Bluetooth

Zusammenfassung

Bluetooth ist eine Funktechnologie, mit der sich Daten über kurze Distanzen übertragen lassen. Es ersetzt die störende Kabelverbindung zwischen zwei oder mehreren Geräten und bietet je nach Anwendung und Geräteart verschiedene Dienste in Form so genannter Profile an. Bluetooth überträgt ebenso wie WLAN im 2,4-GHz-Band und ist dabei sehr sparsam im Energieverbrauch. Durch das eingesetzte Frequenzsprungverfahren ist die Bluetooth-Verbindung weitgehend unempfindlich gegen Störungen.

Inhalt

1» Bluetooth als persönliches Netzwerk
2» Die universell eingesetzte Übertragungstechnik
3» Stabile Übertragung durch Frequenzsprünge
4» Klasse, Reichweite und Stromverbrauch
5» Bluetooth-Versionen und Übertragungsraten
6» Bluetooth-Profile

Bluetooth als persönliches Netzwerk

Bluetooth ermöglicht die drahtlose Übertragung von Daten über kurze Strecken und ersetzt damit störende Kabelverbindungen – worin auch der vornehmliche Zweck für den Einsatz von Bluetooth besteht. Derartige Verbindungen von Kleingeräten werden – im Gegensatz zu LAN oder WLAN – auch häufig auch als WPAN bezeichnet, wobei die Abkürzung für Wireless Personal Area Network steht (drahtloses persönliches Netzwerk). Ein WPAN, das über die Verbindungstechnik Bluetooth aufgebaut wird, heißt Piconet. Wenn sich also zwei Smartphones über Bluetooth miteinander verbinden, handelt es sich dabei bereits um ein WPAN oder ein Piconet. Auch Headset und Notebook, die per Bluetooth miteinander verbunden sind, bilden ein Piconet.

Die universell eingesetzte Übertragungstechnik

Bluetooth-Technologie wird mittlerweile in den unterschiedlichsten Geräten eingesetzt und findet sich nicht nur herkömmlicher IT-Hardware wie Notebook, PC oder Smartphone, sondern beispielsweise auch in Headsets, in Freisprechanlagen im Auto und sogar in medizinischen Geräten. Entwickelt wurde Bluetooth von der Bluetooth Special Interest Group (SIG), einer Interessensgemeinschaft, die im Jahre 1998 von fünf Firmen gegründet wurde. Inzwischen gehören der SIG (www.bluetooth.com) mehr als 13.000 Unternehmen an (Stand 2011).

Stabile Übertragung durch Frequenzsprünge

Die Übertragung via Bluetooth erfolgt mittels Funkwellen im 2,4-GHz-Band, das in Deutschland und vielen anderen Ländern lizenzfrei genutzt werden kann. Im selben Wellenbereich sendet beispielsweise auch WLAN.

Eine Besonderheit von Bluetooth ist das bei der Datenübertragung eingesetzte AFH-Verfahren (engl. adaptive frequency hopping). AFH sorgt für stabile und störungsfreie Übertragungen, indem es die Umgebung permanent nach möglichen Störfrequenzen anderer Geräte absucht und seine eigene Übertragungsfrequenz entsprechend anpasst. Diese Anpassungen in Form eines Frequenzwechsels laufen dabei extrem schnell. Laut Spezifikation vollzieht Bluetooth innerhalb einer Sekunde 1600 Frequenzsprünge (engl. frequency hops). Aus diesem Grund ist eine Bluetooth-Verbindung weitgehend unempfindlich gegen Störungen durch andere Geräte, die ebenfalls im stark „frequentierten“ 2,4-GHz-Band senden.

Klasse, Reichweite und Stromverbrauch

Bluetooth unterscheidet drei verschiedene (Funkleistungs-) Klassen, die mit unterschiedlichen maximalen Leistungen (in Milliwatt = mW) senden und somit maßgeblich die (Funk-) Reichweite eines Bluetooth-Geräts bestimmen.

Klasse 1 (bis 100 mW) => Reichweite bis zu 100 m
Klasse 2 (bis 2,5 mW) => Reichweite bis zu 10 m
Klasse 3 (bis 1 mW) => Reichweite bis zu 1 m

Fast alle Bluetooth-Produkte für den Privatgebrauch entsprechen dabei der Klasse 2 mit einer Reichweite bis zu 10 m bei einer maximalen Funkleistung von 2,5 mW. Bluetooth (Klasse 2) verbraucht somit erheblich weniger Energie zur Datenübertragung als beispielsweise WLAN, dessen maximale Sendeleistung bei 100 mW liegt.

Bluetooth-Versionen und Übertragungsraten

Die folgende Aufstellung zeigt eine verkürzte Liste der aufeinanderfolgenden Bluetooth-Versionen und deren (maximalen) Übertragungsraten:

Bluetooth 1.0 => bis zu 732 kbit/s
Bluetooth 1.2 => bis zu 1 Mbit/s
Bluetooth 2.0 => bis zu 2,1 Mbit/s
Bluetooth 3.0 => bis zu 24 Mbit/s (bei zugeschaltetem Higspeed-Kanal)

Bluetooth-Profile

Damit sich zwei Bluetooth-Geräte miteinander verbinden können, muss Bluetooth bei beiden Geräten eingeschaltet (und eventuell auch der Sichtbarkeitsmodus aktiviert) sein. Im Anschluss kann dann der Verbindungsaufbau erfolgen, der auch als Pairing bezeichnet wird. Eine erstmalige Verbindung, zum Beispiel für eine Datenübertragung zwischen zwei Smartphones, lässt sich nur durch gegenseitige Bestätigung des jeweiligen Smartphone-Nutzers herstellen.

Da Bluetooth für sehr unterschiedliche Anwendungen verwendet wird, die von der reinen Datei-Übertragung über Freisprechfunktionen und Audio-Streaming bis hin zu Druckanweisungen sowie anderen Spezialanwendungen reichen, verständigen sich Bluetooth-Geräte über spezielle Profile. Nur Geräte, die dasselbe Bluetooth-Profil unterstützen, können sich miteinander verbinden.