La luce blu è accesa, sei connesso con la magia del bluetooth! Ma come funziona?
Bluetooth è un senza fili standard tecnologico che consente ai dispositivi di comunicare a corto raggio (onde radio UHF nella banda ISM da 2.4 a 2.485 GHz) costruzione di una rete personale (PAN). È ampiamente utilizzato per dispositivi mobili come cuffie e altoparlanti, offrendo la possibilità di comunicare e realizzare applicazioni ad ampio raggio.
Diamo un'occhiata alla storia e alla tecnologia alla base di questo straordinario standard wireless.
Comprensione della tecnologia Bluetooth
Cos'è il Bluetooth?
Bluetooth è uno standard di tecnologia wireless che consente ai dispositivi di comunicare tra loro a corto raggio, creando una rete PAN (Personal Area Network). È ampiamente utilizzato per lo scambio di dati tra dispositivi fissi e mobili, dando loro la possibilità di comunicare e realizzare una vasta gamma di applicazioni. La tecnologia Bluetooth utilizza le onde radio nel frequenza banda di 2.4 GHz, che è una gamma di frequenza limitata riservata alle applicazioni industriali, scientifiche e mediche (ISM).
Come funziona il Bluetooth?
La tecnologia Bluetooth prevede l'invio e la ricezione di dati in modalità wireless tra dispositivi che utilizzano onde radio. La tecnologia utilizza un flusso costante di dati, che viene trasmesso in modo invisibile attraverso l'aria. La portata tipica per i dispositivi Bluetooth è di circa 30 piedi, ma può variare a seconda del dispositivo e dell'ambiente.
Quando due dispositivi abilitati Bluetooth entrano nel raggio l'uno dell'altro, si riconoscono e si selezionano automaticamente, un processo chiamato associazione. Una volta accoppiati, i dispositivi possono comunicare tra loro in modo completamente wireless.
Quali sono i vantaggi del Bluetooth?
La tecnologia Bluetooth offre diversi vantaggi, tra cui:
- Semplicità: la tecnologia Bluetooth è facile da usare e consente ai dispositivi di comunicare tra loro senza coinvolgere fili o cavi.
- Portabilità: la tecnologia Bluetooth è progettata per comunicare in modalità wireless tra dispositivi portatili, rendendola ideale per l'uso in viaggio.
- Sicurezza: la tecnologia Bluetooth consente ai conducenti di parlare al cellulare a mani libere, rendendo la guida più sicura.
- Convenienza: la tecnologia Bluetooth consente agli utenti di scaricare foto dalle loro fotocamere digitali o collegare un mouse al tablet senza fili o cavi.
- Connessioni simultanee: la tecnologia Bluetooth consente a più dispositivi di connettersi tra loro contemporaneamente, rendendo possibile ascoltare la musica su un auricolare mentre si utilizzano anche tastiera e mouse.
Etimologia
La versione anglicizzata di un antico epiteto norreno scandinavo
La parola "Bluetooth" è una versione anglicizzata dell'epiteto scandinavo antico norvegese "Blátǫnn", che significa "dai denti blu". Il nome è stato scelto da Jim Kardach, un ex ingegnere Intel che ha lavorato allo sviluppo della tecnologia Bluetooth. Kardach ha scelto il nome per indicare che la tecnologia Bluetooth unisce in modo simile dispositivi disparati, proprio come il re Harald unì le tribù danesi in un unico regno nel X secolo.
Da folle idea casalinga a uso comune
Il nome “Bluetooth” non è stato il risultato di un'evoluzione naturale, ma piuttosto una serie di casualità che hanno portato alla costruzione di un marchio. Secondo Kardach, in un'intervista, stava guardando un documentario di History Channel su Harald Bluetooth quando gli è venuta l'idea di dare il suo nome alla tecnologia. Il nome è stato lanciato in un momento in cui gli URL erano brevi e il cofondatore Robert ha ammesso che "Bluetooth" era semplicemente carino.
Da Googol a Bluetooth: la mancanza di un nome perfetto
I fondatori di Bluetooth inizialmente suggerirono il nome "PAN" (Personal Area Networking), ma mancava di un certo squillo. Hanno anche considerato il termine matematico "googol", che è il numero uno seguito da 100 zeri, ma è stato ritenuto troppo vasto e inimmaginabile. L'attuale CEO di Bluetooth SIG, Mark Powell, ha deciso che "Bluetooth" era il nome perfetto perché rifletteva le immense capacità di indicizzazione e di networking personale della tecnologia.
