Cos'è lo standard Bluetooth e come funziona

E perchè è così inefficiente...

bluetooth cosa è e come funziona
TiscaliNews

Il Bluetooth ha una brutta reputazione: la sua portata è davvero limitata, instabile, e in generale è un protocollo di collegamento poco efficace. Dove sta il motivo?  Capendo come funziona, possiamo fare qualcosa per migliorare il nostro rapporto con questo standard?

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Cos'è, innanzitutto? Il nome deriva dal re medievale danese Harald Blåtand ("Dente blu", dalla colorazione blu/grigiastra che aveva un suo dente marcio) che, nel 958 D.C. unì Danimarca e Norvegia. E come il re aveva unito due nazioni diverse, il Bluetooth riesce a far comunicare tra loro dispositivi diversi come automobili, smartphone e computer.

Si tratta di uno standard, sviluppato negli anni 80 da un gruppo di compagnie capitanate da Ericsson, come protocollo per la comunicazione radio a breve distanza. I segnali viaggiano nel raggio di 10 metri e, con le moderne revisioni, richiedono pochissima potenza per sostenersi.

L'hardware per supportare il Bluetooth è minimo e i componenti sono economici. Per questo i chip col Bluetooth si trovano dappertutto, dalle cuffie agli spazzolini elettrici, e a nuovi dispositivi viene aggiunto il supporto ogni anno.  

Come funziona? Bluetooth è uno standard di trasmissioni radio bidirezionale che funziona in modo simile alla radio FM. Il segnale principale sfrutta frequenze radio tra i 2.4 e i 2.485 GHz per stabilire comunicazioni bidirezionali tra due e otto dispositivi.

Un dispositivo "master", come un cellulare, controlla un dispositivo "slave" come le cuffie Bluetooth. Il master trasmette i contenuti allo slave con dei brevi impulsi, mentre lo slave può inviare richieste al dispositivo (come "salta la traccia", "alza il volume"). Uno o più dispositivi slave connessi a un master costituiscono una "piconet", che è una piccolissima rete di dispositivi che comunicano tra loro.

Bluetooth possiede anche una caratteristica unica nel suo genere: quella di implementare il "frequency hopping", consentendo ai dispositivi sia master che slave di cambiare in modo adattivo la frequenza con la quale stanno comunicando.

Perchè il Bluetooth si è guadagnato questa cattiva reputazione, quindi?

Il problema col Bluetooth nasce sia dal suo design, sia da come è stato implementato, come hardware, da diversi produttori. Invece di fornire una banda generica per le comunicazioni come il Wi-Fi, il Bluetooth utilizza dei profili specifici a seconda dei dispositivi.

Tra i profili esiste una enorme ridondanza e interazioni non possibili, soprattutto a causa del fatto che diverse compagnie cercano affannosamente di adattare le loro esigenze a come è stato progettato lo standard, fino a quando ci riescono (a stento).

Che dire poi delle antenne? Nel caso del Bluetooth, sono necessarie proprio come le antenne radio FM. Considerando però la gamma di comunicazioni estremamente vicina, sono necessarie solo antenne a bassa potenza. Quelle di fascia bassa sono economiche ma offrono solo funzionalità mediocri.

Pensate a una cosa: i produttori cinesi, in genere, sul mercato dell'elettronica tendono a procurarsi i componenti più economici possibile. In questo caso, sarebbe un'antenna di bassissima potenza corredata da un firmware scarso in grado di fornire un livello appena accettabile di funzionalità. Il risultato? Una implementazione di scarso livello del Bluetooth sulla maggior parte dei dispositivi slave, in particolar modo su quelli economici.

Purtroppo la stessa situazione si verifica sui dispositivi di fascia alta: non si trovano molte antenne Bluetooth di qualità sul mercato. E anche se qualcuna esiste, il problema è la presenza di chip troppo economici nella maggior parte dei dispositivi slave.

Un altro problema è dato dalla ristretta gamma di frequenze disponibili per il Bluetooth, che rende difficile mantenere una buona comunicazione.   Immaginatevi un autobus affollato dove una decina di persone ha la sua piconet Bluetooth: in questo contesto la chiarezza del segnale si riduce.  E come se non bastasse, la banda 2.4 GHz usata dal Bluetooth viene usata anche da dispositivi come telefoni cordless, segnali Wi-Fi e allarmi auto. Se avete mai perso il segnale Wi-Fi mentre accendevate il microonde, qui parliamo dello stesso fenomeno.

Un buon playback si basa su codice affidabile che viene eseguito su hardware affidabile. Più il dispositivo è economico, più ci si allontana da quell'ideale. Il firmware Bluetooth generalmente sta in una scatola nera, su di un circuito integrato da due soldi, infestato da bug documentati in modo mediocre e feature lasciate a metà. Lavorarci è una vera sfida, per gli ingegneri.

Per concludere: se il Bluetooth è così terribile, perchè tutti lo utilizzano? Anche se è inaffidabile, comunque è economico, onnipresente e facile da capire e implementare. Certo, l'implementazione è lontano dall'essere priva di bug. I consumatori sembrano del tutto impassibili, comunque, perchè continuano ad acquistare dispositivi slave in migliaia di pezzi. Considerato che tutti i dispositivi Bluetooth hanno un livello simile di semi-funzionalità, la pressione per migliorare l'affidabilità da parte dei concorrenti  è molto bassa.

Il Bluetooth, comunque, potrebbe essere al capolinea. Prendete in considerazione il Bluetooth di Apple assieme allo standard di comunicazione Wi-Fi a breve distanza usato dai chip Serie W: è una chiara indicazione che le compagnie non credono più nel futuro del Bluetooth, e dove Apple domina, gli altri produttori seguono a ruota.

Con un po' di fortuna, tra una decina di anni il Bluetooth sarà solo un ricordo, assieme al Real Video  Player e Flash.