원문 : https://learn.sparkfun.com/tutorials/bluetooth-basics
블루투스
블루투스는 2.4GHz 무선 링크를 통해 데이터를 주고받기위한 표준입니다. 블루투스는 보안 프로토콜이며 단거리, 저전력, 저비용으로 장치들을 무선 연결할 수 있도록 해줍니다.근래에는 많은 장치들이 무선으로 연결되고 있으며 블루투스가 이 중 큰 부분을 차지하고 있습니다. headsets, video gamecontrollers, livestock trackers, DIY HID Computer Keyboard, right module, homebrew, wireless MP3-playing speaker 등 많은 분야에 활용예가 있습니다.특히 단거리에서(<100m) 상대적으로 작은 데이터를 주고 받는데 최고의 프로토콜입니다. 그리고 블루투스는 유선 통신인 시리얼 통신 인터페이스를(serial communication interfaces) 무선으로 대체할 수 있습니다.이 문서는 블루투스 프로토콜, 스펙, 프로파일에 대해 간략히 기술합니다.
블루투스 동작 원리
블루투스는 unlicensed ISM frequency band – 2.4GHz 주파수 대역에서 동작합니다. 이 주파수 대역은 ZigBee, WiFi 등도 사용하는 RF 대역입니다. 따라서 블루투스는 다른 프로토콜과 분리되어 동작할 수 있도록 표준이 만들어져 있습니다. 표준에 대한 상세 내용이 필요한 경우 published specifications 링크에서 확인할 수 있습니다.
마스터(Masters), 슬레이브(Slaves), 피코넷(Piconets)
블루투스 네트워크는(보통 piconets으로 불리는) 마스터/슬레이브(master/slave) 모델을 사용합니다. 이 모델은 하나의 마스터 장치가 다수의(7개 까지) 슬레이브 장치와 연결될 수 있습니다. 피코넷에 연결되는 슬레이브 장치는 오직 하나의 마스터 장치에만 연결이 가능합니다.
마스터 장치는 피코넷을 통해 통신을 조율합니다. 마스터 장치는 연결된 어떤 슬레이브 장치에든 데이터를 전송할 수 있고, 요청을 보낼 수도 있습니다. 슬레이브 장치는 마스터와 데이터를 교환할 수 있지만 슬레이브간 통신은 할 수 없습니다.
블루투스 주소와 이름 (Bluetooth Addresses and Names)
모든 블루투스 장치는 약어로 BD_ADDR 라 불리는 고유한 48-bit(6 bytes) 주소를 가집니다. 이 주소는 항상 12자리 16진수로 값으로 표시됩니다. 이 주소의 상위 절반(24 bits)은 organization unique identifier (OUI)라 불리며 제작사를 나타냅니다. 하위 절반(24-bits)은 장치의 고유한 주소입니다.블루투스 장치를 검색하면 항상 이 주소가 보여지게 됩니다. 예를 들어 아래와 같은 RN-42 Bluetooth Module 의 경우, “MAC NO.” 항목이 000666422152 로 표시되어 있습니다.“000666” 부분이 모듈을 생산한 OUI of Roving Networks 입니다. 모든 RN module 은 상위 24-bits에 같은 값을 공유합니다. 그리고 하위 절반 “422152” 는 모듈의 고유한 ID 입니다.블루투스 장치들은 사용자가 이해하기 쉽도록 이름을 제공할 수 있습니다. 이 이름은 블루투스 장치를 구분하기 쉽도록 고유 주소 대신 보여집니다. 휴대폰에서 블루투스 장치를 검색하면 아래와 같이 이름이 보여짐을 알 수 있습니다. 장치의 이름은 248 byte 까지 가능하며 두 장치가 같은 이름을 사용할 수 있습니다. 그래서 이름에는 종종 블루투스 모듈의 고유 ID가 포함되기도 합니다.
연결 과정 (Connection Process)
블루투스 연결 과정은 아래 세 단계를 통해 이루어집니다.
1. Inquiry
– 두 개의 블루투스 장치가 서로를 완전히 모르는 상태라면 서로를 찾기 위한 과정을 거쳐야 합니다. 하나의 장치(폰, PC등)가 inquiry request를 보내면 다른 하나의 장치는 이 request에 대해 주소, 이름 및 기타 정보와 함께 응답해줘야 합니다.