L'errore di ortografia accidentale che si è bloccato
Il nome "Bluetooth" è stato quasi scritto "Bluetoo" a causa della mancanza di URL disponibili, ma l'ortografia è stata modificata in "Bluetooth" per fornire un'ortografia più comune. L'ortografia era anche un cenno al nome del re danese, Harald Blåtand, il cui cognome significa "dente blu". L'errore di ortografia è stato il risultato di una magia linguistica che ha massacrato il nome originale e ha portato a un nuovo nome accattivante e facile da ricordare. Di conseguenza, l'errore ortografico accidentale è diventato il nome ufficiale della tecnologia.
La storia del Bluetooth
La ricerca di una connessione wireless
La storia del Bluetooth risale a millenni fa, ma la ricerca di una connessione wireless è iniziata alla fine degli anni '1990. Nel 1994, Ericsson, una società di telecomunicazioni svedese, ha avviato un progetto con lo scopo di specificare un modulo wireless per una stazione base personale (PBA). Secondo Johan Ullman, all'epoca CTO di Ericsson Mobile in Svezia, il progetto si chiamava "Bluetooth" in onore di Harald Gormsson, un re morto di Danimarca e Norvegia noto per la sua capacità di unire le persone.
La nascita del Bluetooth
Nel 1996, un olandese di nome Jaap Haartsen, che all'epoca lavorava per Ericsson, fu incaricato di guidare un team di ingegneri per studiare la fattibilità di una connessione wireless. Il team ha concluso che era possibile ottenere una velocità dati sufficientemente elevata con un consumo energetico adeguato per un cellulare. Il passo logico era fare lo stesso per notebook e telefoni nei rispettivi mercati.
Nel 1998, l'industria si è aperta per consentire la massima collaborazione e integrazione delle invenzioni, ed Ericsson, IBM, Intel, Nokia e Toshiba sono diventati firmatari del Bluetooth Special Interest Group (SIG), con un totale di 5 brevetti rivelati.
Bluetooth oggi
Oggi, la tecnologia Bluetooth ha spinto in avanti il settore wireless, con la possibilità di connettere i dispositivi senza problemi e in modalità wireless. Il consumo energetico massimo è basso, il che lo rende adatto all'uso in un'ampia gamma di dispositivi. L'incorporazione della tecnologia Bluetooth nei notebook e nei telefoni ha aperto nuovi mercati e l'industria continua a consentire la massima collaborazione e integrazione delle invenzioni.
A partire dal 2021, ci sono oltre 30,000 brevetti relativi alla tecnologia Bluetooth e Bluetooth SIG continua a rivedere e aggiornare la tecnologia per soddisfare le esigenze del mercato dell'elettronica di consumo.
Connessioni Bluetooth: sicure o no?
Sicurezza Bluetooth: il bene e il male
La tecnologia Bluetooth ha rivoluzionato il modo in cui colleghiamo i nostri dispositivi. Ci consente di scambiare dati in modalità wireless, senza la necessità di cavi o connessioni dirette. Questa invenzione ha reso le nostre attività quotidiane estremamente convenienti, ma presenta anche un aspetto terrificante: il pericolo che malintenzionati intercettino i nostri segnali Bluetooth.
Cosa puoi fare con il Bluetooth?
Connessione di dispositivi in modalità wireless
La tecnologia Bluetooth consente di connettere diversi dispositivi in modalità wireless, eliminando la necessità di cavi e cavi. Ciò significa che puoi sperimentare un modo più semplice e conveniente di connettere i dispositivi. Alcuni dispositivi che possono essere collegati tramite Bluetooth includono:
- Smartphone
- computer
- Stampatori di qualsiasi marca
- Mice
- tastiere
- Cuffie
- RELATORI
- Camere
Trasferimento dei dati
La tecnologia Bluetooth consente inoltre di trasferire i dati in modalità wireless tra dispositivi. Ciò significa che puoi condividere rapidamente e facilmente documenti, foto e altri file senza la necessità di cavi o una connessione Internet. Alcuni modi in cui puoi utilizzare il Bluetooth per il trasferimento dei dati includono:
- Associare il telefono al computer per trasferire i file
- Collegando la fotocamera al telefono per condividere immediatamente le foto
- Connetti il tuo smartwatch al telefono per ricevere notifiche e controllare il tuo dispositivo
Migliorare il tuo stile di vita
La tecnologia Bluetooth ha reso più facile migliorare il tuo stile di vita in diversi modi. Per esempio:
- Le app per la salute e il fitness possono utilizzare il Bluetooth per tenere traccia dei tuoi dati di allenamento e salute, offrendoti una migliore comprensione della tua salute e del tuo benessere generale.
