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근 화제가 되고 있는 근거리 무선 데이터 통신을 위한 기술인 블루투스는 10세기
경 덴마크와 노르웨이를 통일한 유명한 바이킹‘헤럴드 블루투스’의 이름에서 빌
려온 것이다.
이것은 헤럴드 블루투스가 스칸디나비아를 통일했듯이 서로 다른 통신 장비를 블루투스
라는 단일화된 기술로 연결하겠다는 의지를 담은 이름이다. 또 헤럴드 블루투스가 탐험가로
유명한 것처럼 블루투스 기술이 전세계 어느 곳에서나 어떤 상황에서도 단일 장비로 통신이
가능하도록 모든 통신 환경을 일원화시켜 주기를 바라는 뜻을 담고 있기도 하다.
블루투스는 근거리에서 저렴한 비용으로 노트북 PC,
휴대폰을 비롯한 다양한 휴대 장비를 무선으로 연결하
기 위한 기술이다. 다시 말해 각종 디지털 장비 사이를
물리적인 케이블 없이 전파를 이용해 데이터를 주고 받
게 한다.
예를 들어 블루투스가 휴대폰과 노트북 PC에 구현
되면 현재 휴대폰과 노트북 PC를 연결하기 위해 사
용하는 케이블을 더이상 사용하지 않아도 된다. 뿐만
아니라 프린터, 데스크톱 PC, 팩스, 키보드, 조이스
틱을 비롯한 모든 디지털 장비가 블루투스 시스템의
일부가 될 수 있다.
블루투스는 에릭슨, 노키아, 인텔, 도시바, IBM 등
의 5개 업체가 1998년 블루투스 SIG(Special
Interest Group)라는 컨소시엄을 형성하면서 공개적
인 표준으로 출범했다. 그 후, 루슨트테크놀로지, 모토로
라, 마이크로소프트, 3Com 등이 SIG에 가세했고, 현재
회원사는 세계적으로 이미 2000여 개에 이른다. 이 숫자는
계속해서 늘어날 추세여서, 블루투스는 이제 근거리 무선 통신을 위한
「」
{ }
예전부터 말만 무성하던 PAN(Personal Area
Network)이 블루투스의 등장으로 가시화되고 있다.
작게는 휴대폰과 헤드셋의 연결에서부터 노트북
PC와 PDA, 핸드폰, 헤드셋 및 별도의 디스플레이와
입력 장치로 구성된 PAN을 구성하게 될 것으로
기대되고 있다. 간단한 데이터에서부터 음성, 동영상
전송까지 완벽한 개인 네트워크를 구성하게 될
블루투스에 대해 알아보자.
표준으로 확고한 자리를 굳히고 있다.
블루투스가 여러 무선 통신 기술 중
PAN의 기본 기술로 각광을 받는 이유는
작은 모듈 크기, 저렴한 가격, 적은 전력 소
모 등의 장점으로 휴대폰이나 노트북 PC,
PDA 등에 쉽게 장착할 수 있기 때문이다.
1994년 에릭슨의 이동통신그룹은 휴대
폰과 주변기기 사이를 연결하기 위한 소비
전력이 적고 가격이 저렴한 무선 인터페이
스를 연구하기 시작했다. 1997년 초 다른
업체와 접촉을 시작해 마침내 1998년 2월
에릭슨, 노키아, IBM, 도시바, 인텔로 구
성된 블루투스 SIG가 발족됐다.
블루투스는 사실 단순한 초기 프로젝트
의 코드명에 불과했다. 그러나 기억하기 좋
고 흥미를 유발할 수 있어 SIG에 의해 공식
명칭으로 결정됐다.
블루투스는 도달 거리면에서 사무실과
사용자 주변 공간 내에서 작동할 수 있도록
개발됐다. 따라서 사용자의 요구에 따라 다
양한 거리를 지원하는 장치와 10미터의 도
달 거리를 제공한다. 그리고 경우에 따라서
는 개방된 공간에서 100미터의 도달 거리
를 제공할 수도 있다.
