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Sistema de multiplexado de datos "Bluetooth"

Actualmente la comunicación e información móvil (inalámbrica) viene obteniendo una importancia creciente, una persona suele ocupar varios aparatos móviles, tales como el teléfono móvil, el Personal Digital Assistant (PDA) o PC portátil.
El intercambio de información entre los aparatos móviles sólo se podía establecer en el pasado a través de una comunicación por cable o por infrarrojos.

Estas comunicaciones no estandarizadas limitaban bastante el margen de movilidad o tenían un manejo complicado. La tecnología Bluetooth viene a resolver este problema. Permite enlazar los aparatos móviles de diferentes marcas a través de una comunicación por radiofrecuencia estandarizada.
Esta tecnología se implanta por primera vez en el Audi A8 ´03 para la comunicación inalámbrica entre el auricular selector para el teléfono y la unidad de control para teléfono/telemática.

Para una fecha posterior se han previsto más posibilidades de aplicación para el usuario del vehículo:

• El montaje de un segundo auricular selector en las plazas traseras
• La conexión del PC portátil, smartphone y notepad del usuario del vehículo hacia internet para la transmisión de información y para efectos recreativos
• La recepción y transmisión de correos electrónicos del usuario mediante PC portátil o PDA
• La transmisión de direcciones y números de teléfono del PC portátil o PDA del usuario hacia el sistema de interfaz multimedia (MMI)
• La instalación del sistema de manos libres para teléfonos móviles sin adaptadores de cables adicionales
• El empleo de la tecnología Bluetooth en otros sistemas del vehículo (Ejemplo: mando a distancia por radio frecuencia para la calefacción independiente)
  

¿Qué es Bluetooth?
La empresa sueca Ericsson ha sugerido el desarrollo de un sistema normalizado de transmisión de radiofrecuencia de corto alcance "la tecnología Bluetooth".
A raíz de ello, varias empresas han participado en el desarrollo de esta tecnología. El grupo de intereses Bluetooth Special Interest Group (SIG) abarca actualmente unas 2.000 empresas
de los sectores de telecomunicación, proceso de datos, fabricación de aparatos y fabricación de vehículos.
El nombre «Bluetooth» procede del rey vikingo Harald Blatand. Fue quien unificó a Dinamarca y Noruega en el siglo X y tenía el apodo de «diente azul» (inglés: bluetooth).

Debido a que este sistema de radiocomunicación enlaza entre sí los más variados aparatos de información, proceso de datos y radiotelefonía, esto viene a concordar con la filosofía del Rey Harald. Por ello se le ha dado el nombre de Bluetooth.

Funcionamiento
Estructura
En ciertos aparatos móviles específicos se montan directamente transceptores de corto alcance (transmisores y receptores) o bien se integran a través de un adaptador (p. ej. tarjeta de PC, USB, etc.).
La radiocomunicación se efectúa en la banda de frecuencias de 2,45 GHz, que está disponible a nivel mundial sin licencia, es decir, de forma gratuita.

La longitud de onda muy corta de esta frecuencia permite integrar en el módulo Bluetooth:

• la antena
• el control y la codificación
• la técnica completa de transmisión y recepción.
  

La compacidad del módulo Bluetooth permite su incorporación en aparatos electrónicos pequeños.
La velocidad de transmisión de los datos es de hasta 1 Mbit/s. Los aparatos pueden transmitir simultáneamente hasta tres canales de voz.
Los transmisores Bluetooth tienen un alcance de diez metros; en aplicaciones especiales con amplificador adicional pueden alcanzar hasta 100 metros. La transmisión de los datos funciona sin configuraciones complicadas.

En cuanto coinciden dos aparatos Bluetooth establecen automáticamente una comunicación. Antes de que esto suceda es preciso adaptar una vez los aparatos mutuamente con la
introducción de un PIN.
Durante esa operación constituyen celdas mínimas de radiocomunicación, llamadas «picorred», para organizarse en éstas. Una picorred ofrece capacidad para ocho aparatos
Bluetooth activos como máximo, pero cada uno de ellos puede escuchar al mismo tiempo a varias picocélulas. Por su parte, a una picorred se pueden asignar hasta 256 aparatos no activos.

Un aparato asume la función de maestro en cada picorred:

• El maestro establece la comunicación.
• Los demás aparatos se sincronizan con respecto al maestro.
• Sólo el aparato que ha recibido un paquete de datos del maestro puede transmitir una respuesta.

Ejemplo:
La unidad de control para teléfono/telemática en el Audi A8 ´03 es la unidad maestra del Bluetooth
.
Para evitar un caos en la estructura de una picorred, es posible configurar en cada aparato con cuáles se le permite o no la comunicación. Cada aparato tiene una dirección única a nivel mundial, que consta de 48 bits. Esto permite una identificación inequívoca de más de 281 billones de aparatos.


La transmisión de datos en el sistema Bluetooth se realiza con ayuda de ondas de radiofrecuencia dentro de una gama de 2,40 hasta 2,48 GHz. Esta gama de frecuencias también se utiliza para otras aplicaciones.

Ejemplos:

• Abrepuerta de garaje
• Hornos de microondas
• aparatos medicinales

Seguridad a frecuencias parásitas
Mediante medidas destinadas a incrementar la seguridad a interferencias, la tecnología Bluetooth reduce las influencias parásitas causadas por esos aparatos.

El módulo de control

• divide los datos por paquetes cortos y adaptables. Tienen una duración de aprox. 625 µs.
• verifica la integridad de los paquetes de datos con ayuda de una suma de verificación de 16 bits.
• repite automáticamente la transmisión de paquetes de datos que reportaron fallos.
• emplea una robusta codificación de voz. La voz se transmite en señales digitales.
  

El módulo de radiocomunicación
Modifica la frecuencia de transmisión y recepción 1.600 veces por segundo según el principio aleatorio después de cada paquete de datos. Esto recibe el nombre de «frequency hopping».

Seguridad de los datos
En el desarrollo de la tecnología Bluetooth los fabricantes otorgaron una gran importancia a la protección de los datos transmitidos, contra posibles manipulaciones y contra la
coescucha arbitraria.
Los datos se ponen en clave con un código de 128 bit de longitud.
La legitimidad del receptor se verifica con un código de 128 bit. Los aparatos emplean para ello una contraseña secreta, a través de la cual se reconocen mutuamente los diferentes
abonados.
La clave se genera de nuevo para cada comunicación.

En virtud de que el alcance está limitado a 10 metros, cualquier manipulación tiene que suceder también dentro de esta distancia. Esto aumenta adicionalmente la seguridad de los datos.
Las medidas de seguridad a interferencias que se mencionan más arriba vienen a intensificar asimismo la protección contra una posible manipulación del flujo de datos.
Con el empleo adicional de procedimientos complejos de codificación, diversos niveles de seguridad y protocolos de la red, los fabricantes de aparatos tienen la posibilidad de incrementar aún más la seguridad de los datos.