- I dispositivi domestici intelligenti possono essere controllati tramite Bluetooth, consentendoti di controllare le luci, il termostato e altri dispositivi dal tuo telefono.
- Gli apparecchi acustici abilitati Bluetooth possono trasmettere l'audio direttamente dal tuo telefono, migliorando la qualità della tua esperienza di ascolto.
Mantenere il controllo
La tecnologia Bluetooth ti consente inoltre di mantenere il controllo sui tuoi dispositivi in vari modi. Per esempio:
- Puoi usare il Bluetooth per controllare a distanza l'otturatore della tua fotocamera, permettendoti di scattare foto a distanza.
- Puoi utilizzare il Bluetooth per controllare la tua TV, permettendoti di regolare il volume e cambiare canale senza doverti alzare dal divano.
- Puoi utilizzare il Bluetooth per controllare l'autoradio, consentendoti di riprodurre musica in streaming dal telefono senza dover toccare il dispositivo.
Nel complesso, la tecnologia Bluetooth è uno strumento versatile e utile che può essere utilizzato in vari modi per migliorare la nostra vita. Sia che tu voglia connettere dispositivi, trasferire dati o mantenere il controllo sui tuoi dispositivi, il Bluetooth offre una buona soluzione.
Implementazione
Frequenza e spettro
Il Bluetooth funziona nella banda di frequenza a 2.4 GHz senza licenza, condivisa anche da altre tecnologie wireless tra cui Zigbee e Wi-Fi. Questa banda di frequenza è suddivisa in 79 canali designati, ciascuno con una larghezza di banda di 1 MHz. Bluetooth utilizza una tecnica di salto di frequenza a spettro esteso che divide le frequenze disponibili in canali da 1 MHz ed esegue il salto di frequenza adattivo (AFH) per evitare interferenze da altri dispositivi che operano nella stessa banda di frequenza. Il Bluetooth utilizza anche il Gaussian frequency-shift keying (GFSK) come schema di modulazione, che è una combinazione di quadrature phase-shift keying (QPSK) e frequency-shift keying (FSK) e si dice che fornisca spostamenti di frequenza istantanei.
Accoppiamento e connessione
Per stabilire una connessione Bluetooth tra due dispositivi, è necessario prima associarli. L'associazione implica lo scambio di un identificatore univoco chiamato chiave di collegamento tra i dispositivi. Questa chiave di collegamento viene utilizzata per crittografare i dati trasmessi tra i dispositivi. L'accoppiamento può essere avviato da entrambi i dispositivi, ma un dispositivo deve fungere da iniziatore e l'altro da risponditore. Una volta accoppiati, i dispositivi possono stabilire una connessione e formare una piconet, che può includere fino a sette dispositivi attivi alla volta. L'iniziatore può successivamente avviare connessioni con altri dispositivi, formando una scatternet.
Trasferimento dati e modalità
Il Bluetooth può trasferire i dati in tre modalità: voce, dati e trasmissione. La modalità vocale viene utilizzata per la trasmissione dell'audio tra dispositivi, ad esempio quando si utilizza un auricolare Bluetooth per effettuare una telefonata. La modalità dati viene utilizzata per il trasferimento di file o altri dati tra dispositivi. La modalità di trasmissione viene utilizzata per l'invio di dati a tutti i dispositivi nel raggio d'azione. Il Bluetooth passa rapidamente da una modalità all'altra a seconda del tipo di dati trasferiti. Il Bluetooth fornisce anche la correzione degli errori in avanti (FEC) per migliorare l'affidabilità dei dati.
Comportamento e vaghezza
I dispositivi Bluetooth dovrebbero ascoltare e ricevere dati solo quando necessario per alleggerire il carico sulla rete. Tuttavia, il comportamento dei dispositivi Bluetooth può essere alquanto vago e può variare a seconda del dispositivo e della sua implementazione. La lettura di un tutorial sull'implementazione del Bluetooth può aiutare a chiarire parte della vaghezza. Bluetooth è una tecnologia ad hoc, il che significa che non richiede un'entità centralizzata per funzionare. I dispositivi Bluetooth possono raggiungere l'un l'altro direttamente senza la necessità di uno switch o di un router.
