Bluetooth: qué es, cómo se áctiva, para qué sirve, qué versiones hay...

Rubén Castro, 8 mayo 2020

Bluetooth

Bluetooth es un estándar de tecnología inalámbrica que se utiliza para intercambiar datos entre dispositivos fijos y móviles en distancias cortas y para construir redes de área personal (PAN). Utiliza ondas de radio UHF de corta longitud de onda en las bandas de radio entre de 2400 y 2483,5 GHz.

El protocolo Bluetooth está especialmente diseñado para dispositivos de bajo consumo, bajo coste y con conexiones de corto alcance. Gracias a ello, facilita la comunicación entre dispositivos móviles y ofrece la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitando la sincronización de datos entre equipos.

Como curiosidad, el nombre proviene de un antiguo rey vikingo de Dinamarca y Noruega, llamado Harald Blåtand que en inglés es Harald Bluetooth, quien unificó las tribus danesas y noruegas, contribuyendo a que los a que los miembros de unas y otras pudieran comunicarse entre ellos.

Además, el logo de Bluetooth combina las runas Hagall (ᚼ) y Berkana (ᛒ), que corresponden a las iniciales de Harald Blåtand.

Historia del Bluetooth

La tecnología Bluetooth fue creada por Ericsson en 1994 cuando investigaban un protocolo de comunicación sencilla entre un móvil y sus accesorios. Al cabo de unos años, otras grandes empresas como Nokia, Intel, Toshiba e IBM se unieron al desarrollo y en 1998 crearon el Bluetooth SIG (Special Interest Group - Grupo de Interés Especial). Un consorcio que se encarga de administrar, desarrollar y promocionar el protocolo.

El Bluetooth SIG supervisa el desarrollo de la especificación, gestiona el programa de calificación y protege las marcas comerciales. Un fabricante debe cumplir los estándares del SIG Bluetooth para comercializarlo como dispositivo Bluetooth.

En la actualidad, el Bluetooth SIG cuenta con más de 35.000 empresas miembros que deben pagar una cuota anual que depende de los ingresos de la empresa. Las empresas con ingresos anuales superiores a 100 millones de dólares se consideran grandes asociados y pagan una cuota anual de 35.000 dólares. Las empresas que tienen menos de 100 millones de dólares de ingresos se consideran pequeños asociados y pagan una cuota anual de 7.500 dólares.

Los miembros reciben con antelación un borrador de las especificaciones de las nuevas versiones de Bluetooth. Además, pueden participar en las decisiones ya que tienen un puesto con derecho a voto en los grupos de trabajo y comités.

El IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) estandarizó el Bluetooth como el IEEE 802.15.1, pero ya no mantiene el estándar.

Características del protocolo Bluetooth

El protocolo Bluetooth es muy extenso y sus dispositivos sirven desde para mandar música a unos auriculares Bluetooth, hasta controlar el sistema riego de una plantación remota. Por eso, no todos los dispositivos Bluetooth son iguales ni necesitan las mismas características.

  • Clases
  • Perfiles
  • Versiones
  • Modo de radiofrecuencia

Clases de Bluetooth - Clases de energía

Quizás la clase de Bluetooth sea una de las características más desconocidas del protocolo. Por ejemplo, mucha gente se piensa que un dispositivo Bluetooth 5.0 tiene más alcance que un Bluetooth 4.0, sin embargo, no tiene porqué. En realidad, el alcance del Bluetooth depende de la clase no de la versión.

Por tanto, el alcance de la señal del Bluetooth depende de la clase de energía, aun así, el alcance real efectivo varía en la práctica dependiendo del entorno (objetos, muros, paredes, etc.).

Por supuesto, como el Bluetooth utiliza ondas de radio, los dispositivos no tienen que estar en la línea de visión del otro, puede haber objetos entre medias.

