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O que é o Bluetooth Mesh Networking e como funciona?

A Bluetooth SIG, a organização que supervisiona o desenvolvimento de padrões Bluetooth, acaba de lançar as especificações para malha Bluetooth - uma estrutura de rede mesh para dispositivos Bluetooth LE que se acredita ser uma solução mais confiável e escalável para várias 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 ele chegue a um dispositivo perto de você o mais cedo possível. Sendo esse o caso, vamos dar uma olhada mais detalhada no Bluetooth Mesh Networking e o que ele representa para os consumidores mainstream como você e eu.

Para entender o que é o Bluetooth Mesh Networking e como ele beneficiará os consumidores daqui para frente, vamos primeiro dar uma olhada no que a tecnologia de rede em malha é, em primeiro lugar.

O que é o Mesh Networking e como funciona?

Uma malha de rede é um tipo de topologia de rede, com ou sem fio, onde cada um dos nós está conectado entre si e retransmite dados para a rede, trazendo a promessa da conectividade contínua para a realidade. Embora seja um fenômeno relativamente novo no setor de tecnologia de consumo, ele existe há um bom 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, já que será um ingrediente crucial para aplicativos IoT, como beaconing, automação industrial e dispositivos domésticos inteligentes.

Imagem Cortesia: walk-about.eu

A Aliança WiFi (WFA) realmente assumiu a liderança ao levar a tecnologia ao espaço do consumidor, com dispositivos como o Google Home, o Google WiFi e o Google OnHub, todos compatíveis com o WiFi Mesh. Então, como eles realmente funcionam? Dispositivos de rede de malha na verdade incluem vários nós, um dos quais normalmente atua como o gateway para sua conexão de rede. Em vez de uma rede tradicional em que cada nó se comunica com um único ponto de acesso (geralmente chamado de 'Hotspot'), todos os nós em uma rede de malha se comunicam, amplificando o sinal e estendendo seu alcance . Em teoria, o intervalo pode ser estendido infinitamente e é limitado apenas pelo número de dispositivos em sua rede.

O Google OnHub (na foto) e outros dispositivos do Google, como o Google Home, o Google WiFi, oferecem suporte a redes em malha.

Embora os extensores de alcance de baixo custo também consigam fazer muito do que prometem os kits caros de redes mesh, a única área em que os kits de malha têm os tradicionais extensores de alcance é em termos de velocidade. Embora a rede em malha normalmente não resulte em nenhuma deterioração significativa na velocidade da rede, os extensores de alcance, como todos sabemos, têm o péssimo hábito de retardar as conexões. Com a rede em malha prometendo fornecer conectividade contínua em grandes áreas, os dias de limpeza de “hotspots” podem ter acabado, já que as redes de malha sem fio podem muito bem ser usadas para conectar cidades inteiras usando a tecnologia existente em algum momento futuro distante.

Agora que vimos como a malha WiFi está ajudando os consumidores a se livrar dessas 'zonas mortas' irritantes e obter conectividade de Internet perfeita em todos os cantos de suas residências, é importante perceber que o WiFi não é a única tecnologia sem fio pode ter sua própria rede de malha. 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 lançando suas próprias especificações para malha Bluetooth, uma competição interessante entre as diferentes plataformas podem estar nas cartas daqui para frente.

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

Simplificando, a malha Bluetooth é basicamente qualquer rede de malha que usa a tecnologia Bluetooth para conectar dispositivos. Opera com Bluetooth LE (Low Energy) e é compatível com Bluetooth v4.0 e superior . Dito isto, nem todos os produtos estão de acordo, porque, de acordo com um comunicado de imprensa da Bluetooth no início desta semana, “apenas produtos projetados para serem atualizáveis ​​(através de uma atualização de firmware) podem ser melhorados… para suportar Bluetooth Mesh. ” A quantidade de memória disponível no seu chip Bluetooth também é outra coisa que decidirá se o seu dispositivo será compatível com a tecnologia ou não.

A Bluetooth SIG tem trabalhado no sentido de tornar sua tecnologia mais adequada para aplicativos IoT, e é por isso que muitos observadores do setor acharam um pouco surpreendente quando a organização anunciou o padrão Bluetooth 5 em dezembro passado sem uma palavra sobre rede em malha. O surgimento da IoT significou que a ausência de redes 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 parte do Bluetooth, espera-se que a tecnologia traga maior alcance, mais rápida transferência de dados e interoperabilidade com outras tecnologias.