블루투스는 우리에게 자유롭고 다양한
통신 생활을 제공하게 될 것으로 기대되고
있다. 예를 들어 한 노트북 PC 사용자의 인
터넷 사용 방법을 알아보자. 만약 노트북
PC로 주변 10�100미터 이내에 유선망이
나 유선 LAN, 또는 무선망, 무선 LAN 등
어떤 방법으로든 인터넷과 연결할 수 있는
통로만 제공된다면, 손쉽게 인터넷에 접속
할 수 있게 된다. 간단히 전자우편을 주고
받을 수 있으며, 전자상거래 등에 있어서도
자체 보안 기능을 제공하는 블루투스에게
는 그리 어려운 일이 아니다.
휴대폰도 마찬가지다. 무선으로 연결할
수 있는 헤드셋만 있으면, 전화가 주머니나
가방, 혹은 책상 서랍 속에 있더라도 언제든
지 통화할 수 있다. 이외에도 한 대의 전화
로 사무실과 가정에서 인터넷폰으로 전화를
사용할 수 있고, 일반전화(PSTN), 휴대폰
으로도 사용할 수 있어, 하나의 전화로 3가
지 음성 통신 방법을 제공한다. 이외에도 이
전에는 상상도 못했던 새로운 방법으로의
활용에 대해 많은 연구가 이뤄지고 있다.
전문가들은 이런 장점에 힘입어 2002년
까지 1억 개 이상의 휴대폰과 수백만 개의
다양한 통신 장비에 블루투스가 적용될 것
으로 예상하고 있다.
블루투스가 뛰어난 능력을 발휘할 것으
로 기대되는 11가지 부분에 대해 알아보자.
▶ 자동 동기화 I
데스크톱 PC와 노트북 PC, 휴대폰 등의
데이터를 동기화 하는데 활용할 수 있다. 예를
들어 사무실에 들어가는 순간 사무실 데스크톱
PC에 저장된 주소록과 일정을 노트북 PC와
동기화할 수 있으며, 물론 반대로 노트북 PC의
정보를 데스크톱 PC로 전달할 수도 있다.
▶ 자동 동기화 II
만약 사용자가 외부에 있을 때 상사가 일정을
바꾼다고 생각해보자. 이와 동시에 사용자의
데스크톱 PC는 핸드폰으로 바뀐 일정을
전송하고, 그것은 자동으로 PDA나 전자 수첩,
노트북 PC에 연결해 일정을 변경하게 된다.
▶ 무선 데스크톱 PC
블루투스의 활용으로 데스크톱 PC나 노트북
PC를 무선으로 프린터, 스캐너 등의 주변기기와
심지어 네트워크에까지 연결할 수 있다. 또한
키보드와 마우스를 PC에 연결하지 않고 무선으로
사용할 수도 있다.
▶ 메시지 전송의 다양한 방법 제공
비행기 안과 같이 통신이 불가능한 지역에서
노트북 PC를 이용해 전자우편을 작성하면,
착륙하자마자, 다시 말해 통신 가능 지역으로
들어서자마자 모든 메시지를 자동으로 전송할 수
있다.
▶ 궁극의 자동차용 핸드프리 키트
블루투스를 이용해 자용차용 무선 핸드프리
키트를 구성할 수도 있다. 이때 휴대폰은 주머니
속이나 가방 속 등 어떤 곳에 있어도 상관없다.
뿐만 아니라 수화기대나 케이블도 필요없다.
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요가 없다.
전파의 송신 출력에는 세가지 클래스가
있다. 클래스 1은 +20dBm으로 최대 전송
거리가 100m이다. 클래스 2는 +4dBm이
고, 클래스 3은 0dBm으로 최대 전송 거리
가 10m이다. 클래스 1은 외부 전력 증폭기
가 필요하기 때문에 대체로 시장에 선보일
블루투스 장비는 클래스 2나 클래스 3이 될
것으로 전망된다.
같은 주파수대에서 작동하는 다른 시스
템들과 비교해 블루투스는 특히 빠르고 짧
은 패킷을 사용한다. 이것이 블루투스를 다
른 시스템보다 안전하게 만들어주는 것이
다. 또한 작은 패키지와 빠른 주파수 호핑
을 통해 다양한 가정용 전자제품과의 충돌
을 피할 수 있다.
