La tecnología Bluetooth bidireccional hace que las conexiones inalámbricas sean confiables

Uno de los mayores desafíos para cualquier tecnología inalámbrica al proporcionar una comunicación de datos confiable es la interferencia. A diferencia de las tecnologías de comunicación de datos por cable, las tecnologías inalámbricas deben compartir el medio de transmisión y varios dispositivos pueden intentar comunicarse en el mismo espectro inalámbrico, en la misma área general y al mismo tiempo. Cuando esto sucede, se producen colisiones en el aire entre paquetes de datos que pueden hacer que el dispositivo receptor no pueda leer un paquete y se pierda efectivamente.

Este desafío es especialmente cierto en las bandas de espectro sin licencia, como la banda ISM global, donde una tecnología de comunicación debe adaptarse a posibles interferencias de otros dispositivos que utilizan la misma tecnología de comunicación, así como dispositivos que utilizan otras tecnologías de comunicación que operan en la misma. banda.

Por ejemplo, Bluetooth^® la tecnología funciona en la misma banda de frecuencia ISM de 2,4 GHz que Wi-Fi y las tecnologías que utilizan el estándar IEEE 802.15.4. Como resultado, es posible que un paquete transmitido entre dos dispositivos Bluetooth se dañe o se pierda si choca con un paquete transmitido exactamente al mismo tiempo y canal de frecuencia entre otros dispositivos Bluetooth, Wi-Fi o 802.15 en el rango. 4 dispositivos. Otros dispositivos que usan la banda de 2.4GHz también pueden causar ruido electromagnético no deseado en el ambiente, como luces, hornos microondas, monitores para bebés y abre-puertas de garaje, solo por nombrar algunos.

Existen muchas técnicas para mitigar la interferencia. Para obtener una discusión detallada de las técnicas de mitigación que utiliza la tecnología Bluetooth para aumentar la confiabilidad, consulte el artículo de Martin Woolley sobre Comprensión de la confiabilidad en la tecnología Bluetooth. En este artículo, veremos cómo la tecnología Bluetooth supera las posibles interferencias y permite una comunicación de datos inalámbrica confiable utilizando saltos de frecuencia adaptativos y paquetes de datos pequeños y rápidos.

Paquetes pequeños y rápidos

Al intentar evitar colisiones, es mejor ser pequeño es rápido. Arco, cabezaejemplo, wgallina en comparación con otros bajos–energía inalámbrica red de malla tecnologías, Bluetooth^® los paquetes son típicamente la mitad del tamaño es cuatro veces más rápido. Tener Los paquetes pequeños y rápidos permiten más uso eficiente del espectro y reduce en gran medida la prcapacidad de colisión.

Bluetooth^® los paquetes son difíciles de alcanzar.

Como suele afirmar Szymon Slupik, director de tecnología de Silvair y presidente del grupo de trabajo Bluetooth Mesh, la matemática es simple: cuanto más corto es el paquete, menos colisiones. La confiabilidad de cualquier sistema inalámbrico tiene que ver con la eficiencia espectral. Según Slupik, el tamaño de los paquetes de malla de Bluetooth es una de las principales razones por las que la red de malla de Bluetooth es "el primer estándar inalámbrico que cumple con las enormes expectativas de la era de IoT".

Slupik no es el único que elogia el paquete. Woolley se refiere al paquete de malla Bluetooth en relación con la escalabilidad y la capacidad de una red de dispositivos de alta densidad. Como dice Woolley:

Pero los paquetes de Bluetooth no solo tienen el tamaño y la velocidad de su lado. También son buenos para evitar conflictos.

Salto de frecuencia adaptable

Las técnicas de espectro ensanchado pueden aumentar la resiliencia de una tecnología inalámbrica en entornos de radio ocupados donde es más probable que ocurran colisiones e interferencias. Salto de frecuencia adaptable es una técnica de espectro ensanchado única utilizada por la tecnología Bluetooth para evitar interferencias.

Para comprender cómo funciona Adaptive Frequency Hopping, es útil observar cómo la tecnología Bluetooth divide la banda ISM de 2,4 GHz. Primero, como muchos protocolos de comunicación inalámbrica, la tecnología Bluetooth utiliza más de un canal de radio. Bluetooth Low Energy (LE) divide la banda de radio ISM de 2,4 GHz en 40 canales, mientras que Bluetooth BR / EDR la divide en 80 canales.

La tecnología Bluetooth también salta entre los canales de transmisión para reducir aún más la probabilidad de colisiones con otras transmisiones dentro del alcance. El salto de frecuencia libera más capacidad de radio para los mensajes, lo que hace que la comunicación sea más confiable. El salto de frecuencia no es necesariamente exclusivo de la tecnología Bluetooth. Pero lo que sucede a continuación es.

El salto de frecuencia adaptativo agrega inteligencia al salto de frecuencia y permite que los paquetes Bluetooth se adapten para evitar canales ocupados y congestionados. Los canales ruidosos y ocupados están marcados y no se utilizan. La lista de canales de confianza y canales ocupados puede cambiar rápidamente, a medida que otros dispositivos de comunicación inalámbrica y el ruido en el entorno van y vienen. El salto de frecuencia adaptable permite que la tecnología Bluetooth rastree dinámicamente qué canales funcionan mejor y encuentre la ruta más confiable.

Bluetooth^® los paquetes evitan conflictos.

Confiable por diseño

Como puede ver, la tecnología Bluetooth es capaz de brindar comunicaciones altamente confiables incluso en las circunstancias más difíciles. Estos dos métodos proporcionan una descripción general de las técnicas y capacidades de Bluetooth.^® ofrece tecnología para ayudar a los desarrolladores a enfrentar el desafío de la interferencia. La confiabilidad en la tecnología Bluetooth es más que la suma de la confiabilidad de sus partes; la tecnología fue diseñada pensando en la confiabilidad. Para obtener una discusión detallada de las muchas técnicas de mitigación que utiliza la tecnología Bluetooth para aumentar la confiabilidad, descargue Comprensión de la confiabilidad en la tecnología Bluetooth.