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¿Cómo funciona el Bluetooth?

El arte de conectar cosas es cada vez más complejo, pero Bluetooth, que puede agilizar el proceso. Las conexiones de Bluetooth son inalámbricas y automáticas, y cuenta con una serie de características interesantes que pueden simplificar nuestra vida cotidiana...


Cuando usted utiliza computadoras, consolas de juegos o teléfonos, las diferentes piezas y partes de los sistemas constituyen una comunidad de dispositivos electrónicos.

Estos dispositivos se comunican entre sí utilizando una variedad de alambres, cables, señales de radio y rayos de luz infrarroja, además de una amplia variedad de conectores, enchufes y protocolos.

Existen muchas maneras diferentes en que los dispositivos electrónicos se pueden conectar entre sí. Por ejemplo:

• Cables de componentes
• Cables eléctricos
• Cables Ethernet
• Wi-Fi
• Señales infrarrojas

¿Por qué se llama Bluetooth?

Harald Bluetooth era rey de Dinamarca alrededor del año 900. Logró unir a Dinamarca y parte de Noruega en un solo reino, e introdujo el cristianismo en Dinamarca.

Hizo construir un gran monumento, la piedra rúnica de Jelling, en memoria de sus padres. Murió en el año 986 durante una batalla con su hijo, Svend Forkbeard.

La elección de este nombre para este tipo de conexión es una muestra de la importancia que tienen las empresas de la región nórdica (de países como Dinamarca, Suecia, Noruega y Finlandia) en la industria de la comunicaciones, aunque dice poco sobre cómo funciona esta tecnología.

El problema de la conexión

Cuando dos dispositivos tienen que comunicarse entre sí, tienen que ponerse de acuerdo sobre una serie de puntos antes de iniciar la conversación.

El primer punto en que deben acordar es físico: ¿se van a comunicar por medio de cables o mediante algún sistema de señales inalámbricas? Si van a utilizar cables, ¿cuántos necesitan (uno, dos, ocho, veinticinco)?

Una vez que han decidido los atributos físicos, surgen varias preguntas más:

• ¿Cuántos datos enviarán de una sola vez? Por ejemplo, los puertos seriales envían datos de 1 bit por vez, mientras que los puertos paralelos envían varios bits por vez.

• ¿Cómo se van a comunicar entre ellos? Todas las partes de una comunicación electrónica necesitan saber qué significado tienen esos bits, y si el mensaje que reciben es el mismo mensaje que han enviado. Esto implica desarrollar un conjunto de comandos y respuestas conocido como protocolo.

El Bluetooth ofrece una solución a estos problemas.

¿Cómo se crea una conexión Bluetooth?

El Bluetooth lleva las redes de áreas al siguiente nivel, eliminando la necesidad de la intervención del usuario y manteniendo la potencia de transmisión en un nivel muy bajo para ahorrar batería.

Imagínese esto: usted está hablando por su celular compatible con Bluetooth, parado en la puerta de su casa. Le dice a su interlocutor que lo llame en cinco minutos, así usted puede entrar a su casa y acomodarse.

Una vez que usted ha entrado, el mapa que usted recibe en su teléfono desde el GPS con Bluetooth de su auto, se transfiere automáticamente a su computadora con Bluetooth, porque su celular captó la señal de Bluetooth de su PC, y envía automáticamente los datos que usted ha seleccionado.

Cinco minutos más tarde, cuando su amigo vuelva a llamarlo, sonará el teléfono de su casa con Bluetooth, en lugar de su celular. La otra persona llamó al mismo número, pero el teléfono fijo de su casa captó la señal de Bluetooth de su celular, y automáticamente redirigió la llamada, porque notó que usted estaba en su casa.

Y cada señal de transmisión desde y hacia su celular sólo consume 1 miliwatt de potencia, por lo que la factura de su celular casi no se incrementará por toda esta actividad.

