블루투스

• 개요
  • 블루투스(Bluetooth)는 1994년 에릭슨이 최초로 개발한 개인 근거리 무선 통신(PANs)을 위한 산업 표준이다.
  • 블루투스는 나중에 블루투스 SIG가 정식화하였고, 1999년 5월 20일 공식적으로 발표되었다. 블루투스 SIG에는 소니 에릭슨, IBM, 노키아, 도시바가 참여하였다.
  • IEEE 802.15.1 규격을 사용하는 블루투스는 PANs(Personal Area Networks)의 산업 표준이다.
  • 블루투스는 다양한 기기들이 안전하고 저렴한 비용으로 전 세계적으로 이용할 수 있는 무선 주파수를 이용해 서로 통신할 수 있게 한다.
  • 블루투스라는 이름은 10세기의 덴마크 왕 헤럴드 블루투스에서 유래했는데, 대립 국면에 있는 파벌과의 협상력으로 특히 유명했다. 다시 말해, 다른 장치들끼리 통신할 수 있게 하는 이 기술에 적합한 이름이다.
  • 블루투스는 ISM 대역인 2.45GHz를 사용한다. 버전 1.1과 1.2의 경우 속도가 초당 723.1 킬로비트에 달하며, 버전 2.0의 경우 EDR(Enhanced Data Rate)을 특징으로 하는데, 이를 통해 초당 2.1 메가비트의 속도를 낼 수 있다.
  • 블루투스는 유선 USB를 대체하는 개념이며, 와이파이(Wi-Fi)는 이더넷(Ethernet)을 대체하는 개념이다.
  • 암호화에는 SAFER(Secure And Fast Encryption Routine)+을 사용한다. 장치끼리 믿음직한 연결을 성립하려면 키워드를 이용한 페어링(paring)이 이루어지는데, 이 과정이 없는 경우도 있다.
       
• 블루투스 1.0과 1.0B
  • 1.0과 1.0B는 많은 문제점을 가지고 있고 다양한 제조사들이 그들의 제품 간의 상호 호환성을 가지게 하는 데에 많은 어려움을 겪었다.
  • 1.0과 1.0B는 또한 핸드셰이킹 과정에서 블루투스 하드웨어 장치 주소(BD_ADDR)를 반드시 전송해야 하므로 프로토콜 수준에서의 익명(IP와 같은 주소 없이)의 연결(rendering anonymity)을 할 수 없었는데, 이는 블루투스 환경에서 제공되도록 계획한 소비확대정책(Consumerium) 같은 서비스를 제공하는 데에 큰 제한사항이었다.
  • 블루투스는 2.4Ghz의 주파수를 사용하고 무선 랜(802.11b/g)도 2.4Ghz대의 주파수를 사용한다. 같은 주파수를 사용하므로 동시사용에 따른 충돌은 피할 수 없다. 양 제품의 초기 보급 시에는 그것에 대한 우려의 목소리가 높았다. 하지만 블루투스의 버전업과 연결 특성 상 큰 문제는 발생하지 않았다. 블루투스는 해당 주파수 대역에서 비어있는 채널을 찾아 데이터를 전송하기 때문에 간섭이 일어난다 하더라도 즉시 다른 빈 곳으로 전송하게 된다. 음성기기의 사용 시 아주 잠깐의 지연현상이 발생하지만 체감하기 어렵다. 하지만 두 기기의 거리가 1cm 이하로 근접해 있을 경우 간섭이 발생할 가능성이 있다. 무선랜과 블루투스 두 기능을 동시에 가지고 있는 기기의 경우에는 두 장비가 하나의 안테나를 사용하게 되는데, 서로 번갈아가며 데이터를 전송하는 사용하는 방식을 이용하여 애초부터 그 간섭을 최대한 줄이게끔 되어 있다.
       
• 블루투스 1.1
  • 2002년 802.15.1 IEEE 표준으로 승인되었고, 1.0B의 많은 문제점들을 수정하였다. 이 외에 비 암호화 채널(non-encrypted channels)을 지원하였고, Signal Strength Indicator (RSSI)를 수신 받을 수 있게 되었다.
       
