블루투스

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Bluetooth

1 개요

근거리 무선통신기술. 줄여서 BT라고 부른다. 중국에서는 Bluetooth를 직역해서 蓝牙(lányá: 파란 이)이라고 부른다(...).

이름의 유래는 덴마크의 왕이었던 하랄 1세 블로탄(Harald Blåtand)에서 유래했다. 블로탄(Blåtand)은 푸른 이라는 뜻[1]인데, 이를 영어로 옮기면 블루투스가 된다. 블루베리를 하도 좋아해서 이빨이 파랗게 된 것에서 유래했다는 이야기도 있으나, 아무래도 사실이 아닌 듯하다. 일단 블루베리는 아메리카 원산이고, 유럽인들이 이를 먹기 시작한 것은 고작 1930년대부터다. 애초에 블루베리를 얼마나 먹어야 이가 파랗게 되는 거지? 한번만 먹어도 잘 안 하얘진다. 블루투스라는 칭호 자체의 유래야 어찌됐든 하랄 1세가 나라를 평화롭게 통일(연결)시키는데 큰 업적을 남긴 것처럼, 여러가지 전자제품의 무선규격을 통일시키자는 의도로 기술의 이름을 블루투스로 정했다. 연구개발원 Jum Kardach가 낸 이름인데, 마침 바이킹과 하랄 왕이 주인공으로 나오는 소설을 읽고 있어서 제안했다. 또한 블루투스 로고도 하랄 블로탄의 이름을 룬 문자로 썼을 때의 머릿글자(ᚼ과 ᛒ)를 합친 것.

1994년 에릭슨이 최초 개발을 시작하고 곧이어 블루투스 SIG(Bluetooth Special Interest Group)라는 단체가 결성되어 본격적인 개발에 들어갔으며 1999년에 공식발표되었다. 블루투스는 2400~2483.5 MHz의 주파수 범위에서 동작하며 때문에 같은 2.4 GHz 대역폭을 사용하는 Wi-Fi와 동일한 주파수를 사용하여 사방에 널린 무선 인터넷 신호와 블루투스의 혼선으로 블루투스 기기들, 특히 키보드와 마우스의 연결이 자주 끊기는 것을 볼 수 있다.[2] 이후 개선을 통해 전송거리가 증가하고 음질이 향상되었으며, 전력소모가 감소되었다. 오픈 라이센스라서 기술 사용에 라이센스비가 들지 않는다. 블루투스가 다른 무선방식에 비해 좋은 점 중 하나다.

블루투스는 송신 된 데이터가 패킷으로 분할되고, 각 패킷은 지정된 79개의 블루투스 채널들 중 하나에 전송된다. 각 채널은 1 MHz의 대역폭을 가지며 블루투스 4.0 이후로 40개의 채널에 2 MHz의 간격을 사용한다. 1번째 채널은 2,402~2,480 MHz까지 사용한다. 만약 주파수 혼선이 일어나면 알아서 채널을 바꾸지만 와이파이가 널려있는 지금에선 채널을 아무리 바꿔도 와이파이 주파수와 겹치는 일이 많아져서 그저 안습(...)

2 버전별 차이점

2.1 1.X

가장 초기에 나온 1.0부터 2002년에 등장한 1.1을 거쳐 1.2까지 개선되었다. 다만 최대 전송 속도가 723Kbps라서 대용량 데이터를 전송하기에는 조금 부적절했었다.

2.2 2.X +EDR(Enhanced Data Rate)

2004년 10월에 2.0이 표준화되었으며, 기존의 최대 전송 속도였던 721Kbps를 3Mbps로 끌어올렸다. 다만 실제 최대 전송 속도는 2.1Mbps 정도 된다. 2007년 7월 26일에 2.1이 발표 되었으며, 2.0과의 가장 눈에 띄는 차이는 페어링이 더 손쉽게 가능하도록 SSP(Secure Simple Pairing) 기능이 추가된 것이다. 그 외 커넥션 시 필터링이 쉽도록 EIR(Extended Inquiry Response)이 강화되고, Low Power 모드에서 소비전류를 줄이는 기능이 추가되었다.

안드로이드를 사용한 대다수의 초기 스마트폰과 태블릿 컴퓨터, 게임기와 노트북 등에 탑재되어 있는 버전이다.

2.3 3.0 +HS(High Speed)

2009년 4월 21일에 발표되었으며 이론적으로 24Mbps 이라는 전작에 비해 매우 빠른 속도를 제공한다. 다만 3.0 +HS(High Speed)만 24Mbps를 지원하며, 지원하지 않으면 2.X와 똑같은 속도를 낸다. Bluetooth Link는 접속에만 관여하고, 실제 고속 데이터 통신은 802.11 Wi-Fi쪽에 추가된 PAL(Protocol Adaptation Layer)를 이용하기 때문.

