Zukunft Funktechnik

Das bringt Bluetooth 4.0

Mittwoch den 28.03.2012 um 11:15 Uhr

von Thomas Rau

Auch das neue iPad ist mit Bluetooth 4.0 ausgestattet
Vergrößern Auch das neue iPad ist mit Bluetooth 4.0 ausgestattet
Bluetooth 4.0 arbeitet so sparsam, dass künftig nicht nur Notebooks und Tablets, sondern auch Pulsuhren und Zahnbürsten per Bluetooth-Standard vernetzt werden können. Wir zeigen, was die neue Funktechnik bringt.
In Zukunft sollen alle Gegenstände miteinander vernetzt sein. In diesem Internet der Dinge sprechen PCs und Smartphones mit dem Kühlschrank und dem Thermostat, einer Pulsuhr oder der Zahnbürste. Das funktioniert natürlich nur, wenn diese Vernetzung ohne Kabel funktioniert und möglichst wenig Strom benötigt. Genau dafür soll Bluetooth 4.0 sorgen.

Die neueste Version der Nahfunktechnik Bluetooth wurde im Juli 2010 von der Bluetooth Special Interest Group (SIG) verabschiedet. In diesem Firmenverband müssen alle Hersteller Mitglied sein, die Bluetooth-Geräte entwickeln. Die Standards werden dabei im Wesentlichen von den wichtigsten Mitgliedern vorangetrieben: Ericsson, Intel, Lenovo, Microsoft, Motorola, Nokia und Toshiba.

Bluetooth 4.0: So funktioniert die Technik

Die Hard- und Software für Bluetooth 4.0 soll so stromsparend wie möglich sein – darauf weist auch der Namenszusatz LE (Low Energy) für den neuen Standard hin. Die Stromaufnahme soll unter 20 mA liegen. Ideal sind rund 15 mA – damit ist ein Bluetooth-Gerät sparsam genug, damit eine Knopfzellenbatterie ausreicht, um es jahrelang in Betrieb zu halten.

Bluetooth 4.0 ist nicht zum Übertragen von größeren Dateien oder zum Streaming vorgesehen, auch Sprachübertragung ist nicht möglich. Zwar liegt die theoretische Datenrate von Bluetooth 4.0 bei 1 MBit/s: Doch statt beispielsweise kontinuierlich Audiodaten zu transportieren, sollen die Geräte nur kurz aufwachen, um schnell einzelne Informationen zu übertragen und anschließend wieder in einen stromsparenden Tiefschlaf gehen. Bei dieser Information kann es sich um die Temperatur handeln, die aktuelle Uhrzeit oder Werte wie Pulsfrequenz oder den Blutzuckerspiegel.

Auch das Protokoll ist für kurze Übertragungszyklen und den schnellen Wechsel zwischen Schlafzustand und Aktivität optimiert: Das Aufwachen und Herstellen der Bluetooth-Verbindung soll beispielsweise in drei Millisekunden vor sich gehen.

Bluetooth 4.0 funkt dabei auf der 2,4-GHz-Frequenz (2402 bis 2480 MHz) – wie bisherige Bluetooth-Geräte. Doch es nutzt andere Funkkanäle für die Verbindung – insgesamt 40 à 2 MHz: Drei Kanäle dienen dem Verbindungsaufbau, über 37 erfolgt der Datenaustausch. Zudem nutzt Bluetooth 4.0 ein anderes Frequenzsprungverfahren, um die Übertragung gegen Störungen zu schützen.

Die Fitnessuhr Motorola Motoactv mit Bluetooth 4.0 dient
als GPS-Tracker, Schrittzähler und Musik-Spieler.
Vergrößern Die Fitnessuhr Motorola Motoactv mit Bluetooth 4.0 dient als GPS-Tracker, Schrittzähler und Musik-Spieler.
© Motorola

Bluetooth 4.0 vernetzt Geräte für Sport und Gesundheit

Mit Bluetooth 4.0 sollen völlig neue Geräte vernetzt werden: Zwar bringt es auch für Notebooks, Tablets und Smartphones Vorteile, wenn die Funktechnik sparsamer arbeitet. Doch vor allem Mini-Geräte aus den Kategorien Gesundheit, Sport, Sicherheit und Heim-Automatisierung sollen mit der Version 4.0 fit für Bluetooth werden.

