Todas las novedades del Bluetooth 5.1 ¿Merece la pena sobre el 5.0?

Rubén Castro, 6 mayo 2020

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El protocolo Bluetooth 5.1 trae nuevas características que permiten conocer la ubicación física de los dispositivos conectados entre sí con una precisión de centímetros lo que ayudará a los servicios de posicionamiento en interiores. También incluye características que mejoran la valocidad, estabilidad y consumo de las conexiones Bluetooth LE (Low Energy).

Qué es el Bluetooth

Bluetooth es un protocolo de comunicación inalámbrica entre dispositivos. Se centra, principalmente, en dispositivos móviles y pone mucho énfasis en el bajo consumo.

Por ejemplo, el Wi-Fi también es un protocolo inalámbrico pero su principal foco es conseguir transmisiones estables a la mayor velocidad posible.

Por eso el protocolo Bluetooth es más lento, pero tiene la ventaja de consumir mucha menos energía. Gracias a eso, el protocolo Bluetooth es tan popular en dispositivos portátiles como auriculares, altavoces, teclados, ratones, etc.

Bluetooth 5.1 - Novedades y ventajas

Las especificaciones del estándar fueron presentadas por el Bluetooth SIG (organismo responsable de desarrollar la tecnología Bluetooth) el 21 de enero de 2019 e introduce varias correcciones, mejoras y nuevas características.

Localización más exacta entre dispositivos

Bluetooth 5.1 es la versión más nueva usable del protocolo. Con usable me refiero a que ya hay dispositivos que ya la implementan como los auriculares Sennheiser Momentum TWS 2. Como puedes suponer, ya está en evolución y desarrollo la versión Bluetooth 5.2, pero aún no se comercializa.

Las novedades de la versión Bluetooth 5.1 se centran en mejorar la localización

Los dispositivos Bluetooth actuales (5.0 y anteriores) pueden adivinar la distancia a la que se encuentra un dispositivo, como un smartphome o un smartwatch, utilizando la fuerza de la señal, aunque su precisión es de metros y tampoco pueden conocer la dirección.

Sin embargo, los dispositivos con Bluetooth 5.1 pueden combinar los datos de distancia y dirección para conocer con precisión de centímetros la ubicación de los dispositivos con los que están conectados, aunque para ello, uno de los dos dispositivos debe varias antenas y los datos recibidos de esas antenas serán los que se utilicen para identificar la dirección de la señal de Bluetooth.

El Bluetooth 5.1 cuenta dos métodos diferentes para determinar la dirección:

  • AoA (Angle of Arrival): con la medición del ángulo de llegada, un dispositivo con múltiples antenas (en este caso el receptor) toma una señal entrante de un dispositivo remoto (emisor) a través de cada una de sus antenas (hasta 74 antenas) y luego procesa esas muestras para determinar de qué dirección vino la señal, basándose en parte en las diferencias de fase entre lo que se recibe en cada antena. Esto se utiliza para medir el ángulo esperado de donde se originó la señal.
  • AoD (Angle of Departure): con la medición del ángulo de salida, se logra algo similar, pero al revés. En este escenario, el dispositivo con múltiples antenas (emisor) envía la señal utilizando múltiples antenas, y el dispositivo receptor recibe todas esas señales separadas a través de su única antena, pero también es capaz de analizar la diferencia entre ellas para estimar el ángulo desde el que partieron, y calcular de forma similar el ángulo con ese dispositivo.
Esquema de los canales Bluetooth

Emparejamiento más rápido y menos consumo de energía

Muchos aspectos de las conexiones tradicionales de Bluetooth han sido modificados para mejorar el uso de los dispositivos Bluetooth LE (Low Energy). Una de esas mejoras se refiere a la velocidad de la conexión: la naturaleza de estos dispositivos requiere que sean capaces de quedarse dormidos durante períodos de tiempo, para luego despertarse, conectarse rápidamente y enviar datos antes de volver a dormirse.

Esto se ve facilitado por la tabla del GATT (Generic Attribute Profile o Perfil de Atributo Genérico), que es la forma en que los dispositivos Bluetooth LE envían datos de ida y vuelta. La tabla del GATT contiene la lista de servicios y perfiles. Cuando los dispositivos tienen se conectan, la tabla del GATT define la aplicación y facilita los tipos de datos y los datos necesarios para realizar esa aplicación. Por ejemplo, un auricular Bluetooth le dice al móvil que tiene el perfil A2DP de reproducción de música y el HFP de manos libres.

