O que é Bluetooth e como funciona?

Você provavelmente usa o Bluetooth todos os dias, seja sincronizando fones de ouvido com seu smartphone ou transferindo alguns arquivos de um dispositivo para outro. Mas o que é o Bluetooth, afinal, por que é assim chamado e como funciona?

Vamos detalhar algumas das grandes ideias por trás dessa tecnologia para que você possa entender mais sobre o Bluetooth.

O que é Bluetooth?

Para explicar da maneira mais simples possível, o Bluetooth é um padrão de comunicação sem fio que usa ondas de rádio para transmitir dados entre dispositivos. Existem muitos padrões de comunicação sem fio que usam a mesma técnica, então o que torna o Bluetooth diferente? Ao contrário de outras formas de comunicação de rádio, as ondas Bluetooth não viajam muito longe e mudam constantemente de frequência.

A comutação de frequência constante que o Bluetooth usa é conhecida como espectro de propagação de salto de frequência. Essa tecnologia torna o Bluetooth altamente seguro porque os sinais são resistentes a interferências, difíceis de interceptar por terceiros e difíceis de bloquear. Além disso, eles podem coexistir com sinais convencionais sem que os dois interfiram. Essa tecnologia foi inventada por algumas pessoas diferentes ao longo da história, mas uma contribuição notável veio da atriz de Hollywood Hedy Lamarr e do compositor George Antheil na década de 1940.

Você só pode usar o Bluetooth em um alcance curto, com versões mais recentes atingindo um alcance de cerca de 240 m (800 pés). Paredes, tetos e outros obstáculos podem reduzir ainda mais esse alcance. Mas isso faz parte do apelo do Bluetooth, pois muitos dispositivos podem existir por perto e provavelmente não entrarão em conflito entre si.

Os fundamentos do Bluetooth remontam a 1989 na empresa de telecomunicações sueca Ericsson. Nils Rydbeck e Johan Ullman contrataram os engenheiros Jaap Haartsen e Sven Mattissson para inventar uma maneira de conectar computadores a fones de ouvido sem fio que a empresa queria lançar no mercado.

Esses designers inicialmente criaram o Bluetooth para substituir o padrão anterior de cabos de telecomunicações RS-232 de 1960. Entre 1994 e 1997, a equipe criou uma implementação viável do conceito. Em 1998, o Bluetooth Special Interest Group (SIG) foi lançado e inicialmente consistia em Ericsson, Intel, Nokia, Toshiba e IBM. No entanto, apesar desse trabalho inicial, o primeiro dispositivo de consumo a chegar ao mercado com suporte a Bluetooth foi o celular Ericsson T39 em 2001.

O nome “Bluetooth” vem de Jim Kardach da Intel, que fazia parte da SIG inicial. Ele estava falando com Sven Mattisson sobre a história escandinava, incluindo o romance Os Navios Longos por Frans G. Bengtsson, que é sobre os vikings e o rei dinamarquês Harald Bluetooth do século 10. Jim viu uma runa de Harald Bluetooth no livro A História dos Vikings por Gwyn Jones e propôs um nome e logotipo com base neles. Kardach escolheu o nome porque Bluetooth une dispositivos, assim como Harald Bluetooth uniu o reino dinamarquês. O logotipo é uma combinação de duas runas que representam as iniciais de Harald Bluetooth.

Como mencionado, o Bluetooth usa ondas de rádio. Ele opera na faixa de 2.402 a 2.480 GHz, onde existe Wi-Fi e outros padrões. O Bluetooth efetivamente permite que os dispositivos criem uma pequena rede chamada piconet. Um dispositivo é o dispositivo “central” e outros são dispositivos “periféricos”, com oito dispositivos capazes de interagir simultaneamente – um dispositivo central e sete periféricos.

O dispositivo central coordena tudo e pode enviar dados para qualquer periférico, ou solicitar que enviem. Os dispositivos periféricos só podem falar com o dispositivo central e não podem falar entre si. Para um exemplo simples, considere um par de fones de ouvido sincronizado com seu smartphone. Seu telefone é o dispositivo central e os fones de ouvido são o dispositivo periférico.

Todo dispositivo Bluetooth tem um endereço de 48 bits. Você geralmente não verá isso, no entanto. Em vez disso, você provavelmente verá os nomes legíveis por humanos de dispositivos como “iPhone de Jake” ou “Sony WH-1000XM5”.

