Bluetooth – Wie arbeitet der Funkstandard?

Was ist Bluetooth?

Bei Bluetooth handelt es sich um einen verbreiteten Funkstandard, über den sich eine kabellose Verbindung zwischen zwei Endgeräten herstellen lässt. So lassen sich etwa zwei Smartphone auf eine kurze Distanz miteinander koppeln, um Daten, Musikstücke, Videos oder Bilder auszutauschen. Entwickelt wurde Bluetooth in den 1990er Jahren von der Bluetooth Special Interest Group, kurz SIG. Zu den Gründungsmitgliedern dieser Interessengruppe gehören die beiden skandinavischen Firmen Nokia und Ericsson. Mittlerweile gehören der Bluetooth Special Interest Group mehr als 30.000 Unternehmen aus aller Welt an, die sich zum Ziel gesetzt haben, die Bluetooth-Technologie weiterzuentwickeln und zu verbreiten.

Woher kommt der Name Bluetooth?

Der Name “Bluetooth” wurde wohl von den skandinavischen Gründungsfirmen der Bluetooth Special Interest Group eingeführt. So geht der Begriff, der ins Deutsche übersetzt “Blauzahn” bedeutet, auf den dänischen und norwegischen König Harald I. Gormsson (*910, † 987) zurück. Der Beiname des Herrschers lautete “Blauzahn” – die Ursprung dieses Beinamens ist jedoch nicht einwandfrei belegt. Harald Blauzahn galt als diplomatischer König mit einem großen Kommunikationsgeschick. So sorgte Harald Blauzahn für ein Bündnis zwischen Dänemark und Norwegen, stellte also eine Verbindung zwischen den beiden skandinavischen Ländern her – daher diente er als Namensgeber für die Bluetooth-Kommunikationstechnologie.

Auch das Logo des Funkstandards geht auf Harald Blauzahn zurück: So setzt sich das Logo aus den Runen ᚼ (h) und ᛒ (b) zusammen, den Initialen des dänisch-norwegischen Königs.

Wie funktioniert Bluetooth?

Darunter versteht man eine Gruppe unterschiedlicher Piconetze, die sich mindestens ein aktives Bluetooth-Endgerät teilen. Da die Verbindung zwischen den einzelnen Piconetzen jedoch asynchron ist, kommt es zu großen Unterschieden in den Frequency-Hopping-Folgen, worunter die übertragbare Datenrate innerhalb der Piconetze leidet.

Über welche Funktechnik läuft Bluetooth?

Bei der Bluetooth-Technologie wird die Funkverbindung zwischen den Endgeräten über das ISM-Band hergestellt, eine Abkürzung für Industrial, Scientific und Medical. Dabei überträgt Bluetooth im Frequenzbereich zwischen 2,402 – 2,480 GHz, innerhalb dessen insgesamt 79 Kanäle mit einer 1 Megahertz-Bandbreite zur Kopplung existieren. Weil der Frequenzbereich um 2,4 Gigahertz auch für WLAN-Verbindungen und die Funkfernsteuerung genutzt wird, kommt es bei einer Bluetooth-Verbindung zu einem sogenannten Frequenz-Hopping.

Welche Vorteile und Nachteile hat die Bluetooth-Funktechnik?

Bevor es Bluetooth und andere Funktechniken zum Austausch von Daten gab, nutzte man die Infrarot-Technologie, um Daten von einem Endgerät auf ein anderes zu übertragen. So kam Infrarot zum Beispiel bei alten Handys von Nokia oder Handheld-Konsolen wie den ersten Gameboys zum Einsatz. Für eine Datenübertragung mussten der Sender und der Empfänger jedoch direkt beieinander liegen. Auch die Übertragungsgeschwindigkeit der Daten fiel sehr langsam aus. Gegenüber anderen Funkstandards weist Bluetooth eine ganze Reihe von Vorteilen auf:

1. Der Stromverbrauch ist wesentlich geringer, die Akkus der Endgeräte werden dementsprechend weniger belastet.
2. Übertragungsrate und -geschwindigkeit sind deutlich höher.
3. Die Sicherheit der Verbindung ist höher, die verwendeten Netzwerke sind weniger anfällig für Hacker und andere Cyberkriminelle.
4. Im Gegensatz zu WLAN ist Bluetooth nicht auf einen Router angewiesen. Stattdessen ist für die Bluetooth-Funktion ein Chip mit Sender und Empfänger sowie entsprechende Software vonnöten.
5. Bluetooth ist weltweit verfügbar, die Nutzung ist kostenfrei.
6. Die Verwendung von Bluetooth ist nicht an einen Produkttypen oder ein Betriebssystem gebunden. So weisen viele elektronische Geräte eine Bluetooth-Funktion auf. Im Zusammenhang mit Smartphones funktioniert Bluetooth sowohl auf iOS- als auch auf Android-Geräten. Auf PCs wird Bluetooth sowohl von Apple- und Microsoft- als auch von Linux-Geräten unterstützt.