2. Paging (Connecting)
– Paging 은 두 장치가 연결되기위한 과정입니다. 연결이 완성되기 전에 각각의 장치는 서로의 주소를 알고 있어야만 합니다.
3. Connection
– Paging 과정이 끝나면 connection 상태가 됩니다. 연결이 된 동안 장치들은 자신의 상태(모드)를 바꿀수 있습니다.
Active Mode
– 일반적인 연결 상태. 장치는 데이터를 전송, 수신하는데 참여합니다.
Sniff Mode
– 절전 모드. Sleep(비활동) 상태를 유지하다 정해진 간격(예. every 100ms)마다 송수신 내용이 있는지 확인합니다.
Hold Mode
– 일시적인 절전 모드. 장치는 정해시 시간동안 Sleep 상태에 들어갔다 다시 Activie 모드로 돌아옵니다. 마스터 장치가 슬레이브 장치에게 이 모드로 들어가도록 지시할 수 있습니다.
Park Mode
– 정지 모드. 더 깊은 절전 모드로 마스터 장치에서 신호가 있을까지 정지모드로 들어가도록 알려줍니다.
Bonding and Pairing
두 장치기 연결된 후 특별한 데이터를 교환하면 Bonding 상태를 만들 수 있습니다. Bonding 된 장치들은 서로 가까운 거리를 유지할 때 자동으로 연결됩니다. 예를 들어 휴대폰이 차량의 블루투스 장치와 Bonding 되면 이후부터 차 안에서 자동으로 연결되도록 할 수 있습니다. 이 과정이 이루어지는데 UI 조작이 전혀 필요치 않습니다.
Bonding 은 페어링(pairing)이라 불리는 과정으로 만들어집니다. 두 장치는 페어링 될 때 서로 주소, 이름, 프로파일(profiles)을 교환하고 저장해둡니다. 또한 common secret key 를 교환해서 향후 Bonding 될 때 사용합니다.
페어링은 사용자가 원하는 장치만 연결이 될 수 있도록 인증 과정을 요구합니다. 인증 과정을 위해서는 별도의 UI 조작이 필요하지만 이 과정을 생략하고 인증없이 연결되도록 할 수도 있습니다.(헤드셋 처럼 UI 조작이 어려운 경우) 인증 과정은 6자리 숫자를 입력받아 수행하는데 예전 기기의 경우(v2.0 또는 이전) PIN 코드를 사용합니다. PIN 코드는 4자리 숫자부터 16자 알파벳 문자까지 다양한 방법이 사용될 수 있습니다.
Power Classes
블루투스 모듈의 신호 전송 강도, 신호 도달 범위는 다음과 같이 3단계 파워 클래스(power class)로 구분됩니다.
Class 1
Max Output Power (dBm) 20 dBm
Max Output Power (mW) 100 mW
Max Range 100 m
Class 2
Max Output Power (dBm) 4 dBm
Max Output Power (mW) 2.5 mW
Max Range 10 m
Class 3
Max Output Power (dBm) 0 dBm
Max Output Power (mW) 1 mW
Max Range 10 cm
모듈은 하나 혹은 복수의 파워 클래스를 지원할 수 있습니다.
블루투스 프로파일 (Bluetooth Profiles)
블루투스 프로파일은 블루투스 장치가 어떤 종류의 데이터를 보내는지 명확하게 정의하기 위한, 블루투스의 기본 표준위에 더해진 프로토콜입니다. 블루투스 specifications 는 블루투스가 어떻게 동작하는지를 설명하고 프로파일은 어떻게 사용되는지를 정의합니다.블루투스 프로파일은 연결되었을 때 장치가 어떻게 동작해야 하는지를 결정합니다. 예를들어 핸즈프리 헤드셋의 경우 headset profile (HSP)을 사용하고, Nintendo Wii Controller 의 경우는 human interface device (HID) 프로파일을 사용합니다. 이 장치들과 연결되는 장치의 경우, 호환성을 갖기 위해서는 두 프로파일을 모두 지원해야 합니다.아래는 자주 접하게 되는 블루투스 프로파일 입니다.
