I dettagli sulla tecnologia Bluetooth

Il bisogno di una nuova tecnologia che mettesse in comunicazione tutti i dispositivi elettronici che oggigiorno utilizziamo è lampante. Ma sarà ancor più importante lo sviluppo del Bluetooth in vista dell'arrivo di svariati elementi tecnologici nelle nostre case. Sempre più automatizzazione, unita all'avere tutti gli elettrodomestici collegati in rete tra loro ed a loro volta connessi ad Internet, ci farà avere il bisogno di un dispositivo di controllo remoto efficiente ed unico per tutti.

L'importanza del Bluetooth in questo settore è basilare. Il Bluetooth è una tecnologia che permette il trasporto di dati e di voce a corta distanza, grazie ad uno standard dai costi molto bassi, che utilizza pochissima energia e che può essere facilmente implementato in qualsiasi dispositivo. Le specifiche tecniche del Bluetooth definiscono una trasmissione ad onde radio a breve o media distanza, fino ad un massimo di 100 metri, capace di trasportare sia trasmissioni voce che dati, fino ad un massimo di 720 kbps per ogni canale.

La frequenza radio nella quale funzioneranno i dispositivi Bluetooth è completamente libera e non soggetta ad alcuna restrizione di utilizzo, come invece lo spettro radio per i sistemi di comunicazione mobile. La banda utilizzata è quella che va da 2.4 a 2.48 Ghz, utilizzando il Frequence Hop (FH), un segnale full duplex che arriva fino a 1600 hops al secondo, e dividendo la banda di frequenza in 79 sottocanali, tra i quali la trasmissione salta, con intervalli da 1 Mhz, per consentire un'alta immunità alle interferenze.

Queste specifiche radio sono state anche stabilite in modo tale che il futuro chip fosse singolo ed avesse delle dimensioni ben precise, per farlo entrare in qualunque tipo di dispositivo. Il chip utilizza fino a tre canali voce sincronizzati contemporaneamente, oppure un solo canale voce, se, simultaneamente, se ne occupa un altro con una trasmissione dati. I canali dati, invece, supportano una velocità di 723.2 Kbps in asimmetrico oppure 433.9 Kbps in simmetrico. Con questi numeri un dispositivo centrale dotato di Bluetooth può dividere il proprio canale asimmetrico per interagire con un massimo di sette dispositivi dipendenti.

Utilizzando particolari accorgimenti tecnici, il numero dei dispositivi che si possono unire in una vera e propria rete wireless è praticamente infinito. Inoltre un dispositivo che funziona come dipendente, può a sua volta essere centrale per un'altra serie di dispositivi. Questa funzione è nota come Scatternet. Fino a dieci piccole reti possono formare una Scatternet senza alcun problema di interferenze. Ogni dispositivo Bluetooth può essere tolto da una piccola rete ed aggiunto ad un'altra, senza alcun problema. Si può parlare di piccola rete quando vi sono due o più dispositivi Bluetooth che condividono il medesimo canale.

Come abbiamo detto le piccole reti unite tra loro formano le cosiddette Scatternet, per consentire lo scambio di dati ed informazioni senza problemi tra tutte le diverse piccole reti. Se vi sono più piccole reti nel raggio dei vari dispositivi Bluetooth che le formano, non vi sarà alcun problema di interferenza, visto che ogni dispositivo utilizzerà un canale differente e la completa larghezza di banda disponibile, grazie al Frequence Hop. Tutti i dispositivi di una piccola rete che, almeno una volta, entrano in collegamento con uno o più dispositivi di un'altra piccola rete, vengono sincronizzati tra loro in canali diversi.

Non vi è nessuna limitazione di connessione tra i diversi dispositivi Bluetooth, eccetto ovviamente la distanza. Anche se due piccole reti si trovano in luoghi diversi dello stesso edificio, la comunicazione potrà avvenire senza problema alcuno. Per regolare il traffico dei diversi dispositivi uno di essi dovrà diventare l'unità centrale, ma questo non vuol dire che altri dispositivi non possano interagire tra loro bypassando il dispositivo centrale. Visto che le frequenze radio sono facilmente intercettabili, lo standard Bluetooth è stato dotato di diversi dispositivi di sicurezza. Quelli principali comprendono una routine a risposta automatica per l'autenticazione, che previene eventuali accessi casuali alla rete, un codice di cifratura di flusso, che permette il mantenimento della segretezza delle trasmissioni, una serie di codici di accesso generati casualmente durante la connessione, che prevengono qualsiasi tipo di utilizzo fraudolento.

Gli algoritmi di sicurezza utilizzano tre diverse entità che sono l'indirizzo del dispositivo Bluetooth, unico per ogni apparato, un po' come l'IP dei nostri PC, una chiave d'uso privata a 128 bit, che viene segnata durante l'allaccio della connessione e mai rivelata, ed un numero scelto casualmente, differente in ogni connessione. L'architettura di rete del Bluetooth è alquanto semplice, composta da una parte radio analogica e da una parte fissa digitale. La parte fissa, detta Host Controller. L'Host Controller comunica con i dispositivi Bluetooth presenti tramite un segnale digitale trasportato appunto dalla CPU dell'Host tramite un'altra parte della rete chiamata Link Controller. Il Link Controller guida le funzioni di collegamento simmetrico ed asimmetrico, oltre alla codifica audio ed alla cifratura. Tramite il Link Controller il segnale radio è capace di attraversare muri ed oggetti.