• 블루투스 1.2
  • 이 버전은 1.1 버전과 호환되며 주요 향상 점은 다음과 같다: 빠른 접속과 가까운 거리에서의 주파수 간섭 및, 먼 거리에서의 분산스펙트럼(frequency-hopping spread spectrum)에 대비하였다. 실제 전송 속도는 1.1과 같은 721kbit/s이다.
  • 패킷의 오류나 재전송에 따른 음성이나 음원신호의 quality손실을 막는 Extended Synchronous Connections (eSCO)를 지원하게 되었고, three-wire UART를 위한 Host Controller Interface (HCI)를 지원하게 되었다. 2005년 802.15.1 IEEE 표준으로 승인되었다.
       
• 블루투스 2.0
  • 2004년 10월에 표준화가 된 이 버전은 1.1과 호환되게 하였다.
  • 주된 향상 점은 3.0Mbit/s의 Enhanced Data Rate (EDR)를 지원하게 된 점이다. 이로써 다음의 효과를 가지게 되었다 :
    • 평균 3배, 최대 10배의 전송속도 향상(실제 전송 속도 2.1Mbit/s)과 Duty Cycle감소에 의한 저 전력 소비, 또한 multi-link scenarios의 단순화로 사용할 수 있는 대역폭이 늘어났다. 이론상의 전송 속도는 3.0Mbit/s이고, 실제 data전송 속도는 2.1Mbit/s이다.
    • Special Interest Group (SIG)에 표준화가 된 "Bluetooth 2.0 + EDR"은 많은 업체들이 사용하는 EDR과 표준화되지 않은 "Bluetooth 2.0"를 포함한다.
    • 앞에 명시된 기술을 보여주는 HTC TyTN pocket PC phone과 다른 Bluetooth 2.0 without EDR의 기술은 추가적인 문제점들을 수정한 버전 1.2와 거의 같다. 많은 제품들이 블루투스 2.0을 지원한다고 명시하지만 실제로 EDR을 지원하는지는 명확하게 표기하지 않아 문제가 되고 있다.
       
• 블루투스 2.1
  • 1.2버전과 완벽하게 호환이 되는 핵심 표준화 버전인 Bluetooth 2.1은 Bluetooth SIG에 의해 2007년 7월26일 채택되었다.
  • 특징
    • 확장된 질의 응답: 장치들을 연결하기 전에 좀 더 나은 장치를 걸러내기 위해 질의 과정 동안 더 많은 정보를 제공한다. 정보에는 장치의 이름, 장치가 지원하는 서비스 목록, 날짜나 시간, 공유정보와 같은 것들을 포함한다.
    • 스니프 서브레이팅(Sniff subrating) 기술: 저 전력 모드일 경우, 특히 비대칭 전송(asymmetric data flows)으로 연결되어 있을 경우 전력소비를 줄일 수 있다. 휴먼 인터페이스 장치들이 가장 이익이 될 것으로 예상되는데 적어도 3배에서 최대 10배까지 배터리의 수명을 증가시킬 수 있다
    • 부호화 일시 중지/재개(Encryption Pause Resume): 암호를 다시 설정했을 경우, 장치 간에 더욱 강력한 암호화로 최소 23.3시간 이상의 연결을 유지할 수 있다. 안전하고 간편한 공유: 보안의 강화와 사용 시간이 늘어남에 따라 인해 블루투스 장치 간의 공유 기술이 근본적으로 향상되었다. 이것은 앞으로의 Bluetooth의 사용에 있어 큰 기여를 할 것으로 기대된다.
    • NFC 코퍼레이션: NFC 라디오 인터페이스를 사용할 수 있다면 자동적으로 안전하게 접속할 수 있게 된다. 예를 들어, 수 센티미터 이내로 헤드셋을 NFC를 포함한 블루투스 2.1 전화로 가져가기만 하여도 접속할 수 있게 되고 또 다른 예로는, 휴대 전화나 디지털 카메라로 찍은 사진을 디지털 액자에 가깝게 가져가는 것만으로 디지털 사진을 디지털 액자로 업로드할 수 있게 된다.
         
• 블루투스 3.0
  • 블루투스 3.0은 2009년 4월 21일에 발표되었다.
  • 특징
    • 802.11 PAL(Protocol Adaptation Layer)를 채용해서 속도를 최대 24Mbps로 향상시켰다.
    • 블루투스 기기간에 대용량 그림, 동영상, 파일을 주고받게 되었다.
    • PC를 모바일 기기와 동기화를 할 수 있고 프린터나 PC로 많은 사진을 내려받을 수 있다.
    • 내장된 전력 관리 기능을 통해 전력소모를 크게 줄일 수 있다.