Die Bluetooth-Zahnbürste, die automatisch den Blutzuckerspiegel misst, ist noch Zukunftsmusik. Doch viele Hersteller haben bereits 4.0-Geräte im Programm: Von Dayton gibt es beispielsweise einen Bluetooth-Brustgurt zur Pulsmessung. Motorola verkauft eine ganze Palette an Bluetooth-Sport-Produkten in seiner ACTV-Serie, zum Beispiel den  Kopfhörer SF500 mit integriertem Pulsmesser oder die Fitness-Uhr Motoactv. Die Bluetooth SIG (Special Interest Group) rechnet damit, dass bis 2015 über 60 Millionen Sportgeräte mit Bluetooth verkauft werden. Noch größeres Potential sehen die Bluetooth-Verfechter im Gesundheitswesen: Bis 2015 sollen in diesem Bereich über 200 Millionen Bluetooth-Geräte ausgeliefert werden.

Notebooks mit Bluetooth 4.0 wie das Macbook Air sollen mit
Mini-Geräten sprechen, die zum Beispiel den Blutdruck erfassen oder
die Temperatur
Vergrößern Notebooks mit Bluetooth 4.0 wie das Macbook Air sollen mit Mini-Geräten sprechen, die zum Beispiel den Blutdruck erfassen oder die Temperatur

Bluetooth findet sich natürlich schon in vielen Notebooks, Tablets und Smartphones. Doch die Zahl der mobilen Geräte mit Bluetooth 4.0 ist noch gering: Vor allem Apple setzt den neuen Standard ein – zum Beispiel im neuen iPad, dem iPhone 4S, den aktuellen Modellen des Macbook Air und im Mac Mini. Auch im Acer-Ultrabook Aspire S3 findet sich Bluetooth 4.0.

Windows 8 bietet eine direkte Treiberunterstützung für Bluetooth 4.0. Ebenso schreibt Microsoft vor, dass alle Tablets mit Win 8 den diesen Bluetooth-Standard verstehen müssen. Wenn das neue Betriebssystem auf den Markt kommt, wird sich die Zahl der Bluetooth-4.0-Geräte also mit einem Schlag vervielfachen.

Noch mehr Profile: So setzen Sie Bluetooth 4.0 ein

Per Bluetooth können sich zwei Geräte kabellos miteinander verbinden: Wofür sie diese Verbindung nutzen, hängt von den Profilen ab, die sie beziehungsweise ihre Software beherrschen. Damit beispielsweise ein Smartphone per Bluetooth Sprache und Musik an ein Headset übertragen kann, müssen beide A2DP beherrschen (Advanced Audio Distribution Profile). Ein Tablet spricht per HID-Profil (Human Interface Device) mit einer Bluetooth-Tastatur. Verstehen nicht beide Geräte das passende Profil, lassen sie sich zwar per Bluetooth verbinden – mehr passiert aber nicht: Wenn Sie zum Beispiel von einem Android-Smartphone ein Bild per Bluetooth an ein iPhone senden, kommt es dort nicht an – das Apple-Smartphone versteht nämlich das notwendige Profil Object Push nicht.

Frische Profile für Bluetooth 4.0 sollen dafür sorgen, dass Geräte neue Funktionen übernehmen und passende Apps Informationen auslesen können, die diese Geräte liefern: So wird es Profile geben, die Blutdruck (Blood Pressure Profile) und Herzschlag (Heart Rate Profile) überwachen. Über das Proximity Profile lassen sich Tablets oder Notebooks schützen, wenn sich der Nutzer zu weit vom Gerät entfernt. Mini-Geräte, die sich zum Beispiel am Schlüsselbund tragen lassen, verbinden sich per Find-Me-Profil mit einem Smartphone, das daraufhin klingelt oder ein Musikstück abspielt: So finden Sie das Mobiltelefon auch in einer unaufgeräumten Wohnung.