Neben diesen Vorteilen gibt es bei Bluetooth aber auch einige Nachteile:

Wo wird Bluetooth eingesetzt?

Das mögliche Einsatzgebiet für die Bluetooth-Technologie ist mit den Jahren immer mehr gewachsen – und wird wohl auch in Zukunft noch größer geworden. Nachfolgend listen wir dir einige Bereiche auf, in denen Bluetooth heute sehr weit verbreitet ist:

Smartphones und Handys

Bei Handys gehört die Bluetooth-Funktion schon seit vielen Jahren zum Standard und ist kaum mehr wegzudenken. Nutzte man Bluetooth bei älteren Mobiltelefonen noch, um Fotos und Musikstücke zwischen zwei Geräten zu tauschen, dient Bluetooth heute vermehrt dazu, das Smartphone mit einem Headset oder einem Lautsprecher zu verbinden.

PCs und Laptops

Auch die meisten Computer und Laptops verfügen über die Möglichkeit, eine Bluetooth-Verbindung herzustellen. So lassen sich über Bluetooth zum Beispiel kabellose Mäuse und Tastaturen mit dem Rechner verbinden. Ist dein PC nicht werksmäßig mit Bluetooth ausgestattet, lässt sich der Funkstandard in der Regel mit einem Bluetooth-Adapter nachrüsten.

Automobile

Und viele mehr

Im Prinzip lassen sich alle Elektrogeräte mit Bluetooth aufrüsten, die Daten senden oder empfangen. So findet Bluetooth auch in der Industrie und der Medizin, hier etwa bei Hörgeräten, Verwendung.

Was ist ein Bluetooth-Profil?

Je nachdem, auf welchem Gebiet Bluetooth eingesetzt wird, sind verschiedene Bluetooth-Profile notwendig, um die gewünschten Funktionen ausführen zu können. Das Bluetooth-Profil ist nämlich dafür entscheidend, welche Daten und Funktionen über eine Bluetooth-Funkverbindung ausgetauscht werden können. Je nach Endgerät können die benötigten Profile variieren: So wird für ein Headset oder eine Freisprechanlage etwa ein Headset-Profile (HSP) oder ein Hands Free-Profile (HFP) benötigt, um Daten zu übertragen. Für die Steuerung eines Mediaplayers aber ist ein Audio/Video Remote Control-Profile, kurz AVRCP, erforderlich.

Welches Bluetooth-Profil du also benötigst, ist davon abhängig, was für Daten du vom Sender auf den Empfänger übertragen willst. Die Bandbreite an Bluetooth-Profilen wächst kontinuierlich an. So wurde mit der Bluetooth Version 4.0 etwa das Generic Attribut Profile (GATT) konzipiert, das speziell für die stromsparende Übertragung kleinerer Datenpakete entwickelt wurde.

Wie kann ich Bluetooth auf meinem Smartphone aktivieren?

Bei Bluetooth-fähigen Smartphones lässt sich Bluetooth ganz bequem in den Einstellungen aktivieren. Dafür öffnet man das Einstellungs-Menü und sucht den Menüreiter “Bluetooth”. Damit die beiden zu koppelnden Smartphone sich gegenseitig ‘finden’ können, musst du zusätzlich die Sichtbarkeit für andere Bluetooth-Geräte aktivieren. Wenn alle Einstellungen richtig vorgenommen wurden, erscheinen die Smartphones in der Liste der sichtbaren Bluetooth-Geräte auf dem jeweiligen Handy. Einer der beiden Verbindungs-Teilnehmer kann nun die Kopplung, auch Pairing genannt, durchführen.

Beim Pairing wird zwischen den Verbindungs-Teilnehmern ein Sicherheitscode ausgetauscht, der entweder vom anderen Gerät bestätigt oder im Bluetooth-Menü eingegeben werden muss. Nach der erfolgreichen Kopplung der Endgeräte steht eine Funkverbindung, über die nun Daten wie Musikstücke oder Videos  ausgetauscht werden können.

Wie verbinde ich Headsets und Lautsprecher mit einem Bluetooth-Endgerät?

