo Bluetooth utilizzerà 79 frequenze di trasmissione: ogni secondo si registreranno ben 1.600 cambi, così da evitare che si creino interferenze comunicative tra gli otto dispositivi collegati. Dal momento che i cambi avverranno in maniera automatica e, come detto, pseudocasuale, sarà improbabile che due dispositivi utilizzino contemporaneamente la stessa porzione di banda nello stesso momento. Questo sistema, inoltre, rende la comunicazione Bluetooth particolarmente resistente al fenomeno del multipath fading.

Quando due dispositivi dotati di Bluetooth entrano l'uno nel raggio d'azione dell'altro, comincia un fitto scambio comunicativo necessario a stabilire se le informazioni devono essere condivisi “alla pari” oppure se un dispositivo agirà da “server” (master) e l'altro da “client” (slave). Questo primo scambio di informazioni avviene automaticamente, senza alcun intervento da parte dell'utente ; solo quando sarà stabilita la connessione sarà chiesto a quest’ultimo di inserire sul suo device il codice identificativo per appaiare smartphone, computer o sistema multimediale che sia. A questo punto si creerà una piccola rete locale, chiamata Personal Area Network (abbreviato in PAN) o piconet. Una volta che questa rete è stabilita, i due dispositivi cambiano frequenze all'unisono (per il principio prima accennato del frequency hopping spread-spectrum) così che la connessione possa avvenire in maniera in più possibile fluida e senza intoppi.

Come si crea una connessione Bluetooth

 

Auricolare Bluetooth

 

Affinché una tastiera Bluetooth possa connettersi ad un computer o delle cuffie Bluetooth ad uno smartphone è necessario che i due dispositivi trovino un “accordo” su un doppio livello comunicativo. Da un lato dovranno accordarsi sul piano fisico: dovendo stabilire una connessione a onde radio, sarà necessario che i due dispositivi si accordino sulla frequenza attraverso la quale comunicare e sullo schema da utilizzarsi per i salti di frequenza descritto in precedenza. Il secondo accordo dovrà stabilirsi a livello software: la connessione Bluetooth è gestita tramite un protocollo che organizza e governa le fasi dello scambio comunicativo. Si dovranno quindi stabilire quanti bit alla volta dovranno essere inviati, ogni quanto dovranno essere inviati e le modalità con le quali accertarsi che i pacchetti inviati siano stati ricevuti correttamente.

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