Bluetooth


•Was ist Bluetooth?
•Wie funktioniert Bluetooth?
•Anwendungsbereiche
•Vorteile
•Nachteile
•Datensicherheit
•Technische Daten

Was ist Bluetooth?

"Im Mai 1998 traten die namenhaften Hersteller Ericsson, Nokia, IBM, Intel und Toshbia erstmals zusammen vor die Öffentlichkeit und verkündeten ihren Zusammenschluss zur Bluetooth Special Interes Group (SIG). Das Konsortium hatte im Stillen an der Entwicklung einer innovativen Technologie gearbeitet, die nun unter dem Namen "Bluetooth" vorgestellt wurde.
Es handelt sich dabei um einen Kurzstrecken-Funkstandard, der die Kommunikation zwischen verschiedenen Geräten ermöglichen soll und dies ohne den Einsatz von irgendwelchen störenden Kabeln. Die fünf Giganten aus der Computer- und Telefonindustrie erreichten mit Bluetooth ihr hochgestecktes Ziel: Die Konzeption eines kleinen, einfachen Funkmoduls, das wenig Energie benötigt, integrierte Sicherheitsmechanismen bietet und günstig herzustellen ist, so dass es in einer möglichst breiten Palette von elektronischen Geräten zum Einsatz kommen kann.
Der Standard findet seit der Ankündigung großen Anklang, und in der Zwischenzeit sind schon über 1500 Hersteller dem Konsortium beigetreten. Als im Juli letzten Jahres die Bluetooth-Spezifikation in der Version 1.0 erlassen wurde, war dies gleichzeitig das Startsignal für die Entwicklung von Produkten auf der Basis der neuen Technologie. Die zahlenmässig enorme Unterstützung durch verschiedenste Hersteller legt einen fruchtbaren Nährboden für die künftige Durchschlagskraft von Bluetooth.

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Wie funktioniert Bluetooth?

Das Bluetooth-Funkmodul ist 35x14x2 mm gross und kostet zur Zeit circa 20 Dollar, später soll der Preis auf 5 Dollar sinken. Der wichtigste Teil der Technologie ist auf einem 9x9 mm grossen Mikrochip eingebaut. Die Energieaufnahme ist gering und liegt im Standby-Betrieb bei 0,3 mA und erreicht maximal 300 mA. Bluetooth ermöglicht die Übermittlung von Daten und Gesprächen mit einem Durchsatz von 1 MBit/s. Als Funkfrequenz wird das globale Industrial-, Scientific- und Medical-Band (ISM) bei 2,45 GHz verwendet, das nicht lizenziert werden muss und so der schnellen Einführung von Bluetooth nichts in den Weg stellt. Es handelt sich dabei um die gleiche Frequenz, die für die medizinische Forschung reserviert ist und der sich unter anderem auch Mikrowellenöfen und automatische Garagentüren bedienen. Um Interferenzen durch solche Signale zu vermeiden und die Verbindung stabil zu halten, hüpfen die Funkmodule jedesmal zu einer neuen Frequenz, nachdem sie ein Datenpaket verschickt oder erhalten haben. Im Bereich von 2,402 bis 2,480 GHz wird dieses Frequency Hopping durch die Anordnung von 79 Kanälen im Abstand von 1 MHz erreicht. Erreichen lassen sich damit eine maximale Frequenzänderungsrate von 1600 hops/s. Die Stabilität der Bluetooth-Verbindung ist im Unterschied zu anderen Systemen, die in diesem Band Funksignale aussenden, höher, da Bluetooth in der Lage ist, seine Frequenzen schneller zu ändern und kleinere Pakete zu verschicken. Die Funkverbindung besteht bei einer Reichweite von 10 Zentimeter bis 10 Meter, kann aber auch auf 100 Meter ausgeweitet werden, wenn die Sendeleistung erhöht wird. Bei solchen Langstrecken-Verbindungen begrenzt das implementierte FEC (Forward Error Correction) zusätzlich den Einfluss von Störsignalen.

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Anwendungsbereiche

Bluetooth soll im Bereich der Tele- und Datenkommunikation ungeahnte Möglichkeiten und Wege eröffnen. Das Funkmodul lässt sich in die unterschiedlichsten Geräte einbauen, wie Notebook, Handy, PDA, aber auch in Peripherigeräte wie Drucker und Digitalkameras. Zudem bietet Bluetooth durch die Implementierung in einen Access Point den Anschluss an ein LAN, das GSM- oder das Festnetz.