El Bluetooth es esencialmente un estándar de red que funciona en dos niveles:

• Proporciona un acuerdo en el aspecto físico. El Bluetooth es un estándar de radio-frecuencia.

• Proporciona un acuerdo en cuanta al protocolo, en donde las herramientas tienen que ponerse de acuerdo sobre el momento en que enviarán los bits, cuántos enviarán por vez, y cómo pueden asegurarse de que el mensaje recibido sea el mismo que el enviado.

Los principales atractivos de Bluetooth radican en que se trata de un sistema inalámbrico, barato y automático. Existen otras maneras de evitar el uso de cables, incluyendo la comunicación por infrarrojos.

Los infrarrojos (IR) son un determinado tipo de ondas de luz, de una frecuencia más baja que la que los ojos humanos pueden percibir e interpretar.

El sistema de infrarrojos se utiliza en la mayoría de los sistemas de mando de los controles remotos de televisores. Las comunicaciones por infrarrojos son bastante confiables y no resulta demasiado costoso incluirlas en un dispositivo, pero tiene algunos inconvenientes.

En primer lugar, el infrarrojo es una tecnología de "línea de visión". Esto quiere decir, por ejemplo, que se debe apuntar el control remoto al televisor o reproductor de DVD para que funcione.

El segundo inconveniente es que los infrarrojos suelen ser tecnologías de "uno a uno". Usted puede enviar datos entre su PC y su computadora portátil, pero no a su computadora portátil y su celular al mismo tiempo.

Estas dos características del infrarrojo, en realidad pueden resultar ventajosas en algunos aspectos. Dado que los transmisores y receptores de infrarrojos deben estar alineados entre sí, la interferencia entre los dispositivos es poco común.

La naturaleza “uno a uno” de las comunicaciones por infrarrojos resulta útil para que uno pueda asegurarse de que los mensajes se envían únicamente al destinatario, incluso en una habitación llena de receptores de infrarrojos.

El Bluetooth está pensado para superar los problemas que surgían con los sistemas infrarrojos. El antiguo estándar del Bluetooth 1.0 tiene una velocidad de transferencia máxima de 1 megabit por segundo (Mbps), mientras que el Bluetooth 2.0 puede gestionar hasta 3 Mbps. El Bluetooth 2.0 es compatible con los dispositivos que utilizan el sistema 1.0.

Veamos cómo funciona la red del Bluetooth.

Cómo funciona el Bluetooth

Las redes de Bluetooth transmiten datos a través de ondas de radio de baja potencia. Se comunican a una frecuencia de 2,45 gigahertz (entre 2,402 GHz y 2,480 GHz, para ser exactos).

Esta frecuencia de banda ha sido aceptada por acuerdos internacionales sobre el uso de dispositivos industriales, científicos y médicos.

Muchos dispositivos de los que usted utiliza pueden aprovechar esta misma banda de frecuencias radioeléctricas. Los monitores modernos, las puertas automáticas de los garajes y los teléfonos inalámbricos modernos, utilizan esta frecuencia de banda. Asegurarse de que el Bluetooth y los otros dispositivos no interfieran entre sí ha sido una parte crucial del proceso de diseño.

Una de las formas en que los dispositivos Bluetooth evitan las interferencias con otros sistemas es mediante el envío de señales muy débiles, de aproximadamente 1 milivatio.

En comparación, los teléfonos celulares más potentes pueden transmitir señales de 3 vatios. La baja potencia limita el rango de acción de un dispositivo Bluetooth a unos 10 metros, lo que recorta las posibilidades de interferencia entre su computadora y su teléfono u otro aparato.

A pesar de su baja potencia, el Bluetooth no requiere una línea de vista entre los dispositivos para la comunicación. Las paredes no detienen una señal de Bluetooth, por lo que se puede controlar varios dispositivos ubicados en diferentes habitaciones.