시스템의 최대 데이터 전송 속도는
1Mbps다. 그러나 실제로는 비대칭 전송에
서의 다운링크는 721Kbps고, 업링크는
57.6Kbps다. 대칭 전송시에는 432.6Kbps
이고 패킷 다중화 방식은 TDD(Time
Division Duplex)다. 이 표준안은 회선 교
환과 패킷 교환 방식을 모두 지원하고 비동
기 전송을 하면서 64Kbps의 음성 채널을
최대 3개까지 동시에 확보할 수 있다.
블루투스는 아직 실시간 동영상을 전송
할 수 있을 정도의 충분한 대역폭을 제공하
지는 못한다. 따라서 동영상 전송시에는 화
질이 저하될 것으로 예상된다. 이것은 블루
투스가 비동기 방식으로 전송할 경우 최대
721Kbps의 속도를 제공하며, 3개의
24Kbps 동기식 채널을 확보하고 있지만,
음성 전용 채널이기 때문에 영상 데이터를
위해 사용할 수는 없다. 영상 전송의 경우
는 비동기식 연결을 통해 처리해야 하는데
따라 지연 시간의 보증이나 대역의 확보가
어렵다.
블루투스 기기는 주파수 호핑 패턴을 결
정하는 마스터기와 최대 7개까지의 종속기
로 나눠진다. 또한 이같은 장비가 구성하는
서브넷을 피코넷(Piconet)이라 부른다. 마
스터기는 동시에 다른 피코넷의 종속기가
될 수도 있다. 따라서 피코넷을 구슬 목걸
이와 같이 연결한 네트워크 형태가 되는데
이를 스캐터넷(Scatternet)이라 부른다.
피코넷과 스캐터넷은 통신 관리 및 기기 상
태 제어를 위해 8비트의 MAC(Media Ac
cess Control) 어드레스를 사용한다.
블루투스는 여러 가지 통신 방식을 위해
7개의 전력 모드를 지원한다. 이에 대한 자
세한 사항과 전력을 최소화하는 방법은 블
루투스 1.0 스펙에 규정돼 있다.
우선 연결이 확립되지 않은 상태를 스탠
바이 모드라 한다. 이 상태에서 각 기기는
1.28초마다 새로운 메시지를 점검한다. 하
지만 네트워크 활동을 하지 않는다. 기기가
서비스를 요청하기 시작하면 그 기기는 마
스터기가 되어 주변기기 인식 작업(Scan
and Discovery)을 시작한다. 이 때 8비트
의 Park 멤버 주소가 할당된 기기는 Park
모드가 된다. 이 후에 마스터기와 통신하는
기기에 대해 3비트의 활성 멤버 어드레스
를 할당받으며, 피코넷을 생성한다. 어드레
자동차에 타는 순간 핸드프리 키트는 자동으로
연결되고, 다이얼이나 응답 등의 모든 작동이 음성
인식을 통해 가능해질 것이다.
▶ 즉석 우편
현재 위치에 상관없이 즉석에서 사진과 비디오
영상을 전자우편을 통해 전송할 수 있다. 코드
없는 카메라와 휴대폰을 연결하고, 휴대폰이나
노트북 PC를 이용해 메시지를 추가한 다음 바로
전자우편을 통해 전송할 수 있다. 이것은 개인뿐
아니라 언론이나 현장 작업 등에 유용하게 사용될
수 있는 기술이다.
▶ 상호 참조
회의 중에는 각종 자료를 교환할 일이 종종
발생한다. 블루투스를 이용하면 이와 같은
상황에서 무선으로 모든 참가자와 즉석에서
데이터를 교환할 수 있다. 또한 프리젠테이션을
위해 프로젝터에 코드를 연결할 필요가 없어진다.
▶ 인터넷 브리지
연결 종류에 상관없이 항상 인터넷과 연결된
상태로 만들 수 있다. 휴대폰을 통하거나 모뎀,
LAN 등 다양한 종류의 인터넷 연결 방법을
제공한다.
▶ PC 스피커폰
노트북 PC를 간단하게 스피커폰으로 만들 수
있다. 이같은 작업은 헤드셋을 무선으로 연결해
사무실, 자동차 안, 집 등 어떤 장소에서라도
관계없이 이뤄진다.
▶ 무선 헤드셋
블루투스가 탑재된 헤드셋을 착용하면 선이
연결돼 있을 때 발생할 수 있는 행동의 제약이나
이동의 제약으로부터 자유로와 진다.
