Connessione e accoppiamento di rete Bluetooth

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Il metodo più comune di usare Bluetooth è quello di accoppiare due dispositivi come un set di cuffie e un telefono cellulare o un computer portatile. Questo fornisce una comoda connessione senza fili.

L’accoppiamento Bluetooth in questo modo è ben stabilito e molto facile da realizzare, ma è anche possibile creare delle reti. Questa capacità è stata disponibile fin dalla nascita di Bluetooth, ma con Bluetooth 5, questa capacità è stata migliorata per accogliere molte applicazioni IoT.

La specifica Bluetooth definisce una varietà di forme di connessione di rete Bluetooth che possono essere create. In questo modo la rete Bluetooth è una forma particolarmente flessibile di sistema wireless per l’uso in una varietà di applicazioni a corto raggio.

Base della connessione di rete Bluetooth

Ci sono una varietà di modi in cui le reti Bluetooth possono essere impostate. In sostanza, le reti Bluetooth adottano la cosiddetta topologia piconet. In questa forma di rete, un dispositivo funge da master ed è in grado di parlare con un massimo di sette nodi o dispositivi slave.

Il limite di sette nodi slave in una rete Bluetooth deriva dall’indirizzo a tre bit che viene utilizzato. Questo numero si riferisce al numero di nodi attivi nella rete Bluetooth in qualsiasi momento.

Bluetooth scatternet

Le connessioni di rete Bluetooth sono anche in grado di supportare scatternet, anche se a causa dei vincoli di tempo e memoria questa forma di rete Bluetooth è stata raramente implementata. Per uno scatternet Bluetooth, un nodo slave o un dispositivo slave è in grado di condividere il suo tempo tra due diversi piconet. Questo permette di costruire grandi reti a stella.

Fondamenti di connessione Bluetooth

Il modo in cui i dispositivi Bluetooth creano connessioni è più complicato di quello associato a molti altri tipi di dispositivi wireless. La ragione di ciò è la natura del salto di frequenza dei dispositivi. Mentre il salto di frequenza riduce gli effetti dell’interferenza, rende la connessione dei dispositivi un po’ più complicata.

Bluetooth è un sistema in cui le connessioni sono fatte tra un master e uno slave. Queste connessioni sono mantenute fino a quando non vengono interrotte, o da una disconnessione deliberata dei due, o da un collegamento radio che diventa così povero che le comunicazioni non possono essere mantenute – tipicamente questo si verifica quando i dispositivi vanno fuori dalla portata l’uno dell’altro.

Nel processo di connessione, ci sono quattro tipi di canale di connessione Bluetooth:

• Canale piconet di base: Questo canale di connessione Bluetooth è usato solo quando tutti i 79 canali sono usati all’interno dell’hop-set – ora è usato raramente poiché il canale Adaptive piconet è più spesso usato in quanto fornisce una maggiore flessibilità.
• Canale piconet adattato: Questo canale di connessione Bluetooth è usato più ampiamente e permette al sistema di usare un hop-set ridotto, cioè tra 20 e 79 canali. I canali piconet sono i soli canali che possono essere utilizzati per trasferire i dati dell’utente.
• Canale di connessione: Il canale di connessione Bluetooth è usato quando un dispositivo master trova uno o più dispositivi slave nel raggio d’azione.
• Canale di paging: Questo canale di connessione Bluetooth viene utilizzato quando un dispositivo master e uno slave effettuano una connessione fisica.

Abbinamento Bluetooth

Per permettere ai dispositivi di connettersi facilmente e rapidamente, può essere utilizzato uno schema noto come abbinamento Bluetooth. Una volta che l’accoppiamento Bluetooth è avvenuto, due dispositivi possono comunicare tra loro.

L’accoppiamento Bluetooth è generalmente avviato manualmente da un utente del dispositivo. Il collegamento Bluetooth per il dispositivo è reso visibile agli altri dispositivi. Essi possono quindi essere accoppiati.

