Utviklingen av Bluetooth startet i 1989, og har på 25 år utviklet seg til en teknologi som finnes i milliarder av enheter. (Bilde: Colourbox)
Bluetooth-hodesett kom i stor etterspørsel etter at man fikk problemer med mobilprating i bilen. (Bilde: Ericsson, Åke)

HVORDAN VIRKER: BLUETOOTH

I 1994 var teknologien tiltenkt enkle hodesett. Nå skal den gjøre verden smartere

BLUETOOTH SMART

Bluetooth (BT) var primært tiltenkt trådløs overføring av lyd, og ble utviklet på starten­ av 1990-tallet av Ericsson. BT har senere utviklet seg til å bli en «trådløs kabel­» både pc-er, smarttelefoner, biler og nettbrett har utnyttet. Det antas at 
50 milliarder dingser vil være koblet til nettet i 2020, og at flertallet av disse vil være koblet til via BT Smart – en viktig teknologi for Internet of Things.

TIDSLINJE

I 1989 startet forskningen på BT, og i 1994 var den første versjone­n av BT klar med trådløs­ forbindelse mellom håndfri­settet og mobilen.

I 1998 ble foreningen BT SIG etablert for å vidreutvikle teknologien. I 1999 kom den første utgaven av BT med kommunikasjons­hastighet på 1 Mbit/s og en rekkevidde på 10 meter.

I 2000 kom den første mobilen med BT versjon 1.0 innebygget­ og håndfrisett. I 2002 ble det lansert 500 produkte­r med støttet for BT, bl.a. tastatur og mus.

I 2004 kom BT versjon 2.0 med EDR som tredoblet hastigheten­ til 3 Mbit/s. I 2007 kom BT versjon­ 2.1 som bedret sikkerhete­n på forbindelsene.

I 2009 kom BT versjon 3.0 med HS som ga en hastighet på opptil­ 24 Mbit/s og en mekanisme­ som bruker BT til 
å koble opp til wifi.

I 2011 kom BT versjon 4.0 med støtte for LE, BT Smart, som tillot­ ekstrem­t lavt energi­forbruk ved oppkobling, og som skal gi mulighet­ til oppkobling mot smarte hjem, smarte biler og andre smarte dingser.

Den gamle danske vikingkongen Harald Blåtann hadde nok blitt stolt av at navnet hans prydet en viktig radioteknologi brukt i milliarder av enheter. Mobiler, nettbrett, PC-er, høyttalere, smartklokker og et utall andre dingser har Bluetooth innebygget.

Oppfinnerne i Ericsson mente at kong Harald Blåtann var en stor diplomat, han samlet Danmark til et rike og fikk fiender til å snakke sammen. Det var Ericssons mål også. Å samle trådløs kortholdskommunikasjon til ett rike.

I utgangspunktet ville de skape en trådløs variant av datakabelstandarden RS-232 og få ulike dingser til å snakke samme språk over radio.

På 90-tallet var Ericsson en stor produsent av mobiltelefoner. De ønsket å gjøre forbindelsen mellom håndfrisettet og mobilen trådløs, men de så at en universell kortdistanse radioforbindelse kunne bli til mye mer. Det fikk de særdeles rett i.

Forskningen som skulle bli til Bluetooth begynte allerede i 1989. I 1994 var den første versjonen klar.

Bluetooth-industrien i Norge: Ny norsk superbrikke: – Vi i Norge kan ligge foran når vi vil

Industrisamarbeid

Allerede fra starten samlet Ericsson en gruppe bedrifter som hadde interesse i kortholdsradio.

De så at det neppe ville bli noe fart i sakene om de var alene om dette.

Litt flaks med timingen hadde de også: Mobilbruk i bil ble ansett som en stor trafikkrisiko og det ble forbudt å snakke direkte i håndsettet i svært mange land. Det gjorde at markedet tok av. Bilprodusentene bygde inn teknologien og gjorde bilen til et stort håndfrisett.

