안녕하세요 dev-길길IT입니다.
유선의 시대를 넘어 바야흐로 무선의 시대가 열리는데 가장 큰 도움을 준 기술이 무엇일까요? 저는 블루투스(Bluetooth)라고 생각합니다. 가수 성시경 씨를 비롯한 유명 음악인들은 아직도 유선 이어폰을 선호한다고 하지만 요즘 길거리를 돌아다니거나 출퇴근 시간의 대중교통을 보면 대부분 무선 블루투스 이어폰을 사용하고 있습니다. 그렇다면 이 블루투스는 어떤 기술일까요? 오늘 그 의미와 버전별 차이점에 대해 소개해드리겠습니다.
※ 목차
1. 블루투스(Bluetooth)란? 의미와 역사
2. 블루투스의 동작 원리
3 블루투스의 버전별 차이점
1. 블루투스(Bluetooth)란? 의미와 역사
블루투스(Bluetooth)라는 이름의 유래는 덴마크의 왕 하랄 1세 블로탄(Harald Blåtand)에 의해 정해졌습니다. 블로탄(Blåtand)이라는 이름은 '푸른 이빨'이라는 뜻인데 이것을 영어로 직역하면 블루투스가 됩니다. 하랄 1세는 덴마크와 노르웨이를 통일시키는데 큰 업적을 남겼는데요.
근거리 무선 통신 규격을 개발했던 인텔의 연구 개발원인 Jim Kardach가 제안한 이름인데 마침 바이킹과 하랄 왕이 주인공으로 나오는 역사 소설을 읽고 있었고 하랄 1세가 연결하는데 큰 공을 세운 것에서 착안하여 피처폰과 컴퓨터를 연결시키는 이 기술의 이름을 블루투스라고 짓게 되었습니다.
2. 블루투스(Bluetooth)의 동작 원리
블루투스(Bluetooth)는 근거리 무선 통신 기술입니다. 2402~2480 MHz의 주파수 대역에서 79개의 채널을 통해 데이터를 전송하는 기술인데 여러 시스템 간의 전파 간섭이 생길 우려가 있어서 주파수 호핑(Frequency Hopping) 기술을 사용합니다. 많은 수의 채널을 특정 패턴에 따라 빠르게 이동하며 패킷을 조금씩 전송하는 기법으로 할당된 79개의 채널을 1초당 1600번 호핑 합니다.
블루투스 데이터를 송신하는 Master와 수신하는 Slave로 구성하여 연결되며 연결된 시스템 간에서만 통신이 이루어지게 됩니다. 스마트폰과 블루투스 이어폰을 연결했다면 스마트폰은 Master, 블루투스 이어폰은 Slave가 되는 것입니다.
3. 블루투스(Bluetooth)의 버전별 차이점
| 순서 | 버전 | 1발표일 |
| 1 | 1.X | 1998년 |
| 2 | 2.X | 2004년 |
| 3 | 3.0 | 2009년 |
| 4 | 4.0 | 2010년 |
| 5 | 4.1 | 2013년 |
| 6 | 4.2 | 2014년 |
| 7 | 5.0 | 2016년 |
| 8 | 5.1 | 2019년 |
| 9 | 5.2 | 2020년 |
| 10 | 5.3 | 2021년 |
1) 1.X : 최초 블루투스의 버전 명칭은 1.0이며 1.2 버전까지 개선되었습니다. 최대 전송 속도가 721 kbps여서 대용량 데이터를 전송하기에는 적합하지 않았으며 연결을 위한 단말기 장치의 정보를 미리 입력해주어야만 동작했습니다.
2) 2.X : 2004년 10월에 2.0이 출시되었습니다. 최대 전송 속도가 3 Mbps으로 1.X 버전보다 약 4배 이상 증가하였으며 2.1 버전에서는 장치 간 페어링을 미리 입력해야만 했던 이전 버전과 달리 SSP(Secure Simple Pairing) 기능을 추가하여 연결을 손쉽게 할 수 있도록 개선되었고, 소비 전력을 줄이는 기능이 추가되었습니다.
