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Bluetooth

Bluetooth stellt auf kurzen Distanzen eine kabellose Verbindung zwischen zwei Geräten – beispielsweise Smartphone und Kopfhörer (Audio) oder Smartphone und Smartphone – her und nutzt dabei Funktechnik (WPAN). „Bluetooth“ ist ein Industriestandard für die Datenübertragung, der von der Bluetooth Special Interest Group entwickelt wurde. Bluetooth wird als Schnittstelle vor allem zwischen Mobiltelefonen, aber auch Computern und anderen Geräten (z.B. Lautsprecher) eingesetzt. Wie WLAN funktioniert Bluetooth ohne Kabel. Anders als beim WLAN gibt es bei Bluetooth jedoch keinen Router. Die Bluetooth-Funktechnik kann dafür nur bis zu 8 Geräte verbinden, die Anzahl der Verbindungen im WLAN ist nicht beschränkt. Dies liegt an der unterschiedlichen Technik in den beiden Arten von Netzwerken. Sie kommen daher für unterschiedliche Zwecke zum Einsatz. 

Geschichte der Bluetooth-Technologie

Sowohl der Name als auch das leicht zu erkennende Symbol für Bluetooth haben eine Geschichte. 

Der Name geht auf den Dänenkönig Blauzahn – oder auf Englisch: „Bluetooth“ – zurück, dem das Verdienst zukommt, die verfeindeten Völker Dänemarks und Norwegens vereint zu haben. 

Das Symbol besteht aus der Kombination aus den altnordischen Runen Hagalaz (ursprüngliche Bedeutung: „Hagel“) und Berkano (ursprüngliche Bedeutung: „Birke“). 

Das grundlegende Verfahren dieser Technik wurde von dem Schweden Sven Mattisson in Zusammenarbeit mit dem Niederländer Jaap Haartsen entwickelt. Die Reichweite der Verbindung beträgt zwischen etwa 10 und 100 Metern; dies ist stark vom jeweiligen Gerät abhängig. Grundsätzlich gibt es drei Klassen von Reichweiten. Die stärkste Klasse ist die Klasse 1 bei der die Reichweite bis zu 100 mW (Milliwatt) beträgt. Diese Sender sind oft in Computern verbaut. Klasse 2 sendet mit bis zu 2,5 mW und hat eine Reichweite von bis zu 50 Meter. Klasse 3 schließlich hat eine maximale Sendeleistung von 1 mW und eine Reichweite von etwa 10 Metern. Sender der Klasse 3 finden sich z.B. in Bluetooth-Kopfhörern. Über die Jahre wurde Bluetooth immer weiterentwickelt, sicherer gemacht und auch der Energieverbrauch wurde deutlich reduziert. Die aktuelle Version ist, seit 2016, Bluetooth 5. 

Anwendungsbereiche von Bluetooth

Für die Bluetooth-Technik gibt es eine Fülle an Anwendungsbereichen und Funktionen. Besonders im Wachsen begriffen ist der Bereich der Standortdienste, also die Positionsbestimmung in einem Gebäude, die Verfolgung eines Objektes o.ä. Typischer Anwendungsfall ist etwa die Lagerlogistik. Auch in der Medizintechnik kommt Bluetooth zum Einsatz, beispielsweise in der Prothetik, der Hörgeräteakustik oder bei Insulinpumpen. Der Zweck ist unterschiedlich. Bei Insulinpumpen dient Bluetooth als Schnittstelle zu einem Messgerät. Bei hochwertigen Hörgeräten kann Bluetooth genutzt werden, um Signale umliegender Audiogeräte direkt auf das Hörgerät zu übertragen. In der Prothetik können die Bluetooth-Empfänger genutzt werden, um bestimmte Einstellungen an den Prothesen vorzunehmen, wie beispielsweise die Maximallast anpassen. 

Aber auch generell ist ein großes Wachstumspotential für Bluetooth-Verbindungen im Bereich IoT („Internet of Things“) zu sehen. Dies kann Beleuchtungssysteme umfassen, aber auch viele weitere Verbindungen innerhalb eines Smart Homes. 

Ein eher klassisches Anwendungsfeld bzw. Funktion ist die Audioübertragung – dies betrifft zum einen die Sprachübertragung, beispielsweise bei Gesprächen am Smartphone, aber auch das Hören von Musik. Auch am PC kann Bluetooth genutzt werden, beispielsweise für die Synchronisation mit dem Smartphone, für den Anschluss von Headsets und Lautsprechern oder von Eingabegeräten wie Tastaturen und Mäusen. Auch in Freisprechanlagen im Auto kommt Bluetooth-Technologie zum Einsatz. 

Wie funktioniert die Bluetooth-Technologie?