Diferentes clases de energía del protocolo Bluetooth

ClasePotencia máx. (mW)Potencia máx. (dBm)Alcance mínimo de la clase
110020100
1.5101020
22,5410
3101
40,5-30,5

Lo que más llama la atención de la tabla es que se especifica el alcance mínimo necesario para poder obtener una categoría y para ello debe no superar la potencia máxima. Por eso, dos dispositivos de Clase 1 con alta sensibilidad y alta potencia pueden conectarse a distancias muy superiores a los 100 metros.

Sin embargo, muchos fabricantes no utilizan las clases energéticas para describir sus productos, en su lugar te dicen el alcance:

  • 20-30 metros: se refieren a dispositivos Clase 1. El fabricante utiliza ese alcance (menor de 100 metros) porque es el alcance máximo que suele ser estable en el uso real (interferencias, paredes, etc.).
  • 10 metros: son dispositivos de Clase 2. La mayoría de los dispositivos domésticos perteneces a esta clase (móviles, auriculares Bluetooth, altavoces Bluetooth, etc.). Además, de poco sirve fabricar un dispositivo de Clase 1, si se va a usar con otro de Clase 2. La Clase 2 será limitante y solo tendremos el alcance de un Clase 2.

Perfiles Bluetooth (servicios)

Como ya sabemos, el Bluetooth es un estándar de comunicación inalámbrica que pretende ser barato y energéticamente eficiente. Sin embargo, el Bluetooth sirve para muchísimas cosas diferentes, ¿cómo hacemos que un protocolo sirva para todo, pero que además sea eficiente y barato?

Divide y vencerás

La solución propuesta por los desarrolladores de Bluetooth es dividir el protocolo en perfiles. Cada perfil hace una función básica y juntando los perfiles conseguimos que los dispositivos Bluetooth tengan las funciones justas y necesarias que queremos.

Cada uno de estos módulos de funcionalidad se conocen como perfiles Bluetooth.

Los perfiles de Bluetooth proporcionan:

  • Funcionalidad básica del Bluetooth: son los perfiles que empiezan por Generic. Por ejemplo, el GAP (Generic Access Profile) define cómo dos dispositivos Bluetooth se descubren y establecen una conexión entre sí, el GOEP (Generic Object Exchange Profile) sirve para que otros perfiles funcionen…
  • Tipos de servicios específicos: como el A2DP (Advanced Audio Distribution Profile) permite la transmisión de datos de audio en calidad estéreo, el (transmisión audio en estéreo), AVRCP (Audio/Video Remote Control Profile) permite el control remoto de reproductores de audio y de vídeo, el HFP (Hands-Free Profile) permite la conexión a dispositivos de manos libres, etc.

En general, algunos de los perfiles no están ligados a una implementación de hardware en particular (con tener el controlador Bluetooth básico es suficiente), ya que se implementan en el firmware. Sin embargo, a veces un perfil debe venir con un hardware asociado, por ejemplo, el A2DP (Perfil de Distribución Avanzada de Audio) debe disponer de un hardware capaz de codificar y decodificar códecs estéreo.

Se podría decir que los perfiles de Bluetooth podrían parecerse a los drivers de un ordenador. Son paquetes de software que permiten completar una serie de funciones o servicios. Existen drivers para la impresora, la placa base, la tarjeta gráfica, la tarjeta de sonido, etc.

Además, como los drivers, cada perfil Bluetooth tiene un número de versión (HFP 1.5, HFP 1.6, HFP 1,7…), eso sí, suele ser algo que a los consumidores no nos afecta mucho.

A continuación, vamos a ver todos los perfiles Bluetooth que hay hasta el momento.

