Bluetooth: achtergrond, geschiedenis en stand van zaken

Draadloos voor dichtbij

Door


Versies

Naast verschillende klasses zijn er ook nog verschillende versies van Bluetooth. Deze twee verschillende indelingen hebben geen direct verband met elkaar.

Versie 1.1 - Compatibiliteit

Wie begin deze eeuw een telefoon met Bluetooth 1.0 ondersteuning wilde koppelen aan een headset, of data wilde overdragen tussen twee Bluetooth apparaten, kwam vaak van een koude kermis thuis. De eerste Bluetooth-producten bleken vaak niet goed met elkaar te kunnen communiceren, zeker als het om apparaten van verschillende merken ging. Dat probleem werd grotendeels opgelost met de introductie van de Bluetooth 1.1-specificatie in februari 2001, waarbij de manier waarop apparaten met elkaar moeten ‘pairen’ – een partnerverband sluiten om data te kunnen overdragen – veel specifieker werd vastgelegd en timingproblemen tijdens het proces werden verholpen.

Versie 1.1 werd daarmee de eerste versie van Bluetooth die in de praktijk ook echt werkte. Toch kende het protocol belangrijke beperkingen. De maximale theoretische bitrate was 1 Mbit per seconde, wat na aftrek van overhead betekende dat de netto bandbreedte maximaal 0,7 Mbit was. Dit is op zich prima om spraak over te brengen van en naar een headset, maar in de praktijk werd deze bitrate lang niet altijd gehaald, met als resultaat wegvallende verbindingen en missende audio tijdens gesprekken.

Versie 1.2 – frequency hopping

In 2003 zag versie Bluetooth versie 1.2 het levenslicht. De belangrijkste verbeteringen hierbij waren de introductie van frequency hopping en de mogelijkheid om corrupte data opnieuw te verzenden. Omdat de 2,4 GHz band steeds drukker werd, was het noodzakelijk dat verbonden apparaten tijdens het overdragen van data de mogelijkheid kregen om indien nodig over te schakelen naar een andere frequentie, die niet door andere apparaten gebruikt werd. Bij versie 1.1 was dit niet mogelijk, versie 1.2 voorzag hier voor het eerst wél in. De toevoeging van deze ‘adaptive frequency hopping’-mogelijkheid betekende dat de verbinding tussen twee apparaten veel robuuster werd en de steeds populairder wordende WiFi netwerken minder kans op storing gaven. Een tweede belangrijke toevoeging kreeg de naam ‘L2CAP Flow en Error Control’ mee; dit moest ervoor zorgen dat niet goed ontvangen datapakketjes opnieuw verstuurd zouden worden.

Versie 2.0 + EDR

In 2004 werd Bluetooh 2.0 + EDR gelanceerd, waarbij EDR staat voor Enhanced Data Rate. Door andere modulatie werd de beschikbare datasnelheid met een factor drie opgeschroefd van 0,7 naar 2,1 Mbps. Als gevolg van de hogere bitrate heeft een Bluetooth 2.0-apparaat minder tijd nodig om dezelfde hoeveelheid data te verzenden als een 1.2 apparaat, waardoor het energieverbruik aanzienlijk daalt. Naast de hogere datasnelheid is het lagere energieverbruik dan ook het voornaamste voordeel dat Bluetooth versie 2.0 met zich meebracht.

Versie 2.1 + EDR

Versie 2.1 werd drie jaar na 2.0 geïntroduceerd en had slechts kleine verbeteringen te bieden. De belangrijkste daarvan was de introductie van Secure Simple Pairing (SSP), dat het koppelen van apparaten gemakkelijker maakte. Bij eerdere versies was het altijd nodig een PIN of (alfa-)numerieke code in te voeren om twee apparaten te koppelen, SSP voegde daar een aantal eenvoudiger varianten aan toen. De eenvoudigste is de ‘Just works’-methode, waarbij een verbindingsverzoek alleen bevestigd hoeft te worden. Een andere methode is ‘numeric comparison’, waarbij op beide apparaten een code in beeld verschijnt. Is deze op beide gelijk, dan zorgt een druk op de OK knop voor verbinding. Een derde nieuwe methode is Out of Band pairing, waarbij de apparaten middels ‘externe sensoren’ informatie uitwisselen en het resultaat hiervan terugkoppelen aan de Bluetooth module. Deze technologie is vooral interessant in combinatie met Near Field Communicatie (NFC) sensoren, die het mogelijk maken om twee Bluetooth apparaten te koppelen door ze simpelweg dicht bij elkaar in de buurt te houden.

Versie 3.0 + HS

Een inherente beperking van de manier waarop Bluetooth apparaten met elkaar communiceren, is dat dat de datasnelheid relatief laag is. Versie 2.1 zorgde voor een maximale snelheid van 2,1 Mbit. Prima voor het oversturen van voice data, maar bij veeleisende toepassingen schiet het tekort. Versie 3.0 + HS (High Speed) loste dat probleem in 2009 grotendeels op. Om backward compatible te blijven met oudere Bluetooth-versies werd gekozen om de basis gelijk te houden, maar ook de mogelijkheid te bieden om een 802.11 verbinding van maximaal 24 Mbps op te zetten. Dat klinkt als een omslachtige methode om hogere snelheden te realiseren, maar naast het voordeel van compatibiliteit met oudere apparaten biedt het nog een voordeel. Apparaten met ondersteuning voor 3.0 + HS verbruiken standaard even weinig energie als 2.1 varianten, alleen wanneer de extra snelheid écht nodig is, wordt een relatief onzuinige 802.11-verbinding opgezet. Als eindgebruiker heb je hier bovendien geen omkijken naar. Zodra de apparaten gepaired zijn, zoeken ze compleet zelfstandig uit wanneer de extra HS-verbinding nodig is. Bijkomend voordeel van deze versie was, dat het eenvoudig werd voor fabrikanten van WiFi 802.11n modules (bijvoorbeeld voor notebooks) om Bluetooth-functionaliteit toe te voegen. Dat scheelt weer een onderdeel en dus geld.

Versie 4.0

Inmiddels zijn we aanbeland bij versie 4.0, waarvan de specificaties medio 2010 zijn afgerond. De belangrijkste toevoeging die versie 4 biedt over 3.0 + HS is ondersteuning voor het nieuwe Bluetooth Low Energy protocol. Hoewel Bluetooth vanaf versie 1.0 bedoeld was om energiezuinig te zijn, is de manier waarop verbindingen met het low energy-protocol worden opgezet compleet veranderd.
Anders dan bij de vorige versies zijn apparaten die met dit nieuwe protocol werken niet per definitie compatible met oudere Bluetooth-apparaten. Zogenaamde ‘single mode’ Bluetooth 4-apparaten kunnen alleen communiceren met andere Bluetooth 4-producten, niet met versie 3 en ouder. Zogenaamde ‘dual-mode’ Bluetooth 4-controllers kunnen dit wel en bieden naast ondersteuning voor de nieuwe low energy-modus, ook de mogelijkheid om in ‘classic Bluetooth mode’ te werken.


Vond je deze review nuttig?

Lees dan voortaan onze uitgebreidste reviews als eerste én steun deze site, met een abonnement op Hardware.Info Magazine - nu ook alleen digitaal beschikbaar!

*