De laatste vijftig jaar zijn er enorm veel ontwikkelingen geweest op computergebied. Ik ga je aan de hand van een serie artikelen meenemen door die periode vol ontwikkelingen, vreemde uitvindingen, verdwenen merken en nog veel meer. Vandaag in deel 44 van De geschiedenis van Bluetooth: van kabelwarboel tot onzichtbare lijm tussen apparaten.
Als je nu een draadloze koptelefoon koppelt, een muis gebruikt zonder kabel of in de auto automatisch je telefoon hoort overgaan, voelt dat allemaal vanzelfsprekend. Je zet Bluetooth aan, er verschijnt een lijstje apparaten, je klikt, klaar. Geen kabels, geen poorten, geen gedoe. Maar achter dat blauwe icoontje schuilt een verrassend lang en doelgericht traject: een zoektocht naar een universele, goedkope en energiezuinige manier om apparaten op korte afstand met elkaar te laten praten.
Die zoektocht begint midden jaren negentig, bij Ericsson in Zweden. Daar werkt een Nederlandse ingenieur, Jaap Haartsen, aan iets wat in eerste instantie niet meer is dan een “short link radio”: een korte afstandsradioverbinding om kabels tussen mobiele telefoons en randapparatuur overbodig te maken. Dat idee groeit in een paar jaar tijd uit tot een wereldwijde standaard, gedragen door vrijwel alle grote namen in de elektronica. En ergens onderweg krijgt het project een naam die rechtstreeks uit de Vikinggeschiedenis lijkt te komen: Bluetooth.
In dit artikel lopen we de weg af van die eerste experimenten bij Ericsson tot de moderne Bluetooth versies die onze koptelefoons, auto’s, horloges, sensoren en laptops met elkaar verbinden. Met onderweg aandacht voor de techniek, de kinderziektes, de marketing en de manier waarop Bluetooth een onzichtbare, maar cruciale rol in het dagelijks leven is gaan spelen.
De geboorte van een korte afstandsradio
De geschiedenis van Bluetooth begint in 1994. Ericsson zoekt een manier om mobiele telefoons draadloos te laten communiceren met andere apparaten: pc kaarten, headsets, desktoptelefoons, noem maar op. Kabels zijn onhandig, breekbaar en beperken de bewegingsvrijheid. Wat als je een goedkope radioverbinding kunt maken die op korte afstand spraak en data kan versturen, zonder dat je daar een zendmachtiging voor nodig hebt?
De opdracht komt terecht bij een klein team in Zweden, met onder anderen de Nederlander Jaap Haartsen. Hij werkt aan een systeem dat in de vrij te gebruiken 2,4 GHz band opereert, hetzelfde frequentiegebied waar later ook wifi, babyfoons en draadloze telefoons gebruik van maken. Het idee is simpel: een robuuste, goedkope radioverbinding voor korte afstanden, die weinig energie verbruikt en in allerlei apparaten ingebouwd kan worden.
In deze fase heet het nog geen Bluetooth. Intern spreekt men over een short link radio. Pas later, als duidelijk wordt dat dit niet alleen een Ericsson project blijft maar een industriebrede standaard moet worden, komt er een naam en een organisatie om het geheel te dragen.
Harald Blauwtand en een naam met een verhaal
De naam Bluetooth is een van de meest opvallende aspecten van de technologie. Hij verwijst naar Harald I van Denemarken, ook wel Harald Blauwtand of Harald Bluetooth genoemd, een koning uit de tiende eeuw die bekendstaat om het verenigen van verschillende Scandinavische stammen en het introduceren van het christendom in Scandinavië.
Die symboliek is geen toeval. De technologie die bij Ericsson ontstaat, moet verschillende apparaten en fabrikanten “verenigen” in één gemeenschappelijke draadloze taal. Volgens een veel aangehaalde anekdote komt de naam uit de koker van Jim Kardach van Intel, die tijdens de samenwerking aan de eerste standaard een boek over Vikinggeschiedenis las en de parallel zag tussen Harald Bluetooth en de rol die de nieuwe radioverbinding moest spelen.
Het logo versterkt die verwijzing nog eens: het is een combinatie van de runen voor de letters H en B, de initialen van Harald Blåtand. Zo krijgt een puur technische standaard ineens een historisch en bijna mythisch sausje, dat helpt bij de herkenbaarheid en marketing.
De Bluetooth SIG: van Ericsson project naar wereldwijde standaard
In 1998 wordt een cruciale stap gezet: de oprichting van de Bluetooth Special Interest Group (SIG). Ericsson beseft dat de technologie alleen een succes kan worden als andere grote spelers in de industrie meedoen. De SIG wordt opgezet als een samenwerkingsverband waarin bedrijven als Ericsson, IBM, Intel, Nokia en Toshiba vanaf het begin een rol spelen. Al snel sluiten ook andere namen aan, waaronder Apple, Microsoft, Motorola en talloze hardware en softwareleveranciers.
Belangrijk is dat Bluetooth als open standaard wordt gepositioneerd. De specificaties zijn publiek, de technologie moet royalty vrij te implementeren zijn en de bedoeling is dat zoveel mogelijk apparaten ermee uitgerust worden. Dat is een bewuste keuze: hoe meer apparaten Bluetooth ondersteunen, hoe groter de kans dat het de de facto standaard wordt voor korte afstandsdraadloos.
De SIG speelt ook een rol in het oplossen van praktische problemen, zoals het kiezen van een frequentieband die wereldwijd bruikbaar is. De 2,4 GHz band is in principe vrij, maar in sommige landen, zoals Frankrijk, is die band deels in gebruik voor militaire toepassingen. Rond 2001 wordt dat opgelost en is de band ook daar beschikbaar voor Bluetooth.
