Was ist Bluetooth und wie funktioniert es?

Wenn wir zwei Geräte für die Kommunikation benötigen, ist Bluetooth unsere erste Wahl, und das schon seit zwei Jahrzehnten. Während Bluetooth eine wertvolle Funktion ist, die wir zunehmend als selbstverständlich betrachten, stellt sich die Frage: Was genau ist Bluetooth? Sie fragen sich vielleicht, was das ist und wie es in der zunehmend vernetzten Welt von heute funktioniert. Dieser Leitfaden bietet klare Erklärungen.

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Was ist Bluetooth?

Benannt nach Harald „Bluetooth“ Gormsson, einem skandinavischen König aus dem 10. Jahrhundert, der Dänemark und Norwegen vereinte, reicht die Geschichte des modernen Bluetooth bis ins Jahr 1994 zurück.

Bluetooth ist eine drahtlose Technologie, die Funkfrequenzen mit kurzer Reichweite nutzt, um die Kommunikation zwischen Geräten in der Nähe zu ermöglichen. Im Gegensatz zu Wi-Fi und Mobilfunksignalen verwendet Bluetooth Funkwellen mit geringerer Leistung. Dadurch wird zwar die Reichweite auf Geräte beschränkt, die sich in unmittelbarer Nähe befinden (typischerweise 10 bis 20 Meter), gleichzeitig wird aber auch der Stromverbrauch niedrig gehalten, was es ideal für Geräte macht, die auf Batterien angewiesen sind, wie z. B. Smartphones, Kopfhörer, Headsets usw. und zusätzliche Peripheriegeräte.

Ericsson, ein schwedischer Telekommunikationsriese, sah das Versprechen, Bluetooth als drahtlose Verbindung zu nutzen, um Kopfhörer mit mobilen Geräten zu verbinden. Im Jahr 1998 schlossen sich fünf Branchenführer (Ericsson, Nokia, IBM, Toshiba und Intel) zusammen und gründeten die Bluetooth SIG (Special Interest Group), um die Entwicklung und Lizenzierung von Bluetooth-Technologien zu überwachen.

Bluetooth ist mittlerweile ein elektronischer „Standard“, was bedeutet, dass Hersteller, die diese Funktion integrieren möchten, bestimmte Anforderungen in ihre elektronischen Geräte integrieren müssen. Diese Spezifikationen ermöglichen es den Geräten, andere Geräte zu erkennen und mit ihnen zu interagieren, die Bluetooth-Technologie verwenden. Derzeit sind drei Arten von Bluetooth-Klassen verfügbar:

• Klasse 1 – maximale gesetzliche Reichweite von 100 Metern (330 Fuß). Dies geht jedoch mit einem höheren Stromverbrauch einher. Es wird hauptsächlich in industriellen Umgebungen eingesetzt.
• Klasse 2 – die gebräuchlichste und behält den ursprünglichen Standard von 10 bis 20 Metern (33 bis 65 Fuß) bei.
• Klasse 3 – am wenigsten leistungsstark und im Allgemeinen nur für sehr kleine Entfernungen von 1 Meter (3,3 Fuß) geeignet.

Arten von Bluetooth

Derzeit haben Sie bei Bluetooth zwei Möglichkeiten: Basic Rate/Enhanced Data Rate (BR/EDR) und Low Energy (LE). Es ist wichtig zu beachten, dass für BR/EDR-Verbindungen immer eine Kopplung erforderlich ist.

Andererseits erfordern LE-Geräte nicht immer eine vertrauenswürdige Beziehung; es ist nicht immer eine Voraussetzung. Bluetooth LE wurde mit Bluetooth 4.0 eingeführt und eignet sich hervorragend für elektronische Geräte wie Wearables, Kopfhörer oder andere Geräte mit geringem Stromverbrauch, bei denen die Akkulaufzeit knapp ist. Derzeit gibt es fünf verschiedene Versionen von Bluetooth:

Bluetooth Classic (Versionen 1.0 – 3.0)

Als Bluetooth 1.0 zum ersten Mal eingeführt wurde, war die Datengeschwindigkeit auf weniger als 1 Mbit/s und die Reichweite auf maximal 10 Meter (33 Fuß) begrenzt. Das erste Telefon, das mit dieser Funktionalität auf den Markt kam, war das Ericcson T39. Bluetooth 2.0 ging noch einen Schritt weiter und steigerte die Geschwindigkeit auf 2 bis 3 Mbit/s.

Bluetooth 3.0 nutzt das Funkprotokoll 802.11, das es dem Bluetooth-Protokoll ermöglicht, bei der Übertragung großer Datenpakete, einschließlich Musik, Bildern und Videos, ein Wi-Fi-Signal zu nutzen. Dies trug dazu bei, die Datenübertragungsrate auf bis zu 24 Mbit/s zu steigern.

Bluetooth 4.0

Mit Bluetooth 4.0 wurde der Bluetooth Energy (BLE)-Modus hinzugefügt, der auch als Bluetooth Smart bekannt ist. Während Bluetooth 4.0 hohe Geschwindigkeiten von bis zu 25 Mbit/s erreichen kann, priorisiert BLE die Energieeffizienz vor der Geschwindigkeit. Mit einer niedrigeren Übertragungsrate von 1 Mbit/s ist BLE ideal für kleinere Geräte wie Wearables und IoT-Sensoren. Dadurch bleiben sie über einen längeren Zeitraum verbunden, ohne dass sie häufig aufgeladen werden müssen.