Serial Port Profile (SPP)
블루투스를 이용해 serial communication interface (like RS-232 or a UART) 를 무선으로 대체하고 싶은 경우SPP 프로파일을 사용하면 됩니다. SPP 프로파일은 두 장치가 많은 양의 데이터를 교환하는데 초점이 맞춰져 있습니다. 이 프로파일은 블루투스의 가장 기본적인 프로파일 중 하나이기도 합니다. (블루투스의 원래 목적이 RS-232 케이블 통신을 대체하는 것이기 때문)SPP 프로파일을 사용하면 두 장치는 RX, TX 라인이 마치 유선으로 연결된 것 처럼 데이터터를 주고 받을 수 있습니다. 두 개의 아두이노 컨트롤러를 예로들며, 블루투스가 유선으로 연결된 통신 라인을 대체하는 효과를 냅니다. (아두이노 입장에서는 유선이든 무선이든 코드의 변화를 최소화 해서 거의 유사하게 사용할 수 있습니다.)- 시리얼 통신을 이용하여 데이터를 송수신 하는 프로파일
Human Interface Device (HID)
HID Protocol - Human Interface Device Protocol
HID 프로파일은 블루투스를 이용한 사용자 입력장치에 사용됩니다. 키보드, 마우스, 조이스틱, 비디오 게임 컨트롤러 등에 주로 사용됩니다.
HID 프로파일은 실제로는 USB 사용자 입력장치를 지원하기 위한 것입니다. SPP 프로파일이 RS-232 케이블의 대체재인 것처럼 HID 프로파일도 USB 케이블을 대체하는 것을 목표로 합니다. (그만큼 더 복잡함)
Hands-Free Profile (HFP) 1.6 and Headset Profile (HSP)
블루투스 이어폰 등에 사용되는 프로파일로 HFP 의 경우는 차량의 hands-free 오디오 시스템에 사용됩니다. HFP는 HSP 를 기반으로 일반적인 폰 인터랙션 (전화 수신/거절, 종료 등)을 추가로 지원하기 위한 내용들이 포함되었습니다. HFP (Hands-Free Profile)- 휴대 전화와 통신하여 전화 음성을 송수신 및 제어하는 프로파일 HSP (Headset Profile)- 오디오를 지원하는 프로파일
Advanced Audio Distribution Profile (A2DP)
블루투스 장치간 오디오를 전송하기 위한 프로파일입니다. HFP, HSP 는 오디오를 양방향으로 전송하지만 A2DP 는 단방향으로만 전송합니다. 대신 오디오의 음직은 훨씬 높습니다. 상세한 내용은 링크(A2DP specification)를 참고하세요.대부분의 A2DP 블루투스 모듈은 제한된 오디오 코덱만을 지원합니다. 최소한 SBC (subband codec), MPEG-1, MPEG-2, AAC, ATRAC 정도는 지원할 것입니다.- 높은 품질의 스테레오 오디오 스트리밍을 지원하는 프로파일
A/V Remote Control Profile (AVRCP)
Audio/video remote control profile (AVRCP) 는 블루투스 장치를 무선으로 제어하기 위한 프로파일입니다. 오디오 플레이어를 무선으로 제어가 가능하도록 하기위해 A2DP 프로파일과 함께 지원되곤 합니다. AVRCP specification AVRCP 1.4(오디오/비디오 원격 제어 프로파일) 오디오/비디오 원격 제어 프로파일은 iOS 장비의 재생 기능을 원격으로 제어하여 호환되는 장비(보통 A2DP 프로파일을 사용하는 Bluetooth 장비)에서 사용할 수 있도록 해 줍니다. 최신 버전의 iOS는 다음 명령을 지원합니다. 일시 정지 재생 중지 다음 트랙 이전 트랙 탐색*- 기본 원격제어 명령(재생,정지 등)을 지원하는 프로파일 AVRCP - Audio Video Remote Control Profile
- A2DP, VDP와 함께 사용 가능
PBAP(전화번호부 접근 프로파일)
전화번호부 접근 프로파일은 iPhone과 다른 Bluetooth 장비 사이에 전화번호부 대상체를 교환할 수 있도록 해 줍니다*. 차량용 키트와 휴대 전화는 프로파일을 사용하여 다음을 수행합니다.전화를 건 발신자의 이름을 차량용 키트에 표시 사용자가 차량용 디스플레이에서 전화를 걸 수 있도록 차량용 키트에 전화번호부 동기화 PBAP (Phone Book Access Profile)
- 전화번호부, 통화 내역 등을 접근하는 프로파일
MAP(메시지 접근 프로파일)
메시지 접근 프로파일은 장비에서 메시지를 교환할 수 있도록 해 줍니다. 이는 대부분 자동 핸즈프리용으로 사용됩니다.
