Bluetooth: Características y Diferencias de todas sus versiones

¿Qué es el Bluetooth?

Bluetooth es una tecnología que lleva con nosotros unas dos décadas, con una presencia muy notable casi desde sus inicios. El mundo tecnológico actual se sustenta enormemente en este tipo de conexiones. Muchas son la historias sobre el origen de su nombre y logo que realmente sí de deben a un diente azul, pero el logo no es una B, si no la unión de dos runas.

La tecnología bluetooth se ha convertido en una de las indispensables en nuestras vidas. Podemos encontrarla en cualquier smartphone, smartwatch, smartband, ratones, teclados, altavoces, auriculares... y desde el incremento en popularidad de los dispositivos inteligentes domésticos, también lo encontramos en neveras, lavadoras, cepillos de dientes...

Con el paso del tiempo, las posibilidades de esta tecnología se han expandido, en vez de definido y limitado. Al fin y al cabo, el Bluetooth es una tecnología de conexión y comunicación entre dos o más dispositivos, el para qué se use dicha conexión, es a criterio de cada uno, ya sea streaming de audio, transferencia de archivos...

Nos acompaña desde inicios del milenio, por lo que ha vivido varias revisiones y versiones. Inicialmente se trataban de mejoras en velocidad o rango, pero conforme evolucionaba empezaron a integrase nuevas tecnologías, convirtiéndose en saltos más interesantes y sustanciales.

Principales diferencias entre versiones

Antes de hablar individualmente de cada versión haremos un repaso rápido a los principales factores diferenciales entre todas ellas, así como ofrecer la siguiente tabla resumen:

	Bluetooth 1.0	Bluetooth 2.0	Bluetooth 3.0	Bluetooth 4.0	Bluetooth 5.0
Rango	Hasta 10m	Hasta 30m	Hasta 30m	Hasta 60m	Hasta 240m
Basic Rate (BR)	✓	✓	✓	✓	✓
Enhanced Data Rate (EDR)	✗	✓	✓	✓	✓
High Speed (HS)	✗	✗	✓	✓	✓
Low Energy (LE)	✗	✗	✗	✓	✓
Slot Availability Masking (SAM)	✗	✗	✗	✗	✓

Los términos que necesitamos entender de esta tabla son los siguientes:

• Basic Rate (BR) – Basic Rate (BR) es un modo en el que la velocidad de transferencia instantánea de datos está limitada a un bitrate de tan solo 1Mbit/s o 125 KBps.
• Enhanced Data Rate (EDR) – Enhanced Data Rate (EDR) es un modo que permite la transferencia de datos con velocidades de hasta 3Mbit/s o 375 KBps.
• High Speed (HS) – High Speed (HS) es el primer salto importante como modo de transferencia de datos, utilizando una capa de vinculación 802.11 que permite velocidades teóricas de hasta 24 Mbit/s o 3000 KBps.
• Low Energy (LE) – Bluetooth Low Energy es una tecnología desarrollada que permite reducir drásticamente el consumo energético de dispositivos bluetooth. Su existencia y funcionamiento son de gran relevancia así que lo extenderemos más adelante.
• Slot Masking Availability (SAM) – Esta función tiene la misión de mejorar la coexistencia del Bluetooth con otro tipo de ondas de radio. Básicamente reduce las interferencias , intentando detectar frecuencias cercanas y alejándose de dichos canales.

Bluetooth vs Bluetooth Low Energy (BLE o Bluetooth Smart)

A día de hoy existen todo tipo de productos Bluetooth que se promocionan como "Smart Bluetooth" o recalcan la compatibilidad con una función llamada BLE. Lo primero es que si un producto es compatible con BLE, soporta como mínimo el protocolo de Bluetooth 4.0

A nivel social, se entiende que el Bluetooth 3.0 fue el último "convencional" o "clásico". La diferencia la marca Bluetooth 4.0 y se extiende a cualquier versión futura, por la presencia del Bluetooth Low Energy. La función de esta tecnología es tan sencilla como el nombre y la explicación previa: reducir el consumo energético. La banda de frecuencia, tecnología de emparejamiento, encriptación, autentificación... todas permanecen similares en el BLE. Entonces, ¿por qué tanto revuelo?

Sobre el papel, el pico de consumo del BLE es de tan solo 15mA, aproximadamente la mitad que las versiones clásicas. Sin embargo, el consumo real puede ser hasta 100 veces menor que dichas versiones.

Por loco que suene visto esto, el Bluetooth Low Energy no vino para sustituir al tradicional. Se trata solo de una tecnología opcional, que no compite con la anterior. ¿Por qué? Porque el Bluetooth tradicional sirve para dispositivos que requieren de un flujo de datos constante, como unos auriculares, altavoces, impresoras, teclados...