Außerdem müssen alle Geräte mit Bluetooth 4.0 GATT unterstützen: Dieses Generic Attribute Profile ist das Basis-Profil für den neuen Standard. Bisherige Bluetooth-Geräte nutzen GAP (Generic Access Profile) als Grundlage der Kommunikation. GATT soll es Entwicklern erleichtern, neue Profile zu erstellen und sie in Treiber und Apps einzubauen.

Kompatibilität: Alte Bluetooth-Geräte sprechen nicht mit neuen

Die Neuerungen von Bluetooth 4.0 wie der sparsame Betrieb und die neue Profile haben einen großen Nachteil: Alte Bluetooth-Geräte unterstützen den neuen Standard nicht. Da sich bei Bluetooth 4.0 nicht nur Profile und Übertragungsprotokoll ändern, sondern auch der Funkteil, lassen sie sich auch nicht per Firmware-Update aktualisieren.

Das Logo Bluetooth Smart Ready weist auf Geräte hin, die
Bluetooth 4.0 und ältere Standards unterstützen
Vergrößern Das Logo Bluetooth Smart Ready weist auf Geräte hin, die Bluetooth 4.0 und ältere Standards unterstützen

Damit Sie auf Anhieb erkennen, welche Bluetooth-Geräte miteinander sprechen können, gibt es für Bluetooth 4.0 Kompatibilitäts-Logos. Bluetooth Smart Ready bedeutet, dass das Gerät sowohl  Version 4.0  wie die älteren Bluetooth-Standards unterstützt. Die oben genannten Bluetooth-4.0-Hardware wie das neue iPad oder das Macbook Air fällt in diese Kategorie: Sie können sich sowohl mit einer künftigen Blutzucker-Zahnbürste wie mit einem bestehenden Bluetooth-Kopfhörer verbinden. Dafür müssen Smart-Ready-Geräte ein Funkmodul besitzen, das beide Übertragungsarten versteht. Außerdem schreibt die Bluetooth SIG vor, dass der Nutzer die Bluetooth-Software selbstständig aktualisieren können muss. Bisher nutzten viele Bluetooth-Geräte einen allgemeinen Treiber (Bluetooth-Stack). Den mussten die Hersteller aber an ihre Geräte anpassen, was sie aber nicht immer und vor allem nicht regelmäßig taten: Viele Produkte unterstützten daher weniger Profile als sie es mit aktuellen Treibern eigentlich gekonnt hätten. Dies soll nun bei den Smart-Ready-Produkten der Vergangenheit angehören.

Dsa Logo Bluetooth Smart kennzeichnet Geräte, die nur
Bluetooth 4.0 verstehen
Vergrößern Dsa Logo Bluetooth Smart kennzeichnet Geräte, die nur Bluetooth 4.0 verstehen

Das Logo Bluetooth Smart bekommen Produkte, die nur Bluetooth 4.0 unterstützen. Sie haben ein Funkmodul, das nur die sparsame Übertragung beherrscht. Das gilt zum Beispiel für Mini-Geräte wie Pulsmesser, 3D-Brillen oder Leistungsmesser. Sie benötigen ein Gerät mit dem Logo Bluetooth Smart Ready als Gegenstelle – mit einem anderen Bluetooth-Produkt können sie keine Verbindung aufbauen. Auf der Gegenstelle läuft dann eine passende Software oder App, die die Daten des Smart-Gerätes auswertet. Oder der Empfänger leitet die Daten weiter an einen Cloud-Dienst, der diese Informationen sammelt und verwertet.

Mittwoch den 28.03.2012 um 11:15 Uhr

von Thomas Rau

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