갤럭시 S II와 비슷한 시기에 출시한 스마트폰과 태블릿 컴퓨터 등에 주로 탑재되었다. 다만 갤럭시 시리즈의 경우 ICS 이상으로 업그레이드 하면 HS가 지원되지 않기 때문에 느린 속도로 블루투스를 써야 한다.

2.4 4.X

2.4.1 4.0

2010년 6월 30일에 채택되었으며, Bluetooth Low Energy(BLE)라는 새로운 프로토콜이 추가되어 기존 버전들보다 전력을 적게 소모하는 것이 장점이다.

기술에 따라 3가지로 나눠지는데, 클래식 블루투스(Classic Bluetooth)는 1.0부터 2.1로 이어져온 기존 블루투스 기술이고, 고속 블루투스(Bluetooth High Speed)는 3.0에서 더해진 Wi-Fi를 활용한 HS 고속전송 기술의 연장이고, 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy)는 전력소모를 최소화하고 배터리 수명을 연장하는데 중점을 둔 새로운 표준이다.

그 중 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy)는 전지로 몇 년을 지속할 수 있는 주변기기가 주요 타겟이기 때문에, 속도는 다른 무선 전송 규격보다 상대적으로 느린 편이다. BLE만 지원되는 칩은 Single Mode라고 부르고, 단방향 전송만 지원되고 칩이 탑재된 제품을 Bluetooth SMART라고 부르며, 앞서 설명한 클래식 블루투스(Classic Bluetooth)와 함께 들어있는 칩은 Dual Mode라 부르며, 양방향 전송이 지원되며 탑재된 제품을 Bluetooth SMART READY라고 부른다. 심장 박동 검사기 같은 주변 기기는 Single Mode 솔루션이 탑재되고, 스마트폰 등에는 Dual Mode 솔루션이 탑재된다. 각각 1Mbps와 3Mbps를 지원한다. HS를 지원한다면 24Mbps도 지원한다. 가장 최근에 나왔기 때문에 갤럭시 S III와 비슷한 시기에 출시한 스마트폰과 태블릿 컴퓨터, 노트북, 스마트 TV 등이 주로 탑재하고있다.

2.4.2 4.1

2013년 12월 4일에 블루투스 4.1이 발표되었다. 넥서스 6, 넥서스 9, 넥서스 플레이어 등에 탑재되었으며, 특징은 다음과 같다.

  • 공존성(Coexistence) 향상
블루투스와 LTE 무선이 서로 통신 상태를 조정해 가까운 대역폭으로 인한 간섭 현상을 줄여준다.
  • 더 나은 연결(Better Connections)
블루투스 연결 장치끼리의 거리가 멀어져 잠시 연결이 끊어지게 되면, 블루투스 4.1 장치는 거리 내로 되돌아올 시 자동으로 재연결된다.
  • 데이터 전송 개선(Improved Data Transfer)
블루투스를 사용하는 악세서리 장치(헬스 기구) 등과의 통신 전송 상태를 보다 효율적으로 개선하였다.
  • 개발자에게 더 많은 유연성 제공(More Flexibility to Developers)
앞으로 있을 웨어러블 기기 붐에 대비한 업데이트로, 블루투스 연결을 통해 웨어러블 기기가 스마트폰의 주변장치이자 동시에 다른 장치와의 허브 역할도 할 수 있게 해준다. 또한 장래를 위해 사물 인터넷(The Internet of Things)을 위한 새로운 IPv6 사용 표준도 들어가 있다. 또한 128비트 AES 암호화가 추가되어 보안성이 증가되었다.

2.4.3 4.2

2014년 12월 4일에 블루투스 4.2이 발표되었다. 블루투스 4.2의 핵심 업데이트 내용은 크게 3가지로 요약한다.

  • 더욱 빨라진 전송속도
블루투스 SIG의 보도자료에 따르면, 블루투스 4.2 버전은 기존 4.0 규격 대비 전송 속도가 2.5배 증가했다. 특히 한번에 보낼 수 있는 패킷 용량이 10배로 늘어나 전송 오류와 배터리 소비를 동시에 잡았다. 그래프만 보면 250배나 빨라진 것으로 보일 수 있으나 데이터를 주고 받는 빈도를 조금 줄이는 대신 한번에 더 많은 정보를 전송해 전반적으로 2.5배의 전송 속도 향상과 효율적인 데이터 전송을 한다.
  • 사물인터넷을 위해 연결성 강화
IPv6나 6LoWPAN을 통해 인터넷에 직접 접속할 수 있다. 블루투스 4.2와 함께 올해말 승인 예정인 ‘IPSP(Internet Protocol Support Profile)' 기술이 채택되었기 때문인데, 기존 IP 인프라를 갈아 엎을 필요 없이 사물인터넷 기기나 스마트 디바이스가 인터넷에 직접 접속할 수 있어 이전보다 좀 더 유연하게 스마트홈을 구현할 수 있게 될 것으로 예상된다.
  • 개인정보강화
사용자의 허락 없이 블루투스 기기 위치를 추적할 수 없게 했는데, 예를 들어, 애플의 아이비콘(iBeacon) 기술을 도입한 매장을 방문하더라도 사용자가 허용하지 않는 한 매장이 사용자의 위치를 마음대로 추적할 수 없게 된다. 미 IT매체 아스테크니카가 취재한 바에 따르면 2.5배의 데이터 전송속도 향상은 새로운 하드웨어가 필요하지만, 개인정보보호는 기존 블루투스 기기에 대한 펌웨어 업데이트만으로도 대응할 수 있게 될 예정이다.

