Technologie Bluetooth

Il s'agit sans aucun doute de la plus simple des technologies sans fil. Très facile à utiliser, elle permet une transmission sur une courte distance entre deux appareils compatibles.

La technologie radio sans fil à courte portée Bluetooth® fonctionne sur la bande de fréquence 2,4 GHz. Elle permet aux PC et aux appareils portables de se synchroniser avec des périphériques tels que des écouteurs sans fil, des claviers, des souris ou des manettes de jeux vidéo sans nécessiter de câbles ou d'infrastructures réseaux.

Principes

Les appareils Bluetooth communiquent entre eux par des transmissions radio à courte portée sur la plage de fréquences 2,4 GHz. La gamme de fréquences 2,4 GHz offre de nombreux canaux dont les appareils Bluetooth peuvent tirer parti pour la communication. Les appareils jumelés sautent d'un canal à l'autre en recherchant constamment le moins d'interférences et la meilleure qualité du signal. Ce processus, connu sous le nom de saut de fréquence, aide les appareils Bluetooth à offrir des performances constantes avec une très faible latence.

Jumelage ou appariement

L'utilisation des appareils Bluetooth pour la première fois avec votre appareils portable ou votre PC portable nécessite un processus de configuration initial connu sous le nom d'appariement, où chaque appareil échange des informations essentielles telles que les identifiants de périphériques et les clés de sécurité. Les utilisateurs doivent souvent introduire un code PIN ou code clé sur l'un ou les deux appareils pour authentifier le processus de jumelage. Après le processus initial, les informations de connexion essentielles sont sauvegardées pour rationaliser les appariements futurs.

Différentes versions

Actuellement, la technologie Bluetooth est proposée en deux versions distinctes, Bluetooth classique et Bluetooth Low Energy (LE). Bluetooth Low Energy est optimisé pour les communications en rafales qui préservent l'autonomie de la batterie tandis que le Bluetooth classique est utilisé pour les applications nécessitant un transfert de données plus fréquent et persistant. Bluetooth classique dispose d'un maximum de 79 canaux de 2,4 GHz tandis que Bluetooth Low Energy dispose de 40 canaux pour sauter entre eux.

Qu’est-ce que le Bluetooth Low Energy ?

Le Bluetooth Low Energy ou BLE est une variante du Bluetooth classique qui est apparue en 2010 avec la version 4 du standard. Son nom officiel est Bluetooth Smart. Il est très différent du Bluetooth classique car il a été conçu pour satisfaire deux objectifs particuliers.

  • Le premier objectif c'est un coût faible et une grande simplicité d'emploi. Avec un protocole simple et un débit faible, le Bluetooth Smart ne demande pas de puissance de calcul importante et est facile à mettre en œuvre. En supprimant le processus d'appariement complexe du Bluetooth classique, il est beaucoup plus simple pour les utilisateurs, et peut aussi être exploité dans des systèmes totalement automatisés.
  • Le second objectif c'est la faible consommation, d'où le surnom Bluetooth Low Energy. Là encore, la simplicité du protocole et le débit faible sont les atouts clés qui permettent de maximiser la durée de vie de la pile ou de la batterie qui alimente l'objet communicant en BLE.

Le BLE partage la bande de fréquences des 2.4GHz avec le Bluetooth classique, le Wifi, et d'autres systèmes comme Zigbee. Selon la puissance choisie et l'encombrement de la bande, sa portée pratique va de quelques mètres à une quinzaine de mètres.

La balise BLE (Beacon)

Le protocole BLE est une sorte de mécanisme client/serveur, où l'objet BLE joue le rôle d'un serveur qui propose ses services au smartphone ou à l'ordinateur qui viendra se connecter dessus en client.

Pour que le client puisse découvrir le serveur, c'est-à-dire pour qu'il puisse "voir" l'objet BLE, le protocole prévoit que le serveur envoie périodiquement une trame pour signaler sa présence.

Plus simplement l'objet broadcaste à intervalle régulier un message qui dit "je suis à côté de vous, je propose tel service, et j'ai telle adresse Bluetooth si vous voulez me joindre".

Le concept de balise BLE, beacon en anglais, va consister à se focaliser sur la partie "je suis à côté de vous et j'ai telle adresse" du message.

Le smartphone ou autre terminal qui reçoit un tel message va ainsi savoir qu'il se trouve à proximité de telle ou telle balise.

En interrogeant une base de données ou un service cloud, il peut ainsi déterminer précisément où il se trouve. C'est un moyen de géolocalisation complémentaire au GPS car il fonctionne aussi en intérieur. Et surtout, une application sur le smartphone peut en profiter pour savoir qu'elle se trouve dans tel magasin, dans tel rayon ou à côté de tel produit.

Les usages sont déjà nombreux dans le retail : publicité ciblée, suivi des clients, mesure d’impact des animations commerciales…

En résumé, le Bluetooth Low Energy est une technologie de communication sans fil à moyenne portée et à faible consommation qui est facile à déployer et couvre déjà une large palette d'usages.

La technologie Bluetooth vs Wi-Fi

Principalement, le Wi-Fi est utilisé pour les connexions Internet et les connexions réseaux entre de nombreux appareils tandis que la technologie Bluetooth est utilisée dans divers cas d'utilisation d'un appareil à l'autre. Le Wi-Fi fonctionne sur les gammes de fréquences de 2,4 GHz, 5 GHz et 6 GHz, tandis que la technologie Bluetooth fonctionne uniquement sur la bande de fréquences de 2,4 GHz. La technologie Bluetooth est destinée aux applications à faible latence qui traitent de plus petites quantités de données, tandis que le Wi-Fi fournit la bande passante et la capacité de déplacer les gros fichiers rapidement et plus facilement.

Alors que les technologies Wi-Fi et l'infrastructure d'assistance doivent constamment gérer le transfert de données entre un grand nombre d'appareils, la technologie Bluetooth se concentre sur les transferts de données d'un hôte à périphérique à des distances plus courtes.

Contrairement au Wi-Fi, la technologie Bluetooth ne nécessite pas d'infrastructure d'assistance telles que les routeurs ou les points d'accès pour fonctionner. Au contraire, chaque appareil Bluetooth se connecte directement à l'hôte ou aux hôtes. Les appareils Wi-Fi fonctionnent sur un canal fixe plutôt que de sauter entre les canaux fréquemment tels que le font les appareils Bluetooth. La connexion à un réseau Wi-Fi pour la première fois ne nécessite pas de mode d'appariement dédié ; les utilisateurs peuvent simplement entrer les informations d'identification du réseau nécessaires et se connecter.

L'avenir de la technologie Bluetooth

De nos jours, la technologie Bluetooth est un composant essentiel de nos vies modernes et connectées. Les capacités technologiques qui sous-tendent la connectivité Bluetooth permettent de simplifier et d'alléger bien plus encore les méthodes de travail, de jeu, d'écoute, de communication, et de connexion.

La technologie Bluetooth continue d'évoluer. En juillet 2022, le Bluetooth LE Audio a apporté une qualité audio meilleure et une plus faible consommation d'énergie aux applications Bluetooth ainsi qu'à la prise en charge des fonctionnalités multistream telles que partage audio et diffusion Auracast. L'introduction d'Auracast représente également une avancée majeure dans l'utilisation de la technologie Bluetooth pour les appareils d'aide à l'écoute tels que les aides auditives.

Utilisation possible dans le cadre du modélisme ferroviaire

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