- Message(GSM-SMS, CDMA-SMS, Email, MMS) 교환, 읽기, 삭제, 생성, 전송을 지원하는 프로파일
- 입출력 기능이 있는 모바일 장치나 TV, 디지털 액자 등에 사용
BIP (Basic Imaging Profile)
- 이미지 송수신 및 변환을 지원하는 프로파일 BIP - Basic Imaging Profile
BPP (Basic Printing Profile)
- 텍스트, 전자메일, vCard를 인쇄작업을 요청하는 프로파일
BPP - Basic Printing Profile
CIP (Common ISDN Access Profile)
- 블루투스를 통한 ISDN 서비스를 지원하는 프로파일 CIP - Common ISDN Profile
CTP (Cordless Telephony Profile)
- 고정된 가정 전화와의 무선 상호 운영성을 제공하는 프로파일
DIP (Device ID Profile)
- 연결된 장치의 제조 업체, 제품 ID, 제품 버전 및 장치 ID를 식별 할 수 있는 프로파일
DUN (Dial-up Networking Profile)
- 휴대 전화의 모뎀을 이용하여 인터넷을 접속하는 기능을 제공하는 프로파일
FAX (Fax Profile)
- 팩스를 요청하는 프로파일
FTP (File Transfer Profile)
- 파일 및 폴더를 업/다운로드를 지원하는 프로파일
GAVDP (Generic Audio/Video Distribution Profile)
- A2DP, VDP을 작동하기 위해 기본적으로 적용되어야 하는 프로파일
- 스트리밍 채널 Setup, 종료 등 설정
GAP (Generic Access Profile)
- Bluetooth 프로파일 작동에 기본적으로 적용되어야 하는 프로파일
- Bluetooth Discovery, Connecting 절차 등을 정의
GOEP (Generic Object Exchange Profile)
- 개체 전송에 쓰이는 프로파일(FTP, OPP, PBAP 등)에 기본적으로 적용되어야 하는 프로파일
GOEP - General Object Exchange Profile
HCRP (Hard Copy Cable Replacement Profile)
- 대용량 데이터 프린트나 스캔 기능을 지원하는 프로파일
ICP (Intercom Profile)
- 폰과 폰간의 무전기서비스를 제공하는 프로파일
LAP (LAN Access Profile)
- 인터넷을 연결하는 장치와 연결하여 인터넷을 접속 할 수 있는 프로파이
- 현재는 PAN 프로파일로 대체되어짐.
OPP (Object Push Profile)
- 개체(텍스트, 이미지, 비디오, vCard)를 송수신 하는 프로파일
PAN (Personal Area Networking Profile)
- 인터넷을 연결하는 장치와 연결하여 인터넷을 접속 할 수 있는 프로파이
SDAP (Service Discovery Application Profile)
- Bluetooth 장치의 서비스 정보를 제공 받는 프로파일
SAP (SIM Access Profile)
- SIM 카드 접근 및 제어하는 프로파일
- SIM 카드는 GSM 폰에 필수 장치임.
