Bluetooth
Bluetooth ist ein offener, lizenzierter Funkstandard zur drahtlosen Kurzstreckenkommunikation zwischen Geräten. Er nutzt das 2,4 GHz‑ISM‑Band und arbeitet mit einer adaptiven Sprungfrequenz (Adaptive Frequency Hopping), um Störungen durch andere Geräte im selben Frequenzbereich zu minimieren. Die Technologie ermöglicht Datenübertragungsraten von 1 Mbit/s (Bluetooth 1.x) bis zu 2 Mbit/s (Bluetooth 5.0 LE) und unterstützt Reichweiten von wenigen Zentimetern bis zu etwa 400 Meter, abhängig vom Leistungsmodus (LE 1 M, LE 2 M, LE Coded).
Bluetooth definiert mehrere Profilklassen, die spezifische Anwendungsfälle beschreiben:
- A2DP (Advanced Audio Distribution Profile) für das Streamen von Stereo‑Audio zu Kopfhörern oder Lautsprechern.
- HFP (Hands‑Free Profile) für Freisprecheinrichtungen in Autos.
- HID (Human Interface Device) für Tastaturen, Mäuse und Game‑Controller.
- GATT (Generic Attribute Profile) in Kombination mit BLE (Bluetooth Low Energy) für das Austauschen von kleinen Datenpaketen, etwa bei Fitness‑Trackern, Smart‑Home‑Sensoren und IoT‑Geräten.
Der Verbindungsaufbau erfolgt in drei Schritten:
- Scanning/Advertising – Geräte senden oder empfangen Werbesignale, um sich gegenseitig zu entdecken.
- Pairing – über einen sicheren Schlüsselaustausch (z. B. Passkey‑Entry, Numeric Comparison, Just‑Works) wird ein gemeinsamer Link‑Key generiert.
- Bonding – der Link‑Key wird dauerhaft gespeichert, sodass zukünftige Verbindungen ohne erneutes Pairing hergestellt werden können.
Sicherheitsmechanismen umfassen Authentifizierung, Verschlüsselung (AES‑CCM) und Schutz vor Man‑in‑the‑Middle‑Attacken durch zufällige Nonces. Moderne Bluetooth‑Versionen (ab 5.1) bieten zusätzliche Funktionen wie Direction‑Finding (AoA/AoD), das die relative Position von Geräten anhand von Winkelmessungen bestimmen kann, und verbessertes Energiemanagement, das den Stromverbrauch von BLE‑Peripheriegeräten auf wenige Mikroampere im Ruhezustand reduziert.
Bluetooth findet Anwendung in einer breiten Palette von Produkten: Smartphones, Laptops, Kopfhörer, Wearables, Medizingeräte, Fahrzeug‑Infotainmentsysteme, Smart‑Home‑Gateways und industrielle Sensoren. Durch die Kombination von relativ hoher Datenrate, geringer Latenz und sehr niedrigem Energieverbrauch ist Bluetooth zu einem zentralen Baustein der vernetzten Geräte‑ und IoT‑Landschaft geworden.