Specifiche e caratteristiche del Bluetooth
Interoperabilità e compatibilità
- Bluetooth aderisce a una serie di specifiche tecniche sviluppate dal Bluetooth Special Interest Group (SIG) per garantire l'interoperabilità tra diversi dispositivi.
- Bluetooth è compatibile con le versioni precedenti, il che significa che le versioni più recenti di Bluetooth possono funzionare con le versioni precedenti di Bluetooth.
- Il Bluetooth ha subito diversi aggiornamenti e miglioramenti nel tempo, con la versione attuale Bluetooth 5.2.
- Bluetooth fornisce un profilo comune che consente ai dispositivi di condividere dati e funzionalità, inclusa la possibilità di ascoltare audio, monitorare lo stato ed eseguire applicazioni.
Rete mesh e doppia modalità
- Bluetooth ha un profilo di rete mesh separato che consente ai dispositivi di coesistere e fornire una connessione affidabile su un'area più ampia.
- Bluetooth Dual Mode offre ai dispositivi un modo per eseguire contemporaneamente sia il Bluetooth classico che il Bluetooth Low Energy (BLE), fornendo una migliore connettività e affidabilità.
- BLE è una versione raffinata di Bluetooth che fornisce funzionalità di base per il trasferimento dei dati ed è più facile per i consumatori connettersi.
Sicurezza e pubblicità
- Bluetooth ha una guida sviluppata dal National Institute of Standards and Technology (NIST) per garantire la sicurezza delle connessioni Bluetooth.
- Bluetooth utilizza una tecnica chiamata pubblicità per consentire ai dispositivi di rilevare e connettersi tra loro.
- Il Bluetooth ha deprecato alcune funzionalità meno recenti che potrebbero avere un impatto sul ritiro del supporto per queste funzionalità in futuro.
Nel complesso, Bluetooth è una tecnologia wireless ampiamente utilizzata che ha subito molti aggiornamenti e miglioramenti nel tempo per fornire funzionalità e affidabilità migliori. Con la sua gamma di caratteristiche e specifiche, il Bluetooth continua a essere una scelta popolare per molti professionisti e consumatori.
Dettagli tecnici della tecnologia Bluetooth
Architettura Bluetooth
L'architettura Bluetooth è costituita da un nucleo definito dal Bluetooth SIG (Special Interest Group) e da un sostituto per la telefonia adottato dall'ITU (International Telecommunication Union). L'architettura di base è costituita da uno stack che gestisce i servizi universalmente supportati, mentre la sostituzione della telefonia gestisce l'istituzione, la negoziazione e lo stato del comando.
Hardware Bluetooth
L'hardware Bluetooth è fabbricato utilizzando RF Circuiti integrati CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). Le interfacce principali dell'hardware Bluetooth sono l'interfaccia RF e l'interfaccia in banda base.
Servizi Bluetooth
I servizi Bluetooth sono inclusi nello stack Bluetooth e sono fondamentalmente un insieme di PDU (Protocol Data Units) inviate tra dispositivi. Sono supportati i seguenti servizi:
- Scoperta dei servizi
- Stabilimento della connessione
- Negoziazione di connessione
- Trasferimento dati
- Stato del comando
Compatibilità Bluetooth
La tecnologia Bluetooth è ampiamente utilizzata per le reti personali, consentendo ai dispositivi di comunicare in modalità wireless su distanze limitate. I dispositivi Bluetooth aderiscono a una serie di specifiche e funzionalità per garantire la compatibilità, incluso l'uso di un indirizzo MAC (Media Access Control) univoco e la capacità di eseguire lo stack Bluetooth. Bluetooth supporta anche il trasferimento dati asincrono e gestisce la correzione degli errori utilizzando ARQ e FEC.
Connessione con Bluetooth
Dispositivi di accoppiamento
La connessione di dispositivi con Bluetooth è un modo unico e semplice per collegare i tuoi dispositivi in modalità wireless. L'associazione dei dispositivi comporta la registrazione e il collegamento di due dispositivi abilitati Bluetooth, come uno smartphone e un laptop, per scambiare dati senza fili. Ecco come accoppiare i dispositivi:
- Attiva il Bluetooth su entrambi i dispositivi.
- Su un dispositivo, seleziona l'altro dispositivo dall'elenco dei dispositivi disponibili visualizzato.
- Tocca il pulsante "Associa" o "Connetti".
- Un po' di codice viene scambiato tra i dispositivi per assicurarsi che siano quelli corretti.
- Il codice aiuta a garantire che i dispositivi siano quelli corretti e non il dispositivo di qualcun altro.