SYNCH (Synchronisation Profile)
- 장치와 장치간의 PIM 정보를 동기화하는 프로파일
VDP (Video Distribution Profile)
- 비디오 데이터 스트리밍을 지원하는 프로파일
VCP (Video Conferencing Profile)
- 화상 회의을 지원하는 프로파일
HDP (Health Device Profile)
- 건강 및 피트니스 장치를 지원하는 프로파일
- 현재 bluetooth.com에서 Profile 제공 안됨
UDI (Unrestricted Digital Information)
- 3G 휴대 전화에서 UDI 전송을 지원하는 프로파일
8DPSK - 8 Level Differential Phase Shift Keying
ACL - Asynchronous Connectionless
ACL - C - Asynchronous Connectionless Control
ACL - U - Asynchronous Connectionless User
Ad - Hoc) Network - Ad Hoc
AFH - Adaptive Frequency Hopping
AG - Audio Gateway - This is the device that is the gateway of the audio, both for input and output. Typical devices acting as Audio Gateways are cellular phones and personal computer.
Alternate MAC - Alternative Medium Access Control
AP - Access Point
APC - Adaptive Power Control
API - Application Program Interface
ASB - Active Slave Broadcast
AVCTP - Audio Visual Control Transport Protocol
AVDTP - Audio Video Distribution Transport Protocol
AVDTP - Audio Visual Distribution Transport Protocol
BB - Baseband
BD_ADDR - Bluetooth Device Address
BER - Bit Error Rate
Bluetooth SIG - Bluetooth Special Interest Group
BNEP - Bluetooth Network Encapsulation Protocol
BQB - Bluetooth Qualification Body
BQRB - Bluetooth Qualification Review Board
BQTF - Bluetooth Qualification Test Facility
BR - Basic Rate
CAPI - Common ISDN API
CC - Call Control
CID - Channel Identifier
CID - Connection Identifier
CL - Connectionless
CMTP - CAPI Message Transport Protocol
CoD - Class Of Device
DAC - Device Access Code
Default ACL - Default Asynchronous Connectionless Link
DEVM - Differential Error Vector Magnitude
DI - Device ID Profile
DPSK - Differential Phase Shift Keying
DT - Data Terminal
DTE - Data Terminal Equipment
DTMF - Dual Tone Multi - Frequency
DUT - Device Under Test
ECDH - Elliptic Curve Diffie - Hellman
EDR - Enhanced Data Rate
eSCO - Extended Synchronous Connection Oriented
eSCO - S - Extended Synchronous Connection Oriented S
ESDP - Extended Services Discover Profile
FCC - Federal Communications Commission
FEC - Forward Error Correction
FEC - Frame Error Check
FH - Frequency Hopping
FHS - Frequency Hopping Sequence
FHS Packet - Frequency Hopping Synchronization Packet
FHSS - Frequency Hopping Spread Spectrum
FIFO - First - In - First - Out
FSK - Frequency Shift Keying
FW - Firmware
GFSK - Gaussian Frequency Shift Keying
GIAC - General Inquiry Access Code
GM - Group Management
GW - Gateway
HCI - Host Command Interface
HCI - Host Controller Interface
HEC - Header Error Check
Hop Rate - Hopping Rate
HS - Headset - This is the device acting as the Audio Gateway’s remote audio input and output mechanism
HW - Hardware
IC - ISDN Client
ICP - Intercom Profile
IEEE - Institute Of Electrical And Electronics Engineers
IETF - Internet Engineering Task Force
Inquiry - Inquiring
IP - Internet Protocol
IrDA - Infrared Data Association
ISDN - Integrated Services Digital Network
ISM - Instrument, Scientific and Medical Band
ISOC - Isochronous
IUT - Implementation Under Test
L_CH - Logical Channel
L2CAP - Logical Link Control And Adaptation Protocol
LAN - Local Area Network
LC - Link Control
LIAC - Limited Inquiry Access Code
LLID - Logical Link Identifier
LM - Link Manager
LMP - Link Manager Protocol