Perfiles protocolo Bluetooth

Acrónimo PerfilNombre completo perfilFunciones
A2DPAdvanced Audio Distribution Profiletransmisión de datos de audio en calidad estéreo
ATTAttribute Profilenecesario para la especificación Bluetooth Low Energy y el perfil GATT
AVRCPAudio/Video Remote Control Profilecontrol remoto de reproductores de audio y de vídeo
BIPBasic Imaging Profiletransmisión de archivos de imagen
BPPBasic Printing Profileconexión a impresoras
CIPCommon ISDN Access Profilepermite el acceso a los servicios, datos y señales que ofrece la ISDN (red digital de servicios integrados)
CTPCordless Telephony Profileconexión a teléfonos inalámbricos
DIPDevice ID Profilepermite la identificación del producto, útil a la hora de descargar y utilizar los drivers adecuados
DUNDial-up Networking Profilepermite acceder a Internet y otros servicios de marcación por Bluetooth
FAXPerfiles de faxconexión a dispositivos de fax
FTPFile Transfer Profilepermite añadir, manipular y transferir objetos (cuentas y carpetas de archivos) guardados en otro sistema
GAVDPGeneric Audio/Video Distribution Profileperfil necesario para los perfiles A2DP y VDP
GAPGeneric Access Profiledefine cómo dos dispositivos Bluetooth se descubren y establecen una conexión entre sí
GATTGeneric Attribute Profiletransmisión con Bluetooth LE (Low Energy)
GOEPGeneric Object Exchange Profilesirve para que otros perfiles funcionen
HCRPHard Copy Cable Replacement Profilesustituye la necesidad de cable en impresoras, cámaras fotográficas, etc.
HDPHealth Device Profileconexión segura para equipos médicos
HFPHands-Free Profileconexión a dispositivos de manos libres
HIDHuman Interface Device Profileconexión a dispositivos de entrada
HSPHeadset Profileconexión con auriculares
ICPIntercom Profilecomunicación de voz directa
LAPLAN Access Profilepermite acceder a redes LAN, WAN o Internet a través de otro dispositivo
MESHMesh Profilepermite la comunicación muchos-a-muchos
MAPMessage Access Profileintercambio de mensajes entre dispositivos
OBEXObject Exchange Profileintercambio de datos genérico entre dos dispositivos
OPPObject Push Profileperfil básico para mandar imágenes
PANPersonal Area Networking Profilepermite el envío encapsulado de Bluetooth sobre la capa 3 OSI
PBA (PBAP)Phone Book Access Profiledisposición de datos de agenda
PXPProximity Profilepermite el monitoreo de proximidad entre dos dispositivos
SPPSerial Port Profileemula un cable RS-232
SDAPService Discovery Application Profilepermite descubrir servicios en otros dispositivos Bluetooth
(SAP, SIM, rSAP)SIM Access Profilesuministro de datos de una tarjeta SIM de un teléfono móvil
SYNCHSynchronization Profilepermite la sincronización de elementos PIM (Personal Information Manager)
SyncMLSynchronisation Mark-up Language Profilepermite la sincronización, ejecución de comandos y búsqueda
VDPVideo Distribution Profiletransmisión de señales de vídeo
WAPBWireless Application Protocol Bearerprotocolo punto a punto de Bluetooth

Versiones de Bluetooth

La versión del Bluetooth o Core Specification Level es lo que anuncian todos los fabricantes y, aunque es lo más importante, no es lo único importante. La clase, los perfiles y la versión de los perfiles también influyen en las funciones y en la estabilidad de la conexión.

La primera versión de Bluetooth se lanzó en 199 y desde entonces no ha parado de evolucionar…