Por otro lado, el BLE sirve para dispositivos que solo requieren de transferencia de datos periódicas, no flujos constantes. Esto puede incluir smartbands con tracking para deportes, aplicaciones de transporte público, monitores de presión sanguínea, sensonres de monitorización industrial... Este tipo de conexiones que realmente se interrumpen pero de forma imperceptible, son posibles porque los dispositivos BLE tienen una latencia de unos 3ms, a diferencia de los clásicos, con una latencia de unos 100ms. Gracias a esta poca latencia, mientras no se esté usando, el BLE permanece en mínimos, activándose solo en esos momentos que realmente es necesario, de ahí su bajísimo consumo.

Siendo más técnicos, Bluetooth Low Energy opera "solamente" en 40 canales, desde los 2402MHz hasta los 2480MHz, con un espaciado de 2MHz, a diferencia del Bluetooth normal, que opera en 79 canales, desde los 2.400GHz hasta los 2.4835GHz con un espaciado de 1MHz entre canales.

Análisis individual de versiones

Bluetooth 1.0

Inventado en 1998, Bluetooth v1.0 supuso un descubrimiento abismal. Sin embargo era todavía una tecnología inmadura y sufría de todo tipo de problemas.

Se lanzó la revisión v1.1 que solucionaba algunos problemas e incluso añadió la posibilidad de usar canales no encriptados, pero fue con el Bluetooth v1.2 que finalmente se solucionaron la mayoría de problemas iniciales, incluyendo grandes reducciones en interferencias, mejora en la velocidad de transmisión, conexión y descubrimiento de dispositivos más veloces...

Bluetooth 2.0

La gran novedad del Bluetooth v2.0 fue el soporte para Enhanced Data Rate (EDR), resultando en velocidades varias veces mayores que la versión anterior.

El lanzamiento de Bluetooth v2.1 mejoró más aún la tecnología. Ahora soportaba Secure Simple Pairing (SSP), que mejoraba la experiencia de emparejamiento y seguridad, y también dio soporte a Extended Inquiry Response (EIR), que filtra el listado de dispositivos antes de establecer una conexión. De las versiones "clásicas", esta revisión fue la más popular con diferencia, por su sencillez, rango ampliado, y alta velocidad.

Bluetooth 3.0

Bluetooth v3.0 fue un salto en velocidad notorio, introduciendo el modo High Speed (HS) con velocidades de hasta 24Mbps. Trajo consigo otras novedades interesantes, pero que se pasaron por alto por la gran desventaja de esta versión: el consumo energético.

Ningún dispositivo Bluetooth v3.0 se salvaba del enorme consumo que requería comparado a versiones anteriores. Por este motivo el Bluetooth v2.1 continuó triunfante durante muchos años.

Bluetooth 4.0

Se promocionó bajo el nombre de Bluetooth Smart y Wibree en su momento. Bluetooth v4.0 apareció en 2010 y llegó para cambiarlo todo. El punto de inflexión con las versiones "clásicas", la primera de las consideradas modernas. Implementó mejoras típicas de cualquier novedad, como mejor alcance o velocidad, pero fue también la primera aparición del Bluetooth Low Energy, que ya hemos explicado lo importante que es.

Ahora era posible explotar las capacidades del Bluetooth v3.0, incluso del mejorado Bluetooth v4.0, sin sacrificar la batería de los dispositivos. Es más, alargándola a límites inconcebibles por sus precedentes.

En 2013 llegó la revisión v4.1, con varias novedades, siendo la más relevante la posibilidad de coexistir con el LTE. Un año más tarde llegaría la revisión v4.2, otra versión importantísima porque es la que permitió el inicio del Internet de las Cosas (IoT) a gran escala. Esto fue principalmente por la adopción de un perfil que soportaba el Internet Protocol, llamado Internet Protocol Support Profile (IPSP) en su versión v6, listo para casas conectadas.

Bluetooth 5.0

Tal vez algunos recuerden esta versión por su repentina aparición en el Sony Xperia XZ Premium. Fue presentado en 2016 y se centró en mejorar la conectividad y la experiencia en el Internet de las Cosas.

Bluetooth Low Energy dentro de Bluetooth v5.0 ahora es capaz de llegar a velocidades hasta el doble de altas que la versión anterior, aparece el Slot Availability Mask (SAM) y también introdujo una nueva función llamada "Dual Audio", que permite a dos dispositivos Bluetooth, como por ejemplo un par de altavoces, reproducir audio de un mismo dispositivo Bluetooth que actúe como "host". Esto abrió la veda a altavoces perfectamente funcionales, que soportan conexión con modelos similares para convertirlo a una setup estéreo.

Otra revisión importante es el Bluetooth v5.1, lanzada en 2019. La gran novedad es el modelo basado en "mesh", aunque tampoco es la única relevante. Actualmente el modelo mesh no se ha implementado a gran escala pero se espera que sea el futuro indudable de la tecnología Bluetooth.

La siguiente revisión es Bluetooth v5.2, presentada el 31 de Diciembre de 2019, con varias mejoras centradas en el bajo consumo, como son LE Power Control, LE Isochronous Channels, y la más notoria LE Audio, que dada la popularidad de los auriculares y altavoces bluetooth de uso intensivo y diario, esta forma de estandarizar el audio mediante BLE fue de gran relevancia.