En anteriores versiones de Bluetooth LE, se requería realizar el descubrimiento de servicio completo cada vez que los dispositivos se conectaban. Pero en Bluetooth 5.1, es posible utilizar el almacenamiento en caché de la tabla del GATT para hacer que la conexión, gracias a ello la conexión es más rápida y el ciclo conexión, emisión, desconexión es más rápido volviendo antes a reposo, ahorrando así energía.

Una de las formas en que esto se logra es mediante la utilización de un hash. Cuando el cliente compara el hash de la base de datos con su hash anterior, puede determinar si la tabla del GATT está exactamente como estaba en la última conexión. Un hash de comparación permite al cliente saltarse todo el proceso de lectura. Esto también tiene implicaciones para un cliente que interactúa con un gran número de dispositivos que son todos de naturaleza similar. De esta manera, cuando el cliente se encuentra con un nuevo dispositivo que nunca ha visto antes, también puede utilizar ese hash para determinar si puede proceder como lo hizo con el último dispositivo. Esto significa que cada conexión posterior es significativamente más rápida que la primera.

Mejoras en el estado de anuncio y descubrimiento de dispositivos

Cuando tenemos un dispositivo Bluetooth listo para emparejarse, este lanza una señal anunciando su disponibilidad a otros dispositivos Bluetooth cercanos.

Por ejemplo, el Bluetooth 5.0 requiere que los dispositivos utilicen los canales 37, 38 y 39 en orden para el anuncio de disponibilidad, sin embargo, el Bluetooth 5.1 mejora este proceso mediante la indexación aleatoria de canales. Esto reduce las probabilidades de que dos dispositivos Bluetooth interfieran entre sí y se “hablen” en los mismos canales al anunciar su disposición a conectarse.

Esquema del funcionamiento AoA y AoD

Probablemente no sea una mejora que notemos a nivel doméstico, pero puede tener un impacto enorme en los entornos con muchos dispositivos. En un almacén con rastreadores (trackers) por Bluetooth, el número de dispositivos puede ser de cientos o miles, lo que aumenta drásticamente la probabilidad de que se produzca una superposición en los canales que hemos visto anteriormente. Esta aleatoriedad tiene un gran impacto en la capacidad de escalar el número de dispositivos Bluetooth en un entorno.

Implicaciones del Bluetooth 5.1

Desde luego la característica más importante del Bluetooth 5.1 es la posibilidad de conocer la posición con una precisión de centímetros. Esto abre la posibilidad a un número increíble de nuevas aplicaciones de localización y posicionamiento.

Por ejemplo, si pierdes un auricular, podremos localizarlo exactamente mediante el móvil. Los llaveros, etiquetas y demás sistemas de localización Bluetooth cobrarán mucha más importancia.

Y no solo en el hogar. También aportará nueva funcionalidad en los ámbitos industriales y comerciales ya que se podrá rastrear objetos. Por ejemplo, se podrán ahorrar costes en el almacenaje al tener localizados con precisión los productos.

El BT 5.1 nos puede ayudar también en los servicios de localización en interiores como aeropuertos, museos o centros comerciales. Ya que podremos conocer con precisión nuestra localización permitiendo la navegación en interiores como si tuviésemos recepción de GPS.

Por supuesto, con el Bluetooth 5.1 y estas mejoras en la localización surgen muchos problemas de privacidad y es que será más fácil saber con precisión dónde estamos y dónde hemos estado…

Qué es lo siguiente - Bluetooth 5.2

En enero de 2020 fueron liberadas las especificaciones iniciarles del protocolo Bluetooth 5.2 que introduce características aún más interesantes que cambiarán drásticamente el futuro del Bluetooth.

Una de las novedades más importantes es que el BT 5.2 traerá audio a los dispositivos de bajo consumo Bluetooth LE (Low Energy) lo que cambiará de arriba a abajo el mercado de los auriculares Bluetooth.

Hasta ahora, el audio solo puede ser enviado a través de Bluetooth Classic, ya que el Bluetooth LE no ofrecía el ancho de banda suficiente para soportar un flujo continuo de audio.

Con el Bluetooth 5.2 el audio podrá ser enviado por Bluetooth LE a dos receptores simultáneos (canal izquierdo y derecho) por lo que tendremos auriculares Bluetooth con una autonomía muchísimo mejor y que funcionarán en modo dual-host.

Además, el Bluetooth LE Audio también permitirá que un flujo de audio sea recogido por múltiples dispositivos a la vez, lo que significa que tú y tu chica podréis escuchar a la vez la música emitida por Bluetooth desde un solo móvil.

Más información sobre el Bluetooth 5.2

Fuentes

  1. bluetooth.com
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