Il processo di accoppiamento Bluetooth è in genere attivato automaticamente la prima volta che un dispositivo riceve una richiesta di connessione da un dispositivo con cui non è ancora accoppiato. Affinché l’accoppiamento Bluetooth possa avvenire, una password deve essere scambiata tra i due dispositivi. Questa password o “Passkey”, come viene più correttamente chiamata, è un codice condiviso dai due dispositivi Bluetooth. Viene utilizzata per garantire che entrambi gli utenti abbiano accettato di accoppiarsi tra loro.

Il processo di accoppiamento Bluetooth è riassunto di seguito:

• Il dispositivo Bluetooth cerca altri dispositivi Bluetooth nel raggio d’azione: Per essere trovato da altri dispositivi Bluetooth, il primo dispositivo, il dispositivo 1 deve essere impostato in modalità scopribile – questo permetterà agli altri dispositivi Bluetooth nelle vicinanze di rilevare la sua presenza e tentare di stabilire una connessione.
• Due dispositivi Bluetooth si trovano a vicenda: Quando i due dispositivi: Dispositivo 1 e dispositivo 2 si trovano a vicenda è possibile rilevare cosa sono. Normalmente il dispositivo rilevabile indicherà che tipo di dispositivo è – cellulare, auricolare, ecc. insieme al suo nome di dispositivo Bluetooth. Il nome del dispositivo Bluetooth è il può essere assegnato dall’utente, o sarà quello assegnato durante la fabbricazione.
• Richiesta di passkey: Spesso la passkey di default è impostata su “0000”, ma è consigliabile usare qualcos’altro perché gli hacker presumono che la maggior parte delle persone non la cambieranno.
  In ogni caso molti dispositivi più sofisticati – smartphone e computer – entrambi gli utenti devono concordare un codice che ovviamente deve essere lo stesso per entrambi.
• Il dispositivo 1 invia la chiave di accesso: Il dispositivo iniziatore, il dispositivo 1 invia la passkey che è stata inserita al dispositivo 2.
• Il dispositivo 2 invia la passkey: Le passkey sono confrontate e se sono entrambe uguali, si forma una coppia fidata, l’accoppiamento Bluetooth è stabilito.
• La comunicazione è stabilita: Una volta che l’accoppiamento Bluetooth è avvenuto, i dati possono essere scambiati tra i dispositivi.

Elementi pratici dell’accoppiamento Bluetooth

Normalmente i dispositivi Bluetooth si accoppiano molto facilmente. A seconda del dispositivo ci possono essere istruzioni leggermente diverse per accoppiare i dispositivi.

Per alcuni dispositivi con accessibilità limitata per il controllo, potrebbe essere necessario premere un pulsante per un certo tempo per metterlo in modalità di accoppiamento. Poi cercherà i dispositivi con cui accoppiarsi. Se si accoppiano con dispositivi simili, si accoppieranno automaticamente quando vengono messi in modalità di accoppiamento e si scoprono a vicenda.

Per dispositivi come telefoni cellulari e computer portatili, cercheranno costantemente dispositivi con cui accoppiarsi e poi l’accoppiamento dovrà essere accettato prima che l’accoppiamento abbia luogo. Questo fornisce ulteriore sicurezza.

In alcune occasioni alcuni dispositivi possono avere difficoltà nell’accoppiamento. Può essere che non abbiano i profili richiesti disponibili, o può essere che il dispositivo non sia completamente compatibile con Bluetooth. Ci sono alcuni produttori che possono non produrre completamente secondo le specifiche Bluetooth, anche se sono pubblicizzati come Bluetooth.

Una volta che l’accoppiamento Bluetooth è stato stabilito viene ricordato dai dispositivi, che possono quindi connettersi tra loro senza l’intervento dell’utente.

Se necessario, la relazione di accoppiamento Bluetooth può essere rimossa dall’utente in un secondo momento, se richiesto.

Normalmente l’accoppiamento Bluetooth e la configurazione della rete è molto facile. Uno dei vantaggi del Bluetooth è che è facile da usare in modo efficace anche per le persone non tecniche.

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