Bluetooth v5.3 fue publicado en Julio de 2021, aunque no ha sido hasta Mayo de 2022 que se ha podido ver. Aunque a nivel comercial no traiga novedades relevantes como el LE Audio del Bluetooth v5.2, las implementaciones que llegan tienen el objetivo de mejorar la calidad de vida del usuario, incluso si es de forma imperceptible.

Para empezar, vemos una mejora en la seguridad por la capacidad que tiene de controlar el tamaño de la clave encriptada usada. El controlador puede establecer un tamaño mínimo de clave para poder conectarse. De esta manera, si la otra parte no cumple con dicho requisito, nuestro dispositivo la ignoraría, conllevando con ello también un ahorro en energía. El foco de esta función está puesto en dispositivos del Internet de las Cosas para garantizar conexiones seguras y eficientes.

Además, los periféricos obtienen la capacidad de listar con prioridad los canales que desean emplear, función antes reservada para el "host", con esto ambas mitades se entienden mejor a la hora de elegir canales y supone un aumento en rendimiento. Aunque no es la única función que ayuda al rendimiento, también trae un nuevo sustrato de conexión, para agilizar el cambio entre un ciclo de trabajo bajo a otro que requiera de un mayor ancho de banda. Como por ejemplo unos auriculares que están trabajando con poca carga, hasta que se recibe una llamada y requieren de mayor ancho de banda. También se añade un filtro para las actualizaciones del proceso de publicidad periódica. Básicamente es una técnica que elimina datos redundantes.

En resumen, esta última version de Bluetooth añade considerables mejoras técnicas en rendimiento, eficiencia, seguridad y estabilidad, que se suman a las funciones de las anteriores revisiones como el Dual Audio o LE Audio. Aunque todavía no sea el más adoptado, ya existen ejemplos como el Qualcomm FastConnect 7800 o el MediaTek Dimensity 9000.

El futuro del Bluetooth

Existe un detalle que todavía no se ha comentado bastante relevante. Ha quedado claro que durante estos años, el Bluetooth se ha desarrollado enormemente, muy lejos de quedarse estancado. Sin embargo, una de las razones del triunfo de esta tecnología, es la retrocompatibilidad. Un dispositivo Bluetooth 5.0 no tiene por qué conectarse exclusivamente con otro que use la misma versión, si no que puede permitirse funcionar junto a otro dispositivo Bluetooth 2.1, por ejemplo. Obviamente se ajustará al estándar más antiguo, así que se limitará en funciones, pero seguirá siendo funcional.

No cabe duda del buen trabajo que hay detrás de esta tecnología y el sano desarrollo que sigue teniendo. Solo nos queda ver qué depara al futuro del Bluetooth, que a efecto inmediato nos pide fijarnos en esas conexiones mesh o en Auracast.

Qué es Auracast Audio

Aunque puede no ser el principal interés de todo el mundo, Auracast supone un importante factor en el desarrollo de la tecnología Bluetooth por la importancia que se le está dando desde el equipo técnico. Auracast Audio se conocía antiguamente como Audio Sharing, y es posible gracias a las funciones de Bluetooth LE. Se le está dando tanto enfoque a esta tecnología porque según el Bluetooth Special Interest Group tiene una enorme cantidad de potenciales usos.

Se trata de una tecnología que se centra en el acceso desde varios puntos, acercándose a la filosofía mesh. Se podría integrar en cualquier dispositivo compatible con Bluetooth LE, ya sean televisores, smartphones, tablets, auriculares...

El objetivo es tener un dispositivo emisor de audio, como por ejemplo un televisor. Obviamente necesitará un dispositivo de audio que haga de receptor, como unos auriculares o un altavoz. La gracia es que podremos utilizar varios auriculares al mismo tiempo conectados al mismo televisor, de esta manera varias personas en una misma casa podrían escuchar el televisor sin molestar al resto. Para gestionar a qué dispositivo emisor quiere conectar cada uno su dispositivo receptor, se podrá utilizar un smartphone.

Otra posibilidad es su uso en espacios públicos, no se limita a escuchar el televisor o música junto a amigos o familiares. Distintos tipos de locales podrían tener su propio emisor por el que dar anuncios, y para asegurarse de escucharlo debidamente, el cliente podrá conectar sus auriculares por cuenta propia y estar atento. Podría ser para restaurantes que avisan de tener tu pedido, un aeropuerto que anuncia la salida de tu avión... las posiblidades dependen del espacio.

Cabe aclarar que no es lo mismo que el Dual Audio incorporado con Bluetooth 5.0. Auracast Audio permitiría un uso como el del Dual Audio, pero no al revés, ya que el potencial es mucho mayor por la estructura empleada.

Lo que está claro se que el potencial de la tecnología Bluetooth parece no terminar nunca, mediante nuevas funciones que inicialmente podrían ni concebirse.

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