무선 통신 기술의 이해 : 블루투스
무선 헤드폰, 무선 이어폰이 보편화되었고, 마우스, 키보드도 물론 무선입니다. 얼마 전 있었던 애플 이벤트에서 소개되었던 애플워치8, 고음질 무선 이어폰인 에어팟 프로2, 아이폰14에도 모두 무선 통신 기술인 블루투스 기술이 자리 잡고 있습니다. 이번 포스팅에서는 이런 간편함을 선사해준 무선통신 기술 중 블루투스 기술에 대해 알아보겠습니다.
글의 순서
블루투스(Bluetooth) 라는 이름의 유래
블루투스 로고
블루투스 기술이란
블루투스 기술의 발전
블루투스 버전별 특징
블루투스(Bluetooth) 라는 이름의 유래
블루투스는 무선 기술 표준 중 하나입니다. 우리에게 익숙한 스마트폰, 노트북, 키보드, 마우스, 이어폰, 헤드폰 등을 무선으로 연결할 수 있게 해 주는 기술입니다. 주로 10m 이내의 좁은 지역에서 사용합니다. 블루투스로 연결하기 위해서는 연결하려는 기기들 모두 블루투스 기술을 지원해야 하며, 페어링이라고 하는 단계를 거쳐야 합니다.
블루트스는 스웨덴의 에릭슨이 휴대폰과 주변 장치를 연결하는 무선 전송 기술로 1994년에 개발하였습니다. 무선 기술 표준에 왜 블루투스라는 이름을 가졌을까요? 블루투스(Bluetooth)는 10세기에 덴마크와 노르웨이를 통일했던 헤럴드 “블루투스” 곰슨(Harald “Bluetooth” Gormsson) 왕의 이름에서 시작된 것입니다. 서로 다른 통신 장치들을 하나의 무선통신 규격으로 통일한다는 뜻이 담겨 있다고 합니다.
블루투스 로고
Bluetooth 로고는 헤럴드 블루투스 곰슨 왕으로부터 나온 것입니다. 영어로는 Herald Bluetooth, son of Gorm 인데, 이것을 고대 노르딕 언어로 표현하면, 하랄드 블라톤 고름손(고대 노르드어: Haraldr blátǫnn Gormsson, 덴마크어: Harald Blåtand Gormsen 하랄 블로탄 고름센)입니다. 블루투스 로고는 하랄드 또는 하랄의 H, 블라톤 또는 블로탄의 B를 따와서 만들었습니다. 북유럽의 룬 문자로는 H가 ᚼ, B가 ᛒ이고, ᚼ와 ᛒ를 합쳐서 만든 것이 바로 블루투스 로고입니다.
블루투스 기술이란
블루투스는 개인 통신망의 범주에 들어갑니다. 개인통신망은 PANs(Personal Area Networks)의 줄임말로 개인의 작업 공간에서 장치들을 서로 연결하기 위한 네트워크입니다. PANs의 산업 표준중 하나인 블루투스는 ISM 대역인 2.45GHz를 사용합니다. 여기서, ISM은
industrial scientific medical band 의 줄임말로, 전세계적으로 900MHz, 2.4GHz, 5.7GHz 대역이 설정되어 있으며, 산업, 과학, 의료용 기기에서 주로 사용하는 주파수 대역입니다. 이 주파수 대역은 정부로 부터 별도의 사용허가 없이 사용할 수 있습니다.
안전한 데이터 통신을 위해서는 장치끼리 연결될 때 믿을 만한 것인지를 확인해야 하는데, 키워드를 이용합니다. 이렇게 안전한 연결인지를 확인하는 절차를 페어링이라고 하는데, 키워드를 생략하는 경우도 있습니다.
블루투스 기술의 발전
1994년 에릭슨에서 사내 프로젝트로 블루투스 기술을 개발하기 시작했고, 1996년 인텔, 에릭슨, 노키아라는 기업이 모여 단거리 무선 통신 기술을 표준화하기 시작했으며, 1998년 ‘블루투스’라는 이름을 발표했습니다.
블루투스 1.0이 발표된 것은 1999년입니다. 그 이후로, 2009년까지 블루투스 1.2, 2.0, 2.1, 3.0, 4.0이 개발되었습니다. 2011년에는 애플이 블루투스 이사회에 추가되었습니다. 2013년 블루투스 4.1, 2014년 블루투스 4.2, 2016년에는 블루투스 버전 5.0이 발표되었습니다. 이처럼 블루투스는 지금까지도 활발하게 업그레이드 되고 있습니다.
