Bluetooth im Aufwind
Technologie und Funktionsweise von Bluetooth
Die Bluetooth-Technologie basiert auf dem lizenzfreien 2,4-GHz-Frequenzband (ISM-Frequenzband), das besonders für industrielle, wissenschaftliche und medizinische Zwecke benutzt wird. Es ist ein Kurzstrecken-Funkstandard, der überwiegend im Personal Area Network (PAN) kabelgebundene Konfigurationen ersetzen soll, da sich erfahrungsgemäß Kabel und Stecker in einer PAN-Umgebung als fehleranfällig erweisen. Zusätzlich benutzen die Anwender in diesem Bereich häufig mehrere proprietäre Standards wie Infrarot- oder Seriellverbindungen parallel. Die Konzeption von Bluetooth soll diese Restriktionen aufheben und einen einheitlichen, kabellosen, sicheren und preiswerten Datenverkehr ermöglichen.
Der Frequenzbereich der Bluetooth-Technologie beginnt bei 2400 MHz und endet bei 2483,5 MHz. Um länderübergreifende Frequenzbandregelungen zu erfüllen, besitzt der Frequenzbereich am unteren Ende ein 2 MHz breites und am oberen Ende ein 3,5 MHz breites Frequenzschutzband. Innerhalb des "Arbeitsbandes" von 2402 bis 2480 MHz ist für die Bluetooth-Kommunikation ein "Frequenz-Hopping-Verfahren" in 79 Schritten zu je 1 MHz Abstand festgelegt. Der Hopping-Algorithmus wird bei jeder neuen Verbindung per Zufallsgenerator berechnet, so dass die zu übertragenden Daten durch den ständigen Wechsel der Frequenzbänder vor unbefugtem Zugriff geschützt sind.
Die Bitrate von Bluetooth beträgt nach den 1.2-Spezifikationen 1 Mbit/s. Nach Abzug des Overheads, wie Protokoll- und Header-Daten, bleiben 723 KByte/s für die Übertragung von Nutzdaten. Nach der aktuellen Spezifikation 2.0+EDR sind theoretische Datenraten bis zu 3 Mbit/s (2169 KByte/s Netto) durch spezielle Synchronisationsfunktionen möglich. Sender und Empfänger können die Transferrate je nach Anwendung statisch oder dynamisch verteilen. Um größtmögliche Abhörsicherheit und eine hohe Störfestigkeit gegenüber anderen Einstrahlungen in diesem Frequenzband zu gewährleisten, erfolgt zusätzlich 1600 Mal pro Sekunde ein Frequenzwechsel (Frequenz-Hopping).