▶ 다양한 용도로 활용하는 핸드폰
블루투스 기술이 탑재된 핸드폰을 사무실
안에서는 인터콤의 핸드셋으로, 가정에서는 무선
전화 베이스 스테이션과 연결해 무선전화
핸드셋으로, 이동시에는 이동전화로 사용할 수
있다.
블루투스는 근거리에서 하나의 무선 연
결을 통해 장치간에 필요한 여러 케이블 연
결을 대신하게 해준다. 프린터, PDA, 데스
크톱 PC, FAX, 키보드, 조이스틱은 물론이
고, 거의 모든 디지털 장비가 블루투스 시스
템의 일부가 될 수 있다.
이외에도 기존의 데이터망과 주변기기간
의 인터페이스, 그리고 고정된 네트워크 하
부구조로부터 멀리 떨어진 장치들간에 특별
한 그룹을 형성시켜주는 보편적인 브리지
역할을 제공할 것이다.
블루투스는 전 세계적으로 인정된 ISM
(Industrial Scientific Medicine) 주파수를
사용한다. 유럽의 일부 지역 및 일본에서는
다른 주파수를 사용하는 것으로 명시되어
있으나 조만간 2.4�2.4835GHz의 같은 주
파수로 통일될 예정이며 국내에서도 이 주
파수 대역을 선정할 것으로 예상된다. 각 주
파수 채널은 1MHz 대역폭을 갖으며 간격
또한 1MHz이다. 상측 주파수 및 하측 주파
수의 보호 주파수 구간을 각각 3.5MHz,
2MHz를 두면 전체 주파수 밴드는 79개의
채널을 갖게 되며 초당 1600번의 채널 변경
이 가능하다.
이와 같은 고속의 채널 스위칭은 다른 무
선 통신에 대한 간섭을 막는다. 또한 호핑을
고속으로 처리하므로 캐리어 센스를 할 필
피코넷 B
1
스캐터넷
접속 개시
2
3
4
1
2
연결 상태
비연결시의 스탠바이
동작 상태
스탠바이
요구
(불특정
어드레스)
데이터 전송
2초
연결
페이지
(특정
어드레스)
PARK HOLD
0.6초
SNIFF 저전력 상태
MAC 어드레스 반환 MAC 어드레스 유지
0.02초
0.02초
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HCI(Host Controller Interface)를 통해
블루투스 모듈을 제어한다. 따라서 블루투
스 모듈 내에 링크 컨트롤러와 함께 2 CPU
로 구성된 솔루션이라고 볼 수 있다.
그러나 무선 마우스나 헤드셋과 같이
CPU의 역할이 중요하지 않은 간단한 솔루
션의 경우는 블루투스 모듈 내에 플래시 메
모리의 일부를 애플리케이션 계층으로 사용
해 링크 컨트롤러만으로도 완전한 애플리케
이션을 개발할 수 있다.
이같은 경우 그동안 호스트 프로토콜 스
택과 블루투스 모듈 프로토콜 스택을 연결
시켰던 HCI 계층은 필요가 없어진다. 링크
매니저 위에 L2ACP, RFCOMM 그리고
애플리케이션 계층이 바로 위치하게 된다.
블루투스 SIG는 1999년 6월 SIG 멤버들
에게 블루투스 1.0 버전의 시험판을 4주간
공개한 데 이어 7월 정식판을 일반에 공개
했다. 블루투스 SIG는 1999년 12월 6일 업
그레이드 버전인‘1.0B’를 웹 사이트를 통
해 공개했다. 블루투스 SIG는 이미 다음 버
전의 블루투스에 대해 논의를 하고 있다.
인텔은 지난 99년 9월에 개최한 IDF
‘99(Intel Developer Forum ‘99)에서 이
미 블루투스의 다음 버전에 대한 구상을 밝
힌 바 있다. 인텔에 의하면 블루투스 차세대
버전에서는 데이터 전송속도를 버전 1.0의
1M보다 10배 향상된 최대 10Mbps로 높이
는 것을 목표로 하고 있다고 밝혔다. 인텔은
이런 데이터 전송속도 향상이 동영상의 송
수신을 위한 것이라고 말하고 있다.