블루투스 버전별 특징
블루투스 버전이 높아질수록 전송속도가 빨라지고, 보안이 강화되고 있으며, 배터리 소모도 감소하는 경향을 보입니다. 당연한 얘기지만 기술이 진보하고 있는 것입니다. 만약 블루투스로 연결하는 기기 사이에 버전이 다르면 낮은 버전으로 연결됩니다.
블루투스 버전 1.1과 1.2의 경우 속도가 723.1kbps에 달하며, 버전 2.0의 경우 2.1Mbps의 속도를 낼 수 있습니다. 블루투스 2.0 부터는 ‘EDR을 특징으로 한다’고 표현합니다. EDR은 향상된 전송률(Enhanced Data Rate)을 뜻합니다. EDR 모듈을 사용함으로써 2.0이 발표된 당시 블루투스는 RS-232, 유선 USB를 대체할 수 있었습니다. 여기서 RS-232 (Recommended Standard 232)는 1960년에 도입된 표준의 하나로, 컴퓨터에 주변 장치들이 각각의 선으로 연결되어 데이터 통신을 할 수 있게 해 주었습니다. 블루투스가 RS-232, 유선 USB를 대체하는 개념은, 와이파이가 이더넷을 대체하는 개념과 비슷합니다.
블루투스 3.0은 802.11 PAL(Protocol Adaptation Layer)를 채용해서 속도를 최대 24Mbps로 향상시켰습니다. 이 속도를 구현할 수 있는 것은 ‘블루투스 3.0 + HS’에서처럼 +HS 가 붙어 있습니다.
블루투스 4.0는 2010년 6월에 채책되었는데, 클래식/고속/저전력 블루투스의 프로토콜이 합쳐진 것입니다. 여기서, 클래식 블루투스는 버전 1.0에서 2.1까지 이어져온 기술이고, 고속 블루투스는 버전 3.0+HS 기술이 연장된 것입니다. 전송속도는 1Mbps, 3Mbps, 만약 Bluetooth High Speed를 지원한다면 24Mbps까지 가능합니다.
블루투스 5.0은 2016년 6월에 공개되었습니다. 전송속도와 최대 거리를 개발자가 조절할 수 있다는 것이 특징적입니다. 예를 들어 1.0 Mbps와 10m를 기준으로 거리를 짧게해서 전송속도를 2.0 Mbps로 2배 높일 수 있고, 전송속도를 희생시키는 대신 거리를 4배까지도 늘릴 수 있습니다. 지금은 블루투스 5.3까지 나와 있는데, 소비전력을 줄이면서, 통신 신뢰도가 향상되었습니다.
2021년 7월 발표된 블루투스 5.3이 최신 블루투스 버전입니다. 블루투스 5.3까지의 변화 방향은 통신속도와 통신거리의 증가, 저전력, 보안과 통신 신뢰도의 강화로 요약할 수 있겠습니다.
마치며 …
무선 통신 기술의 발달은 우리의 생활을 무척 편하게 해주고 있습니다. 대표적인 것이 근거리 무선 통신 기술인 블루투스 기술입니다. 이번 포스팅에서는 고음질 무선 이어폰을 귀에 착용하면서 한번쯤 생각해보면 좋을 블루투스 기술에 대해 알아보았습니다. 선 없이 연결되는 기기들을 보면서 가끔 무선 통신 기술인 블루투스 기술을 떠올려 보시기 바랍니다.
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참고자료
[1] [위키백과] 하랄드 블라톤
[2] [네이버 지식백과] 헤럴드 블루투스 곰슨 [Harald Bluetooth Gormsson] – 덴마크와 노르웨이를 통일한 바이킹 왕 (인물세계사, 최용섭)
[3] Bluetooth, 우리에 관해서 Bluetooth 이름
[4] [네이버 지식백과] 블루투스 [Bluetooth] (소프트웨어 어휘다지기 – 초등)
[5] [네이버 지식백과] 블루투스 [bluetooth] (천재학습백과 초등 소프트웨어 용어사전)
[6] [네이버 지식백과] ISM 대역 [industrial scientific medical band] (한경 경제용어사전)
[7] [네이버 지식백과] 블루투스 2.0＋EDR [Bluetooth 2.0＋EDR] (손에 잡히는 IT 시사용어, 2008.02.01)
[8] [나무위키] 블루투스