Bluetooth

Alle Versionen & Unterschiede in der Übersicht


Bluetooth Logo

Offizielles Bluetooth-Logo

Von vielen kaum wahrgenommen, schlummert in Smartphones und Tablets viel Potential durch Bluetooth. Die Meisten assoziieren mit dem Protokoll nur die Kopplung eines Headsets. Wobei man anschließend darauf achten muss, dass die verbundenen Geräte in direkter Nähe verbleiben, damit die Verbindung nicht abbricht. Auch wird dem Dienst oftmals zugeschrieben, dass Daten nur sehr langsam übertragen werden können. In der Anfangszeit waren das tatsächlich die gängigen Schwächen. Die aktuellen Versionen haben damit aber kaum noch mehr zu tun...

Aktuelle Bluetooth-Versionen geben sich hochmodern, beherrschen IPv6, bis 50 MBit/s und sind bereits fit für das Internet der Dinge (IoT). Wir zeigen, wo die Unterschiede liegen und was Bluetooth der neusten Generation leistet.
Bluetooth in Aktion

1. Die Entstehung von Bluetooth

Bereits als Computer noch in den Kinderschuhen steckten, machte man sich Gedanken, wie dem Kabelwildwuchs Einhalt geboten werden kann. Durchgesetzt hatte sich zunächst Infrared Data Association (IrDA), welches auch bei Handys um die Jahrtausendwende eine gewisse Verbreitung fand. Das Drucken eines gespeicherten Kontaktes war so auf einfache Art möglich. Ein großes Manko hatte IrDA allerdings, denn es benötigte immer eine Sichtverbindung.

Zu dieser Zeit arbeiteten Nokia, IBM, Toshiba und Ericsson bereits in der Bluetooth Special Interest Group (SIG) zusammen, welche sich 1998 gründete und bis heute für die Weiterentwicklung verantwortlich zeigt.

Bereits im Juli 1999 erblickte Bluetooth in der Version 1.0a das Licht der Welt. Es sollte jedoch noch bis Februar 2001 dauern, bis die erste stabile Version 1.1 veröffentlicht wurde, welche eine Reihe von Kinderkrankheiten beseitigte. Ein früher Vertreter, der dies implementierte, war das HTC Blue Angel Smartphone aus dem Jahre 2004, welches mit Windows CE daher kam.

2. Wikingerkönig als Namenspatron

Bluetooth war dabei ursprünglich lediglich der Codename. Selbiger ist eine Hommage an den Wikingerkönig Harald Blauzahn, der mit seiner Kommunikationsfähigkeit im 10. Jahrhundert Dänemark weitestgehend vereinen konnte. Weil sich keine neue Bezeichnung finden ließ, und wohl auch wegen der starken dänischen Präsenz durch Nokia und Ericsson in der SIG, beließ man es schlussendlich bei Bluetooth.

3. Anforderungen an Bluetooth

Der neue Standard wurde von Anfang an so konzipiert, dass er mit wenig Energie auskommt. Um Schwierigkeiten bei der Lizensierung von Funkbändern zu vermeiden, wurde das freie ISM-Spektrum bei 2.402 bis 2.480 MHz gewählt. Probleme mit anderen Geräten in diesem Frequenzbereich, wie zum Beispiel 802.11 WLAN-APs oder Mikrowellenherde, vermeidet man durch Zerlegung von Bluetooth auf 79 Kanäle mit 1 MHz. Mittels "frequency hopping" kann der Datenkanal bei Kollisionen bis zu 1.600-mal pro Sekunde gewechselt werden.

In der ersten Fassung sollte dabei eine Geschwindigkeit von 732,2 KBit/s erreicht werden. Mit der Zeit sind die Anforderungen gewachsen. Das Internet-of-Things (IoT), welches künftig Milliarden Geräte beherbergt, kann auch via Bluetooth angesteuert werden.

4. verschiedene Leistungs-Klassen

Bluetooth gibt es nicht nur in unterschiedlichen Versionen (siehe unten). Wichtig für Verbraucher ist auch die Kenntnis der drei Klassen. Diese geben die maximale Sendeleistung an. Je höher die Leistung, desto größer ist tendenziell auch die maximale Reichweite in Räumen (indoor) bzw. außerhalb (outdoor). Die größte Reichweite entfällt dabei auf die Klasse1, zu finden z.B. in PCs. Klasse 2 mit bis zu 50 Metern wird vor allem in Bluetooth-Adaptern verbaut. Klasse 3 verbaut man in Nutzerendgeräten, wie Kopfhörern oder Freisprechanlagen.