- Il processo di associazione dei dispositivi può variare a seconda del dispositivo in uso. Ad esempio, l'associazione di un iPad a un altoparlante Bluetooth può comportare un processo diverso rispetto all'associazione di uno smartphone a un laptop.
Considerazioni sulla sicurezza
La tecnologia Bluetooth è ragionevolmente sicura e previene le intercettazioni casuali. Il passaggio alle frequenze radio impedisce un facile accesso ai dati trasmessi. Tuttavia, la tecnologia Bluetooth offre alcuni rischi per la sicurezza ed è importante tenere presente la sicurezza quando la si utilizza. Ecco alcune considerazioni sulla sicurezza:
- Limita le attività Bluetooth a tipi specifici di dispositivi e limita i tipi di attività consentiti.
- Impegnarsi in attività consentite ed evitare quelle che non lo sono.
- Fai attenzione agli hacker che potrebbero tentare di ottenere l'accesso non autorizzato al tuo dispositivo.
- Disabilita il Bluetooth quando non in uso.
- Utilizza sempre la versione più recente di Bluetooth, che offre funzionalità di larghezza di banda e sicurezza migliorate.
- Tieni presente i rischi del tethering, che ti consente di condividere la connessione Internet del tuo dispositivo con altri dispositivi.
- L'associazione di dispositivi in un'area pubblica può presentare un rischio se un dispositivo sconosciuto appare nell'elenco dei dispositivi disponibili.
- La tecnologia Bluetooth può essere utilizzata per alimentare dispositivi intelligenti come Amazon Echo o Google Home, che sono portatili e progettati per essere utilizzati in movimento, ad esempio in spiaggia.
Differenze
Bluetooth contro RF
Va bene gente, radunatevi e parliamo della differenza tra Bluetooth e RF. Ora, so cosa stai pensando, "Che diamine sono quelli?" Bene, lascia che te lo dica, sono entrambi modi per connettere i tuoi dispositivi elettronici in modalità wireless, ma hanno alcune differenze piuttosto grandi.
Prima di tutto, parliamo di larghezza di banda. RF, o radiofrequenza, ha una larghezza di banda più ampia rispetto al Bluetooth. Pensala come un'autostrada, RF è come un'autostrada a 10 corsie mentre Bluetooth è come una strada a una corsia. Ciò significa che RF può gestire più dati contemporaneamente, il che è ottimo per cose come lo streaming di video o musica.
Ma ecco il trucco, RF richiede più potenza per funzionare rispetto al Bluetooth. È come la differenza tra un Hummer e una Prius. RF è l'Hummer ad alto consumo di gas, mentre Bluetooth è la Prius ecologica. Il Bluetooth richiede meno energia per funzionare, il che significa che può essere integrato in dispositivi più piccoli come auricolari o smartwatch.
Ora parliamo di come si connettono. RF utilizza campi elettromagnetici per trasmettere dati, mentre Bluetooth utilizza onde radio. È come la differenza tra un incantesimo e una trasmissione radiofonica. RF richiede un trasmettitore dedicato per funzionare, mentre il Bluetooth può connettersi direttamente al tuo dispositivo.
Ma non contare ancora RF, ha un asso nella manica. RF può utilizzare la tecnologia a infrarossi (IR) per collegare i dispositivi, il che significa che non necessita di un trasmettitore dedicato. È come una stretta di mano segreta tra dispositivi.
Infine, parliamo di dimensioni. Il Bluetooth ha una dimensione del chip inferiore rispetto a RF, il che significa che può essere integrato in dispositivi più piccoli. È come la differenza tra un SUV gigante e un'auto compatta. Il Bluetooth può essere utilizzato in piccoli auricolari, mentre RF è più adatto per dispositivi più grandi come gli altoparlanti.
Quindi ecco qua gente, la differenza tra Bluetooth e RF. Ricorda, RF è come un Hummer, mentre Bluetooth è come una Prius. Scegliere saggiamente.
Conclusione
Quindi, Bluetooth è uno standard di tecnologia wireless che consente ai dispositivi di comunicare tra loro entro un breve raggio.
È ottimo per le reti personali e puoi usarlo per semplificarti la vita. Quindi non aver paura di esplorare tutte le possibilità che offre.
Sono Joost Nusselder, il fondatore di Neaera e un marketer di contenuti, papà, e amo provare nuove apparecchiature con la chitarra al centro della mia passione e, insieme al mio team, creo articoli di blog approfonditi dal 2020 per aiutare i lettori fedeli con consigli di registrazione e chitarra.