2.5 5.0

2016년 6월 17일에 공개되었으며, 2016년 말에서 2017년 초에 정식으로 출시될 예정이다. #

기존과 비교해 전송 범위는 4배, 속도 2배, 비연결 데이터 브로드캐스트 용량은 8배가 향상되었다.

3 윈도우에서 블루투스를 사용시 유용한 정보

윈도우에서 블루투스 동글을 이용하여 블루투스를 사용하고자 할 때는 블루투스 장치 드라이버와 블루투스 스택 2가지가 필요하다.

블루투스 장치 드라이버는 말그대로 블루투스 장치를 컴퓨터에서 사용하기 위해 필요한 장치 드라이버이며, 블루투스 스택은 블루투스 동글을 이용하여 각 블루투스 장치에 연결하고 관리하는 관리 프로그램이라고 생각하면 편하다.

당연하게도, 윈도우 서버 제품군에서는 블루투스를 사용할 수 없다.

3.1 블루투스 동글 드라이버

블루투스 동글이 작동하기 위한 최소조건. 이것이 정상동작을 안한다면 이후의 모든 것이 쓸모가 없어진다.

윈도우 기본드라이버도 있기 때문에 대부분 따로 설치하지 않아도 작동은 한다.

3.2 블루투스 스택

마이크로소프트 블루투스 스택이 윈도우에 통합되어 있어서 드라이버만 설치하고 다른 스택은 설치되지 않으면 사용하게 된다.

  • 마이크로소프트 블루투스 스택 - 윈도우에 내장되어 있는 스택. 기본적으로 대중적인 프로필들은 대부분 지원한다.
  • CSR 블루투스 스택 - 윈도우에서 APT-X코덱이 사용가능한 스택 [3]

보통 자체 스택을 사용하는 동글의 경우 드라이버 설치하면서 자사의 스택 프로그램도 설치된다. 또한 스택프로그램도 팔기 때문에 원한다면 장치 및 드라이버를 해당 스택 프로그램이 지원하는지 확인하고 바꿀 수 있다.

3.3 프로파일

블루투스 동글과 블루투스 장치끼리 프로파일이라고 미리 정의된 프로토콜을 통해 통신하도록 되어있다.

  • 헨즈프리(헤드셋) 프로파일(HFP) - 통화 목적의 프로파일, 모노 사운드와 마이크데이터를 주고 받는 프로파일
  • 스테레오 오디오 프로파일(A2DP, ADP) - 스테레오 출력에 사용되는 프로파일, 블루투스로 노래를 들을때 보통 사용된다. 참고로 소리 출력만 전송하기에 스테레오 오디오 프로파일로 연결된 경우 마이크는 사용할 수 없다.
  • 휴먼 인터페이스 장치 프로파일 (HID) - 블루투스 마우스나 키보드는 HID프로파일을 통해 연결된다.

참고로 블루투스 헤드셋을 동글에 A2DP와 HFP로 연결하여 노래를 듣다가 전화로 바꾸는 것은 가능하지만, 스테레오 사운드와 마이크가 동시에 작동하지는 않는다.

4 기타

국내에서는 삼성전자가 2005년에 블루투스 기능이 탑재된 애니콜 모델을 대거 출시하면서 블루투스가 대중에 널리 알려지게 되었다. 국내 최초의 블루투스폰인 문근영폰(다기능 블루투스 슬라이드폰, SCH-V720/SPH-V6900)의 경우, 광고에서 문근영이 음악을 들으며 커피를 가지고 강의실로 걸어가던 도중 강의실 책상에 있던 휴대전화로 전화가 오고 문근영은 휴대전화 대신 끼고 있던 헤드셋으로 전화를 받는다는 내용으로 화제가 되었다. 하지만, 사실 이건 과장광고다. 블루투스는 최대작동반경은 10M이며 이 작동반경도 주변에 벽 등의 장애물이 없는 경우에 해당한다. 그럼에도 거리도 10M 이상으로 추정되는 데다 각종 벽이 난무하는 건물 내에서 카페에서 커피를 들고 복도로 걸어서 강의실로 들어오기까지 블루투스가 연결이 계속된다는 점은 말이 안 된다. 그리고 내장 메모리도 적어서(약 100MB) 고음질 파일은 얼마 넣지도 못한다. 어쨌든 이후 같은 해에 후속작으로 출시된 애니콜 슬림(SCH-V740)의 광고에서도 권상우가 주머니나 벽 속에 핸드폰을 숨겨놓고도 착용한 블루투스 헤드셋으로 여유있게 통화하는 모습이 강조되기도 했는데, 특히나 이 모델은 당시로서는 슬림한 본체 두께로 공전의 히트를 기록하며, 블루투스 헤드셋 시장도 본격적으로 형성되기 시작했다.

