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Übertragungsstandard: Was ist eigentlich Bluetooth?

SONOS Heimkino im Wohnzimmer

Eine technische Welt ohne Bluetooth ist heute kaum mehr vorstellbar. Du nutzt den beliebten Kommunikationsstandard, um Smartphones, Kopfhörer oder smarte Lautsprecher miteinander zu verbinden.

Bluetooth macht das Leben dabei in vielerlei Hinsicht einfacher. Vielleicht erinnerst Du Dich noch an die Zeit, in der Du Deine Daten nur mittels eines Kabels auf Dein Handy übertragen konntest. Wie unpraktisch. Dank Bluetooth sind die Zeiten des unnötigen Kabelsalats bei vielen Geräten aber längst Geschichte und so werden verschiedenste Geräte einfach per Knopfdruck miteinander verbunden.

Was ist Bluetooth?

Bluetooth ist ein kabelloser Adhoc-Funkstandard, um Audiodateien zu streamen, Daten zu übertragen oder Informationen zwischen Geräten zu teilen. Es ist eine anpassbare, vollständige kompatible und dialogfähige IoT (Internet of Things) Innovation, die über Märkte und Branchen hinwegreicht. Heutzutage sind verschiedenste Geräte – von Kopfhörern, über Freisprechanlagen im Auto bis hin zu Küchengeräten – mit Bluetooth ausgestattet. Kurz zusammengefasst dient Bluetooth in mittlerweile mehr als in mehr als 8,2 Millionen verschiedenen Produkten dem einfachen Datenaustausch über eine relativ kurze Entfernung.

Bluetooth Erklärung

 

Warum heißt Bluetooth eigentlich Bluetooth?

Entwickelt wurde der kabellose Funkstandard bereits 1994 vom schwedischen Unternehmen Ericsson. Vier Jahre später, also 1998, wurde dann die Bluetooth Special Interest Group (SIG) gegründet. Diese kümmert sich bis heute um die Weiterentwicklung des Funkstandards.

1996 setzten sich die Marktführer Nokia, Sony Ericsson und Intel zur Planung der Standardisierung der Technologie zur Verbindung und Kollaboration verschiedenster Produkte und Industrien zusammen. Jim Kardach von Intel war es dann schließlich, der den Namen Bluetooth (dt: Blauzahn) zunächst als Platzhalter für diese Technologie einführte.

Sein Gedanke führt dabei zum König Harald „Blauzahn“ Gormosson (911-987 n. Chr.) zurück. Dieser war ab dem Jahre 958 n. Chr. 30 Jahre lang König von Dänemark und bekannt für die Vereinigung der damals vereinzelten Stämme. Für Kardach war Name „Bluetooth“ somit absolut naheliegend. Die Technologie ist eine skandinavische Erfindung, die verschiedene Produkte miteinander verbindet. Nicht anders, als König Harald Blauzahn, der dänische König, der das Reich wieder zusammengeführt hat.

Über das Pseudonym des Königs selbst lässt sich allerdings streiten. Manche behaupten, dieser stamme von einem abgestorbenen, bläulich gefärbten Zahn im Mund des Königs, bewiesen ist dies jedoch nicht. Für den Platzhalter „Bluetooth“ sollte dann jedoch ein anderer offizieller Name gefunden werden.

Die Favoriten waren „“ und „PAN“ (Personal Area Networking). Nachdem man sich für Letzteres entschieden hatte, kam es zum Dilemma, denn nach einer Recherche im Internet ergab sich, dass für das Synonym bereits tausende Ergebnisse existierten. Die Alternative RadioWire kam leider auch nicht infrage, da der Launch der Technologie kurz bevor stand und bisher keine vollständige Markenrecherche durchgeführt wurde.

Die einzig verbleibende Option für den Launch war also der als Platzhalter gewählte Name Bluetooth. Der Name verbreitete sich rasant in der Industrie und so bestand sehr schnell keine Möglichkeit mehr, den Namen noch einmal zu ändern. Bluetooth wurde so zum offiziellen Namen.

ERklärung
Das Logo ist eine simple Zusammensetzung aus den Initialen des Königs Harald Blauzahns. Die Initialen wurden in Runenform zusammengesetzt und so ergab sich das Bluetooth Zeichen. © Brightside

Wie funktioniert Bluetooth?

Kommen wir nun zur Technik des Funkstandards. Jedes Gerät, das mit Bluetooth ausgestattet ist, verfügt über einen kleinen Mikrochip mit einer Sende- und Empfangseinheit. Dies ist Voraussetzung für die kabellose Verbindung und das Übertragen von Daten.

Jedes Gerät hat dabei seine eigene einmalige 48-Bit lange Seriennummer zur eindeutigen Bluetooth-Funkstandard-Identifizierung. Die Verbindung zwischen zwei Bluetooth-fähigen Geräten erfolgt dann im sogenannten ISM-Band. Dies ist das gleiche Frequenzband, das auch für das Klingeln von schnurlosen Telefonen oder dem Öffnen von elektrischen Garagentoren verantwortlich ist.

