Come Funziona il Bluetooth – Uno Sguardo Approfondito

Ormai la tecnologia Bluetooth viene utilizzata ovunque nella vita quotidiana. È uno standard di comunicazione senza fili su distanze brevi. Andate in mezzo ad una folla e provate ad attivare il Bluetooth: noterete una lunga lista di dispositivi wireless. La usiamo per connettere le cuffie wireless al computer portatile o allo smartphone, per inviare file da un dispositivo all’altro e in generale per usare qualsiasi dispositivo wireless, tastiera e mouse del computer ad esempio. La tecnologia senza fili è comoda. L’ingarbugliarsi dei fili, la paura che si rompano, l’ingombro che causano sono ormai una storia (quasi) passata grazie alla tecnologia Bluetooth. Viene da domandarsi, specialmente se avete poca dimestichezza con la tecnologia, come funziona il Bluetooth. Sappiamo come usare la tecnologia in questione ma meno il suo funzionamento interno.

Continuate a leggere l’articolo, perché nelle righe successive vi spiegheremo nei dettagli come funziona il Bluetooth, sia per saziare la vostra curiosità e sia per utilizzare al meglio questo meraviglioso strumento. Buona lettura!

Un cenno storico e teorico della tecnologia Bluetooth

Ma la prima domanda che uno potrebbe porsi è la seguente: perché si chiama bluetooth? Tradotto in italiano non ha molto senso, significa infatti dente blu. Potrà stupirvi, in realtà la correlazione è ben più distante di quanto possiate immaginare, dobbiamo tornare indietro nel tempo. Infatti questo nome fantasioso risale ai tempi del re Aroldo I detto anche Dente Azzurro di Danimarca. Visse nel 900 d.C, e fu il primo sovrano ad unificare la frammentata Danimarca. Venne nominato così per un suo dente morto la cui colorazione prese tonalità bluastre. A volte la storia ci rende celebri non solo per le gesta, ma anche per alcuni dettagli che potremmo considerare sciocchezze.

Avvicinandoci ai nostri tempi, nel 1996 alcuni leader del settore tecnologico, Nokia, Ericsson e Intel intavolarono un piano per concepire una standardizzazione della tecnologia radio a corto raggio in grado di supportare la connettività e l’interfacciamento tra diversi dispositivi, già negli anni 90 si pensava ad una sorta di Cloud sharing senza l’ausilio di internet, giacché il World Wide Web (www) di Tim Berners-Lee era nato da pochi anni, dunque era un mezzo ancora acerbo. Tornando al piano tra i tre big del settore, si accese una lampadina nella testa di Jim Kardash di Intel. Siccome aveva l’intenzione di unificare il mondo del computer con quello dei cellulari, proprio come Aroldo I tese a riunificare la Danimarca, allora nominò la tecnologia come Bluetooth.

Volete rimanere ancora stupiti? Il famoso logo rappresenta l’unione di due rune: “Hagall” (ᚼ ) e “Berkanan” (ᛒ), nonché le iniziali di Aroldo I (Harald).

Dopo questo breve excursus storico, passiamo al suo funzionamento. Prendetevi un po’ di tempo e concentratevi, non è complicato, ci vuole solo un po’ di concentrazione.

Funzionamento del Bluetooth

Ogni dispositivo Bluetooth è dotato di un chip capace di creare una rete privata senza fili. La comunicazione tra i due chip dei rispettivi dispositivi rende possibile la comunicazione su brevi distanze. Il Bluetooth sfrutta le onde radio sulla frequenza dai 2.4 GHz ai 2.485 GHz. Attraverso le onde radio i chip Bluetooth sono in grado di concepire una rete dalle dimensioni limitate, ovvero la Wireless Personal Area Network (WPAN), così da spedire dati ai dispositivi.

Le classi riconosciute

Quanto è ampio il raggio d’azione? La copertura fisica di un segnale Bluetooth spazia tra 1 metro e i 100-200 metri di distanza. Tutto ciò dipende dalle classi. Al momento ne esistono 3, e ogni classe determina la portata wireless del dispositivo. Si possono accoppiare dispositivi con classi diverse, beninteso però che verrà poi automaticamente impostata la classe più bassa per evitare incompatibilità tra i due dispositivi, per esempio tra cuffie wireless e smartphone. Vediamo in dettaglio le tre classi.

• Classe 1: prevede una potenza di 100 mW (o milliwatt) e può coprire una distanza operativa massima di 100 metri in linea d’aria (200 all’esterno).
• Classe 2: con una potenza pari a 2.5 mW, questa classe del Bluetooth può coprire una distanza operativa di 10 metri in linea d’aria.
• Classe 3: con un potenza di 1 mW, la sua portata d’azione si limita ad un metro.

Come si può osservare, più la classe si avvicina al numero 1, più il raggio d’azione sarà ampio. Fino ad oggi le classi riconosciute sono queste. In futuro tuttavia l’ordine prestabilito verrà ulteriormente alterato. La classe 2 è quella più utilizzata dai dispositivi, come smartphone e tablet.

Profilo e PICONET

La PICONET è la rete alla quale i dispositivi si connettono, con un massimo di 8 in contemporanea. È ciò che consente a due dispositivi wireless di connettersi tra loro, a patto ovviamente che sia attivo il Bluetooth su entrambi i dispositivi. In pratica nella rete Piconet la distanza tra i dispositivi deve essere ridotta, e la funzione Bluetooth del rispettivo dispositivo sia attivo. Questo avviene tramite un software mirato, o con un pulsante, contraddistinto dal simbolo Bluetooth. La connessione dovrà, inoltre, essere autorizzata dall’utente.