LocDev - Local Device
LSB - Least Significant Bit
LT_ADDR - Logical Transport Address
MAC - Medium Access Control
MAPI - Messaging Application Programming Interface
MB - OFDM - Multi - Band Orthogonal Frequency Division Multiplexing
MITM - Man in the Middle
MM - Mobility Management
MMI - Man Machine Interface
MS - Mobile Station
MSB - Most Significant Bit
NFC - Near Field Communication
NFC Cooperation - Near Field Communication Cooperation
OBEX - Object Exchange
OOB - Out of Band
OOB - I - Out of Band Input Only
OOB - IO - Out of Band Input and Output
OOB - O - Out of Band Output Only
PANU - Personal Area Network User
PC - Personal Computer
PCMCIA - Personal Computer Memory Card International Association
PDA - Personal Digital Assistant
PDU - Protocol Data Unit
PHY - Physical Layer
Piconet ID - Piconet Identifier
PIM - Personal Information Manager
PIN - Personal Identification Number
PMP - Participant in Multiple Piconets
PN - Pseudo - Random Noise
PnP - Plug And Play
POTS - Plain Old Telephone Service
PPP - Point - To - Point Protocol
PRBS - Pseudo Random Binary Sequence
PRD - Program Reference Document
PSB - Parked Slave Broadcast
PSTN - Public Switched Telephone Network
QoS - Quality Of Service
QoS Setting - Quality of Service Setting
RAND - Random Number
RemDev - Remote Device
RF - Radio Frequency
RFC - Request For Comments
RFCOMM - Radio Frequency Communication Protocol
RFI - Radio Frequency Interference
RFID - Radio Frequency Identification Tag
RX - Receiver
S - Slave
SAR - Segmentation And Reassembly
SCO - Synchronous Connection Oriented
SD - Service Discovery
SDP - Service Discovery Protocol
SDS - Service Discovery and Selection
SDU - Service Data Unit
SeP - Serial Port
SIG - Special Interest Group
SLP - Service Layer Protocol
SMTP - Simple Mail Transfer Protocol
SRES - Signed Response
SrvDscApp - Service Discovery Application
SS - Supplementary Services
SW - Software
TCI - Test Control Interface
TCP - Telephony Control Protocol
TCS - Telephony Control protocol Specification
TDD - Time Division Duplex
UART - Universal Asynchronous Receiver And Transmitter
UDP - User Datagram Protocol
UI - User Interface
UPF - Unplugfest
UPnP - Universal Plug and Play
USB - Universal Serial Bus
UUID - Universally Unique Identifier
UWB - Ultra Wideband
WAP - Wireless Application Protocol
WAPB - WAP Bearer Profile
WLAN - Wireless Local Area Network
WPAN - Wireless Personal Area Network
WUG - Wireless User Group
PPP(including LCP)
CCP
CHAP
NBFCP
Net(BIOS)
IPv4
IPv6
블루투스 버전 (Common Versions)
블루투스는 1994년 부터 꾸준히 진화되어 왔습니다. 가장 최근의 블루투스 버전은 Bluetooth v4.0 이며 현재 광범위하게 사용되고 있습니다. 아래는 블루투스 버전의 변천 과정과 특징을 나열한 것입니다.
Bluetooth v1.2
v1.x 은 프로토콜, 스펙 표준화를 위한 준비 과정으로, v1.x의 최신 안정화 버전이 Bluetooth v1.2 입니다. 현재의 버전보다 무척 제한된 기능만을 포함하고 있으며 1 Mbps (실제 사용시 0.7 Mbps 정도) 속도, 전송거리 10 m 정도입니다.
Bluetooth v2.1 + EDR
2.x 버전이 소개되고 추후 enhanced data rate (EDR)버전이 다시 소개되게 됩니다. EDR 버전은 전송 속도를 3 Mbps (실 사용시 2.1 Mbps)로 끌어올렸습니다. Bluetooth v2.1 버전은 secure simple pairing (SSP) 프로파일과 함께 2007년 발표되었습니다.
Bluetooth v2.1 모듈은 현재도 흔하게 사용되는 모듈입니다. 2 Mbps 의 전송 성능으로 충분한 저성능의 마이크로 컨트롤러에 유용하게 사용됩니다.
Bluetooth v3.0 + HS
Bluetooth v3.0 버전은 v2.0 버전의 3 Mbps 속도보다 무려 8배 빠른 속도 – 24 Mbps를 냅니다. 하지만 이 데이터 속도는 실제로는 WiFi (802.11) 연결을 통해 가능합니다. 블루투스는 단지 모듈간 연결과 연결 관리를 위해서만 사용됩니다.