Um die Überlagerung mehrerer Funkwellen zu vermeiden, wechseln Bluetooth-Geräte regelmäßig die Frequenz. Dies geschieht, indem das Frequenzband in 78 Abschnitte unterteilt wird. Die Frequenz selbst wird dann in 1-MHz-Schritten bis zu 1.6000 Mal in der Sekunde geändert. So werden Störungen vermieden. Es können theoretisch bis zu acht aktive Geräte über Bluetooth verbunden werden und bei der Kommunikation wird ein Bluetooth-Netz (Piconetz) gebildet. Ein Gerät kann dabei sogar in zwei Netzen gleichzeitig aktiv sein.

Was brauche ich für Bluetooth?

Für die Verbindung via Bluetooth – das sogenannte „Pairing“ – sind zwei Voraussetzungen wichtig. Zum einen müssen sich beide Geräte in unmittelbarer Umgebung voneinander befinden. Dabei unterscheidet sich die Reichweite je nach Bluetooth-Klasse.

Wie auch viele andere Technologien entwickelt sich auch Bluetooth stetig weiter. Eine optimale Verbindung zwischen zwei Geräten wird durch die aktuellste Bluetooth-Verbindung gewährleistet. Derzeit ist die Bluetooth Version 5 die aktuellste. Die genannten Versionen sind verbessert in Sicherheit und Übertragungsgeschwindigkeit. Außerdem wurde der Stromverbrauch weiter reduziert. Dies ist durch die Verwendung des Low Energy Standards möglich. In Zukunft soll es sogar einen ganz neuen Bluetooth-Standard geben.

Für eine funktionierende Bluetooth-Verbindung ist es nicht zwingend notwendig, die neueste Bluetooth-Version auf beiden Geräten zu haben. Die Geräte sind trotz unterschiedlicher Versionen miteinander kompatibel. Die einzige Ausnahme bilden Geräte, die ausschließlich über das Low Energy Protokoll (siehe unten) kommunizieren. Sie sind mit Standards älter als 4.0 nicht kompatibel. Smartwatches und Fitness-Tracker sind ein Beispiel hierfür.

Bluetooth-Klasse Reichweite
I 100 Meter
II 20 Meter
III 10 Meter

Die unterschiedlichen Bluetooth-Klassen

Die Bluetooth-Klasse wiederum unterscheidet sich je nach Bedarf des Gerätes. Ein Lautsprecher benötigt beispielsweise eine Reichweite der Klasse I oder II. Eine Smartwatch oder ein Kopfhörer dagegen nur eine stromsparende Klasse III, denn diese Geräte befinden sich überwiegend in der Nähe des Sendegeräts. Die Angaben der Reichweite gelten allerdings nur bei optimalen Bedingungen, wenn keinerlei Störquellen wie etwa Wände vorhanden sind.

Grundsätzlich ist auch ein Radius von 100 Meter Entfernung kaum erforderlich bei Bluetooth-Geräten, weshalb die Hersteller meist Bluetooth der Klasse III verbauen. Die Geräte der Klasse I senden mit einer Leistung von 100 Milliwatt. Verglichen mit einem WLAN-Sender, der mit einer Leistung von ca. 300 Milliwatt arbeitet, ist die Leistung des Bluetooth-Senders somit relativ gering. Die Reichweite ist dennoch immer noch höher als bei anderen Techniken, wie zum Beispiel NFC (Near Field Communication). Die zweite Voraussetzung, die erfüllt werden muss ist, dass bei beiden Geräten zur Bluetooth-Empfangsbereitschaft aktiviert sind.

Die zwei Bluetooth-Arten

Bluetooth wird in zwei Arten unterteilt. Zum einen gibt es Basic Rate/Enhanced Data Rate (BR/EDR), zum anderen Low Energy (LE).

  • BR/EDR: Basic Rate/Enhanced Data Rate ermöglicht Dir eine durchgehende kabellose Verbindung und verwendet einen Point-to-Point (P2P) Funkstandard, um eine one-to-one (1 : 1) Kommunikation der Geräte herzustellen. Ideal ist dies für kabellose Lautsprecher, Kopfhörer oder Freisprechanlagen.
  • LE: Bluetooth Low Energy dagegen ermöglicht eine kurzzeitige kabellose Verbindung und nutzt dazu mehrere Funkstandards:
    • Point-to-Point: Diese Netzwerkstruktur wird, wie bereits erwähnt, für eine 1 : 1 Kommunikation der Geräte genutzt. Sie ist ideal für Produkte, die auf eine Verbindung angewiesen sind, wie Fitness-Tracker.
    • Broadcast: Hier wird eine one-to-many (1:m) Kommunikation der Geräte ermöglicht. Dieses ist beispielsweise nötig für die Verwendung von Beacons. Beacons werden eingesetzt, um Besucher im Laden zu lokalisieren und ortsabhängige Angebote auf das jeweilige Endgerät zu schicken.
    • Mesh: Mesh, das Netz, meint eine großflächige, maßgeschneiderte many-to-many (m:m) Kommunikation von Geräten. Diese Netzstruktur wird angewandt, wenn mehrere Geräte zuverlässig und sicher miteinander kommunizieren müssen, wie beispielsweise bei Smart Home Produkten.

Bluetooth ist insgesamt also eine tolle Technologie, die den Alltag in vielen Dingen erleichtert und die man nicht mehr missen möchte. Der Funkstandard ist zwar weniger komplex und leistungsfähig als eine WLAN-Verbindung, er reicht jedoch in vielen Fällen aus. Kurze Entfernungen können mit dieser simplen Verbindung schnell abgedeckt werden und Daten somit kabellos übertragen werden.