El Bluetooth puede conectar hasta ocho dispositivos al mismo tiempo. Si todos los dispositivos tienen que estar en el mismo radio de 10 metros, se podría pensar que se generarían interferencias entre ellos, pero esto es poco probable.

El Bluetooth utiliza una técnica llamada frecuencia de espectro ancho que hace que sea poco común que dos dispositivos estén transmitiendo en la misma frecuencia al mismo tiempo.

Con esta técnica, un dispositivo utilizará 79 frecuencias individuales, elegidas al azar dentro de un rango designado, que cambiarán de uno a otro regularmente.

En el caso de la tecnología Bluetooth, los transmisores cambian las frecuencias alrededor de 1.600 veces por segundo, lo que significa que más dispositivos podrán utilizar una porción completa del espectro de radio.

Dado que cada transmisor de Bluetooth utiliza un espectro ensanchado para transmitir de forma automática, es poco probable que dos transmisores estén en la misma frecuencia al mismo tiempo.

Esta técnica minimiza el riesgo de que los celulares o monitores interrumpan a un dispositivo Bluetooth, ya que cualquier interferencia en una frecuencia particular tendrá una duración de una fracción de segundo.

Cuando los dispositivos compatibles con Bluetooth entran dentro del rango de alcance, se produce una conversación electrónica para determinar si tienen datos que compartir, o si uno debe controlar al otro.

El usuario no tiene que pulsar un botón o dar una orden, la comunicación electrónica se produce automáticamente. Una vez que se ha producido la conversación, los dispositivos (ya sea que forman parte de un sistema informático o de un equipo de sonido) establecen una red.

Los sistemas de Bluetooth crean una red de área personal  o piconet, que puede ocupar una habitación entera o puede abarcar una distancia no mayor a la que existe entre el celular que usted tiene en el bolsillo y los auriculares que tiene puestos.

Una vez que se establece una piconet, los elementos envían frecuencias aleatoriamente al unísono para que se mantengan en contacto entre sí, para evitar que otras piconets puedan operar en la misma habitación.

Veamos un ejemplo de un sistema de conexión de Bluetooth
:


Piconets de Bluetooth



Supongamos que usted tiene un comedor con varios aparatos tecnológicos. Tiene un equipo de música, un reproductor de DVD, un televisor con receptor satelital, una computadora y un teléfono inalámbrico.

Cada uno de estos aparatos utiliza el Bluetooth, y cada uno forma su propia piconet para comunicar la unidad principal y la periférica.

El teléfono inalámbrico tiene un transmisor de Bluetooth en la base y otro en el auricular. El fabricante programa cada unidad con una dirección que cae en un rango de direcciones que se ha establecido para un tipo particular de dispositivos.

Cuando la base se enciende por primera vez, envía señales de radio pidiendo respuestas de cualquier unidad con una dirección en un rango particular.

Dado que el auricular tiene una dirección dentro del rango, este responde y se conforma una pequeña red. Luego, incluso si uno de estos dispositivos recibe una señal desde otro sistema, la ignora, ya que no está dentro de la red.

Los sistemas de las computadoras pasan por procesos similares, estableciendo redes entre las direcciones establecidas por los fabricantes. Una vez que se establecen las redes, los sistemas empiezan a comunicarse.

Cada piconet envía señales al azar a través de las frecuencias disponibles, por lo que todas las piconets quedan completamente separadas unas de otras.

Ahora, su comedor tendrá establecidas tres redes independientes, cada una compuesta por dispositivos que reconocen la dirección de los transmisores y receptores con los que deben comunicarse.

Dado que cada red cambia la frecuencia de sus operaciones miles de veces por segundo, es poco probable que dos redes estén en la misma frecuencia al mismo tiempo.

Si esto sucede, entonces la confusión resultante sólo durará una fracción de segundo, y el software diseñado para corregir estos errores eliminará la información confusa y solucionará el problema.

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La Redacción

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