Bluetooth Klasse Leistung (mW) Indoor Outdoor
Klasse 1 100 ca. 100 m ca. 200 m
Klasse 2 2,5 ca. 10 m ca. 50 m
Klasse 3 1 ca. 1 m ca. 10 m

4. Versionen vom Anfang bis heute (2021)

Mittlerweile hat der Standard bereits eine 23-jährige Geschichte hinter sich. Jede Version brachte natürlich neue Funktionen und Features. Folgend zeigen wir auf, worin diese jeweil lagen und welche konkreten Eckdaten diese aufweisen.

Bluetooth Version 1.0a & 1.0b – Juli 1999

In der ersten spezifizierten Version gab es noch viele Unzulänglichkeiten. Besonders Sicherheitsprobleme durch "Bluetooth Hardware Device Address Transmission" (BD_ADDR) sorgten dafür, dass Bluetooth 1.0 praktisch nicht zum Einsatz kam. Die Versuche der Hersteller, Bluetooth zu implementieren, scheitern größtenteils. Denn es gelang nicht, die Geräte untereinander kompatibel zu gestalten. Die maximale Datentransferrate war zunächst auf 732,2 KBit/s begrenzt.



Bluetooth Version 1.1 – Februar 2001

Die neue Version zur Jahrtausendwende war hauptsächlich ein Bugfix. Die bestehenden Unzulänglichkeiten wurden behoben und es gelangen nun auch Verbindungen mit Geräten unterschiedlicher Hersteller. Neu war noch die Möglichkeit, nicht verschlüsselte Verbindungen aufzubauen sowie ein Indikator für die Signalstärke. Da sich die Fassung in weiten Teilen auf Version 1.0b stützt, blieb die Geschwindigkeit konstant. Einer der ersten Vertreter, welche Bluetooth implementierten war das "Blue Angel" von HTC. Die Reichweite war mit 10 Metern outdoor und 1 Meter indoor übrigens noch recht bescheiden.

Bluetooth Version 1.2 – November 2003

Nachdem sich zeigte, dass im Frequenzspektrum benachbarte WLAN-Verbindungen bei 2.4 GHz zu Verbindungsabbrüchen führen, hatte das Entwicklerkonsortium das sogenannte "Adaptive Frequency-Hopping spread spectrum" (AFH) entwickelt. Kommt es jetzt zu Kollisionen, so wechselt der Kanal bis zu 1.600 Mal pro Sekunde. Durch dieses Ausweichen sind die Verbindungen auch dann stabil, wenn im 2,4 GHz Bereich andere Geräte aktiv sind. Die maximale Datenrate wurde bei 1.2 gleichzeitig auf 1 MBit/s angehoben. An der Reichweite änderte sich in Version 1.2 nichts im Vergleich zu 1.1.

Bluetooth Version 2.0 – November 2004

Die Zahlt 2.0 signalisierte große Neuerungen. Gewidmet hat man sich beim ersten Versionssprung hauptsächlich der Übertragungsgeschwindigkeit, welche nun auf stattliche 2 MBit/s stieg. Zum Vergleich: 2004 wurde 3G/UMTS eingeführt, wo die Maximaldatenrate bei nur 384 Bit/s lag. "Enhanced Data Rate" (EDR) war jedoch ein optionales Feature. Zur Kennzeichnung eines Handys mit “compliance to Bluetooth v2.0“ musste die EDR-Funktionalität nicht unterstützt werden. Durch einen geringeren Auslastungsgrad schonte EDR zusätzlich den Akku. In Punkto Reichweite blieb alles beim Alten.

Bluetooth Version 2.1 – Juli 2007

Herausragendste Neuerung in Version 2.1 war Secure Simple Pairing (SPP). Verbindungen konnten nun einfacher aufgebaut werden, obwohl die Übertragungssicherheit erhöht wurde. Daneben implementierten die Ingenieure erstmals auch QoS (Quality of Service), so dass gewisse Datenpakete vorrangig bearbeitet werden können. Das von der Deutschen Telekom vertriebene MDA III Compact beherrschte bereits Verbindungen in Version 2.1. Abermals lag die maximale Reichweite bei 10 Meter (outdoor) bzw. 1 Meter (indoor).

