¿Conoces la diferencia entre Bluetooth y Bluetooth Low Energy?
Desarrollada por el fabricante sueco Ericsson en 1994, hasta 5 años después, en 1999, no se publicó la primera especificación Bluetooth (1.0). Apoyada por el Grupo de Interés Especial (SIG), formado por varias empresas importantes como IBM, Intel, Toshiba, Microsoft y Motorola, la tecnología de comunicación inalámbrica Bluetooth se hizo muy popular a principios de la década de 2000, al implantarse en muchos dispositivos de uso cotidiano, empezando por los teléfonos inteligentes. Sin embargo, no fue hasta 2010 cuando apareció Bluetooth 4.0, que incorporaba la variante Bluetooth de bajo consumo conocida como Bluetooth Low Energy (BLE), Bluetooth LE o Bluetooth Smart.
En este artículo, descubre más sobre la diferencia entre Bluetooth y Bluetooth Low Energy (BLE), las ventajas y desventajas de cada una de estas variantes, y cómo funcionan. ¡Empecemos ya!
Bluetooth, utilizado en nuestra vida cotidiana para transferir datos como música, fotos y vídeos, se define como una tecnología de conexión inalámbrica de corto alcance para enlazar dispositivos digitales entre sí. Se puede utilizar con distintos dispositivos: un teléfono, un ordenador o unos auriculares inalámbricos. Este protocolo de comunicación inalámbrica está diseñado para conectar automáticamente dispositivos de forma rápida y sin cables.
Bluetooth ha permitido un progreso tecnológico considerable. De hecho, los teléfonos móviles han experimentado grandes avances en cuanto a su capacidad de interactuar entre sí, así como con diversos accesorios. Esta tecnología inalámbrica ha transformado literalmente la forma en que utilizamos nuestros teléfonos, y ha contribuido a la explosión de objetos conectados en el hogar en los últimos años.
Los fabricantes no tardaron en ver el potencial de esta tecnología, pero se necesitaban desarrollos técnicos antes de que Bluetooth pudiera utilizarse realmente en entornos industriales, por lo que no fue hasta la versión 4.0 cuando fue posible una implantación generalizada. Y así nació Bluetooth Low Energy.
El Bluetooth de baja energía o Bluetooth inteligente, es una variante del Bluetooth “clásico” que permite enviar pequeñas cantidades de datos. La principal diferencia entre Bluetooth y Bluetooth Low Energy es el bajo consumo de energía de este último. De ahí el nombre “Low Energy”. Entre otras cosas, esta especificidad técnica significa que los objetos conectados pueden funcionar considerablemente más tiempo al reducir su tiempo de actividad. Por su modo de funcionamiento, Bluetooth Low Energy parece más adecuado para el uso industrial. La mayoría de las aplicaciones industriales no requieren una frecuencia de transmisión demasiado alta, ni la transmisión de una gran cantidad de información.
Por tanto, Bluetooth Low Energy es perfectamente adecuado para transmitir datos como la temperatura, la luminosidad, un umbral de movimiento, un identificador o una hora. Además, a diferencia del Bluetooth convencional, BLE no requiere emparejamiento maestro/esclavo para funcionar, lo que facilita considerablemente su uso a gran escala.
Desde la introducción de Bluetooth 5.0 en 2016, BLE se ha beneficiado de mejoras significativas, aún más con Bluetooth 5.1 y Bluetooth 5.2. Entre otras cosas, estas nuevas especificaciones han permitido mejorar la velocidad y el alcance de la transmisión, así como utilizar Bluetooth como tecnología de localización, añadiendo la detección del ángulo de llegada para Bluetooth tradicional y la capacidad de determinar la dirección de la señal para BLE… Estos avances abren nuevas aplicaciones, como la localización precisa en interiores (Indoor Positioning System, IPS), mediante balizas BLE.
Bluetooth LE Audio (2019) introduce nuevas capacidades para dispositivos de audio de bajo consumo. El Bluetooth SIG está trabajando en la posibilidad de crear perfiles de audio en BLE, que hasta ahora estaban reservados al Bluetooth tradicional.
Para que los dispositivos puedan comunicarse, Bluetooth y BLE funcionan utilizando ondas de radio UHF (Ultra High Frequency) en frecuencias comprendidas entre 2,4 GHz y 2,483 GHz, del mismo modo que WIFI y otros sistemas como Zigbee.
El estándar Bluetooth (incluido el BLE) utiliza la técnica FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) , que consiste en dividir la banda de frecuencias en 39 canales de 1 MHz de ancho cada uno. A continuación, transmite la información utilizando una combinación de canales. Al cambiar de canal hasta 1.600 veces por segundo, el estándar Bluetooth evita las interferencias con las señales de otros módulos de radio, lo que puede ser muy útil en entornos industriales.