Bluetooth baut eine Funkverbindung zwecks drahtloser Übertragung zwischen zwei Geräten auf. Das System ermöglicht darüber den Datenaustausch ohne Kabel zwischen Sender und Empfänger. Die Verbindung operiert mit 2,4 GHz. Damit die Verbindung hergestellt werden kann, muss Bluetooth auf beiden Endgeräten (bei Sender und Empfänger der Übertragung) aktiviert sein, meistens auch noch einmal bestätigt werden. Erst dann baut sich ein so genanntes Piconet auf, ein Personal Area Network. Meistens wird eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen zwei Geräten aufgebaut; prinzipiell können aber bis zu acht Geräte via Bluetooth verbunden sein. Ein Bluetooth-Gerät kann zudem in mehrere Piconetze eingebunden sein. 

Bluetooth nutzt Frequenzhopping, um die Störsicherheit der Verbindung zu erhöhen. Insgesamt gibt es 79 Kanäle im von Bluetooth genutzten Frequenzbereich. Die Übertragungsgeschwindigkeit bei Bluetooth 5 liegt bei bis zu 50 mBit/s. (Zum Vergleich: Bei Version 1 waren es noch 732,2 kbit/s.). 

Wie sicher sind Bluetooth-Verbindungen?

Die drahtlose Bluetooth-Verbindung zwischen zwei Geräten ist immer verschlüsselt und damit sicher vor fremdem Zugriff. Lediglich im Moment der Herstellung der Verbindung gibt es eine kurze Schwachstelle, die aber kaum angreifbar ist. Der Angreifer müsste dazu genau diesen Moment abpassen und sich in Reichweite des hergestellten Netzwerks befinden. Das Sicherheitsrisiko ist also minimal; auch dafür gibt es jedoch von den Herstellern bereitgestellte Sicherheitsupdates, die diese Lücke schließen. Wie bei allen Netzwerken gilt auch bei Bluetooth die Empfehlung, die Verbindungen zu deaktivieren, wenn sie gerade nicht benötigt werden. Dies dient nicht allein der Sicherheit, sondern auch dem Sparen von Energie. 

Wie schaltet man Bluetooth ein?

Bluetooth kann ganz einfach über das Menü von Endgeräten wie PC, Smartphone, Handy oder Tablet aktiviert oder deaktiviert werden. In der Regel findet sich dieser Button bei den anderen Netzwerkverbindungen wie WLAN. Hier kann dann durch einfaches Klicken oder Tippen Bluetooth aktiviert oder deaktiviert werden. Damit sich die Geräte gegenseitig erkennen, muss Bluetooth auf beiden Geräten, also z.B. auf zwei Handys oder Tablets, aktiviert werden. Wird ein Gerät erkannt, kann eine Kopplung (Pairing) erfolgen. Meist ist dafür der Austausch eines Sicherheitscodes oder -schlüssels notwendig. Anschließend können Daten, zum Beispiel Bilder, von einem Handy auf das andere Handy, Smartphone oder Tablet übertragen werden. Bei Peripheriegeräten wie Headsets oder Lautsprechern erfolgt die Verbindung ähnlich. Auch hier muss, wenn das Gerät erkannt ist, die Verbindung aktiviert und in der Regel mit einem PIN-Code bestätigt werden. 

Wann sollte man Bluetooth ausschalten?

Wie schon erwähnt, ist es sinnvoll, Bluetooth immer dann auszuschalten, wenn es nicht benötigt wird. Dies hat nicht allein Sicherheitsgründe. Vor allem reduziert es den Energieverbrauch von Bluetooth-Geräten und verlängert die Akkulaufzeit. Daher sollte die Bluetooth-Funktion immer nur zeitweilig dann aktiviert werden, wenn die Bluetooth-Verbindung direkt benötigt wird, beispielsweise, wenn Sie Musik auf dem Handy oder Smartphone über Audio-Kopfhörer hören möchten. 

Wie schnell sind Bluetooth-Verbindungen bzw. -Übertragungen (kBit/s, mBit/s)

Die drahtlose Übertragung im aktuellen Bluetooth 5 erfolgt mit bis zu 50 mBit/s. In Bluetooth 1.0, 1.0B und 1.1 waren es jeweils bis zu 732,2 kBit/s, in Bluetooth 1.2 1000 kBit/s (1 mBit/s). In den Folgeversionen konnte die Geschwindigkeit kontinuierlich gesteigert werden. 

Was sind Bluetooth-Profile?

Es gibt vier Bluetooth-Profile, die für verschiedene Anwendungsszenarien bzw. Funktionen von Bluetooth entwickelt wurden. HSP (Handset Profile) für Kommunikation zwischen Handy oder Smartphone und Kopfhörer; HFP (Hands-free Profile) für die drahtlose Übertragung zwischen Handy und Freisprechanlage im Auto; A2DP (Advanced Audio Distribution Profile) für die Übertragung von Stereo-Audiosignalen und AVRCP (Audio/Video Remote Control Profile) für die Übertragung von Befehlen einer Fernbedienung an ein Zielgerät. 


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