Bluetooth Version 3.0 – April 2009

Version 3 brachte erstmals einen Sprung in Sachen Reichweite auf 50 Meter outdoor bzw. 10 Meter indoor. Zudem wurde mehr Übertragungsgeschwindigkeit spendiert. Ein zusätzlicher High-Speed (HS) Kanal sollte bis zu 24 MBit/s ermöglichen. Die initiale Kopplung der Geräte erfolgt dabei wie gehabt über Bluetooth. Große Datenmengen werden dann anschließend per WiFi übertragen. Die Kommunikation erfolgt in diesem Fall Peer-to-Peer und nicht als Multicast. Hierbei kommt es natürlich zu Einschränkungen, denn während Bluetooth das WLAN nutzt steht dieses nicht mehr zum Surfen zur Verfügung. Zusätzlich wurde Ulta-Wide-Band (UWB) spezifiziert. Basierend auf ECMA 368 und WiMedia MAC als Protokollschicht, sind Geschwindigkeiten bis zu 400 MBit/s möglich. Da sich die Mitglieder des WiMedia Konsortiums nicht einigen können und wichtige Mitglieder das neue System nicht akzeptieren, werden die Arbeiten an dieser Version im Oktober 2009 eingestellt.

Bluetooth Version 4.0 – 4. Quartal 2010

In dieser Version wurde nur marginal an der Geschwindigkeitsschraube gedreht. Statt 24 sind nun 25 MBit/s brutto möglich. Dafür löste V4.0 ein elementares Problem beim Energieverbrauch. Bluetooth Low Energy (LE) ermöglicht nun sehr stromsparend Daten zu übertragen, auch wenn dies zu Lasten der Geschwindigkeit geht. Mehr als 220 KBit/s sind im LE-Modus nicht möglich. Technisch gesehen, basiert die neue Funktion auf Nokias Wibree Funkstandard. Hiermit zielt man erstmalig auf das Internet der Dinge (IoT) ab. Devices wie Smartwatches, elektronische Türschlösser, Wettersensoren oder Fitnesstracker haben oftmals nur begrenzte Akkukapazitäten, möchten ihren Zustand aber trotzdem oft übermitteln. Verbindungen können dabei in 5 Millisekunden aufgebaut werden und kommen auf bis zu 50 Meter Reichweite (indoor 10m). Das Blackberry Classic und Microsofts Lumia 640 sind Beispiele für Vertreter mit Bluetooth 4.0.

Da Android erst 2013 die Unterstützung für Bluetooth 4.0 mitbrachte, beherrschten viele Geräte davor zwar hardwaretechnisch die neue Version, konnten Sie aber wegen dem fehlenden Protokollstack nicht nutzen.

LTE-Allnetflat Tarife vergleichen

Bluetooth in Version 4.1 – Dezember 2013

Bei dieser Ausgabe handelt es sich um ein reines Software-Update. Die zugrunde liegende Hardware hatte sich nicht verändert. Geräte, die mit 4.0 liefen, kamen also auch auf den Stand 4.1, sofern der Hersteller dies umsetzte.

Um mit einer steigenden Anzahl an Geräten kommunizieren zu können, wurde IPv6 implementiert. Der Adressraum ist dabei so groß, dass auch in den kommenden Jahrzehnten keine Knappheit aufkommen wird. Eine kleine aber feine Neuerung in 4.1 war zudem, dass nun alle Devices sowohl im Host als auch Clientmodus arbeiten können. Das Smartphone muss nicht mehr zwangsläufig als Vermittlungszentrale herhalten. Zum Beispiel kann sich ein Fitnessarmband nun eigenständig mit einem Pulsmesser koppeln. Zum Einsatz kam BT 4.1 unter anderem bei dem Google Nexus 6 und Samsung Galaxy Note 4.

Bluetooth in Version 4.2 – Dezember 2014

Augenmerk lag in der Version 4.2 auf der Performance im LE-Modus. Bis zu 2,5x schneller ist die Low-Energy Variante. Sony gehört mit dem Xperia Z2 zusammen mit Samsung mit dem Galaxy S4 zu den Vorreitern. Verbindungen innerhalb des Standards werden nur noch per ECC sowie AES-CMAC Verschlüsselung zugelassen. Das entschlüsseln des Datenverkehrs ist damit erheblich schwieriger. Die Reichweite bleibt weiter bei Outdoor 50 Meter und indoor bis 10 m.

Bluetooth in der Version 5.0 – 2020 (2016 angekündigt)

Die fünfte Auflage von Bluetooth löste Version 4.2 ab und implementierte abermals viele Neuerungen. Sowohl Reichweite als auch Geschwindigkeit und Stromverbrauch wurden verbessert. Jedoch sind nicht immer alle Vorteile gleichzeitig nutzbar. Bei Bluetooth Low-Energy (LE) verdoppelt sich die Datenrate auf 2 MBit/s. Dabei kann nun auch Enhanced Data Rate (EDR) verwendet werden, was den Durchsatz nochmals auf 3 MBit/s anhebt.

