Bluetooth

블루투스(Bluetooth)

 

블루투스란 스마트폰, 노트북, 이어폰, 헤드폰 등의 전자기기를 서로 연결하여 정보를 교환하는 근거리 무선 기술(10M 이내)의 표준을 말합니다. 와이파이, 블루투스, 로라 등 무선통신 기술을 매우 많지만, 그중에서도 근거리 무선 기술에 보통 활용되는 것은 블루투스입니다.

 

 

블루투스 원리

 

블루투스는 산업, 과학, 의료용으로 할당된 ISM(Industrial Scientific and Medical) 주파수 대역인 2.4~2.48GHz 범위에 있는 총 79개의 채널을 사용합니다. 이러한 이유로 시스템간의 전파 간섭이 생길 우려가 있어 블루투스는 주파수 호핑 방식을 취하고 있습니다. 주파수 호핑이란 많은 수의 채널을 특정 패턴에 따라 빠르게 이동하며 데이터를 조금씩 전송하는 기법입니다. 즉, 블루투스는 할당된 79개 채널을 1초당 1,600번 호핑해 전파 간섭을 최소화하고 있는 것입니다.

*ISM : 전 세계가 공통적으로 할당된 주파수이기 때문에 전파 사용에 대한 허가를 받을 필요가 없는 영역대

 

블루투스 버전

 

블루투스 1.0-1.2 (1999)

 

Bluetooth는 RS-232 컴퓨터 직렬 포트 를 대체하도록 설계되었습니다 . 모뎀이나 프린터와 같은 PC 주변기기를 연결하는 데 널리 사용되었습니다. 이후 몇 년 동안 Bluetooth 1.2는 결국 다른 장치에 통합되었습니다. 이들 중 일부는 무선 헤드셋, 휴대폰, 노트북, 자동차 및 디지털 카메라입니다. 

• Bluetooth 1.0a 및 1.0b는 10m 또는 33ft의 연결 범위와 함께 약 732.2kb/s의 최고 데이터 전송 속도를 특징으로 합니다. 버전 1.2에서는 데이터 전송 속도를 1Mbps로 높여 이를 개선했습니다. 기타 개선 사항은 다음과 같습니다.
  • 더 빠른 장치 검색 및 페어링
  • 신호 간섭을 줄이는 개선된 AFH( Adaptive Frequency Hopping )
  • 향상된 음성 품질을 위한 eSCO(Extended Synchronous Connections) 구현

 

블루투스 2.0-2.1 + EDR (2005)

 

Bluetooth 2.0의 도래는 상당한 성장의 시기였습니다. 이는 Bluetooth 지원 장치에 대한 전 세계 수요 증가 때문입니다. 이러한 장치 중에는 최초의 Bluetooth 지원 스테레오 헤드폰이 있었습니다.

• 버전 2.0에서 가장 눈에 띄는 개선 사항은 EDR(Enhanced Data Rate)입니다. 이는 데이터 전송 속도를 최대 3Mbps까지 증가시켰습니다. 기타 개선 사항은 다음과 같습니다.
  • 30m로 연결 범위 증가
  • 무선 장치를 위한 더 낮은 전력 소비 및 더 긴 배터리 수명
  • SSP(Secure Simple Pairing) 로 개선된 페어링 시스템

 

블루투스 3.0 + HS(High Speed) (2009)

 

Bluetooth 3.0 + HS(High Speed)는 더 빠른 데이터 전송 속도를 허용하는 Wi-Fi 연결 기능과 함께 제공됩니다. 다만 3.0 +HS(High Speed)만 24Mbps를 지원하며, 지원하지 않으면 2.X와 똑같은 속도를 냅니다. Bluetooth Link는 접속에만 관여하고, 실제 고속 데이터 통신은 802.11 Wi-Fi 쪽에 추가된 PAL(Protocol Adaptation Layer)를 이용하기 때문입니다.

• Bluetooth 버전 3.0의 가장 중요한 변경 사항 중 하나는 Wi-Fi 연결을 사용하여 24Mbps의 속도로 데이터를 전송하는 기능입니다. 기타 개선 사항은 다음과 같습니다.
  • L2CAP 고급 모드 및 대용량 디지털 파일 전송을 위한 대체 MAC 및 PHY
  • 향상된 전원 제어 e 무선 장치는 필요에 따라 전원 수준을 조정합니다. 이것은 좋은 블루투스 연결을 유지하는 데 도움이됩니다
  • Unicast Connectionless Data로 적은 양의 데이터를 빠르게 전송할 수 있습니다.

 

블루투스 4.0-4.2 (2010)

 

Bluetooth 4는 BLE(Bluetooth Low Energy) 또는 Bluetooth Smart를 출시했습니다. Bluetooth Smart를 사용하면 피트니스 트래커, 보청기, 헤드폰과 같은 소형 장치를 더 적은 전력으로 더 오래 페어링된 상태로 유지할 수 있습니다. Bluetooth Smart Ready를 사용하면 노트북, 태블릿 및 스마트폰과 같은 기본 장치가 스마트 장치에서 데이터를 보내고 받을 수 있는 연결 허브 역할을 할 수 있습니다.

• Bluetooth 4.0은 소비 전력보다 더 많이 향상되었습니다. aptX 코덱의 도입으로 오디오 데이터 전송도 향상되었습니다. 이는 더 높은 비트 전송률과 효율적인 손실 압축 알고리즘 때문입니다. 기타 개선 사항은 다음과 같습니다.
  • 60m로 연결 범위 증가
  • Bluetooth와 4G/LTE 신호 간의 간섭 감소
  • 장치의 향상된 페어링 및 자동으로 재 페어링
  • IoT 장치 의 패킷 용량 및 데이터 범위 증가
  • AFH(Adaptive Frequency Hopping)로 데이터 전송 개선
  • 사물인터넷을 위해 연결성 강화 IPSP(Internet Protocol Support Profile)

 

블루투스 5.0-5.3 (2016)

 

최신 블루투스 버전인 블루투스 5는 2016년 7월에 출시되었으며 IoT 장치에 대한 더 나은 작동 프레임워크를 제공하는 데 중점을 두었습니다. 1.0 Mbps와 10m(class 2)이던 최대 속도와 최대 거리를 선택할 수 있습니다. 전송거리를 희생하는 대신 최대속도를 2.0 Mbps로 2배로 높일 수도 있고 반대로 전송 속도를 희생하는 대신 전송거리를 최대 4배로 늘릴 수도 있다. 즉 최대 속도와 최대 거리를 유연하게 선택할 수 있습니다.

• Bluetooth 5는 2Mbps의 향상된 대역폭 용량을 제공합니다. 또한 연결 범위를 최대 240m까지 확장했습니다. 또한 저복잡성 통신 코덱(LC3)이 함께 제공됩니다. LC3는 오디오 품질을 저하시키지 않으면서 더 낮은 비트 전송률로 오디오 데이터를 전송하는 새로운 오디오 프로토콜입니다. 기타 주목할만한 개선 사항은 다음과 같습니다.
  • 적은 전력 소비
  • 메시지 용량 증가
  • Bluetooth 4 버전과의 하위 호환성
  • 듀얼 오디오 기능을 사용하면 동시에 두 개의 다른 장치에 연결할 수 있습니다.
  • LTE와의 간섭을 더욱 줄이는 SAM(Slot Availability Mask) 추가