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Bluetooth, cos' e come funziona

Tecnologia di comunicazione a corto raggio, il bluetooth venne introdotto da Ericsson all’inizio degli anni ’90. Oggi trova applicazione in moltissimi dispositivi
Bluetooth, cos' e come funziona FASTWEB S.p.A.

Non vi preoccupate. I vostri denti non cambieranno colore per assumere una colorazione tendente all'azzurro o al blu. Nonostante la traduzione letterale sia esattamente "Dente blu", il Bluetooth non ha nulla a che fare con la nostra igiene orale o colorazione dei denti. Se vi chiedete che cos'è il Bluetooth e perché il Bluetooth si chiama così, dobbiamo fare un passo indietro (più di qualche passo, a dir la verità) fino all'anno 1000. Anche se nel Medioevo le telecomunicazioni wireless non erano ancora state inventate (né immaginate), il Bluetooth Special Interest Group (abbreviato in SIG, il consorzio che si occupa dello sviluppo dello standard) si è ispirato alla storia vichinga per trovare un nome adatto alla tecnologia.

Harald Blåtand è stato un re danese del X secolo d.C. che, grazie alle capacità di condottiero e guerriero, riuscì a unificare tutte le tribù guerriere della sua terra in un'unica nazione: fu in grado, in questo modo, di mettere in collegamento e comunicazione popoli di natura e culture differenti. Bluetooth altro non è che l'anglicizzazione del nome del re (della sua pronuncia danese, quanto meno) ed esattamente come il re danese, anche il Bluetooth si caratterizza per la sua capacità di mettere in comunicazione dispositivi di natura diversa, come smartphone, computer e automobili.

 

 

Che cos'è il Bluetooth

Il Bluetooth è uno standard tecnologico per lo scambio di dati senza fili su breve distanza, che utilizza la banda radio a onde corte UHF. Ideato per rimpiazzare i cavi dati RS-232, Il Bluetooth vede la luce (anche se non con questo nome) già nel 1994, quando la svedese Ericsson presenta sul mercato uno standard tecnologico simile all'attuale Bluetooth. Qualche anno dopo Ericsson, Nokia, Intel e Toshiba (tra gli altri) danno via al Bluetooth Special Interest Group, che si prefigge lo scopo di tenere aggiornato lo standard e sviluppare nuove specifiche e funzionalità. Oggi il SIG conta oltre 30mila membri con aziende operanti nel settore delle telecomunicazioni, dell'elettronica di consumo, dell'informatica e delle infrastrutture di rete.

 

Bluetooth

Come funziona il Bluetooth

Il Bluetooth sfrutta onde radio sulla frequenza dai 2.4 GHz ai 2.485 GHz e richiede un consumo di energia elettrica tutto sommato contenuto. Ogni dispositivo dotato di un chip Bluetooth è in grado di creare una rete di dimensioni limitate (a seconda della versione che si utilizza, il raggio d'azione può variare da un massimo di 10 metri a un massimo di 30 metri), chiamata Personal Area Network (PAN) ed estremamente sicura. Solitamente, la connessione e scambio dati all'interno di una singola PAN avviene tra due dispositivi, ma lo standard prevede che ogni device Bluetooth possa connettersi con un massimo di altri 7 dispositivi.

La rete Bluetooth (o piconet) utilizza protocolli a commutazione di pacchetto ed è caratterizzata da un'architettura master/slave (simile a quella server/client su cui si basa Internet, tanto per farsi un'idea). Lo scambio dati avviene a intervalli di tempo predeterminati e cadenzati dal master (ovvero dal dispositivo che crea la rete Bluetooth): ogni intervallo dura 312,5 microsecondi (un microsecondo equivale a un milionesimo di secondo), nel corso dei quali i dispositivi possono inviare i loro pacchetti dati. Il master invia dati negli intervalli dispari e riceve negli intervalli pari; gli slave ricevono negli intervalli dispari e inviano negli intervalli pari. In un'ipotetica piconet tra due device Bluetooth, il "principale" invia dati negli intervalli 1,3,5,7 e così via, mentre li riceve dal suo slave negli intervalli 2,4,6,8.

Le versioni del Bluetooth

Come tutti i nuovi standard, il primo Bluetooth è stato quello in versione 1.0, presto seguito dalla 1.0B. Entrambi non brillavano per sicurezza: risultava impossibile collegare due dispositivi mantenendo l'anonimato. Anche l'interoperabilità e l'universalità del collegamento (che in teoria erano la ragione stessa della nascita del Bluetooth) non erano sempre garantiti.

Buona parte di questi problemi sono stati risolti con il Bluetooth 1.1 e, soprattutto, con il Bluetooth 1.2. Quest'ultima versione introduce anche nuove funzionalità come l'Adaptive Frequency Hopping (AFH), per ridurre le interferenze elettromagnetiche e l'extended Synchronous Connections (eSCO), che permette la trasmissione di audio in alta qualità.