Echemos un vistazo más de cerca al funcionamiento técnico de Bluetooth. Como hemos dicho antes, el estándar Bluetooth se basa en un modo de funcionamiento maestro/esclavo que requiere emparejamiento, lo que puede llevar más o menos tiempo. Por ejemplo, si quieres enviar música desde tu smartphone a un altavoz conectado, en esta configuración el smartphone es el “maestro” y el altavoz conectado es el “esclavo”.
El maestro captará la presencia de periféricos a su alrededor. Esto forma lo que se conoce como una “pico red”. Un maestro puede conectarse a un solo dispositivo activo a la vez, pero cambiará muy rápidamente antes de establecer la conexión para dar la ilusión de una conexión simultánea a varios dispositivos.
Establecer una conexión entre dos dispositivos implica una serie de pasos para garantizar un cierto nivel de seguridad:
Una vez conectados, los dos dispositivos pueden comunicarse. Aunque la clave de seguridad se almacena, lo que facilita futuros intercambios, sigue siendo necesario emparejarlos.
El protocolo de comunicación Bluetooth Low Energy se basa en una serie de capas esenciales para el intercambio de datos, como el Perfil de Acceso Genérico (GAP), el Protocolo Genérico de Atributos (GAAT), el Protocolo de Atributos (ATT) y la Capa de Enlace (LL): Perfil de Acceso Genérico (GAP), Protocolo Genérico de Atributos (GAAT) y Protocolo de Atributos (ATT) y la Capa de Enlace (LL).
La capa GAP (Perfil de Acceso Genérico) introduce los distintos roles que puede tener un objeto conectado BLE: emisor, observador, central y periférico. Esta capa es la que hace visibles los dispositivos BLE al mundo exterior y determina la forma en que dos dispositivos pueden (o no) interactuar.
El papel lo definirá el fabricante, que decidirá la naturaleza del papel según el uso y las funciones que quiera dar a su producto.
Es importante tener en cuenta que, en Bluetooth Low Energy, hay dos formas de que dos dispositivos se comuniquen entre sí: el modo publicitario y el modo conectado. En el modo de publicidad, los objetos conectados en BLE enviarán información a intervalos regulares sin poder recibir ninguna información a cambio. El modo conectado, en cambio, permite a los objetos conectados comunicarse e intercambiar información entre sí. Este enlace puede autenticarse y cifrarse para aumentar la seguridad.
La capa GATT (Perfil Genérico de Atributos) es un método de presentación de datos utilizado por los dispositivos BLE. Este método se basa en la relación cliente/servidor (ATT), en la que el objeto conectado desempeña el papel de servidor que ofrece sus servicios al terminal (smartphone, ordenador y otras pasarelas) que se conectará a él como cliente. El objeto conectado transmitirá periódicamente una trama para señalar su presencia al “cliente” cercano. Una vez establecida la conexión, el cliente y el servidor pueden conectarse.
La Capa de Enlace (LL) introduce los modos “maestro” y “esclavo “. La “unidad central” desempeñará el papel de “maestro” y los periféricos el de “esclavos”. El “maestro” puede dar una orden o enviar un comando a uno o varios “esclavos”, mientras que los periféricos, los “esclavos”, sólo pueden conectarse a un “maestro” a la vez.
Aquí entramos en detalle en el funcionamiento técnico de Bluetooth Low Energy. Esta información está especialmente dirigida a los integradores de soluciones IoT. Para los usuarios finales, la conexión entre los dispositivos Bluetooth y los servidores es totalmente transparente. Bluetooth Low Energy es muy fácil de usar y totalmente compatible con los teléfonos inteligentes, ordenadores y tabletas del mercado.
Los protocolos de comunicación Bluetooth y Bluetooth Low Energy, aunque comparten una base común, no se dirigen en absoluto al mismo público ni satisfacen las mismas necesidades. El resumen que sigue te ayudará a acotar tu elección y a comprender la diferencia entre Bluetooth y Bluetooth Low Energy.
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Datos clave:
El Bluetooth “clásico ” será más utilizado por el público en general por su capacidad para enviar grandes cantidades de datos de forma continua, como música o vídeos.
BLE se orientará más a la industria, permitiendo transmitir una pequeña cantidad de información de forma no continua en el tiempo. Además, su bajo consumo de energía garantiza unos costes de adquisición reducidos, lo que permite a las empresas implantar proyectos IoT de forma rápida y sencilla.
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