(이 버전은 사용 사례가 적어서 이하 원문을 그대로 인용) It can be tricky to nail down the maximum data rate of a v3.0 device. Some devices can be “Bluetooth v3.0+HS”, and others might be labeled “Bluetooth v3.0”. Only those devices with the “+HS” suffix are capable of routing data through WiFi and achieving that 24 Mbps speed. “Bluetooth v3.0” devices are still limited to a maximum of 3 Mbps, but they do support other features introduced by the 3.0 standard like better power control and a streaming mode.
Bluetooth v4.0 and Bluetooth Low Energy
Bluetooth 4.0 버전은 세 개의 카테고리로 나눠집니다. : classic, high-speed, and low-energy. Classic 블루투스와 high speed 블루투스는 각각 Bluetooth v2.1+EDR 과 v3.0+HS 에 대응됩니다. 따라서 실제 Bluetooth v4.0 표준은 Bluetooth low energy (BLE) 입니다.
BLE 는 저전력으로 동작할 수 있도록 기존 블루투스 표준을 완전히 뜯어고친겁니다. BLE는 신호 도달 거리를 희생하고 (100m –> 50m) 데이터 전송 속도를 희생해서 (0.7-2.1 Mbps –> 0.27 Mbps) 전력 소모를 줄였습니다. BLE 는 배터리에 의존하면서 빠른 전송 속도와 연결의 지속성을 요하지 않는 주변 장치(센서 장치)에 적합하도록 설계되었습니다. 덕분에 스마트 워치, 스마트 밴드 및 각종 휴대용 장치에 광범위하게 사용됩니다.
Bluetooth v4.1
2013년 12월 4일에 블루투스 4.1이 발표되었다. 넥서스 6, 넥서스 9, 넥서스 플레이어 등에 탑재되었으며, 특징은 다음과 같다.
공존성(Coexistence) 향상
블루투스와 LTE 무선이 서로 통신 상태를 조정해 가까운 대역폭으로 인한 간섭 현상을 줄여준다.
더 나은 연결(Better Connections)
블루투스 연결 장치끼리의 거리가 멀어져 잠시 연결이 끊어지게 되면, 블루투스 4.1 장치는 거리 내로 되돌아올 시 자동으로 재연결된다.
데이터 전송 개선(Improved Data Transfer)
블루투스를 사용하는 악세서리 장치(헬스 기구) 등과의 통신 전송 상태를 보다 효율적으로 개선하였다.
개발자에게 더 많은 유연성 제공(More Flexibility to Developers)
앞으로 있을 웨어러블 기기 붐에 대비한 업데이트로, 블루투스 연결을 통해 웨어러블 기기가 스마트폰의 주변장치이자 동시에 다른 장치와의 허브 역할도 할 수 있게 해준다. 또한 장래를 위해 사물 인터넷(The Internet of Things)을 위한 새로운 IPv6 사용 표준도 들어가 있다. 또한 128비트 AES 암호화가 추가되어 보안성이 증가되었다.
Bluetooth v4.2
2014년 12월 4일에 블루투스 4.2이 발표되었다. 블루투스 4.2의 핵심 업데이트 내용은 크게 3가지로 요약한다.
더욱 빨라진 전송속도
블루투스 SIG의 보도자료에 따르면, 블루투스 4.2 버전은 기존 4.0 규격 대비 전송 속도가 2.5배 증가했다. 특히 한번에 보낼 수 있는 패킷 용량이 10배로 늘어나 전송 오류와 배터리 소비를 동시에 잡았다. 그래프만 보면 250배나 빨라진 것으로 보일 수 있으나 데이터를 주고 받는 빈도를 조금 줄이는 대신 한번에 더 많은 정보를 전송해 전반적으로 2.5배의 전송 속도 향상과 효율적인 데이터 전송을 한다.
사물인터넷을 위해 연결성 강화
IPv6나 6LoWPAN을 통해 인터넷에 직접 접속할 수 있다.
블루투스 4.2와 함께 올해말 승인 예정인 ‘IPSP(Internet Protocol Support Profile)' 기술이 채택되었기 때문인데, 기존 IP 인프라를 갈아 엎을 필요 없이 사물인터넷 기기나 스마트 디바이스가 인터넷에 직접 접속할 수 있어 이전보다 좀 더 유연하게 스마트홈을 구현할 수 있게 될 것으로 예상된다.