Versiones Bluetooth

Versión de BluetoothFecha lanzamientoVelocidad Máx.Descripción
1.0a y 1.0b1999732,2 kb/stuvieron muchas dificultades de interoperabilidad y era obligada la inclusión de la dirección del dispositivo, por lo que el anonimato no era posible
1.12001732,2 kb/sprimera versión comercializable, corrección de errores de conexión y de seguridad, cifrado y hasta siete conexiones simultáneas
1.220031 Mb/saumento de velocidad y mejora la resistencia a las interferencias en las ondas de radio gracias al AFH (Adaptative Frequency Hopping)
2.020042,1 Mb/saumento de velocidad gracias a la tecnología EDR (Enhanced Data Rate); modos de ahorro de energía; uso adicional de NFC para el emparejamiento
2.120072,1 Mb/semparejamiento automática sin PIN gracias al Secure Simple Pairing y aumento de seguridad
3.0200924 Mb/scanal HS (High Speed) basado en Wi-Fi y UWB (banda ultra ancha) permite mejorar la velocidad
4.0200924 Mb/sllega la especificación BLE (Bluetooth Low Energy); corrección de errores; cifrado de 128 bits
4.1201325 Mb/ssoporte para coexistir con LTE
4.2201425 Mb/smejoras a la especificación BLE; mejoras de privacidad; IPv6
5.0201650 Mb/smejoras para el IoT; aumento de velocidad para Bluetooth Classic; mejoras de alcance y velocidad para BLE
5.1201950 Mb/slocalización exacta entre dispositivos gracias a (AoA y AoD); emparejamiento más rápido y menos consumo de energía en BLE
5.2202050 Mb/smejoras importantes en BLE: LE Audio, LC3 códec
Para no confundir la clase con la versión, fíjate que el número de versión siempre son dos números separados por un punto. En cambio, la clase es solo un número.

¿Se puede actualizar un dispositivo de una versión de Bluetooth a otra?

La versión de la especificación está definida por el firmware, por lo que algunos dispositivos antiguos pueden actualizarse a versiones más nuevas. Sin embargo, los saltos grandes de versión suelen requerir hardware nuevo por lo que no podrás actualizar tu dispositivo con Bluetooth 2.1 a 4.0, por ejemplo.

Además, puedes tener un dispositivo con Bluetooth 5.0 y otro con 4.0 con los mismos perfiles y la misma versión de perfiles por lo que la ganancia en rendimiento podría ser mínima.

Por eso, a nivel usuario, no se suelen actualizar las versiones de Bluetooth.

Modo de radiofrecuencia

  • En la actualidad hay dos modos de radiofrecuencia de Bluetooth que son incompatibles entre sí

La tecnología Bluetooth divide los datos transmitidos en paquetes, y transmite cada paquete en uno de los 79 canales de Bluetooth designados entre las frecuencias 2400 y 2483,5 GHz (banda de radiofrecuencia de corto alcance de 2,4 GHz sin licencia).

A lo largo de la evolución del protocolo, se ha ido optimizando la forma de modular la señal. Al principio, el Bluetooth solo funcionaba mediante la modulación diferencial por desplazamiento de fase en cuadratura o MDP-4. Sin embargo, con la llegada de la versión Bluetooth 2.0 se introdujo una nueva modulación capaz de transmitir datos de manera más rápida.

El modo de radiofrecuencia original es conocido como BR (Basic Rate), mientras que el modo de radiofrecuencia introducido en el Bluetooth 2.0 fue llamado EDR (Enhanced Data Rate).

Pero esto no se quedó así, y con la versión Bluetooth 3.0 llegó un nuevo modo, el modo AMP (Alternative MAC/PHY), también conocido como HS (High Speed) capaz de alcanzar velocidades de hasta 24 Mb/s.

Hasta ese momento todos los modos de radiofrecuencia trabajan de manera parecida y eran retrocompatibles. Si tu tenías un dispositivo 3.0, este podía trabajar con un 2.0 a la velocidad limitada de este último. Sin embargo, embargo el Bluetooth LE trabaja de una manera totalmente diferente y no es compatible con dichos modos de radiofrecuencia.

Sí, el Bluetooth LE es muy diferente al Bluetooth Clásico y, en principio, no son compatibles

Para hacer palpable esta diferencia, el SIG Bluetooth decidió agrupar los tres modos de radiofrecuencia anteriores (BR, EDR y HS) bajo el nombre de Bluetooth; y el Bluetooth LE pasó a llamarse Bluetooth Smart. Sin embargo, esto fue un lío.

