Wie funktioniert eigentlich Bluetooth?
Foto: Unsplash (@Sara Kurfeß)
Simpel, energiesparend und kabellos: Per Bluetooth funkt das Smartphone Musik oder eingehende Anrufe an unsere Kopfhörer, auch unterwegs. Wie funktioniert das eigentlich?
Es geht so einfach: Wir aktivieren Bluetooth, tippen vielleicht noch einen Code ein, und schon spielt unsere mobile Box Musik von unserem Smartphone oder wir können im Auto ohne Handy am Ohr telefonieren. Das geht zwar nur auf eher kurze Entfernung, aber ganz ohne Kabelsalat – und überall. Wenn unsere Geräte Daten per Bluetooth übertragen, dauert das meist länger als per WLAN. Dafür brauchen sie weniger Energie.
Für eine Bluetooth-Verbindung brauchen wir auch kein Extragerät wie den WLAN-Router. Denn in jedem Bluetooth-fähigen Gerät ist ein Mikrochip verbaut. Der hat eine Sender- und eine Empfängereinheit, kann also direkt Daten von einem anderen Gerät empfangen oder an es senden. Außerdem hat das Gerät eine einzigartige, 48-stellige Seriennummer, mit der es bei der Verbindung eindeutig identifiziert werden kann.
Bluetooth ausschalten schont den Akku
Um jetzt etwa unser Smartphone mit dem eines Freundes zu verbinden, müssen wir auf beiden Geräten die Bluetooth-Funktion aktivieren. Das geht meist in den Schnelleinstellungen am oberen Bildschirmrand. Außerdem müssen beide Smartphones für andere Bluetooth-Geräte sichtbar sein, das können wir auch einstellen. Nun können wir die Geräte koppeln (Pairing). Dazu müssen wir einen Sicherheitscode eingeben oder bestätigen, meist einfach 1234 oder 0000.
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Ist das erledigt, können wir Daten zwischen den Geräten hin und her senden, etwa Musik, Fotos oder Videos. Damit das schnell geht, werden die Dateien komprimiert. Dadurch verschlechtert sich die Qualität etwas. Sind die Dateien zu groß, kann der Transfer länger dauern – da sollten wir dann doch lieber WLAN oder Kabel nutzen. Wenn wir die Bluetooth-Funktion nicht brauchen, sollten wir sie ausstellen. Das spart Energie und verlängert so die Akkulaufzeit.
Reichweite je nach Bluetooth-Klasse und Version
Auf welche Entfernung wir eine Verbindung aufbauen können, hängt von der Klasse des Senders ab. Davon gibt es drei: Die erste Bluetooth-Klasse hat die höchste Sendeleistung und braucht so am meisten Energie. Damit ist eine Reichweite um die 100 Meter möglich. Klasse 1 finden wir meist in PCs oder Notebooks. Die zweite Klasse hat noch eine Reichweite von etwa 50 Metern, die dritte Klasse nur von etwa 10 Metern. Diese steckt meist in Kopfhörern oder Freisprechanlagen.
Die Reichweite hängt aber auch von der Empfindlichkeit des Empfängers und von der Umgebung ab. So können etwa Wände oder Metallteile zwischen Sender und Empfänger die Reichweite verringern. Außerdem variiert sie je nach Bluetooth-Version – genau wie die Übertragungsgeschwindigkeit. So hat die neuste Version 5.0 im Gegensatz zur vorigen die vierfache Reichweite und doppelte Geschwindigkeit.
Bluetooth-Verbindung „hopst“ von Frequenz zu Frequenz
Ab Version 4.0 können wir Bluetooth auch im Energiesparmodus betreiben. Dieses Bluetooth Low Energy eignet sich vor allem für Wearables wie Fitnessarmbänder oder Smartwatches, die nur einen kleinen Akku haben und kleine Datenmengen übertragen. Es ist aber auch wichtig für das Internet der Dinge. So sind etwa in einem vernetzten Zuhause Geräte mit kleinen Akkus verbunden und können Daten austauschen – etwa Lampen, Rauchmelder oder Staubsaugerroboter.
Ein Vorteil der Bluetooth-Verbindung ist auch ihre Stabilität. Bluetooth nutzt Funkfrequenzen zwischen 2,402 und 2,48 Gigahertz – die nutzt aber auch WLAN. Damit es da keine Störungen gibt, ist der Frequenzbereich in 79 Kanäle, also kleine Frequenzbereiche, aufgeteilt. Eine Bluetooth-Verbindung „hopst“ von Kanal zu Kanal, bis zu 1600 Mal pro Sekunde. Das nennt man auch Frequenz-Hopping. Wird die Verbindung in einem Kanal gestört, betrifft das nur einen Bruchteil der übertragenen Informationen. Das wird leicht korrigiert.
Bluetooth war eigentlich nur ein Arbeitsname
Um Bluetooth zu weiterzuentwickeln, haben sich mehrere Firmen zusammengeschlossen: in der Bluetooth Special Interest Group (SIG). Gegründet wurde die SIG 1998 unter anderem von Intel und Nokia. Gemeinsam entwickelten die Firmen Bluetooth als neuen Nahfunkstandard. Bis dahin war es kompliziert, Geräte miteinander zu verbinden. Je nach Art und Hersteller hatten sie verschiedene Anschlüsse; kabellose Infrarot-Verbindungen funktionierten nur auf Sicht.
„Bluetooth“, also Blauzahn, war eigentlich nur der Arbeitsname für den neuen Standard. Doch die SIG fand keinen besseren, bevor sie die erste Version veröffentlichte. Der Name bezieht sich auf den König Harald „Blåtand“ Gormsson, dessen Spitzname Blauzahn bedeutet. Mitte des 10. Jahrhunderts vereinte er Dänemark und Norwegen – so, wie Bluetooth jetzt Produkte verbindet. Der König steckt auch im Logo: Darin sind die germanischen Runen Hagall (H) und Bjarkan (B) verschmolzen, die Initialen von Blauzahn.
Von Greta Friedrich