Para que dois dispositivos Bluetooth conversem entre si, você deve emparelhá-los. Se você não conectou os dois dispositivos antes, o emparelhamento envolve várias etapas:

1. Investigação: Os dois dispositivos precisam descobrir um ao outro. Um dispositivo envia uma solicitação e outro dispositivo escuta as solicitações. Eles enviam um ao outro seus endereços e nomes, juntamente com algumas informações adicionais. Por exemplo, tirar um par de fones de ouvido sem fio verdadeiros do estojo os coloca no modo de emparelhamento. Você pode encontrar os fones de ouvido na lista de dispositivos Bluetooth do seu telefone.
2. Paginação: Os dispositivos iniciarão então o processo de formação de uma conexão. Eles trocarão mais informações, após o que finalizarão o processo.
3. Conexão: Depois de concluir as etapas de consulta e paginação, os dois dispositivos podem enviar e receber dados. No caso de nossos fones de ouvido de exemplo, agora você pode ouvir música com eles do seu telefone.

Como você provavelmente já sabe, esse processo só precisa acontecer uma vez. Depois disso, os dispositivos lembrarão um do outro e se conectarão automaticamente quando estiverem dentro do alcance. Os dispositivos que podem fazer isso são chamados de dispositivos emparelhados.

Os dispositivos podem exigir uma etapa de autenticação para evitar que conexões indesejadas sejam estabelecidas. É por isso que você verá solicitações para inserir um PIN ou aprovar uma solicitação de pareamento ao sincronizar dois novos dispositivos.

Quando isso for concluído, os dispositivos sincronizados poderão enviar e receber vários tipos de dados. Dependendo do tipo de dados, existem algumas maneiras de fazer isso. Ao longo dos anos, o Bluetooth viu novas versões, atualizações, padrões e aprimoramentos, introduzidos nas versões do Bluetooth 1 ao Bluetooth 5 atual.

Você pode não perceber, mas o Bluetooth conecta controladores sem fio a consoles de jogos e PCs, fones de ouvido a smartphones e muito mais. Embora o caso de uso em mente ao criar o Bluetooth fosse um fone de ouvido para telefone, o padrão passou a ser usado em todos os tipos de dispositivos. Estamos atualmente na era do Bluetooth 5 e muitos dispositivos Bluetooth 4 ainda estão em uso hoje.

Pode parecer que o áudio é uma extensão natural do Bluetooth. Afinal, os engenheiros que o criaram tinham fones de ouvido para celulares em mente. Mas essa implementação considerou apenas alcançar uma qualidade de chamada inteligível, não toda a gama de músicas que as pessoas apreciam. É aí que os codecs de áudio Bluetooth entram em ação. Eventualmente, o padrão Bluetooth passou a incluir o codec Bluetooth SBC por padrão, mas é conhecido por não fornecer a melhor qualidade de áudio. Como resultado, codecs proprietários vieram para preencher esse nicho, incluindo aptX, LDAC da Sony e Samsung com o codec de áudio escalável. Com o Bluetooth 5.0, temos o codec LC3 e o LE Audio, que prometem trazer muitas melhorias.

Com a introdução da versão 5.2 em 2020 veio o codec LC3 e LE Audio. O último parece promissor para aparelhos auditivos, chamadas de voz em HD e muito mais. LE significa Low Energy e já fazia parte do Bluetooth 4, mas o Bluetooth 5 fez muitos aprimoramentos. É tecnicamente um padrão diferente, mas muitos dispositivos podem suportar Bluetooth Classic e LE. O Bluetooth LE permite a criação de piconets sem um dispositivo central constante com periféricos. Em vez disso, ele pode fazer malhas e transmissão, além de detectar a localização dos dispositivos e como eles estão se movendo.

Para simplificar, o LE é para comunicação incidental, como rastreadores de fitness e dispositivos domésticos inteligentes, enquanto o Classic é para comunicação constante, como fones de ouvido. Mas o LE Audio preenche um pouco essa lacuna, permitindo chamadas de alta qualidade sem exigir tanta energia. A capacidade de transmissão permite essencialmente que os dispositivos Bluetooth 5 LE funcionem como um sistema de endereço público, o que pode ser útil para enviar anúncios rapidamente para grandes grupos de pessoas.

O codec LC3 também tem muitos benefícios. Ele usa menos energia, para que os dispositivos possam ser menores e durar mais. De acordo com dados preliminares, ele também tem uma qualidade de áudio muito melhor que o SBC. Assim como o codec SBC, ele será oferecido por padrão, portanto, todos os tipos de dispositivos podem incluí-lo.

Atualmente, você pode encontrar Bluetooth em telefones, laptops, fones de ouvido, dispositivos domésticos inteligentes e muitas outras coisas. O padrão percorreu um longo caminho desde sua implementação inicial, e parece que estará disponível por um longo tempo em muitos novos dispositivos.