El SIG Bluetooth siempre había presumido de que todas las versiones de Bluetooth eran retrocompatibles con las versiones anteriores. Y si te pasas la vida poniendo coletillas a tu tecnología (Bluetooth 2.1 + EDR, Bluetooth 3.0 + HS…) y siempre han sido compatibles entre ellos, cuando vuelves a poner una coletilla (Bluetooth LE) la gente sigue pensando que también siguen siendo compatibles.

Con la versión Bluetooth 4.0 llegó el caos ya que muchas veces no podías saber si los dispositivos Bluetooth que comprabas eran compatibles entre ellos.

Llegan el Bluetooth Smart y el Bluetooth Smart Ready

Para intentar crear un poco de certidumbre y seguridad a la hora de comprar nuestros dispositivos, el SIG Bluetooth decidió establecer los siguientes nombres:

  • Bluetooth: es el Bluetooth clásico de toda la vida que funciona con los modos de frecuencia (BR, EDR y HS). También se le conoce como Bluetooth Classic (clásico).
  • Bluetooth Smart: es el Bluetooth LE o BLE.
  • Bluetooth Smart Ready: es la suma, literal, del Bluetooth clásico y el Bluetooth Smart.
Modos Bluetooth actuales

Compatibilidades entre los diferentes Bluetooth actuales

  • Los dispositivos Bluetooth Smart solo son compatibles con dispositivos Bluetooth Smart Ready.
  • Los dispositivos Bluetooth (clásico) son compatibles con los dispositivos Bluetooth (clásico) y con los Bluetooth Smart Ready.
  • Los dispositivos Bluetooth Smart Ready son compatibles con todos los dispositivos Bluetooth.

Por ese motivo, la cinta de pecho de tu pulsómetro usa Bluetooth Smart, pero tu pulsómetro debe ser Bluetooth Smart Ready.

Compatibilidades entre los diferentes Bluetooth

Los móviles, los ordenadores portátiles, etc. suelen montar Bluetooth Smart Ready que permite funcionar tanto con periféricos Bluetooth Classic, como LE. Para lograr esto, los teléfonos permiten que los chips Bluetooth Smart Ready cambien continuamente entre los dos modos para soportar tanto los dispositivos Bluetooth LE como los clásicos.

Cómo activar el Bluetooth en Windows

Lo primero que hay que recordar es que siempre que deseemos conectar dos dispositivos por Bluetooth es necesario que ambos cuenten con:

  • Bluetooth (hardware)
  • Que el modo de radiofrecuencia de ambos sea compatible.

Digo esto porque no todos los ordenadores tienen Bluetooth. Por contra, la gran mayoría de teléfonos móviles y tablets sí que tienen Bluetooth.

1. Ir a la configuración de Bluetooth

En Windows 10, debemos ir a Configuración de Bluetooth y otros dispositivos. La manera más fácil es abrir el Menú de inicio y escribir Bluetooth. Nos aparecerá y solo tendremos que pinchar encima.

Debemos pinchar encima de Configuración de Bluetooth y otros dispositivos

2. Activar el Bluetooth

Ahora activamos el Bluetooth y acto seguido le damos a Agregar Bluetooth u otro dispositivo.

Activamos el Bluetooth y le damos a Agregar Bluetooth u otro dispositivo

3. Buscar el nuevo dispositivo

En la siguiente ventana tenemos que hacer clic en Bluetooth y ya estaríamos buscando el otro dispositivo Bluetooth (móvil, auriculares, altavoz, ratón, etc.) que queremos emparejar con el PC.

No te olvides que el otro dispositivo también debe estar en modo emparejamiento para que Windows sea capaz de encontrarlo.

Fuentes

  1. bluetooth.com
  2. en.wikipedia.org
  3. en.wikipedia.org
Ver más
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