ISM 대역이 뭐지? ISM 주파수 할당 예시 (출처: 위키백과) ISM 대역은 산업/과학/의료(Industry - Science - Medical) 등에 쓰이는 주파수 대역을 말한다. 위 그림처럼 목적에 따라 주파수 대역을 나눠놓고 할당되지 않은 대역의 일부분을 블루투스 대역으로 사용한다고 한다.
IEEE에서는 IEEE 802.15.1으로 등재되어 있지만, 현재의 블루투스는 Bluetooth SIG(Special Interest Group)을 통해서 관리되고 있다.
첨언하자면, 이 그룹에는 전기통신, 컴퓨터 등 분야의 3만 여개 이상의 기업이 멤버로 가입되어 있다고 한다.
블루투스 SIG에서는 규격 개발 감시, 규격 인증 프로그램 관리 및 트레이드마크 보호를 관장하는 일을 한다.
즉, 블루투스 장비로 인증을 받기 위해서는 SIG에서 제정한 표준 규격을 만족해야 하는 것이다.
블루투스 버전별 특징
블루투스 1.0
다양한 제조사들의 제품 간의 상호 호환성을 가지게 하는 데에 많은 어려움을 겪게 된 버전이다.
1.2까지 개선되어 등장했지만 초당 723kbit의 속도로 데이터 전송을 하는 역할을 가지기에는 많이 부족한 듯 싶다.
블루투스 2.0 + EDR
2004년에 표준화된 2.0버전은 3.0Mbps라는 비교적 향상된 데이터 속도를 보여주었다.
이후, 2007년에 2.1버전이 새롭게 채택되면서 2.0버전과 비교했을 때 기기간 페어링 기능이 향상되었다고 한다.
여기서 스니프 서브레이팅(Sniff subrating)이라는 저전력 상태에서의 전력소비를 줄여 배터리 수명을 늘리는 LE 기술이 탑재되었다.
블루투스 3.0 + HS
2009년에 표준화 된 3.0버전의 가장 큰 특징은 24Mbps로 통신 속도를 향상시켰다는 점이다.
그러나, HS가 붙어있는 블루투스 제품에 한해서만 high speed 연결을 지원한다는 점을 참고해야겠다.
3.0버전부터 기기간 대용량 그림, 동영상 파일 등을 쉽게 주고받을 수 있게 되었으며 PC를 모바일 기기와 동기화 할 수 있고, 내장된 전력 관리 기능을 통해 전력소모를 크게 줄일 수 있게 되었다.
블루투스 4.0 + LE
2010년 채택된 버전으로 클래식 블루투스, HS와 함께 LE프로토콜이 포함된다.
High Speed는 와이파이를 바탕으로, 클래식 블루투스는 기존의 레거시 블루투스 프로토콜을 바탕으로 이루어진다.
기존에도 전력소비를 낮추기 위한 기술이 있었지만, LE프로토콜을 통해 배터리 수명을 대폭 향상시킨 위엄있는 놈이라고 할 수 있다.
블루투스 4.1
2013년 4.1버전을 채택하면서 우리에게 친숙하고 편리함을 제공하는 블루투스가 탄생했다.
몇 가지 사항을 보자면,블루투스 기기간 거리가 멀어져 잠시 연결이 끊겨지더라도 통신 거리내로 돌아오는 경우 자동으로 재연결이 가능하도록 되었다.또한 웨어러블의 붐에 대비하여, 웨어러블 기기가 스마트폰의 주변 장치임과 동시에 다른 장치와의 허브 역할도 할 수 있도록 업데이트 되었으며 IoT를 위한 새로운 IPv6 사용 표준도 들어가있다고 한다.
블루투스 4.2
2014년 발표된 4.2버전은 사물인터넷 지원을 위한 몇가지 기능을 업데이트했다.
데이터 패킷 Length Extension에 저전력 보안 접속
확장된 스캐너 필터 정책을 가진 Link Layer 프라이버시
블루투스 5
2016년 블루투스5가 공식적으로 소개되었는데, 부상하고있는 사물인터넷 기술에 초점을 맞추었다고 한다.
타 버전과 달리 버전 숫자 뒤에 .0(쩜오)가 붙지 않는 것은 마케팅을 위해서라고 한다.2017년 4월에는 삼성 갤럭시 S8에 블루투스5가 탑재되었다고 한다.
Slot Availability Mask(SAM)
길어진 도달거리 (125kbps → 400m / 2Mbps, 1Mbps → 100m)
저전력 데이터 전송 속도 2Mbps
블루투스 프로파일
블루투스는 여러 종류의 장비에서 통신하는 기술 및 규격이다. (ex: 스마트폰, PC, TV 등등)
그렇기 때문에 종류에 따라 규정되는 각각 별도의 프로토콜이 존재하는데, 이 프로토콜의 사용법을 프로파일이라는 용어로 표준화하고 있다.
통신하고자 하는 장비간에 동일한 프로파일을 가지고 있는 경우에만 해당 프로파일을 이용한 통신이 가능해진다.
이번 단락에서는 대표적인 프로파일 몇 가지를 살펴보도록 할 것이다.
GAP (Generic Access Profile)
블루투스 장비의 접속, 인증, 암호화를 규정하는 프로토콜
SDAP (Service Discovery Application Profile)
다른 블루투스 장비가 제공하는 기능(프로파일)을 참조하는 용도의 프로토콜
DUN (Dial-up Networking Profile)
휴대전화 등을 통해 인터넷에 다이얼 업 접속을 할 때 사용되는 프로파일
FTP (File Transfer Profile)
컴퓨터 사이의 데이터 통신을 위한 프로파일 (파일전송 프로토콜인 FTP와 관계없음)
HID (Human Interface Device Profile)
컴퓨터 마우스/ 키보드 등의 입력장치와 무선으로 연결하기 위한 프로파일
HSP (Headset Profile)
블루투스를 내장한 헤드셋과의 통신을 위한 프로파일음성 수신뿐만 아니라 마이크의 쌍방 통신도 규정함.
HFP (Hands-Free Profile)
차량 또는 헤드셋을 통해 핸즈프리 통화를 위한 프로파일HSP 기능에 추가적으로 통신의 발신/착신 기능을 규정함.
A2DP (Advanced Audio Distribution Profile)
음성을 리시버가 달린 헤드폰으로 전송하는 프로파일모노 음성인 HSP/HFP와 달리, 스테레오 고음질 음성을 지원함.
AVRCP (Audio/Video Remote Control Profile)
AV기기의 리모콘 기능을 구현하는 프로파일
덧붙이자면, 우리가 스마트폰 다음으로 활발하게 사용하게 된 스마트워치에는 보통 HSP, HFP, A2DP, AVRCP가 사용된다.
✍포스팅을 마치며...
기능 구현을 위해 단순히 블루투스 연결에만 초점을 맞추지 않고 블루투스 통신의 개념을 이해하고, 어떻게 기술이 발전해왔는지를 학습하니 관련된 내용들에 대해 확실히 더 와닿는 느낌이 든다.
앞으로 M2M, IoT 처럼 장비간의 통신이 더욱 보편화되어 가는 시대에서 블루투스를 비롯한 무선통신 기술은 필수적으로 알아둬야 할 지식이라고 생각한다.