I 1998 ble Bluetooth - Special Interest Group(SIG) etablert av Ericsson som hadde fått med seg Intel, Nokia, Toshiba og IBM. Allerede ved årsskiftet samme år hadde foreningen 400 medlemmer. I dag har den nesten 25 000.

Ikke noe enkelt selskap eier Bluetooth. Medlemmene jobber sammen i Bluetooth SIG for å videreutvikle Bluetooth-teknologien.

Les også: Én PC kan erstatte hele kontrollrommet for TV2

Lisensfritt

Bluetooth-standarden, som opererer i det lisensfrie båndet mellom 2,4 og 2,485 GHz 1.0 kom i 1999. Den første utgaven av Bluetooth hadde en kommunikasjonshastighet på 1 Mbit/s, såkalt basic rate, og en rekkevidde på 10 meter.

I 2000 kom den første mobilen med teknologien innebygget og det første håndfrisettet. I de neste par årene tok det av og en lang rekke produkter fra mange produsenter kastet seg over teknologien. Allerede i 2002 var det lansert 500 produkter med Bluetooth.

Les også: 10 triks for bedre wifi hjemme

Rask standardutvikling

Etter lanseringen er det kommet en rekke utgaver av standarden. De har rettet opp feil og lagt til ny funksjonalitet.

I 2004 kom versjon 2 av standarden og med den gikk dataraten kraftig opp. Enhanced Data Rate(EDR) tredoblet hastigheten til 3 Mbit/s, i det minste teoretisk. Versjon 2.1, som kom i 2007, bidro til mye bedre sikkerhet slik at ikke alle kunne koble seg til en forbindelse.

I 2004 kom versjon 2 av standarden og med den gikk dataraten kraftig opp. Enhanced Data Rate(EDR) tredoblet hastigheten til 3 Mbit/s, i det minste teoretisk. Versjon 2.1, som kom i 2007, bidro til mye bedre sikkerhet slik at ikke alle kunne koble seg til en forbindelse.Bluetooth-hodesett kom i stor etterspørsel etter at man fikk problemer med mobilprating i bilen. Ericsson, Åke

To år etter ble versjon 3.0 lansert for å få høyere fart. HS – High Speed er en mekanisme som bruker Bluetooth til å koble opp wifi, ikke ulikt hvordan vi bruker NFC til å koble opp Bluetooth i dag. Det ga en hastighet på opptil 24 Mbit/s, men som vi har sett så mange ganger før, det ble aldri «noe fart i sakene». Standarden ble ikke brukt.

En viktigere hendelse i 2009 var at neste utgave ble varslet. Versjon 4.0 skulle ha et tillegg som tillot enheter med ekstremt lavt energiforbruk å koble seg til.

Les også: Nå har Google satt opp sin egen butikk

Åpnet for IoT

Versjon 4.0 av Bluetooth var et stort sprang fremover. Først og fremst på grunn av støtten til Bluetooth LE- Low Energy, eller Bluetooth Smart som det nå offisielt heter. Smart indikerer at her er det mulig å koble seg til alle slags sensorer som trengs i fremtidens smarte hjem, smarte biler og alt annet som vil bli smart. Plutselig øker nedslagsfeltet til standarden enormt.

Når Cisco antar at det vil være 50 milliarder dingser koblet til nettet i 2020, vil nok flertallet av disse være koblet til via Bluetooth Smart.

En viktig mekanisme i BT Smart er at det er enkelt å utvikle kode til standarden og at radioene bruker svært lite strøm. De kommuniserer i korte bitserier, men sjelden. Ned mot noen millisekunder per sekund. Sender og mottaker kan avtale når de sender og mottar og så skru seg av i mellomtiden og spare svært mye strøm.

På den måten kan en sensor med et knappcelle-batteri vare i et år eller mer. BT Smart har også større rekkevidde og kan nå 100 meter der det er fri sikt.