Con il Bluetooth 2.0 iniziano a salire anche le prestazioni della connessione, grazie alla tecnologia Enhanced Data Rate (EDR) che porta la velocità massima a 3 Mbit al secondo. Viene introdotto anche il controllo della qualità del servizio e viene ottimizzato di parecchio il consumo energetico. Il risparmio energetico sale ancora con il Bluetooth 2.1, che facilita anche le procedure di accoppiamento dei dispositivi e le rende più sicure.

bòuetooth

Il Bluetooth 3.0 è la versione dello standard che inaugura l'era delle connessioni Bluetooth ad alte prestazioni: grazie all'uso delle frequenze Wi-Fi IEEE 802.11 la velocità massima sale a 24 Mbit/s e questo standard inizia a diventare più interessante per un più largo spettro di usi. Anche perché diventa anche più sicuro, grazie all'Aomic Encryption Change: la password delle connessioni criptate viene cambiata in continuazione, per limitare i rischi di intrusione.

Con il Bluetooth 4.0 viene introdotto lo standard Low Energy (LE), cioè una versione del Bluetooth dedicata espressamente ai dispositivi come i sensori che richiedono poca banda dati ma devono consumare il meno possibile. La velocità del BLE scende infatti ad appena 1 Mbit/s, ma i consumi sono nettamente inferiori.

A partire dal Bluetooth 4.0, poi, si allarga ulteriormente lo spettro delle bande radio che possono essere utilizzate per trasmettere dati ad alta velocità, ma questo crea qualche problema di interferenza con alcune reti. Problemi risolti poi con il Bluetooth 4.1 e 4.2.

L'ultima generazione del Bluetooth è la quinta, che offre miglioramenti notevoli rispetto al passato: l'area di trasmissione è quattro volte più ampia, la velocità in modalità LE raddoppia, quella in modalità a consumo standard addirittura si moltiplica per otto. Bluetooth 5.1 e 5.2 sono oggi le versioni più veloci, stabili e sicure di questo standard di connessione tra dispositivi elettronici.

Cosa sono i profili Bluetooth

bluetooth musica

Se oggi con il Bluetooth si possono collegare tra loro i dispositivi più disparati ad un prezzo molto basso è perché, con il progredire dello standard, sono stati introdotti numerosi "profili". Con questo termine si intendono dei set di istruzioni, che fanno capo allo standard principale ma che sono specifiche per un determinato tipo di utilizzo. Uno speaker Bluetooth, ad esempio, ha bisogno di quella parte del protocollo Bluetooth che riguarda la trasmissione dell'audio, ma non anche quella che serve a gestire un flusso video. Un mouse Bluetooth, invece, non se ne fa niente né del primo set di istruzioni né del secondo, ma ha bisogno di un terzo set, cioè di un altro profilo Bluetooth.

Oggi i profili Bluetooth ufficialmente approvati sono ben 27, ma quelli maggiormente usati sono solo sei: Advanced Audio Distribution Profile (usato per trasferire audio in alta qualità), Audio/Video Remote Control Profile (AVRCP, usato per trasferire flussi audio/video), Handsfree Profile (HFP, usato nei sistemi di infotainment delle auto), Headset Profile (usato sulle cuffiette per ricevere e fare chiamate telefoniche), File Transfer Protocol (FTP, usato per trasferire file tra più dispositivi), Human Interface Device Protocol (usato per mouse, tastiere e altre periferiche di input).

Come collegare dispositivi Bluetooth

 

collegare dispositivi bluetooth

Anche se si tratta di uno standard tecnologico caratterizzato da un basso consumo energetico, il Bluetooth è solitamente disabilitato di default nei vari dispositivi che lo utilizzano (soprattutto se funzionano a batteria). Per effettuare il pairing tra due device Bluetooth, dunque, è necessario prima di tutto "accenderlo". Nei dispositivi Android, ad esempio, si trova una scorciatoia nel menu delle Impostazioni veloci, mentre negli iPhone è possibile attivare Bluetooh dal Centro controlli; nei computer Windows 10 l'interruttore si trova nelle Impostazioni, all'interno del menu Dispositivi.

Una volta verificato che il Bluetooth sia acceso su entrambi i device da sincronizzare, si avvia una ricerca dal dispositivo "master": partirà una scansione della piconet appena creata nel tentativo di individuare altre periferiche Bluetooth nel suo raggio d'azione. Una volta individuata, sarà possibile effettuare il pairing seguendo semplicemente la procedura guidata disponibile.

Le applicazioni del Bluetooth

 

cosa è il bluetooth

Anche se non ce ne rendiamo pienamente conto, negli anni questo standard comunicativo ha trovato un numero sempre maggiore di applicazioni, un po' in tutti i campi della tecnologia, dell'informatica e delle telecomunicazioni. Pensate, ad esempio, agli auricolari Bluetooth che permettono di effettuare chiamate senza dover stare per minuti (o anche ore) con il cellulare attaccato all'orecchio e senza fili che penzolano fino alla tasca (o al borsello). O ai sistemi di infotainment delle automobili che, grazie alla connettività Bluetooth, permettono di effettuare chiamate senza dover tenere ben visibile il cellulare. E, quindi, senza distrarsi dalla guida. Per non parlare, infine, degli speaker Bluetooth, che consentono di ascoltare musica all'aperto senza bisogno di una presa di corrente.

Il Bluetooth trova però ampio utilizzo anche in informatica. E non solo per periferiche come mouse, tastiera, stampanti e altoparlanti. Grazie al Bluetooth, ad esempio, è possibile creare una piccola rete locale che consente di sincronizzare lo smartphone al PC e scambiare dati tra i due dispositivi (come foto, video o contatti, ad esempio) oppure di utilizzare lo smartphone come hotspot Wi-Fi e connettere il computer a Internet con il tethering.

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