Lexikon | Bluetooth

Bluetooth

Bluetooth ist ein Industriestandard gemäß IEEE 802.15.1 für die drahtlose (Funk-)Vernetzung von Geräten über kurze Distanz. Bluetooth bietet eine drahtlose Schnittstelle, über die sowohl mobile Kleingeräte wie Mobiltelefone und PDAs als auch Computer und Peripheriegeräte miteinander kommunizieren können. Ein solches Netzwerk wird auch als Wireless Personal Area Network (WPAN) bezeichnet.

Funktionsweise

Bluetooth-Geräte senden im lizenzfreien ISM-Band (von Industrial-, Scientific-, Medical-Band) zwischen 2,402 GHz und 2,480 GHz. Sie dürfen weltweit zulassungsfrei betrieben werden. Störungen können aber z.B. durch WLAN-Netze, schnurlose Telefone, Garagentoröffner oder Mikrowellenherde verursacht werden, die im gleichen Frequenzband arbeiten. Um Robustheit gegenüber Störungen zu erreichen, wird ein Frequenzsprungverfahren (Frequency Hopping) eingesetzt, bei dem das Frequenzband in 79 Frequenzstufen im 1-MHz-Abstand eingeteilt wird, die bis zu 1600 Mal in der Sekunde gewechselt werden (es gibt auch Pakettypen, bei denen nicht so oft gewechselt wird). Am unteren und oberen Ende gibt es jeweils ein Frequenzband als Sicherheitsband (Guard Band) zu benachbarten Frequenzbereichen. Theoretisch kann eine Datenübertragungsrate von 723,2 kbps beim Herunterladen bei gleichzeitigen 57,6 kbps beim Heraufladen erreicht werden. Mit der Version 2.0 - auch EDR (Enhanced Data Rate) genannt - können Daten max. etwa dreimal so schnell übertragen werden, also mit rund 2,2 Mbit/s. Schon in Version 1.1 implementiert: Ein Bluetooth-Gerät kann gleichzeitig bis zu sieben Verbindungen aufrechterhalten, wobei sich diese Geräte die verfügbare Bandbreite teilen müssen. Bluetooth unterstützt die Übertragung von Sprache und Daten. Eine Verschlüsselung der transportierten Daten ist ebenfalls möglich.

Reichweite

Trotz der geringen theoretischen Reichweite der Bluetooth-Geräte von 10 bis 100 Metern (Klasse I: 100 mW --> 100 m, Klasse II: 2,5 mW --> 20 m, Klasse III: 1 mW --> 10 m) sollte man sich nicht in falscher Sicherheit wiegen. Mit einem modifizierten Bluetooth-USB-Dongle mit Richtfunkantenne ist es zum Beispiel möglich, ein Bluetooth-Handy bei Sichtkontakt noch aus etwa 1,6 Kilometer Entfernung anzusprechen.

Systemarchitektur

Ein Bluetooth-Netzwerk (Piconet) kann bis zu 255 Teilnehmer umfassen, wovon acht Geräte gleichzeitig aktiv sein können. Es besteht aus einem Master und bis zu sieben weiteren Teilnehmern (Slave). Der Master steuert die Kommunikation und vergibt Sendeslots an die Slaves. Ein Bluetooth-Gerät kann in mehreren Piconetzen angemeldet sein, allerdings nur in einem Netz als Master. Bis zu zehn Piconetze bilden ein Scatternet (von to scatter = ausstreuen), wobei die Teilnehmer untereinander in Kontakt treten können. Hierbei wird jedes Piconet durch eine unterschiedliche Frequency-Hopping-Folge identifiziert.

Geschichte

Die Entwicklung von Bluetooth begann 1994 bei Ericsson, als man nach einer Möglichkeit suchte, die Kabel zwischen Mobiltelefonen und Zusatzgeräten zu ersetzen. Zusammen mit anderen Industriepartnern gründete man 1998 die Bluetooth SIG, um Bluetooth als de-facto-Standard zu etablieren. Um dies zu erreichen, setzte man sich das Ziel, einen Transceiver zu spezifizieren mit geringen Herstellungskosten, flexiblen Einsatzmöglichkeiten, niedrigem Energieverbrauch, Robustheit gegenüber Störungen und der Fähigkeit, Daten für multimediale Anwendungen zu übertragen. Der Bluetooth-Standard ist inzwischen von der Arbeitsgruppe der IEEE für WPANs als IEEE 802.15.1 adaptiert worden.

Herkunft des Namens

Der Name Bluetooth stammt vom dänischen König Harald Blåtand (der Nachname bedeutet soviel wie Blauzahn), dem es im Mittelalter als erstem gelang, große Bereiche Skandinaviens (Teile von Dänemark, Schweden und Norwegen) unter seiner Herrschaft zu vereinen. So wie Harald Blåtand die Skandinavier einte, soll Bluetooth die Landschaft der Kommunikation elektronischer Kleingeräte einen. Ein Ziel der Bluetooth-Entwickler ist es, die verschiedensten Geräte ohne Konfiguration durch den Benutzer miteinander kommunizieren zu lassen. Dies geschieht durch so genannte Profile. Einen ähnlichen Ansatz kann man bei Apples Rendezvous finden (hier ist es jedoch die herkömmliche Netzwerkstruktur).

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