블루투스(Bluetooth) 유래 및 원리, 앞으로는 어떻게 될까?

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■ 블루투스(Bluetooth) 유래

블루투스(Bluetooth)란 이름은 10세기 덴마크와 노르웨이의 왕이었던 하랄드 블루투스(하랄드 1세)에서 유래가 되었습니다. 하랄드 플루투스왕은 스칸디나비아 지역을 통합하고 기독교를 전파했던 인물로 알려져 있는데요. 블루투스 기술을 개발한 사람들은 이 왕처럼 서로 다른 다양한 기기들을 하나로 묶어 통합과 연결을 해보자는 취지로 영감 받았다 합니다. 재밌는 점은 지금의 블루투스 로고 또한 하랄드 블루투스 왕을 기리기 위해 그의 이름을 이니셜로 변환! 문자로 조합한 것 입니다.

■ 블루투스 개발의 시작

처음 블루투스 개발의 시초는 에릭슨(Ericsson)이 무선 헤드셋을 만들기 위해 시작한 프로젝트 였습니다. 1994년, 에릭슨의 엔지니어 넬스 라이더스(Nils Rydbeck)와 요한 우르만(Johan Ullman)은 무선통신 기술을 개발하기 위해 착수했는데요. 이후 블루투스 기술의 잠재력을 알아본 선두기업(에릭슨, IBM, 인텔, 노키아, 도시바 등)들이 협력하여 블루투스 특별 관심 그룹(Bluetooth Special Interest Group, SIG)을 결성하게 됩니다. 당시 해당 블루투스 프로젝팀은 다양한 종류의 디지털 기기들이 통신될 수 있는 표준화된 방법을 마련하기 위해 최선을 다했습니다.

■ 블루투스 원리

◐ 주파수 대역

블루투스는 2.4GHz ISM(Industrial, Scientific, and Medical) 대역을 사용합니다. 이 주파수 대역은 전 세계적으로 면허가 필요 없는 대역인데요. 때문에 다양한 무선 장치들이 이 대역을 공유하고 있습니다.

◐ 주파수 호핑 스펙트럼 확산(FHSS)

블루투스의 사용에 있어 중요한 점 한가지는 간섭이 최소화되어야 한다는 것입니다. 여기에 보안까지 강화하기 위해 호핑 스펙트럼 확산(FHSS)기술을 사용하고 있습니다. 이는 데이터를 전송할 때 주파수를 빠르게 전환하는 방식을 말하는데요. 블루투스 장치는 79개의 채널 사이를 초당 1,600번까지 변경하여 데이터를 전송합니다.

◐ 피코넷(Piconet)

블루투스 네트워크는 피코넷이라는 소규모 네트워크 구조를 형성합니다. 하나의 피코넷은 최대 8개의 장치로 구성될 수 있는데요. 이 8개는 마스터 1개와 7개의 슬라이브 장치로 만들어집니다. 마스터 장치는 데이터 전송을 제어하며, 슬레이브 장치들은 마스터의 명령에 따라 데이터를 송수신합니다. 또한 여러 피코넷이 중첩되어 스캐터넷(Scatternet)을 형성할 수도 있습니다.

◐ 페어링(Pairing)

‘페어링’은 많이 들어보셨을 텐데요. 페어링이란 장치간의 연결을 위해 필요한 과정입니다. 페어링은 두 장치가 서로 인식하고 신뢰할 수 있도록 인증정보를 교환하는 방식으로 이루어 집니다. 페어링이 완료되면 장치들은 암호화된 데이터를 안전하게 송수신 할 수 있습니다.

◐ 프로파일(Profile)

블루투스는 특정 사용 사례에 맞게 다양한 프로파일을 정의합니다. 프로파일은 장치 간의 운용성을 보장하기 위해 표준화된 기능과 통신절차를 규정하는데요. 예를들면 헤드셋 프로파일(HSP), 핸즈프리 프로파일(HFP), 고급 오디오 배포 프로파일(A2DP) 등이 있습니다.

◐ 블루투스 저에너지(BLE)

블루투스 저에너지(Bluetooth Low Energy, BLE)는 전력 소모를 최소화하기 위해 설계된 프로토콜입니다. BLE는 특히 IoT(사물인터넷)장치와 같은 배터리 수명이 중요한 애플리케이션에 적합합니다. BLE는 기존 블루투스와 다른 방식으로 작동하며 짧은 시간 동안만 활성화되기에 이 원리로 에너지를 절약할 수 있습니다.

■ 블루투스 기술의 진화

블루투스 기술은 무선통신 분야에서 중요한 위치에 있으며, 앞으로도 계속 진화할 것으로 보입니다. 저전력소비와 저비용, 여기에 다양한 장치의 호환성을 바탕으로 기술발전이 어디까지 이뤄질 지 궁금한데요. 전망되는 기술을 살펴보면 아래와 같습니다.

◐ IoT(Internet of Things)와의 통합

IoT 기기의 수가 급격히 증가했음에 따라 이들 기기간의 효율적인 통신이 중요해졌습니다. 블루투스는 저전력 소비와 넓은 호환성 때문에 이런 IoT 환경에 이상적인 통신수단을 선보이고 있는데요. 특히 블루투스 저에너지(BLE) 기술은 IoT 기기의 배터리 수명을 연장하는데 앞으로도 큰 기여가 있을 듯 합니다.

◐ 개선된 데이터 전송 속도와 범위

블루투스 기술의 진화는 다 빠른 데이터 전송과 더 넓은 통신범위를 제공할 것으로 보입니다. 이는 사용자에게 더욱 진보한 경험을 제공하고 더 많은 분야에서 사용이 가능할 것이기에 기대가 되는 바 입니다.

◐ 보안 강화

현 시대에 빠질 수 없는 것이 바로 보안인데요. 보안은 모든 디지털 통신기술에 있어 중요 요소라 할 수 있습니다. 이에 블루투스 기술 또한 예외는 아닌데요. 미래에는 더욱 강화된 보안 기능이 선보일 것이며 이를 통해 개인 정보보호와 데이터보안이 가능해 질 것으로 보입니다.

◐ 헬스케어 및 웨어러블 기기에서의 활용 증가

요즘에는 건강을 위한 헬스가 사람들이 당연히 해야하는 것 쯤으로 알고 있습니다. 헬스케어 및 웨어러블 기기 분야는 블루투스 기술의 중요한 응용분야 중 하나인데요. 특히 이 분야에 있어 저전력 소비가 중요합니다. 블루투스 기술은 이에 충족할 수 있기에 웨어러블 기기들의 활용도가 높아질 것입니다. 그 외 처음 등장했을 때 만인이 놀랐던 자동연결 기능과 개선된 멀티포인트 연결등은 사용자들의 편의성을 높일 듯 합니다.


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