개인정보강화
사용자의 허락 없이 블루투스 기기 위치를 추적할 수 없게 했는데, 예를 들어, 애플의 아이비콘(iBeacon) 기술을 도입한 매장을 방문하더라도 사용자가 허용하지 않는 한 매장이 사용자의 위치를 마음대로 추적할 수 없게 된다. 미 IT매체 아스테크니카가 취재한 바에 따르면 2.5배의 데이터 전송속도 향상은 새로운 하드웨어가 필요하지만, 개인정보보호는 기존 블루투스 기기에 대한 펌웨어 업데이트만으로도 대응할 수 있게 될 예정이다.
Bluetooth v4.3
Wireless Comparison
블루투스는 단순한 무선 프로토콜이 아닙니다. 이 문서를 읽게 해주는 WiFi 도 있고, ZigBees or XBees 같은 모듈도 듣거나 사용해 본 적이 있을겁니다. 그럼 블루투스가 이런 무선 데이터 전송 프로토콜과 다른점은 무엇일까요? 아래 표를 통해 비교해보세요.
IEEE Standard
Bluetooth Classic 802.15.1
Bluetooth 4.0 Low Energy (BLE) 802.15.1
ZigBee 802.15.4
WiFi 802.11 (a, b, g, n)
Frequency (GHz)
Bluetooth Classic 2.4
Bluetooth 4.0 Low Energy (BLE) 2.4
ZigBee 0.868, 0.915, 2.4
WiFi 2.4 and 5
Maximum raw bit rate (Mbps)
Bluetooth Classic 1-3
Bluetooth 4.0 Low Energy (BLE) 1
ZigBee 0.250
WiFi 11 (b), 54 (g), 600 (n)
Typical data throughput (Mbps)
Bluetooth Classic 0.7-2.1
Bluetooth 4.0 Low Energy (BLE) 0.27
ZigBee 0.2
WiFi 7 (b), 25 (g), 150 (n)
Maximum (Outdoor) Range (Meters)
Bluetooth Classic 10 (class 2), 100 (class 1)
Bluetooth 4.0 Low Energy (BLE) 50
ZigBee 10-100
WiFi 100-250
Relative Power Consumption
Bluetooth Classic Medium
Bluetooth 4.0 Low Energy (BLE) Very low
ZigBee Very low
WiFi High
Example Battery Life
Bluetooth Classic Days
Bluetooth 4.0 Low Energy (BLE) Months to years
ZigBee Months to years
WiFi Hours
Network Size
Bluetooth Classic 7
Bluetooth 4.0 Low Energy (BLE) Undefined
ZigBee 64,000+
WiFi 255
블루투스는 무선 네트워크가 요구되는 모든 상황에 적합한 프로토콜은 아닙니다. 대신 근거리, 무선 피코넷 통신망을 만드는데 유용한 프로토콜입니다. 그리고 다른 프로토콜에 비해 편리한 연결 과정을 제공합니다. (특히 ZigBee 에 비해)ZigBee 는 홈 오토메이션처럼 네트워크를 모니터링 해야하는 상황에 좋은 답안입니다. 이런 네트워크에는 수십개의 무선 노드가 존재하며 대용량의 데이터를 사용하지 않고 일시적으로 동작합니다.BLE 는 classic Bluetooth 의 편리함과 저전력의 장점을 결합했습니다. 이런 특징으로 배터리 소모량이 훨씬 적은 것이 Zigbee 에 비교시 최고의 장점입니다. BLE 는 네트워크 사이즈 측면에서 ZigBee 와 경쟁할 순 없지만 1:1 연결에는 최적화되어 있습니다.WiFi 는 가장 익숙한 프로토콜일 것입니다. WiFi는 인터넷(!)을 위한 최적의 솔루션입니다. 빠르고 유연한 대신 많은 전력을 소모합니다. 광대역 인터넷에 접속할 수 있다는 장점 자체는 다른 프로토콜이 무색케 만듭니다.