La connessione tra dispositivi dotati di tecnologia Bluetooth è facilitata da insiemi di regole chiamati profili. Elenchiamo qui di seguito i vari tipi di profilo:

• Profilo di distribuzione audio avanzato: semplicemente consente la trasmissione di audio modalità stereo, cioè di alta lega. Prima dell’introduzione di questo profilo, la qualità audio wireless era sgranata e adatta solo alle chiamate.
• Profilo del vivavoce: facilita in gran parte le chiamate in vivavoce. Trova la sua maggiore applicazione nelle chiamate wireless in auto.
• Profilo dell’auricolare: questo utilissimo profilo consente all’utente di rispondere alle chiamate in auricolare, terminare una chiamata e modificare il livello del volume, oltre al passaggio automatico dall’ascoltare musica alla chiamata stessa.
• Profilo File Transfer Protocol (FTP): consente di inviare file tra dispositivi wireless.
• Profilo del telecomando audio/video: controllo remoto di un file audio o video.
• Profilo interfaccia umana: usato nel momento in cui colleghiamo mouse o tastiera wireless al PC, fornisce supporto per il loro utilizzo.

Le modalità operative

Le modalità operative sono due: in connessione o in standby. Nella modalità connessione, il dispositivo è connesso ad un altro dispositivo attivo, coinvolto in attività. Nella modalità standby non è né connesso né coinvolto in alcuna attività della piconet, perciò è in stato di standby. In sostanza il dispositivo ha il Bluetooth attivo ma non è connesso ad un altro dispositivo wireless, perciò per evitare sprechi di energia, va in standby. Quando un’unità si trova in standby ascolta il canale ogni 1,28 secondi per eventuali messaggi dal richiedente.

Cronologia delle versioni

Bluetooth 1.0a: questa versione venne rilasciata nel Luglio 1999. Trasferimento dati: 732,2 kbit/s

Bluetooth 2.0: rilasciata nel novembre 2004. La velocità di trasmissione venne letteralmente triplicata, raggiungendo un trasferimento dati pari a: 2.1 Mbit/s. Furono aggiunte inoltre diverse procedure per il risparmio energetico.

Bluetooth 3.0: rilasciata nell’aprile 2009. Venne aggiunto un ulteriore canale highspeed e la banda ultra larga. Trasferimento dati: 24 Mbit/s.

Bluetooth 4.0: Dicembre 2009. Stessa velocità, migliora il risparmio energetico e implementa crittografia a 128 bit.

Bluetooth 5: la più recente, è uscita nel dicembre 2016. La velocità di trasmissione viene raddoppia a 50 Mbit/s.

Ci sono delle versioni di intermezzo, ma le tralasciamo per non confonderci e rendere più semplice il suo sviluppo nel tempo. In meno di venti anni, il Bluetooth ha fatto balzi da gigante, permettendo una rapida diffusione della tecnologia wireless, la quale da tempo ha superato la soglia degli Early Adopters, cioè quando una tecnologia rimane ancora confinata in una ristretta nicchia che adotta presto la tecnologia.

Quali tecnologie sfruttano il Bluetooth

Ad oggi si possono contare tanti tipi di dispositivi che sfruttano una simile tecnologia, specialmente con le recenti versioni così sofisticate. Magari pensavi non fosse possibile per alcuni dispositivi. Ecco qui un elenco:

• Laptop, smartphone e tablet: iniziamo con i più palesi. Ormai ogni dispositivo mobile è dotato di un chip bluetooth, il cui insieme di dispositivi permette un’interconnessione conveniente per l’utente.
• Mouse e tastiera: possiamo già sentire imprecare qualcuno da chilometri di distanza quando i fili di mouse e tastiera si intrecciano, o dal fatto che deve avere i fili di impaccio. Con una chiavetta USB wireless nel computer, mouse e tastiera non avranno più bisogno di fili per funzionare.
• Cuffie, casse e auricolari: porre le casse audio nella maniera più gradita o evitare fili sul volto è oggi una necessità per l’utente. Semplicemente sono troppo comodi.
• Ogni tipo di smartwatch: che tu sia un fanatico del fitness o meno, sono estremamente utili! Tra l’altro è possibile monitorare i dati anche attraverso tablet o smartphone, proprio grazie alla tecnologia Bluetooth.
• Navigatori satellitari da auto: è autoesplicativo.
• Glucometro bluetooth: ebbene sì, per chi è diabetico questo dispositivo è un must, giacché consente di trasmettere dati ad una piattaforma di monitoraggio remoto, ad esempio tablet o smartphone, ottenendo anche un calendario della glicemia sempre a portata di mano.
• Misuratori di pressione bluetooth: in maniera analoga al glucometro, esistono misuratori di pressione arteriosa con chip bluetooth.

Siamo partiti con un cenno storico della tecnologia Bluetooth, abbiamo analizzato in maniera semplice il suo funzionamento e infine abbiamo elencato quali dispositivi la usano. Abbiamo cercato di realizzare una sintesi esaustiva.

Se ti è piaciuto l’articolo, condividilo. Grazie per aver letto fin qui. Adesso saprai qualcosa in più sul Bluetooth!