10 Dinge, die man über … wissen sollte: diesmal Bluetooth®

1. Fun Fact: Ob man das wirklich wissen muss oder nicht, ist sicher Auslegungssache, aber woher kommt eigentlich der Name Bluetooth® für den in den 90er Jahren entwickelten Funkstandard?

Bluetooth®, also „Blauzahn“, geht zurück auf den Wikinger Harald Blatand (Blauzahn), der im 10. Jahrhundert verfeindete dänische Stämme zu einem Königreich vereinte. Das Bluetooth®-Logo zeigt die Initialen HB in Runenform. Vorgeschlagen wurde der Name 1997 von Intel’s Jim Kardach, der in dem Namen die Vereinigung verschiedener Kommunikationsprotokolle symbolisiert sah.

2. Wer hat Bluetooth® eigentlich entwickelt?

Initiiert wurde die Entwicklung bereits 1989 bei Ericsson, seit 1998 wird die Weiterentwicklung des Industriestandard von einem Firmenkonsortium, der Bluetooth® Special Interest Group (Bluetooth® SIG), gegründet 1998 von Ericsson, IBM, Intel, Nokia und Toshiba und mit Sitz in Kirkland / US-WA gemanagt. Später kamen Microsoft, Motorola, 3com, Lucent und Apple hinzu. Mittlerweile hat die Interessensgemeinschaft über 34.000 Mitgliedsunternehmen weltweit. Sie ist Eigentümerin des Bluetooth®-Warenzeichens und gibt die Bluetooth®-Spezifikation heraus, entwickelt und verkauft selbst aber keine Devices.

3. Wie alles begann:

Bluetooth® Classic ist ein Funkstandard mit geringem Stromverbrauch, der Daten über 79 Kanäle im nicht lizenzierten 2,4-GHz-Frequenzband für Industrie, Wissenschaft und Medizin (ISM) überträgt. Bluetooth® Classic unterstützt die Kommunikation von Gerät zu Gerät und wird hauptsächlich für das kabellose Audio-Streaming verwendet. Es ist zum Standard-Funkprotokoll für kabellose Lautsprecher, Kopfhörer und Unterhaltungssysteme im Auto geworden. Auch Datenübertragung, zum Beispiel für mobiles Drucken, wird durch Bluetooth® Classic ermöglicht.

4. Mittlerweile gibt es mit Bluetooth® Low Energy (auch BLE) eine zweite Art von Signal:

BLE überträgt sehr energiesparend Daten über 40 Kanäle im unlizenzierten 2,4-GHz-ISM-Frequenzband und unterstützt mehrere Kommunikationstopologien, die von Punkt-zu-Punkt über Broadcast bis hin zu Mesh reichen, Dadurch wird der Aufbau zuverlässiger, groß angelegter Gerätenetzwerke unterstützt. Inzwischen wird BLE nicht mehr nur wie ursprünglich für Gerätekommunikation eingesetzt, sondern häufig auch als Technologie zur Geräteortung. Unterstützte Bluetooth® LE ursprünglich nur einfache Anwesenheits- und Näherungsfunktionen, sind jetzt auch Bluetooth®-Positionsbestimmung und bald auch hochpräzise Entfernungsmessungen möglich.

BLE ist unabhängig von Bluetooth® Classic, beide Technologien sind nicht kompatibel, können aber koexistieren.

5. Bluetooth® Low Energy hieß früher Wibree.

Wibree wurde 2006 als Adaption des Bluetooth® Classic von Nokia entwickelt. Im Dezember 2009 wurde es als Bluetooth® Low Energy in die Bluetooth® Version 4.0 integriert. Das erste Smartphone, das Bluetooth® 4.0 integriert hatte, war das iPhone 4S aus dem Oktober 2011.

6. Modulationsverfahren:

Sowohl Bluetooth® Classic als auch BLE setzen GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) ein, eine spezielle Variante der Frequenzumtastung, bei der ein Gauß’scher Tiefpassfilter hinzugefügt wird. Das GFSK-Verfahren wird auch im GSM-Standard verwendet.

7. Die Bluetooth® SIG definiert verschiedene Profile für Geräte mit Bluetooth® Low Energy.

Also Spezifikationen dafür, wie ein Gerät mit einer bestimmten Anwendung funktioniert. Neben Mesh Profilen, bei denen BLE Devices miteinander kommunizieren, existieren Profile für Gesundheitsapplikationen, für Sport- und Fitness Apps, Internetverbindungsprotokolle, Näherungserkennung, Batteriestatus, etc.

8. Kompatibilität:

Bluetooth® Low Energy hat nicht nur den Themen, Gesundheit und Wellness, Smart Home und Fitness einen Schub gegeben, auch das Internet of Things profitiert vom geringen Energiebedarf der Hardware, der geringen Größe und niedrigen Kosten und der Kompatibilität mit einer großen Anzahl von Betriebssystemen. BLE 5.3 wird aktuell unterstützt von:

• iOS 5 und jünger
• Windows Phone 8.1
• Windows 8 und jünger
• Android 4.3 und jünger
• BlackBerry 10
• Linux 3.4 und jünger
• Unison OS 5.2
• macOS 10.10

9. BLE verfügt in der aktuellen Version 5.3, die am 13. Juli 2021 von der Bluetooth® SIG veröffentlicht wurde, über verschiedenen Positionierungsfeatures:

• Presence (Advertising)
• Proximity (RSSI)
• Direction (via Angle of Arrival und Angle of Departure)

Aktuell noch nicht verfügbar aber in Arbeit ist Distance.

10. Perfekt für RTLS

Die verschiedenen Positionierungsfeatures machen Bluetooth® Low Energy zur perfekten Technologie-Grundlage für Real Time Location Systeme in Innenräumen. Über ein BLE Infrastruktur kann die Position jedes Objekts und jeder Person, die mit einem Bluetooth® Asset Tag ausgestattet ist, lokalisiert werden. Neben klassischem Tracking kann über Bluetooth® auch eine Indoornavigation realisiert werden.

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