Im normalen Modus kann dabei eine Sendeleistung von bis zu 100 mW genutzt werden, wobei dies aufgrund des hohen Stromverbrauchs wohl eher stationäre Geräte nutzen dürften. Beschränkt man sich in der Geschwindigkeit auf 500 Kbit/s bzw. 125 Kbit/s, kommen im freien Feld Verbindungen auf einer Entfernung von bis zu 200 Meter zustande (indoor 40 m). Gerade Smartphones dürften vom Periodic Advertising profitieren. Hierbei geben Geräte wie das Fitnessarmband dem Host Bescheid, wann das nächste Datenpaket kommt. In der inaktiven Zeit kann die Verbindung abgeschaltet und der Akku geschont werden.

Zuletzt wurden auch die Bluetooth-Beacons aufgebohrt. Diese liefern statische Informationen wie zum Beispiel Sportresultate. War die Länge dieser Beacons bisher auf 30 Bytes beschränkt, so stehen nun 256 Bytes zur Verfügung. Hiermit lässt sich auch ein vollständiger Adressdatensatz oder ein längerer Link zu einer Homepage übertragen. Die Flaggschiffe der großen Hersteller waren auch bei dieser Version mit Bluetooth 5.0 ausgestattet wurden. Hierunter fielen zum Beispiel das Samsung Galaxy S8 und das Apple iPhone 8. Trotz all seiner Neuerungen blieb Bluetooth 5.0 zu seinen Vorgängern abwärtskompatibel.

Bluetooth in der Version 5.1 – 2020

Wie bei früheren .1 Standards, handelt es sich um eine Erweiterung von 5.0. Gänzlich neu ist auf jeden Fall "Direction Finding". Damit kann ein anderes 5.1 Gerät Abstand und Richtung des verbundenen Gegenparts schätzen. So kann z.B. das Smartphone die BT Kopfhörer orten. Das eröffnet viele neue Möglichkeiten, nicht nur in der Logistik. Zum Beispiel ließen sich so bestimmte Sachen automatisiert wenn man sich einem Objekt nähert.

Bluetooth in der Version 5.2 - 2020 (2019 vorgestellt)

In der allerneusten Revision bleibt zunächst fast alles beim Alten im Vergleich zu 5.1. Version 5.2 führt nur erstmals einen Low-Energy-Audio Transfer ein. Musik kann also energiesparender übertragen werden. Wahrscheinlich nutzen die meisten BT ohnehin eher als Audioschnittstelle denn zur Übertragung von Dateien. Mit Bluetooth LE Audio (kurz BLE) können nun sogar mehrere Kopfhörer von einer Quelle Musik beziehen - man denke nur an Kopfhörer-Discos. Grundlage für BLE bildet aber auch ein neuer Code namens "Low Complexity Communications" (LC3). Eins der ersten Geräte mit 5.2 war das Z Flip 5G Fold von Samsung.


Übersichtstabelle

Hier noch einmal die wichtigsten Daten zu Gemeinsamkeiten und Unterschieden der einzelnen Bluetooth-Varianten im Überblick:

Version seit ca. Datenrate max. Reichweite bis in Meter (indoor / outdoor)
1.0A / 1.0B 1999 732 Kbit/s 10 m / 1 m
1.1 2001 732 Kbit/s 10 m / 1 m
1.2 2003 1 Mbit/s 10 m / 1 m
2.0 2004 2,1 Mbit/s 10 m / 1 m
2.1 2007 2,1 Mbit/s 10 m / 1 m
3.0 2009 24 Mbit/s 50 m / 10 m
4.0 2010 25 Mbit/s 50 m / 10 m
4.1 2013 25 Mbit/s 50 m / 10 m
4.2 2014 26 Mbit/s 50 m / 10 m
5.0 2016 50 Mbit/s 200 m / 40 m
5.1 2019 50 Mbit/s 200 m / 40 m
5.2 2020 50 Mbit/s 200 m / 40 m
6.0 ? 2022 ? ?? ??

Weiterführendes

» WLAN Ratgeber und Unterschiede der Wifi-Versionen



Kontakt Impressum Presse Datenschutzerklärung
Alle Infos und Tarife auf dieser Webseite sind nach bestem Wissen und nach
sorgfältigen Recherchen entstanden. Dennoch geben wir keine Gewähr auf Richtig- und Vollständigkeit! © LTE-Anbieter.info

Ja, auch diese Webseite verwendet Cookies. Alles zum Datenschutz