Bluetooth

O Bluetooth é um padrão para redes PAN (personal area network), ou seja, uma rede de curta distância, usada para interligar celulares, palmtops e outros dispositivos de uso pessoal. Ele funciona como um “cable replacement”, ou seja, uma tecnologia que permite interligar periféricos próximos, substituindo o uso de cabos. Ele é usado por um enorme número de celulares, sem falar de palmtops e outros dispositivos, incluindo fones, teclados e mouses.

A versão inicial do padrão foi desenvolvida por um consórcio composto pela Ericsson, IBM, Nokia, Toshiba e Intel e publicada em julho de 1999. Pouco depois, o Bluetooth foi adotado pelo IEEE, dando origem ao padrão 802.15.1. Isso reforçou a posição do Bluetooth como um padrão aberto e acelerou sua adoção, embora ele tenha sido ofuscado pelo crescimento do Wi-Fi, que ocupou muitos dos nichos aos quais o Bluetooth era destinado.

A principal vantagem do Bluetooth é o baixo consumo elétrico, o que permite que os transmissores sejam usados em dispositivos pequenos demais para comportar uma interface wireless, como no caso de um celular, headset, ou mesmo de um teclado ou mouse.

O uso de chips mais simples também faz com que os transmissores Bluetooth sejam bem mais baratos do que placas wireless Wi-Fi. Eles ainda não são muito comuns em notebooks e desktops montados, mas os adaptadores Bluetooth USB são bastante acessíveis.

Aqui temos um adaptador USB desmontado. Ele é composto de dois controladores simples, acompanhados por alguns diodos e resistores, um cristal de clock (instalado do outro lado da placa) e um led. Para simplificar o projeto, uma trilha na própria placa é usada como antena:

Existem também alguns modelos com antenas externas, como o modelo da Linksys à direita, mas o aumento no alcance devido ao uso da antena não é tão grande quanto pode parecer à primeira vista e a antena torna o transmissor maior e menos prático. Existem ainda alguns modelos de transmissores baratos, que utilizam antenas externas falsas, que nada mais são do que um tubo plástico oco, destinado a enganar os incautos.

Naturalmente, o baixo consumo e o baixo custo têm seu preço. O alcance é pequeno e a velocidade de transmissão é bastante baixa. O Bluetooth oferece uma velocidade bruta de 1 megabit, mas devido ao overhead do protocolo de comunicação, a velocidade real (bits úteis) é de apenas 721 kbits em modo assíncrono (o modo de transmissão menos confiável) ou 432 kbits em modo síncrono. Temos ainda mais uma certa perda devido a retransmissões de pacotes perdidos, ou corrompidos devido a interferência, o que faz com que, na prática, as taxas sejam ainda mais baixas.

A baixa velocidade do Bluetooth o torna muito lento para uso em redes, mas é suficiente para suas principais aplicações, que são a comunicação entre o PC e o celular (ou palmtop), transferindo imagens e pequenos arquivos e permitindo o uso de headsets, teclados e mouses. Dispositivos maiores utilizam redes Wi-Fi, de forma que os dois padrões acabam se complementando.

No Bluetooth 2.x (o padrão atual) a velocidade foi multiplicada por três, chegando a 3 megabits brutos através da mudança no padrão de modulação do GFSK (Gaussian frequency shift keying) para o PSK (phase shift keying), mas é preciso que os dois transmissores suportem o padrão, caso contrário a taxa cai para o 1 megabit do padrão original.

Existem dois tipos de adaptadores Bluetooth, que se diferenciam pela potência de transmissão. Os dispositivos classe 1 utilizam transmissores de 100 milliwatts, o que resulta em um alcance teórico de 100 metros, enquanto os dispositivos classe 2 utilizam transmissores de apenas 2.5 milliwatts, o que resulta em um alcance de apenas 10 metros.

Em ambos os casos, o número se refere a alcance em campo aberto. Como o sinal do Bluetooth é muito fraco, ele é atenuado rapidamente por obstáculos. O sinal pode ultrapassar uma parede fina de alvenaria, permitindo que você consiga acessar seu celular que esqueceu na sala ao lado, mas não espere nada muito além disso. De uma forma geral, você tem uma boa conexão apenas ao usar dois aparelhos dentro da mesma sala.

A maioria dos adaptadores USB destinados a micros PC utilizam transmissores classe 1, mas a maioria dos celulares e outros dispositivos pequenos utilizam transmissores classe 2, que oferecem um consumo elétrico mais baixo. A combinação dos dois não resulta em um alcance muito maior do que ao utilizar dois transmissores classe 2, pois pouco adianta um transmissor mais potente no PC, se ele não for capaz de captar o sinal emitido pelo outro dispositivo.