Bluetooth 5.0

Bluetooth 5 ist eine Version, die potenziell eine größere Reichweite zwischen Geräten erreichen kann als frühere Versionen. Es bietet auch eine Verbesserung auf der Niedrigenergieseite, indem es die Datenrate erhöht. Es kann in verschiedenen Übertragungsbereichen arbeiten, darunter 125 Kbit/s, 500 Kbit/s, 1 Mbit/s und 2 Mbit/s.

Die Reduzierung der Datenrate hatte den positiven Effekt, dass die Datenreichweite auf satte 240 Meter (800 Fuß) erhöht werden konnte, auch wenn dies derzeit aufgrund auferlegter Vorschriften möglicherweise nicht möglich ist. Im Gegensatz dazu ist die schnellere Übertragung von 2 Mbit/s deutlich eingeschränkter und eignet sich am besten für den Nahbereichseinsatz.

Die neueste Version ist Bluetooth 5.3, das 2021 sein Debüt feierte. Es verspricht Verbindungen mit weniger Störungen, mehr Verbindungssicherheit und bessere Qualität.

Wie funktioniert die Bluetooth-Technologie?

Bluetooth-fähige Geräte können sich gegenseitig erkennen, wenn sie sich in der Nähe befinden. Bluetooth nutzt 79 verschiedene Funkfrequenzen im 2,4-GHz-Spektrumband. Während Wi-Fi dieses Band ebenfalls nutzt, bietet es genügend Platz für die nahtlose Koexistenz beider drahtloser Technologien.

Um eine Verbindung herzustellen, wählen Bluetooth-fähige Geräte zufällig eine der 79 verfügbaren Frequenzen aus. Nach der Paarung wechseln sie ständig zwischen diesen Frequenzen und hüpfen mehrmals pro Sekunde. Durch diese schnelle Abfolge werden Störungen durch WLAN und andere Bluetooth-Geräte aktiv gemildert und letztendlich eine stabile Verbindung gewährleistet.

Eine Gruppe von Bluetooth-Geräten, die Informationen austauschen, erstellt ein temporäres Mini-Computernetzwerk namens Piconetz, das es Geräten ermöglicht, jederzeit beizutreten oder es zu verlassen. In einem Piconetz übernimmt ein Gerät die Führungsrolle als Master und koordiniert die Kommunikation innerhalb des Netzwerks. Andere Geräte, sogenannte Slaves, folgen den Anweisungen des Masters. Das Netzwerk kann zwei bis acht Geräte aufnehmen, die gleichzeitig verbunden sind und kommunizieren.

Der Vorgang, zwei Bluetooth-Geräte miteinander zu verbinden, wird als „Pairing“ bezeichnet. Normalerweise senden Geräte ihre Anwesenheit untereinander, wenn der Bluetooth-Modus aktiviert ist. Sobald das Master-Gerät die verfügbaren Gerätenamen anzeigt, können Benutzer einfach das Gerät auswählen, mit dem sie eine Verbindung herstellen möchten. Für zusätzliche Sicherheit ist bei einigen Verbindungen möglicherweise die Eingabe eines Kopplungscodes erforderlich, um zu überprüfen, ob Sie eine Verbindung zum vorgesehenen Gerät herstellen.

Bluetooth vs. Wi-Fi

Die meisten Geräte, auf die wir im täglichen Gebrauch angewiesen sind, wie Laptops und Smartphones, verfügen über Bluetooth und WLAN. Obwohl es sich bei beiden um drahtlose Kommunikationsformen handelt, unterscheiden sich die beiden Standards hinsichtlich Zweck und Fähigkeiten.

Der größte Unterschied besteht darin, dass Bluetooth Datenübertragungen über kurze Entfernungen zwischen Geräten in der Nähe ermöglicht. Wi-Fi hingegen ermöglicht es Geräten, eine Verbindung zum Internet herzustellen, um auf Online-Inhalte und -Dienste zuzugreifen. WLAN bietet eine viel größere Reichweite, die je nach Router typischerweise bis zu 100 m (330 Fuß) und mehr beträgt. Gleichzeitig bietet WLAN deutlich schnellere Datenübertragungsgeschwindigkeiten, während Bluetooth in der Geschwindigkeit hinterherhinkt.

Was den Stromverbrauch betrifft, ist Bluetooth auf einen geringen Stromverbrauch ausgelegt und eignet sich daher ideal für batteriebetriebene Geräte. Im Gegensatz dazu verbraucht Wi-Fi mehr Strom, um eine Verbindung aufrechtzuerhalten und Daten zu übertragen.

Warum Bluetooth verwenden?

Im Kern sorgt Bluetooth für eine kabellose Verbindung zwischen Ihren Geräten, bietet aber auch einige zusätzliche Vorteile:

• Umfangreiche Verfügbarkeit – Bluetooth ist heutzutage praktisch überall, von Smartphones und Laptops bis hin zu Lautsprechern und Headsets. Sie finden die Funktionalität in jedem neuen Gerät, das Sie heute kaufen, ob Sie es wollen oder nicht, also können Sie es ruhig einmal ausprobieren.
• Relativ sicher – Bluetooth ist nicht immun gegen Schwachstellen und Sicherheitsverletzungen. Es gilt allgemein als sicher für die Übertragung grundlegender Daten.
• Benötigt nur wenig Strom für den Betrieb – Bluetooth ist eine batteriefreundliche Technologie. Es verbraucht deutlich weniger Strom als WLAN, sodass Sie Ihre Geräte über längere Zeiträume laufen lassen können, ohne sie aufladen zu müssen.

Obwohl Bluetooth eine solide drahtlose Technologie ist, ist es nicht vor Problemen gefeit. Alternativ helfen diese Vorschläge dabei, den Bluetooth-Verbindungsfehler in Windows zu beheben.

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