O que é Bluetooth Mesh Networking e como funciona?

Bluetooth SIG, a organização que supervisiona o desenvolvimento de padrões Bluetooth, acaba de lançar as especificações para Bluetooth mesh - uma estrutura de rede mesh para dispositivos Bluetooth LE que se acredita ser uma solução mais confiável e escalável para vários IoT (Internet of Things) e dispositivos de automação residencial que precisam de tecnologia de rede de baixa energia para interagir e trocar informações entre si. De acordo com o Bluetooth SIG, a tecnologia já está disponível para uso em dispositivos que usam pelo menos Bluetooth v4.0 e superior, então você pode esperar que chegue a um dispositivo perto de você mais cedo ou mais tarde. Sendo esse o caso, vamos dar uma olhada mais detalhada no Bluetooth Mesh Networking e o que ele representa para consumidores convencionais como você e eu.

Para entender o que é a Rede Mesh Bluetooth e como ela beneficiará os consumidores daqui para frente, vamos primeiro dar uma olhada no que é a tecnologia de rede Mesh..

O que é rede Mesh e como funciona?

Uma rede mesh é um tipo de topologia de rede, com ou sem fio, onde cada nó está conectado um ao outro, e retransmitir dados para a rede, tornando realidade a promessa de conectividade perfeita. Embora seja um fenômeno relativamente novo no espaço da tecnologia de consumo, ele já existe há muito tempo, usado principalmente para aplicações comerciais pelo setor de saúde e pelos militares até agora. No entanto, espera-se que a tecnologia se torne mais popular nos próximos dias, pois será um ingrediente crucial para aplicações de IoT, como beaconing, automação industrial e dispositivos domésticos inteligentes.

A WiFi Alliance (WFA) realmente assumiu a liderança em trazer a tecnologia para o espaço do consumidor, com dispositivos como Google Home, Google WiFi e Google OnHub, todos com suporte para WiFi Mesh. Então, como eles realmente funcionam? Na verdade, os dispositivos de rede mesh incluem vários nós, um dos quais normalmente atua como o gateway para sua conexão de rede. Em vez de uma rede tradicional onde cada nó se comunica com um único ponto de acesso (muitas vezes referido como um 'Hotspot'), todos os nós em uma rede mesh se comunicam uns com os outros, amplificando o sinal e estendendo seu alcance. Em teoria, o alcance pode ser estendido infinitamente e é limitado apenas pelo número de dispositivos em sua rede.

Embora os extensores de alcance baratos também consigam fazer muito do que os kits de rede mesh caros prometem, a única área em que os kits mesh têm a vantagem dos extensores de alcance tradicionais é em termos de velocidade. Enquanto a rede mesh normalmente não resulta em qualquer deterioração significativa na velocidade da rede, os extensores de alcance, como todos sabemos, têm o péssimo hábito de desacelerar as conexões. Com a rede mesh prometendo fornecer conectividade perfeita em grandes áreas, os dias de busca por 'hotspots' podem muito bem ter acabado, já que as redes mesh sem fio podem muito bem ser usadas para conectar cidades inteiras usando a tecnologia existente em algum estágio do não tão futuro distante.

Agora que vimos como a malha WiFi está ajudando os consumidores a se livrar dessas irritantes 'zonas mortas' e obter conectividade de Internet perfeita em todos os cantos de suas casas, é importante perceber que WiFi não é a única tecnologia sem fio que pode ter sua própria rede mesh. A Philips, por exemplo, já está usando uma especificação baseada em IEEE 802.15.4 chamada 'ZigBee' para sua popular linha 'Hue' de produtos de iluminação inteligente, e com o Bluetooth SIG agora lançando suas próprias especificações para a malha Bluetooth, uma competição interessante entre as diferentes plataformas podem estar em jogo no futuro.

O que é Bluetooth Mesh Networking e como isso melhorará a conectividade?

Simplificando, a malha Bluetooth é basicamente qualquer rede em malha que usa a tecnologia Bluetooth para conectar dispositivos. Isto opera em Bluetooth LE (Baixa energia) e é compatível com Bluetooth v4.0 e superior. Dito isso, nem todos os produtos em conformidade com esses padrões serão realmente compatíveis, porque, de acordo com um comunicado de imprensa da Bluetooth no início desta semana, “apenas produtos projetados para serem atualizáveis ​​(por meio de uma atualização de firmware) podem ser aprimorados ... para suportar Bluetooth Mesh ”. A quantidade de memória disponível no seu chip Bluetooth também é outra coisa que vai decidir se o seu dispositivo será compatível com a tecnologia ou não.

A Bluetooth SIG tem trabalhado para tornar sua tecnologia mais adequada para aplicativos IoT, e é por isso que muitos observadores da indústria acharam um pouco surpreendente quando a organização anunciou o padrão Bluetooth 5 em dezembro passado, sem uma palavra sobre redes mesh. O surgimento da IoT significou que a ausência de rede mesh começou a se tornar um problema crítico para o Bluetooth como uma opção de conectividade sem fio. Agora que a rede mesh é oficialmente uma parte do Bluetooth, espera-se que a tecnologia traga maior alcance, transferência de dados mais rápida e interoperabilidade com outras tecnologias.