A rede formada entre os dispositivos Bluetooth é chamada de piconet (pico=pequena, net=rede) e é composta por um dispositivo central (master) e até 7 dispositivos subordinados (slaves), que são conectados a ele. É possível adicionar até 255 “parked nodes”, que são dispositivos configurados para fazerem parte da rede, mas que não estão ativos no momento. Ou seja, você poderia conectar um grande número de aparelhos com Bluetooth ao PC ou a outro dispositivo central, desde que não usasse mais do que 7 deles ao mesmo tempo.

Dispositivos maiores, como palmtops e celulares podem ser configurados tanto em modo master quanto em modo slave, de acordo com a situação. O celular pode operar em modo master ao usar um teclado bluetooth e em modo slave ao ser acessado pelo PC, mas dispositivos menores, como teclados e headsets operam apenas em modo slave.

A segurança é garantida por um processo de autenticação, chamado de pairing, onde você define um código de acesso (passkey) que precisa ser digitado nos dispositivos para criar a conexão. O pairing é necessário apenas para fazer a conexão inicial, a partir daí a conexão se torna definitiva. Este sistema não é particularmente seguro, mas como o alcance dos transmissores Bluetooth é muito curto, ele é considerado aceitável.

Pairing em um Nokia E62

O padrão Bluetooth prevê o uso de diversos “profiles”, que são diferentes protocolos de comunicação, desenvolvidos de forma a atender diversos cenários de uso. Os cinco profiles mais usados são o HSP (Headset Profile), que é utilizado por headsets Bluetooth, o HID (Human Interface Device Profile), usado por teclados, mouses, joysticks e outros dispositivos de entrada, o FTP (File Transfer Profile), que permite transferir arquivos, o OPP (Object Push Profile) um protocolo de transferência de dados de uso geral, que pode ser usado para transferir contatos, fotos e outras informações e o DUN (Dial-up Networking Profile), que é usado por celulares para permitir o acesso à web através do PC.

Cada profile faz com que o transmissor Bluetooth e o dispositivo do outro lado sejam vistos de forma diferente pelo sistema. No HSP, o headset é visto como uma placa de som remota, que permite o envio de streams de áudio. No HID o teclado ou mouse Bluetooth é visto pelo sistema como se fosse um dispositivo de entrada conectado a uma das portas USB do micro, enquanto no DUN o celular é visto pelo sistema como um modem ligado a uma porta serial, que é usado para “discar” para o provedor e, assim, estabelecer a conexão.

Existe ainda o PAN (Personal Area Networking), que usa uma camada de emulação para permitir o tráfego de pacotes Ethernet, de forma que o transmissor Bluetooth seja usado como uma interface de rede. É este profile que seria usado ao ligar dois PCs em rede via Bluetooth.

Embora a velocidade de uma conexão Bluetooth seja satisfatória para tarefas leves, como compartilhar a conexão e transferir pequenos arquivos (desde que você não se importe com o limite de 721 kbits), o PAN é um profile pouco usado na prática, já que é muito mais fácil ligar dois micros usando um cabo cross-over, ou uma rede wireless ad-hoc, que são mais fáceis de configurar e oferecem uma velocidade maior.

Aqui temos dois exemplos de uso, transferindo arquivos usando o BlueSoleil (um gerenciador Bluetooth para o Windows, fornecido com a maioria dos adaptadores bluetooth USB) e acessando os contatos em um celular da Motorola, usando o KMobileTools no Linux:

Em se tratando de redes, o uso mais popular para o bluetooth atualmente é acessar a web usando o celular, usando o DUN. Antigamente, o tráfego de dados nas redes GPRS era extorsivamente caro e o acesso muito lento, mas com a introdução do EDGE e das redes 3G e o surgimento de planos voltados especificamente para o acesso à web, as velocidades melhoraram e o custo caiu, fazendo com que o acesso à web via celular se tornasse uma opção viável.

Existem no mercado vários modelos de modems EDGE ou EVDO em versão PC Card ou USB, mas na verdade você não precisa do modem, já que pode utilizar o próprio celular. Em modelos antigos você precisa encontrar o cabo apropriado (que muitas vezes demanda o uso de algum software proprietário de comunicação), mas nos modelos atuais você só precisa de um receptor bluetooth para o notebook. Desde que não existam obstáculos, o alcance do receptor pode chegar a 10 metros, o que permite que você deixe o celular perto da janela para melhorar a recepção em áreas rurais ou com pouco sinal. Veja detalhes de como configurar a conexão tanto no Windows quanto no Linux no próximo capítulo.

Concluindo, o Bluetooth opera na faixa de freqüência dos 2.4 GHz, que é a mesma usada pelas redes Wi-Fi. Para evitar interferência, o Bluetooth utiliza 79 canais distintos, cada um ocupando uma faixa de freqüência de 1 MHz, e alterna entre eles rapidamente (1600 vezes por segundo) usando uma sequência semi-aleatória, definida entre os dispositivos, diferente das redes Wi-Fi, que operam usando uma freqüência fixa. Com isso, a interferência continua existindo, mas é reduzida drasticamente, permitindo que redes Wi-Fi e transmissores Bluetooth operem no mesmo ambiente.