한편 지난 99년 12월에 개최된‘블루투스
개발자 컨퍼런스’에서는 12개의 WG(Wor
king Group)을 새로 구성했다. 이 새로운
WG에서는 RF의 고속화 기술인 Radio2, 자
동차를 위한 Automotive, PAN, 마우스를
위한 HID(Human Input Device), AV 데이
터 전송을 위한 Audio/Visual, 프린터를 위
한 Printing 등 다양한 새로운 기술에 대한
개발을 맡고 있다.
이와 같은 각각 WG의 일정은 서로 다르
게 정해졌으며, 몇몇 WG는 아직 일정조차
정해지지 않았지만, 이들이 작성할 프로파
일은 모두 향후 SIG 안에서의 작업을 거쳐
블루투스 Version1.0 사양의 새로운 프로
파일로서 추가될 전망이다.
특히 주목을 받고 있는 WG로는 블루투
스의 전송 속도를 향상시키기 위한 Radio2
와 오디오나 동영상 데이터를 전송하기 위
한 Audio/Video WG를 꼽을 수 있다.
Radio2는 현재 블루투스의 최대 데이터
전송 속도 1Mbps를 최소 2Mbps 이상으로
높인다는 계획(옵션으로 10Mbps도 계획
중)이다.
필립스와 소니, 도시바, 에릭슨, 노키아
등 5사가 오디오나 동영상 데이터를 전송하
기 위한 표준 규격 마련을 위해 새로 결성한
Audio/Visual WG는 PC나 휴대폰, MP3
플레이어, 스피커 등의 사이에서 데이터 교
환을 준비하고 있다. 이 WG가 마련하는 사
양은 주로 블루투스를 물리 계층에 사용해
MP3 데이터나 MPEG4 데이터를 전송할
경우의 대역 확보나 부정 카피 방지기능 등
을 규정하게 된다.
블루투스가 본격적으로 도입될 올해를
기점으로 블루투스에 대한 수요가 급증할
것이라는 전망이 잇따르고 있다. 얼라이드
비즈니스 인텔리전스가 지난 99년 10월에
발표한 보고서에 의하면 블루투스 모듈의
출시 규모는 2005년에 4억 대에 달할 것으
로 추산했으며, 나아가 블루투스 시장 규모
는 2004년 이후 매년 20억 달러를 초과할
것으로 내다보고 있다.
또한 이와 비슷한 시기에 케이너스 인스
탯에서 발표한 자료에서는 2003년까지 블
루투스 탑재 장비의 수가 2억 대를 훨씬 상
회하게 될 것이라고 내다보고 있다. 케이너
스 인스탯은 또한 2005년까지 무선과 베이
스밴드 솔루션을 위한 시장 규모가 30억 달
러를 넘어 설 것이라고 낙관했다.
케이너스 인스탯의 예측에 의하면 초기
고급 사용자들이 블루투스 탑재 기기를 선
호하기 시작해 이후에는, 일반 사용자를 위
한 핸드폰이나, PDA, 디지털 카메라, 프린
터 등의 주변기기에서 홈네트워킹 시장까지
확대될 것이라고 한다.
이런 예측을 뒷받침하듯이 국내 휴대폰
단말기 제조 업체와 PDA 제조업체를 중심
으로 블루투스에 대한 기술 확보에 노력하
고 있으며, 올해 하반기부터는 본격적인 제
품 상용화에 들어설 수 있을 것으로 기대된
다. 또한 국내 반도체 업체에서 직접 블루투
스 칩셋을 개발하는 등 원천 기술 확보에 있
어서도 발빠른 움직임을 보이고 있다.
블루투스는 현재 휴대폰, 노트북 PC, 디
지털카메라, 휴대용 게임기 등 휴대기기 제
조업체는 물론 자동차 제조업체 등 전자, 정
보통신 이외 기업의 지지도 받고 있으며 채
택 의사를 밝힌 업체수가 1300개 사를 넘어
섰다. 특히 그동안 블루투스 진영 참여에 애
매한 태도를 보여온 마이크로소프트를 비롯
해, 루슨트테크놀로지, 모토롤라, 3Com 등,
굵직굵직한 업체의 참여로 이같은 경향은
더욱 가속화될 것이다.