O alcance aumentado, em particular, deve ajudar na adoção do Bluetooth em ambientes de automação residencial, de modo que os dispositivos com Bluetooth v4.0 e superior possam se conectar entre si não apenas em um único edifício, mas também em vários edifícios. Também pode dar ao beacon Bluetooth o impulso necessário, porque a tecnologia não decolou de forma significativa, embora tenha sido anunciada em 2013. Beacon de Bluetooth, caso você esteja se perguntando, permite que dispositivos habilitados para Bluetooth interajam uns com os outros, e pode ser usado para enviar mensagens, rastrear e localizar dispositivos Bluetooth em uma determinada área sem a necessidade de emparelhamento.

Além de beaconing, a malha Bluetooth também deve ajudar o indústria de robótica, onde robôs baseados em IA serão capazes de se comunicar uns com os outros via malha Bluetooth. A tecnologia também deverá ser colocada em uso em uma variedade de outras aplicações, incluindo gerenciamento de energia, aplicativos de cidade inteligente, redes de sensores, automação industrial e IIoT (Internet das coisas industrial). Bluetooth SIG afirma que a tecnologia já despertou o interesse da mercado de automação residencial e de escritório, especialmente de fornecedores de luz inteligente.

O Bluetooth Mesh Networking é seguro??

À luz dos recentes ataques Mirai e BrickerBot em dispositivos inteligentes, as preocupações com privacidade e segurança são as primeiras coisas em nossas mentes quando se trata de IoT. Então, a rede mesh Bluetooth é segura ou existem lacunas de segurança que podem ser exploradas por hackers e cibercriminosos? De acordo com o Bluetooth SIG, a tecnologia usa “Curvas elípticas de 256 bits e autenticação fora de banda”Para adicionar dispositivos à rede, e toda a comunicação dentro da rede é criptografada via Chaves AES-CCM de 128 bits e autenticado com Autenticação de 64 bits (que pode ser aumentada para até 1088 bits) para evitar ataques de força bruta. Além do mais, a criptografia e a autenticação são aplicadas na camada de rede, bem como na camada de aplicativo, de modo que o nó (dispositivos) que forma uma rede só pode retransmitir conteúdo criptografado que só pode ser decifrado usando uma chave de aplicativo separada.

Para evitar ataques de repetição, o Bluetooth SIG determinou que todas as mensagens tenham novos números de sequência, enquanto cada pacote enviado será ofuscado, que deve proteger sua identidade mesmo quando alguém está recorrendo ao farejamento de pacotes. A tecnologia ECDH é usada para prevenir ataques Man-in-the-Middle (MITM), enquanto os ataques à lixeira são evitados usando um procedimento de atualização de chave para colocar na lista negra todos os dispositivos removidos. O Bluetooth SIG também afirma que existem procedimentos em vigor para prevenir 'ataques a dispositivos fisicamente inseguros' e 'ataques de visitantes'.

O Bluetooth Mesh Networking proporcionará benefícios imediatos para o usuário final?

Mesmo com a expectativa de que as redes em malha Bluetooth se tornem mais comuns nos próximos dias, é importante perceber que a maioria dos casos de uso será de natureza comercial, então, se você espera poder transmitir música para todos os alto-falantes Bluetooth de sua casa usando a tecnologia, pode acabar com esse pensamento agora mesmo. Isso porque esses dispositivos usam tecnologias de taxa básica ou taxa de dados aprimorada, que são projetadas para conexões sem fio contínuas e são otimizadas para streaming de áudio.

A rede mesh, no entanto, usa Bluetooth LE projetado especificamente para conexões sem fio short-burst e estão preparados para rede com vários dispositivos. Embora isso deva acabar rapidamente com seus grandes sonhos de usar a malha Bluetooth diariamente em casa, a coisa boa é que, graças aos diferentes padrões usados ​​pelos alto-falantes e malha Bluetooth, você poderá continuar transmitindo música e use as conexões Bluetooth em seu telefone, laptop ou smartwatch para qualquer coisa, mesmo no meio de uma rede mesh Bluetooth.

Quando podemos esperar que a rede Bluetooth Mesh seja lançada comercialmente?

Tecnicamente, A rede mesh Bluetooth já foi lançada, e os fabricantes podem qualificar seus dispositivos com Bluetooth SIG. No entanto, o processo de qualificação de um dispositivo deve começar do zero, portanto, para poder registrar um produto, ele também tem que ser um novo, ou algo que foi modificado especificamente para o propósito. O que basicamente significa é que mesmo se você tiver um produto compatível com a malha Bluetooth do ponto de vista tecnológico, ele ainda não pode ser qualificado para o padrão como as coisas estão agora, embora, ainda possam ser capaz de se tornar parte de uma rede mesh daqui para frente.

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O Futuro da Rede Mesh Bluetooth

Estamos apenas nos estágios iniciais da revolução iminente da IoT e a maioria dos desenvolvimentos no setor ainda está em fase experimental. O que o futuro reserva ninguém pode dizer com certeza, mas as chances são de que as bases para um futuro mais conectado estão sendo estabelecidas pelos pesquisadores de hoje, que estão vendo até onde podem ir além com novas tecnologias. Sendo esse o caso, a rede mesh Bluetooth pode algum dia se tornar a tecnologia preeminente que conecta não apenas residências e escritórios, mas cidades inteligentes inteiras que devem se tornar comuns antes do final deste século.