O aumento do alcance, em particular, deve ajudar na adoção do Bluetooth em ambientes de automação residencial, para que dispositivos com Bluetooth v4.0 e superior possam se conectar uns aos outros não apenas em um único edifício, mas também em vários edifícios. Também poderia dar ao beacon o impulso necessário, porque a tecnologia realmente não decolou de maneira significativa, mesmo tendo sido anunciada em 2013. O beacon do Bluetooth, caso você esteja se perguntando, permite que o Bluetooth seja ativado dispositivos para interagirem uns com os outros e podem ser usados ​​para enviar mensagens, rastrear e localizar dispositivos Bluetooth em uma determinada área sem a necessidade de pareamento.

Além da beaconing, também se espera que a malha Bluetooth auxilie a indústria de robótica, onde robôs baseados em IA serão capazes de se comunicar uns com os outros via malha Bluetooth. A tecnologia também deve ser usada em várias outras aplicações, incluindo gerenciamento de energia, aplicações de cidades inteligentes, redes de sensores, automação industrial e IIoT (Internet industrial das coisas). A Bluetooth SIG afirma que a tecnologia já viu o interesse do 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 questões de privacidade e segurança são as primeiras coisas que temos em mente quando se trata da IoT. Assim, a rede com malha Bluetooth é segura ou existem lacunas na 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 out-of-band ” para adicionar dispositivos à rede, e toda a comunicação dentro da rede é criptografada via chaves AES-CCM de 128 bits e autenticada com 64 autenticação de bits (que pode ser aumentada para até 1088 bits) para evitar ataques de força bruta. Além disso, a criptografia e a autenticação são aplicadas na camada de rede e na camada do aplicativo, de modo que o nó (dispositivos) que formam uma rede só pode retransmitir conteúdo criptografado que só pode ser decifrado usando uma chave de aplicativo separada.

Para evitar Replay Attacks, o Bluetooth SIG determinou que cada mensagem tenha novos números de sequência, enquanto todos os pacotes enviados serão ofuscados, o que deve proteger sua identidade mesmo quando alguém está recorrendo a sniffing de pacotes. A tecnologia ECDH é usada para impedir ataques MITM (Man-in-the-Middle), enquanto os ataques de lixeira são evitados usando um procedimento de atualização de chaves para colocar na lista negra todos os dispositivos removidos. O Bluetooth SIG também diz que existem procedimentos para prevenir "ataques de dispositivos fisicamente inseguros" e "ataques de visitantes".

A rede de malha Bluetooth oferecerá benefícios imediatos ao usuário final?

Mesmo que se espere que as redes de malha Bluetooth se tornem mais comuns nos próximos dias, é importante perceber que a maioria dos casos de uso será comercial por natureza, por isso, se você espera transmitir música para todos os alto-falantes Bluetooth em sua casa usando a tecnologia, você pode acabar com esse pensamento agora. Isso porque esses dispositivos usam as tecnologias Taxa Básica ou Taxa de Dados Aprimorada, projetadas para conexões sem fio contínuas e otimizadas para transmissão de áudio.

Rede de malha, no entanto, usa Bluetooth LE que é projetado especificamente para conexões sem fio de curto-burst e está preparado para a rede com vários dispositivos. Embora isso ponha um fim rápido aos seus sonhos de usar a malha Bluetooth diariamente em casa, a coisa boa é que, graças aos diferentes padrões usados ​​pelos alto-falantes Bluetooth e pela tela Bluetooth, você poderá continuar a transmitir música por streaming. e use as conexões Bluetooth no seu telefone, laptop ou smartwatch para qualquer coisa, até mesmo no meio de uma rede de malha Bluetooth.

Quando podemos esperar que redes de malha Bluetooth sejam lançadas comercialmente?

Tecnicamente, a rede de malha Bluetooth já foi implementada e os fabricantes podem qualificar seus dispositivos com Bluetooth SIG. No entanto, o processo de qualificação de um dispositivo precisa começar do zero. Portanto, para registrar um produto, ele precisará ser novo ou modificado especificamente para esse fim. O que basicamente significa, é que mesmo se você tiver um produto que seja 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 ser capaz de se tornar parte de uma rede de malha daqui para frente.

O futuro das redes de malha Bluetooth

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

Então, agora que você coletou um pouco de informação sobre a malha Bluetooth, o que você acha que está no futuro? Pode competir com tecnologias de malha sem fio relativamente mais estabelecidas, como ZigBee? Deixe-nos saber na seção de comentários abaixo.

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