3) 3.0 : 2009년 4월에 발표된 블루투스 3.0 버전은 24 Mbps의 데이터 전송 속도로 이전 버전보다 약 8배 증가된 속도를 보여줍니다. 갤럭시 S2가 출시되었던 시점의 비슷한 태블릿, 스마트폰 등에 주로 탑재되었습니다. 자체적인 내장 전력 관리를 할 수 있는 기능을 탑재하여 전력 소모를 크게 줄였습니다.
4) 4.0 : 2010년 6월에 발표된 4.0 버전에서는 Bluetooth Low Energy(저전력 블루투스)라는 프로토콜이 추가되어 저전력 기능을 포함한 규격이 되었습니다. 소비 전력을 최소화하고 배터리 수명을 연장하는 데 중점을 두었으며 전송 속도는 그만큼 다른 전송 규격보다 상대적으로 느린 편입니다. 평균 1~3 Mbps의 데이터 전송 속도를 가지고 있습니다. 보통 전지를 가진 기기를 대상으로 사용되기 때문에 IoT에 강점이 있습니다.
5) 4.1 : 2013년 12월에 블루투스 4.1이 발표되었는데 LTE 통신과의 공존성을 높여 상호 간섭을 줄이고, 블루투스 연결 장치 간의 거리 등의 문제로 연결이 끊어지더라도 다시 자동으로 페어링 되는 기능을 추가했습니다. 또한 웨어러블 기기가 허브의 역할을 할 수 있게 되었고 IPv6 표준이 탑재되어 있습니다.
6) 4.2 : 2014년 12월에는 블루투스 4.2가 발표되었습니다. 더욱 빨라진 전송 속도(4.0 규격 대비 2.5배 증가)가 특징이며 한 번에 보낼 수 있는 패킷 용량이 10배로 늘어나 통신에 대한 신뢰도를 높여주고 소비 전력을 줄이는 두 마리 토끼를 적절히 보완한 것이 특징입니다. 데이터를 주고받는 빈도를 줄이는 대신 한 번에 더 많은 양의 데이터를 전송합니다. 또한 IoT와의 연결성을 강화함과 동시에 데이터 전송 거리도 증가시켰습니다.
7) 5.0 :2016년 6월에 공개된 이후 2017년 초에 정식으로 출시된 블루투스 5.0 버전은 최대 전송 속도와 최대 거리를 유연하게 설정할 수 있는 것이 특징입니다. 거리를 늘리는 대신 속도를 줄이거나 속도를 올리는 대신 거리를 줄이는 식으로 말입니다. 전송 폭이 더욱 증가하여 더 많은 양의 데이터를 전송하고 더 많은 IoT 장치들을 연결할 수 있게 되었습니다.
8) 5.1 :2019년 1월에 블루투스 5.1이 발표되었습니다. 센티미터 수준의 방향 감지 기능이 추가되어 실내 탐색 상황에서 보다 중요한 역할을 할 수 있게 되었습니다.
9) 5.2 : 2021년 1월 블루투스 5.2가 발표되었습니다. 최대 200m까지의 연결이 가능하고, 다수의 기기를 하나의 장치에 병렬로 연결할 수 있게 되었습니다. 특히 블루투스 오디오 장치가 주류가 되어감에 따라 오디오의 품질을 향상했습니다.
10) 5.3 : 2021년 7월 발표되었습니다. 낮은 레이턴시가 필요 없는 환경에서 이를 늘려 소비 전력을 줄일 수 있고 암호화 키 조절, 채널 분류 향상 등으로 통신 신뢰도가 개선되었습니다.
마무리
오늘은 무선 이어폰에 쓰이는 블루투스 기술의 의미와 역사, 버전별 차이에 대해 알아보았습니다. 과거에는 연결이 자주 끊겨서 불편했던 경험이 있는데 최근에는 다양한 기술의 발전으로 이제는 레이턴시도 없고 끊기지도 않는 제품들을 많이 만날 수 있게 되는 것 같습니다. 이제 남은 숙제는 유선과의 음질 차이를 어떻게 극복하는가가 되지 않을까 싶습니다.
오늘도 읽어주셔서 감사합니다.
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