¿Qué es Bluetooth Low Energy?

En 1999 nació una tecnología estándar para la comunicación inalámbrica mediante ondas de radio: Bluetooth. En constante progreso a lo largo del tiempo, se extiende muy rápidamente y se integra en muchos dispositivos de nuestra vida cotidiana. Sólo diez años después, se introdujo Bluetooth Low Energy (BLE) con el lanzamiento de la versión 4.0 de la Especificación Básica. Tiene las mismas características que su hermano mayor, pero se diferencia por su bajísimo consumo de energía.

Características y funcionamiento de Bluetooth Low Energy

Bluetooth Low Energy se conoce con muchos nombres: BLE, Bluetooth LE o Smart Bluetooth, su nombre oficial. Fue diseñado originalmente por Nokia con el nombre de Wibree antes de ser adoptado definitivamente por el SIG (Grupo de Interés Especial de Bluetooth). Se diseñó con el objetivo principal de mantener el consumo de energía lo más bajo posible. Al ofrecer un acceso fácil y fiable, BLE es muy valorado por los fabricantes de electrónica de consumo, los desarrolladores de aplicaciones móviles y los ingenieros. Cada vez es más adecuado para todo lo relacionado con el Internet de las Cosas (IoT), que está experimentando un fuerte crecimiento en la actualidad.

Características

La mayor ventaja de Bluetooth Low Energy es sin duda su bajo consumo de energía. Utilizado para la transferencia periódica de pequeñas cantidades de datos a corta distancia, BLEesfácil de desplegar. En general, BLEconsumela mitad de energía que Bluetooth. Por último, su coste sigue siendo relativamente bajo y la longevidad de su batería no es desdeñable.

Cómo funciona

BLE tiene diferentes tipos de conexiones. Un objeto conectado en BLE puede tener hasta 4 funciones diferentes:

• El “Emisor”: puede actuar como servidor. Por tanto, su propósito es transmitir regularmente datos a un dispositivo, pero no acepta ninguna conexión entrante.
• “El Observador”: En un segundo paso, el objeto sólo puede escuchar e interpretar los datos enviados por un “emisor”. En esta situación, el objeto no puede enviar conexiones al servidor.
• La “Central”: a menudo un smartphone o una tableta. Es un elemento que interactúa de dos formas distintas: en modo publicitario o en modo conectado. Es entonces el líder y a partir de él se inicia el intercambio de datos.
• El “Periférico”: acepta conexiones de la central y le envía datos periódicamente. El objetivo de este sistema es empaquetar los datos de forma universal mediante el protocolo, para que puedan ser comprendidos por otros dispositivos.

Bluetooth clásico frente a BLE

En realidad, estas dos tecnologías se utilizan para fines muy distintos. El Bluetooth clásico se utiliza para procesar, transferir e intercambiar muchos datos sin interrupción (por ejemplo, audio). Sin embargo, consume rápidamente la batería y cuesta mucho más.

BLE, en cambio, se utiliza para aplicaciones que no requieren el intercambio de grandes cantidades de datos y, por tanto, recupera información relativamente ligera (como la hora o la temperatura, por ejemplo). Al ofrecer una conexión no continua, puede funcionar con batería durante varios años a un coste inferior al de Bluetooth.

Publicidad y modo conectado

Los dispositivos Bluetooth envían paquetes para difundir datos: esto es Publicidad. Son bloques de 31 bytes que pueden contener información específica del emisor. También se utilizan para permitir que otros dispositivos (normalmente escáneres) se conecten a ellos. A título informativo, existen varios tipos de paquetes de Publicidad que permiten, cada uno de ellos, realizar diferentes funcionalidades (se utilizan para Publicidad Directa o Indirecta con o sin posibilidad de conexión).

En BLE, dos dispositivos pueden establecer una conexión según el principio maestro/esclavo. Éste es el modo conectado. En este caso, se suele utilizar el protocolo GATT (acrónimo de “Generic ATTribute”) para transmitir los datos. Este protocolo define cómo dos dispositivos BLE intercambian datos. Utiliza los conceptos de “servicios y características” para describir la información intercambiada:

• Un servicio puede contener un conjunto de funciones
• Una característica contiene una descripción, un valor e información para definir el valor.

En cuanto a las frecuencias, para Bluetooth 4.2, algunas estarán dedicadas a la Publicidad, mientras que otras serán específicas del modo conectado.

Bluetooth permite el intercambio bidireccional de datos mediante ondas de radio UHF y funciona en la banda de 2,4 GHz. Se asignan 40 canales físicos para la multiplexación en tiempo y frecuencia, cada uno espaciado a 2 MHz (es decir, de 2,4 GHz a 2,8 GHz). Algunos canales se utilizan para la Publicidad Bluetooth, mientras que otros se utilizarán para la parte de conexión.

Bluetooth utilizael mismo rango de frecuencias que Wi-Fi, pero el parecido termina ahí. Bluetooth y especialmente BLEconsumenmenos energía. Sin embargo, el alcance y la velocidad son mucho menos importantes que para Wi-Fi.

Ventajas del BLE

Cada protocolo tiene sus ventajas e inconvenientes. Éstas son algunas de las principales ventajas de BLE:

• Para el usuario: En efecto, procede de un consorcio de gigantes de la industria (IBM, Microsoft, Intel…), lo que le confiere una adopción y un fuerte crédito de estabilidad económica. Ya está integrado en todos los smartphones, lo que facilita su uso.
• En cuanto a la seguridad: el protocolo permite gestionar varios niveles de seguridad.

Cosas a tener en cuenta

Bluetooth Low Energy (BLE) es una tecnología adaptada alentorno industrial, ya que permite el intercambio rápido de información que puede consumir mucha energía, como la temperatura, la humedad o el movimiento. Todo ello garantizando una duración de la batería dos veces superior a la del Bluetooth convencional.