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Vorteile

Das Revolutionäre an Bluetooth ist nicht die kabellose Verbindung von Geräten an sich. Was Bluetooth von anderen, bereits bestehenden Wireless-Lösungen wie IrDA unterscheidet, ist seine Fähigkeit, nicht nur zwei Geräte bis auf eine Distanz von 10 Metern zu verbinden, sondern mehrere Komponenten gleichzeitig miteinander kommunizieren zu lassen. Hinzu kommt, dass die Funksignale Kleider und Aktentaschen zu durchdringen vermögen und kein Sichtkontakt zwischen den Geräten vorhanden sein muss. Daher können gewisse Funktionen automatisch ohne Intervention des Benutzers ablaufen.

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Nachteile

Wegen der limitierten Reichweite der Bluetooth-Verbindung und der geringen Datendurchsatzrate von 1 Mbit/s stellt der Standard jedoch keine direkte Konkurrenz zu drahtlosen LAN-Lösungen dar, die eine Übertragungsgeschwindigkeit von 2 bis 11 Mbit/s erreichen. Er wird sich daher eher in kleineren und persönlichen Netzwerken durchsetzen. Auch die Vision eines vernetzten Haushaltes ohne jegliche Kabel rückt mit Bluetooth und anderen Wireless-LAN-Lösungen in greifbare Nähe. Ob das Bedürfnis bei den Konsumenten vorhanden ist, wird sich noch herausstellen. Die Möglichkeiten für die Fernsteuerung von Haushaltsgeräten, beispielsweise vom Notebook aus, sind jedoch künftig gegeben.

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Datensicherheit

Die Hersteller legten bei der Entwicklung von Bluetooth grosßen Wert auf Sicherheitsmechanismen, um dem Benutzer die Kontrolle darüber zu geben, welches Gerät mit welchem kommunizieren darf. Sicherheitsfeatures wie Beglaubigung und Verschlüsselung sind daher bereits auf Hardware-Ebene implementiert.
Für die Identifizierung der Geräte ist bei der Herstellung einer Verbindung entweder eine Einweg-, eine Zweiweg- oder keine Beglaubigung erforderlich. Diese beruht auf einem Challenge-Response-Algorithmus, bei dem ein geheimes Passwort benutzt wird, durch das sich die Geräte gegenseitig erkennen. Damit wird die Privatsphäre des Anwenders geschützt, so dass sein Handy ausschliesslich mit seinem persönlichen Notebook kommuniziert und sich kein fremdes Kuckucksei bei diesem Austausch einnistet.
Zur Sicherung des Datenverkehrs wird eine Verschlüsselung von bis zu 64 Bit geboten. Damit sollten genügend Sicherheitsmechanismen für den Einsatz der Bluetooth-Technologie vorhanden sein. Anwender mit größerem Sicherheitsbedürfnis können auf Bluetooth abgestimmte Netzwerkprotokolle und zusätzliche Verschlüsselungs-Applikationen einsetzen."

[Quelle: www.elektronik-kompendium.de/public/chrigi/bluetooth.htm Bericht: Chrigi Gmür; Bluetooth]

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Technische Daten

Spektrum: ISM Band bei 2,4 GHz
Verbindungsart: Punkt – Punkt, Punkt – Mehrpunkt (Piconent, Scatternet)
Übertragungsleistung: 1mW und mehr abhängig von der Senderklasse
Übertragungsrate: 1 MBit/s, davon ca. 720kBit Nutzdaten
Reichweite: Je nach Sender zwischen 10 und 100m
Sprachkanäle: Bis zu 3
Datensicherheit: Authentifizierung mit Code, 128 Bit Verschlüsselung zwischen 8 und 128 Bit
Adressierung: MAC Adresse mit 48 Bit
Vorteile: Kleine Ausmasse, kleiner Energieverbrauch, geringe Kosten, kleine Abstrahlleistung
Nachteile: Erst in der Einführung, geringe Reichweite, zur Zeit zum Teil inkompatibel

[Quelle: http://home.datacomm.ch/embts/Doku/emBT_wt%20Wissen%20und%20Technik%20Ver_1_17.pdf]

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© Andreas Göller 12.03.2003 E-mail: andy.goeller@t-online.de