스는 3비트이므로 최대 7대가 된다(한대는
브로드캐스터에 사용된다). 활성 멤버 어
드레스를 보유한 기기는 실제로 통신을 하
는 활성모드, 대기모드, 탐지모드(대기모
드보다 저 소비 전력 상태) 등 세가지 모드
를 제공한다. 대기 및 탐지모드는 모두 피
코넷에는 남아있지만 소통량에 영향을 주
지 않는다.
마스터기는 접속을 위한 키를 포함한 메
시지인‘Inquiry’를 일정 시간마다 송신한
다. 종속기에서는 항상 동일한 호핑 패턴으
로 채널을 교환하기 위해 2초 내에 동기화
가 이뤄진다. 따라서 마스터기는 종속기를
인식하고 종속기는 3비트의 활성 멤버 어
드레스를 할당받아 피코 넷에 첨가된다. 이
후에 마스터기가 종속기에게 페이지 메시
지를 보내고 나면 종속기는 마스터기가 연
결한 호핑 패턴을 사용해 동작한다. 이 후
에 인증을 수행하게 되는데 인증에 사용하
는 암호 키는 마스터기가 발생한 난수와 종
속기의 MAC 주소의 배타적 논리합(Exclu
sive OR)을 활용해 만든다. 인증 처리가 완
료되면 전용 키가 전달되고 이후의 처리는
간략화 된다.
근거리용 무선 데이터 통신에 사용되는
대표적인 기술로는 현재 널리 사용되고 있
는 IrDA(Infrared Data Association)와
무선 LAN(IEEE802.11), 홈네트워킹 시
장을 겨냥하고 있는 SWAP(Shared Wire
less Access Protocol)’등을 꼽을 수 있다.
IrDA는 윈도우 95부터 드라이버 소프트
웨어가 기본으로 탑재돼 이미 수백만 대의
PC나 PDA, 휴대폰 등에 IrDA 인터페이스
가 탑재됐지만, 실제 파일 전송 등의 소프
트웨어 동작시 많은 오류가 발생하며 속도
도 느리다는 점이 단점으로 꼽혀왔다.
무선 홈네트워킹 시장을 겨냥한 SWAP
(www.homerf.org)은 컴팩, 에릭슨, HP,
MS, 모토로라, 필립스, 프록심, 심비오닉
스 등이 참여하고 있으며, 1Mbps의 데이
터 전송속도와 최대 50m의 도달 거리를 제
공한다.
불루투스가 이같은 유사 기술과 가장 큰
차별화를 보이는 부분은‘상호 접속성의 확
보’다. IrDA나 IEEE 802.11 등은 아직도
상호 접속성에 많은 문제를 보이고 있지만,
블루투스는 처음 설계시부터 이를 확보하
기 위해 스펙을 꼼꼼하게 규정해 놓았다.
블루투스에서는 이런 구조와 관련, ‘프
로파일(Profile)로서 이를 규정하고 있다.
프로파일은 서로 다른 기기의 소프트웨어
스택의 실장 방법을 텍스트화한 것이다. 헤
드폰이나 헤드셋 등의 응용 기기 별로 12가
지 종류를 정하고 있으며, 기기 제조업체는
이 프로파일에 따라 소프트웨어 스택을 구
성하면, 타사 기기와 상호 접속할 수 있게
되는 것이다.
프로파일에서는 대응 기기간‘완벽한’
상호 접속성을 보장하기 위해 베이스밴드
처리 계층부터부터 애플리케이션 계층의
상위 사용자 인터페이스까지 자세하게 규
정하고 있다.
블루투스는 먼저 휴대폰 단말기, 노트북
PC, PDA, 헤드셋, 네트워크 액세스 포인
트 등과 같은 주변기기에 채택될 것으로 예
상된다.
초기 블루투스는 CPU, RAM, 플래시 메
모리, 베이스밴드, 무선 송수신 등 5개의 부
분으로 구성됐지만, 현재는 플래시 메모리
와 메모리, CPU, 베이스밴드가 통합된 링
크 컨트롤러와 무선 송수신부의 두 개로 단
순화되고 있으며, 조만간 하나의 칩으로 단
일화된 솔루션이 선보일 것으로 예상된다.
자체 CPU를 갖고 있는 애플리케이션은
vCard/vCal
OBEX
WAE
WAP
UDP
IP
PPP
RFCOMM
AT 명령 TCS BIN SDP
L3CAP
LMP
베이스밴드
블루투스 Radio
음성
TCP | |