I versjon fire kan man med utgangspunkt i basis-spesifikasjonen ha ulike andre spesifikasjoner til spesialutstyr. F. eks. sending av puls, glykose eller andre medisinske data fra spesielle sensorer.

I fremtidige versjoner av Bluetooth vil lavenergiegenskapene bli ytterligere forbedret. Målet er å senke strømforbruket og forlenge rekkevidden. Det vil gjøre det mulig å rekke frem til sensorer man ikke kan kommunisere med i dag uten et mer omfattende nettverk. Fremtidens Bluetooth vil også kunne kommunisere mere data i lavenergimodus. Kanskje til og med lyd.

Les også: Slik ble datahacking fremstilt i 80-tallsfilmer

Lydformidler

Helt fra starten har Bluetooth vært tiltenkt lyd. I starten var det tale fra mobiltelefonen man tenkte på, men etter hvert som mobiltelefonen konkurrerte ut mp3-spilleren, var det viktig å overføre lyd med høy kvalitet. For å snakke med andre dingser må begge støtte Advanced Audio Distribution Profile, eller A2DP, som er en av Bluetooths mange profiler. A2DP har en tilgjengelig bitrate på 721 kbit/s, men det er brutto, og mye går til feilkorrigering og annet slik at det som kan brukes til lyd er 372 kbit/s, men i praksis mindre.

I Bluetooth er det mulig å støtte mange lydkodeker, men alle enheter har en minimumstøtte for lydkodeken SBC - SubBand Codec. Er det snakk om å strømme lyd fra en mobiltelefon, er ikke kodeken noe problem. Den kan lastes ned og kjøres i programvare.

A2DP gir støtte for de fleste vanlige lydkodeker utover SBC som mp3, AAC, eller andre. Lyden strømmes fra enheten, som mobilen, til en høyttaler, bilens stereoanlegg eller hodetelefoner. En annen profil, AVRCP, brukes som en slags fjernkontroll til lyden.

Bluetooth tillater også at det brukes proprietære kodeker. På lydsiden er apt-X blitt populær og tilbyr litt bedre lydkvalitet i overføringen.

Les også: Her er whiskyflaska som kan fortelle deg om den har vært åpnet

Robust

En viktig egenskap for Bluetooth helt fra starten var at det skulle være en veldig robust teknologi. En «trådløs kabel» måtte ikke ha kommunikasjonsproblemer. Derfor valgte man å benytte frekvenshopping og spredt spektrum.

Det siste er en teknikk for å spre signalet over et stort frekvensområde for å gjøre det robust i forhold til interferens fra andre radiokilder. Det kan trengs for det lisensfrie frekvensområdet brukes av mange, inklusive wifi. Frekvenshopping betyr at signalet hopper raskt mellom ulike frekvenser og gjør det mulig å ha flere enheter på det samme sambandet.

En full duplex forbindelse skifter frekvensområde opptil 1600 ganger i sekundet. Med Bluetooth kan syv enheter være koblet opp samtidig. Begge teknologiene gjør det vanskelig å avlytte sendingene, i tillegg til at de er kryptert.

Les også: Denne datamaskinen er mindre enn sin egen strømforsyning

Norsk dominans

Bluetooth Smart ble et lykketreff for norsk industri.

Norge har lenge vært ledende på å få små radiobrikker til å bruke svært lite strøm og BT Smart passet perfekt.

I dag har trolig Nordic Semiconductor langt over halvparten av verdensmarkedet for de ørsmå radiobrikkene som bygges inn i sensorene og enhetene innenfor sport- og aktivitetsmonitorering.

I tillegg utvikler Texas Instruments sine Bluetooth Smart i Forskningsparken i Gaustadbekkdalen i Oslo.

Hovedkilde: Teknologidirektør i Nordic Semiconductor, Svein-Egil Nielsen

Les også:

TEST: Tre trådløse høyttalere med Spotify Connect

Ericsson: Slik skal 5G endre verden

Telenors nye supersatellitt skal levere 9 Gbit/sek