블루투스가 타 무선방식과 비교했을 때 가장 큰 장점이라면 역시 호환성이다.[4] 요즘 나오는 휴대용 전자제품에서는 필수가 되어 블루투스가 지원 안 되는 제품을 찾는 것이 더 어려울 정도다. 그리고 지원기기간의 호환성이 매우 좋은 편에 속해서 간단한 절차를 거치면 연결이 가능하다. 휴대전화나 노트북에서는 기본사양이 된 지 오래이고 MP3 플레이어뿐만 아니라 냉장고나 TV, 리모콘에도 쓰인다. 문제점이라면 비싼 가격에 비해 성능은 별로라는 점, 배터리 소모가 심하다는 점이다. 하지만 사실 타 무선규격들에 비해서 매우 적은 소모다. 1994년 에릭슨의 이동통신그룹(Ericsson Mobile Communication)이 휴대폰과 주변기기들을 연결해주는 소비전력이 적고 가격이 싼 무선(Radio) 인터페이스를 연구하기 시작했다.

블루투스 스테레오 헤드셋의 경우 블루투스의 기술적 한계 때문에 음질이 제한되는데 보통 200kbps 정도가 최대 음질이다.[5] 이렇게 음질이 압축되는 이유는 위에서도 설명했다시피 소비전력 문제 때문이다. 일반 CD음원이 1.4Mbps수준이므로 소비전력문제만 아니라면 2.X버전에서도 충분히 전송이 가능하다. 하지만 블루투스에 오디오만 연결한다는 보장이 없으며, 소비 전력 문제나 대역폭 문제 등으로 인해 압축 전송을 사용한다.

APT-X 압축기술의 개발과 전송 비트레이트의 증가로 인해 블루투스 음질도 과거에 비해 많이 개선된 편으로, CD 음질에 근접하였다. 실제로 이 기술을 사용한 블루투스 헤드셋도 나와 있는데, 이 기술이 적용된 초창기의 헤드셋은 가격이 만만치가 않았다.(그도 그럴것이 세계 최초의 APT-X 헤드셋을 만든 곳이 사운드 명가 젠하이저다.) 그리고 APT-X를 쓴다 하더라도 음악파일의 음질이 떨어지면 그게 그거(...) 결정적으로 애초에 막귀는 APT-X 같은 거 적용 안 되어 있어도 음악 감상하는 데 아무런 문제가 없다.

한 때 애플의 아이폰 3G가 블루투스가 지원되지 않아서 애플만의 독자적인 무선방식을 개발하는 게 아니냐는 소문이 돌았다. 그러나 아이폰 3GS가 나오고 iPhone OS 3가 지원되었을 때 블루투스가 해금되었다.

플레이스테이션 3/4의 듀얼쇼크와 Wii의 Wii 리모컨은 블루투스 기반이라서 PC나 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 등이 블루투스를 지원한다면 별개의 하드웨어 추가 없이 그대로 사용할 수 있다.

깁슨의 파이어버드 모델 일렉트릭 기타 중에는 블루투스를 연결방식으로 차용한 모델도 있다.
  1. ↑ [1], [2] 참고
  2. ↑ 해결책은 간단하다. Wi-Fi를 5GHz 대역으로 쓰는 것. 커버리지가 좁고 지원 안 하는 기기가 있다는 것이 단점.
  3. ↑ 로지텍 주변기기들은 CSR과 상성이 안 좋다. 셋포인트 프로그램이 작동을 안하든가 하는 식.
  4. ↑ 하지만 LG 스마트TV는 '사운드 싱크'라는 변형 블루투스 규격을 사용해서 자사 제품끼리만 페어링이 가능하다.(...) 블루투스의 장점인 호환성을 버렸다. 무선 스피커나 사운드바 등을 구입할 예정이라면 주의하자.
  5. ↑ 최근 출시되는 안드로이드 기기의 경우 기본 bitpool 53으로 설정되며 이는 약 320kbps에 해당한다.