Im Grunde lassen sich kabellose Headsets und Bluetooth-fähige Lautsprecher genauso mit deinem Mobiltelefon verbinden wie ein anderes Smartphone. Bei beiden Endgeräten muss zunächst die Bluetooth-Funktion aktiviert werden. Wie das bei deinem Headset beziehungsweise Lautsprecher genau geht, steht in der Gebrauchsanweisung deines Gerätes. Die Bedienung kann je nach Gerät nämlich unterschiedlich sein. Im Bluetooth-Menü deines Smartphone musst du nun nach dem Headset oder dem Lautsprecher suchen. Weiter als anderthalb Meter voneinander entfernt sollten sich die beiden Endgeräte dabei nicht befinden.

Hast du das zu verbindende Gerät im Bluetooth-Menü deines Smartphone gefunden, kannst du nun eine kabellose Verbindung zwischen den beiden Endgeräten herstellen. Dazu musst du bei manchen Geräten noch eine PIN-Kennung eingeben, um die Funkverbindung zu autorisieren.

Die Historie von Bluetooth – Diese Versionen gab beziehungsweise gibt es

Welche weitere Vorteile hat Bluetooth 5.0?

Wie groß ist die Reichweite einer Bluetooth-Verbindung?

Wenn es um die Reichweite einer Bluetooth-Kopplung geht, unterscheidet man drei Klassen mit unterschiedlicher Sendeleistung.

1. Die erste Bluetooth-Klasse ist die leistungsstärkste: Die Sendeleistung liegt bei maximal 100 Milliwatt. Im Freien können Daten so über eine Reichweite von bis zu 200 Metern übertragen werden. Bei den meisten Geräten dieser Leistungsklasse handelt es sich um Laptops oder PCs.
2. In der zweiten Klasse liegt die Sendeleistung bei 2,5 Milliwatt. Ohne Hindernisse zwischen Sender und Empfänger können die ausgetauschten Informationen Entfernungen von bis zu 50 Metern zurücklegen.
   Besonders häufig findet man diese Bluetooth-Klasse bei PCs, Notebooks und Bluetooth-Adaptern.
3. Die dritte Leistungsklasse ist die schwächste: hier wird mit 1 Milliwatt gesendet, die Reichweite beträgt gerade einmal zehn Meter. Geräte dieser Leistungsklasse sind in der Regel Freisprecheinrichtungen, Lautsprecher, Headsets und MP3-Player.

Die drei Leistungsklassen im Überblick

Was beeinflusst die Reichweite einer Bluetooth-Verbindung?

Wie sicher ist eine Bluetooth-Verbindung?

Wie andere drahtlose Funkverbindungen ist auch Bluetooth nicht zu einhundert Prozent vor Hackerangriffen geschützt. Tatsächlich ist es in der Vergangenheit schon zu Datendiebstählen durch Cyberkriminelle gekommen, die sich in Bluetooth-Netzwerke gehackt haben. Dabei gehen die Hacker zumeist so vor, dass sie eine PIN-Code-Eingabe abfangen oder für eine Störung der Kopplung sorgen, sodass eine erneute Eingabe eines PIN-Codes erforderlich wird. Den eingegeben PIN-Code lesen die Hacker dann mit, anschließend können sie sich selbst in bestehende Verbindung einklinken. Trotzdem handelt es sich bei Bluetooth um eine relative sichere Art der kabellosen Funkverbindung.

So müssen sich Cyberkriminelle etwa in der recht kurzen Reichweite einer Bluetooth-Verbindung befinden, um sich in diese zu hacken. Darüber hinaus gibt es noch ein paar Sicherheitsvorkehrungen, die jeder Nutzer selbst treffen kann.

Wie kann ich mich vor Cyberkriminellen schützen?

Um deine drahtlosen Funkverbindungen sicherer zu machen, kannst du im Bluetooth-Menü deines Endgeräts die automatische Kopplung ohne notwendige PIN-Kennung deaktivieren. Auch kannst du in der Regel einen persönlichen PIN-Code festlegen, statt den Standardschlüssel des Geräteherstellers zu verwenden. Dadurch erschwerst du Kriminellen das Abfangen der PIN-Code-Kennung. Wenn du gerade nicht auf eine Bluetooth-Verbindung angewiesen bist, solltest du die Bluetooth-Funktion auf deinem Smartphone deaktivieren. Wenn du eine Bluetooth-Verbindung an öffentlichen Orten herstellst, bist du potenziell ein leichteres Opfer für Kriminelle.

Da kann es helfen, dein Endgerät in den Unsichtbar-Modus zu schalten, wodurch der Name deines Bluetoothgerätes anonymisiert wird. Wenn du Geräten von Freunden vertraust, kannst du vertrauenswürdige Bluetooth-Geräte für eine spätere Kopplung in einer Liste speichern. Dadurch weißt du stets, ob sich ein Gerät mit deinem verbinden möchte, dem du vertrauen kannst.

Wo wird Bluetooth in Zukunft eingesetzt werden?