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Bluetooth: você está usando o tempo todo. Conectar alto-falantes e smartphones é genial. Mas como isso realmente funciona?
Desde o seu lançamento oficial em 1999, o Bluetooth tornou-se parte integrante da vida cotidiana. Hoje, você pode encontrar versões Bluetooth em smartphones, smartwatches, alto-falantes sem fio e dispositivos portáteis.
Mas apesar de sua popularidade, muitas pessoas ainda não sabem como o Bluetooth funciona. Então, desde a frequência do sinal e interferência de fundo até codecs, alcance e desenvolvimento, veja como o Bluetooth funciona.
O que é Bluetooth?
Antes de mergulhar em como a tecnologia Bluetooth funciona e como as versões mais recentes são mais poderosas e melhores do que as mais antigas, é importante entender o que é o Bluetooth.
Bluetooth é uma tecnologia de transmissão de rádio de curto alcance e baixa potência. Consiste em ondas eletromagnéticas não ionizantes na faixa de rádio entre 2,402 GHz e 2,48 GHz. Estar na extremidade inferior do alcance permite Bluetooth Low Energy em comparação com outras transmissões de rádio. É por isso que é fácil de implementar em gadgets e smartphones pequenos sem se preocupar muito com a duração da bateria.
O Bluetooth pode viajar em espaços abertos e passar por alguns obstáculos sem um meio físico. A distância que um determinado sinal Bluetooth pode percorrer depende em grande parte de sua força e se há uma barreira suficientemente espessa ou feita de material que distorce e degrada o sinal para torná-lo irreconhecível.
Como funciona o bluetooth?
O sinal Bluetooth enviado pelo celular para o fone de ouvido é o software primeiro. Seus dados (fotos, áudio, etc.) não podem ser enviados como estão via Bluetooth. Primeiro, ele converte os dados em pacotes individuais por meio de um algoritmo de compactação chamado codec.
Codecs como aptX, AAC, SBC e LDAC exigem correspondência entre os dispositivos de envio e recebimento. Codecs diferentes funcionam com diferentes tipos de dados e podem afetar fatores como uso de energia, taxa de transferência, qualidade de dados e alcance de conexão.
Existem 79 canais Bluetooth designados e todos os dispositivos conectados devem estar sintonizados no mesmo canal com largura de banda de 1 megahertz (MHz). Nesse sentido, um canal Bluetooth é semelhante ao canal Wi-Fi que você encontra em um roteador.
Quando dois dispositivos com tecnologia Bluetooth estão próximos, eles podem usar um pequeno chip de computador integrado para se conectar e se comunicar. Este é o hardware responsável por transmitir e receber ondas de rádio Bluetooth.
Faixa de sinal e classes Bluetooth
Em geral, quanto menor a frequência, maior o alcance. Mas os sinais de baixa frequência carregam significativamente menos dados do que os sinais de alta frequência. O Bluetooth depende da energia.
Se você estiver disposto a colocar energia suficiente, poderá transmitir sinais Bluetooth de alta frequência e ricos em dados por distâncias maiores. Na verdade, encontrar um equilíbrio entre consumo de energia, qualidade e alcance é como surgiu a nova versão do Bluetooth.
- Classe 1 Bluetooth transmite a 100 miliwatts (mW) a 328 pés
- Classe 2 Bluetooth transmite a 2,5 mW a 33 pés
- Classe 3 Bluetooth transmite apenas a 1mW e tem um alcance inferior a 30 pés.
Para referência, os fones de ouvido, fones de ouvido e telefones celulares Bluetooth mais recentes são Bluetooth Classe 2 e alguns são Classe 3. Quanto ao Bluetooth Classe 1, sua capacidade de longo alcance requer muita energia, geralmente uma fonte de alimentação externa, não apenas uma bateria portátil. Você pode encontrar dispositivos Bluetooth Classe 1 em implementações industriais, como dispositivos IoT e aplicativos em fábricas ou linhas de montagem.
Interferência de fundo
Você deve ter notado que andar em uma rua de tráfego intenso ou andar de metrô movimentado pode causar eletricidade estática em fones de ouvido sem fio. Isso ocorre porque 79 canais Bluetooth são especificados acima.
Se você estiver em uma escola, biblioteca ou escritório com você e todos estiverem usando um dispositivo Bluetooth com alcance de cerca de 10 metros, 79 canais geralmente são suficientes. Mas como dezenas de dispositivos competem pelo espaço limitado, o sinal começa a interferir.
Embora você não consiga acessar o sinal bluetooth de outras pessoas (mesmo se você sintonizar seu dispositivo no mesmo canal, o bluetooth é criptografado), ele ainda colidirá com o seu e reduzirá a qualidade do sinal. A vulnerabilidade é outra razão pela qual o Bluetooth é usado apenas para comunicação de curto alcance. É mais fácil controlar um ambiente de 30 a 100 pés do que uma longa distância medida em milhas.
Outros fatores que interferem no sinal Bluetooth incluem:
- Barreiras físicas: Metal, gesso, concreto e até umidade têm o maior impacto na qualidade do Bluetooth, com materiais como madeira, vidro e plástico no final da lista.
- Sensibilidade do Receptor: A distância degrada a qualidade do sinal. Se o receptor não for suficientemente sensível, pode não receber e decodificar corretamente.
- Potência de transmissão: Quanto mais fraca a potência do sinal de base, mais fraca a distância e mais fracos os obstáculos de passagem.
Versão Bluetooth
A tecnologia Bluetooth que usamos hoje não é a mesma do início dos anos 2000. Embora ainda siga os mesmos princípios, a nova versão do Bluetooth pode fazer mais com menos. Com o desenvolvimento do Bluetooth, três coisas mudaram: consumo de energia, alcance e velocidade de transferência de dados (afetando a latência do áudio).
O Bluetooth 1.0 consome muita energia, mas tem apenas um alcance de 33 pés e uma velocidade máxima de 1 Mbps. Embora o Bluetooth 2.0 possa transferir dados a 3Mbps, ele não pode igualar o salto de desempenho de 24Mbps do Bluetooth 3.0. Mas usar a camada de adaptação do protocolo 802.11 consome muita energia de um dispositivo Bluetooth 3.0.
No entanto, o Bluetooth 1.0 a 3.0 é difícil de encontrar em dispositivos comerciais atualmente. Eles foram substituídos por Bluetooth 4.0 e Bluetooth 5.0. Ambos os padrões podem ser usados como Bluetooth Low Energy com alcance de 800 pés e velocidades não inferiores a 2Mbps.
Por que você precisa entender como o Bluetooth funciona
O Bluetooth é comparável à tecnologia Wi-Fi, GPS e torre de celular. Ele é usado em quase todos os dispositivos modernos e você precisa de um conhecimento básico para usá-lo.
Conhecendo a diferença entre as versões Bluetooth e vários codecs de streaming, você pode escolher um dispositivo que atenda às especificações necessárias. Por exemplo, o Bluetooth de longo alcance e com alto consumo de energia não é necessário em um teclado sem fio, mas esses recursos são ainda mais importantes para fones de ouvido sem fio que você carregará.
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