블루투스, BT, Bluetooth

블루투스는 2.4 GHz ISM 대역을 사용하며 1 MHz 간격의 79개 채널로 구성된 구조를 가지고 있다. 이 중 블루투스 클래식은 2.402 GHz ~ 2.480 GHz 범위에서 동작하고, 각 채널은 GFSK 변조로 신호를 전송한다. 기본 데이터율은 약 1 Mbps이고, 이후 블루투스 2.0의 EDUR 모드에서 π/4-회전 DQPSK 및 8-DPSK 같은 고속 변조를 통해 최대 2 Mbps~3 Mbps의 속도를 달성했다. 블루투스 3.0은 필요 시 Wi‑Fi 기술을 활용해 최대 24 Mbps까지 속도를 높일 수 있었다. 반면 BLE는 저전력에 초점을 맞춰 1 Mbps GFSK를 채택해 전력 소비를 크게 줄였고, 이는 소형 기기에서의 장시간 사용에 유리하다.

블루투스 RF 송신 출력은 기기 등급에 따라 달라지며, 일반적으로 Class 2는 약 +4 dBm으로 약 10 m 내외, Class 1은 약 +20 dBm으로 약 100 m, Class 3은 0 dBm으로 약 1 m의 근거리에서 사용된다. 안테나는 수 센티미터 규모의 소형 형태로도 동작 가능하며 칩 안테나나 인쇄형 안테나 등으로 기기에 내장된다. 2.4 GHz 대역의 파장이 짧아 λ/4 공진이 가능하고 전방위성을 갖추도록 설계되어 근거리에서 모든 방향으로 균일한 통신을 지원한다.

FHSS 방식은 시간 슬롯마다 채널이 빠르게 전환되는 구조로, 625 µs 슬롯 동안 사용된 채널이 빨리 바뀌어 79개 채널을 균등하게 활용한다. 하나의 기기나 피코넷 내 기기들은 마스터의 고유 주소와 클럭으로 생성된 호핑 시퀀스를 따르며, 피코넷 내 슬레이브 역시 같은 타이밍으로 채널 전환을 공유한다. 이로 인해 외부 간섭이 있더라도 채널 점유 시간을 최소화하고 다른 주파수 대역 기기와의 충돌 확률을 낮춘다. 같은 공간에 여러 피코넷이 존재하더라도 동일 슬롯에서 같은 채널을 사용할 확률은 1/79로 낮다.

또한 다른 주파수 대역 장치의 간섭에도 비교적 강인한 편인데, 채널 폭이 좁고 한 채널에 머무는 시간이 짧아 간섭의 영향이 크게 감소한다. 초기 버전은 간섭이 잦았으나, Bluetooth 1.2에서 도입된 적응형 주파수 호핑(AFH)으로 간섭 채널을 불량 채널로 표기하고 호핑 시퀀스에서 제외한다. 마스터가 주기적으로 불량 채널 상태를 재검사하고, 슬레이브가 간섭 정보를 보고하면 전체 피코넷의 채널 품질이 함께 개선된다. FCC 규정상 최소 15개 채널이 필요해 남겨 두며, 간섭이 심한 주파수를 피해 통신 안정성을 높인다. AFH로 인해 블루투스는 주변 Wi‑Fi, ZigBee 등과의 공존 성능이 향상되고, 간헐적 간섭이 발생해도 짧은 시간 충돌 후 곧장 채널을 이동해 전체 통신에 미치는 영향이 미미하다.