De eerste versie: kinderziektes en ambities
De eerste officiële Bluetooth-specificatie, versie 1.0, verschijnt eind jaren negentig. Op papier biedt Bluetooth precies wat de industrie zoekt: een goedkope, energiezuinige radioverbinding voor korte afstanden, geschikt voor zowel spraak als data. In de praktijk blijkt de eerste generatie echter nog flink wat kinderziektes te hebben. Apparaten van verschillende fabrikanten werken niet altijd vlekkeloos samen, de implementaties zijn soms onvolledig en de verbinding kan storingsgevoelig zijn.
Toch verschijnen er al snel de eerste producten: draadloze headsets voor mobiele telefoons, adapters om pc’s en laptops met telefoons te koppelen, en later ook muizen en toetsenborden. Het idee van “kabels weg” spreekt tot de verbeelding, maar de gebruikerservaring is nog niet altijd wat men ervan hoopt. Pairing is soms lastig, verbindingen vallen weg en de snelheid is beperkt.
Met Bluetooth 1.1 en 1.2 worden veel van die problemen aangepakt. De standaard wordt stabieler, interoperabiliteit verbetert en er komen meer profielen bij: gestandaardiseerde manieren waarop apparaten bepaalde functies aanbieden, zoals audio, seriële communicatie of bestandsuitwisseling. Daarmee wordt Bluetooth langzaam maar zeker volwassen.
Bluetooth in het dagelijks leven: van headset tot auto
In de jaren nul begint Bluetooth echt zichtbaar te worden in het dagelijks leven. De eerste generatie Bluetooth headsets maakt het mogelijk om handsfree te bellen zonder kabel. In auto’s verschijnen systemen waarmee je je telefoon draadloos kunt koppelen aan de carkit. Laptops en later ook vrijwel alle smartphones krijgen standaard een Bluetooth radio aan boord.
Langzaam ontstaat er een ecosysteem van apparaten die allemaal op dezelfde manier met elkaar kunnen praten. Je kunt een foto van je telefoon naar je laptop sturen, een draadloze muis gebruiken, een toetsenbord koppelen aan een tablet en een speaker verbinden met je smartphone. Voor veel gebruikers is Bluetooth in deze fase vooral “dat ding waarmee je je headset koppelt”, maar onder de motorkap groeit het aantal toepassingen gestaag.
Belangrijk is dat Bluetooth bewust is ontworpen voor korte afstanden en relatief lage datasnelheden. Het is geen vervanger voor wifi, maar een aanvulling: waar wifi bedoeld is voor snelle netwerktoegang en internet, richt Bluetooth zich op accessoires en point to pointverbindingen. Die rolverdeling blijft tot op de dag van vandaag bestaan.
Versies, snelheden en energieverbruik: de evolutie van Bluetooth
Na de eerste generaties blijft Bluetooth zich ontwikkelen. Nieuwe versies verhogen de snelheid, verbeteren de betrouwbaarheid en voegen nieuwe mogelijkheden toe. Bluetooth 2.0 introduceert bijvoorbeeld Enhanced Data Rate (EDR), waardoor hogere datasnelheden mogelijk worden voor toepassingen als stereo audio. Latere versies verbeteren onder meer de foutcorrectie, de beveiliging en de manier waarop apparaten elkaar vinden en koppelen.
Een grote sprong komt met Bluetooth 4.0, waarin Bluetooth Low Energy (BLE) wordt geïntroduceerd. BLE is specifiek ontworpen voor apparaten die heel weinig energie mogen verbruiken: sensoren, fitnesstrackers, slimme horloges, beacons. In plaats van continu een verbinding open te houden, kan een BLE apparaat heel kort “wakker worden”, een klein beetje data versturen en weer in slaap vallen. Dat maakt batterijtijden van maanden of zelfs jaren mogelijk op een knoopcel.
Met BLE verschuift Bluetooth van “kabelvervanger voor randapparatuur” naar “fundament voor het internet der dingen op korte afstand”. Temperatuursensoren, deursloten, lampen, hartslagmeters, tags aan sleutels of bagage: allemaal kunnen ze via Bluetooth Low Energy met een telefoon, hub of ander apparaat praten.
Hoe werkt Bluetooth onder de motorkap?
Bluetooth gebruikt de 2,4 GHz band, een vrij te gebruiken frequentiegebied waar ook wifi, babyfoons en magnetrons actief zijn. Om storingen te beperken, maakt Bluetooth gebruik van frequency hopping: de verbinding springt vele keren per seconde tussen verschillende kanalen binnen de band. Als er op één kanaal storing is, is dat maar heel kort en kan de verbinding op andere kanalen doorgaan.
Apparaten organiseren zich in kleine netwerken, piconets genoemd. Eén apparaat fungeert als “master”, de andere als “slaves”. Binnen zo’n piconet kunnen maximaal acht actieve apparaten tegelijk meedoen, terwijl er in totaal veel meer apparaten “geparkeerd” kunnen zijn die tijdelijk geen actieve rol hebben. Meerdere piconets kunnen naast elkaar bestaan en samen een scatternet vormen.
Het bereik hangt af van het zendvermogen en de klasse van het apparaat. Voor veel consumentenapparaten ligt het bereik tussen de 1 en 10 meter, maar met hogere vermogens zijn afstanden tot ongeveer 100 meter haalbaar. Omdat het radiosignaal door muren en andere niet metalen obstakels heen kan, is een zichtverbinding niet nodig.
Op protocolniveau werkt Bluetooth met profielen: gestandaardiseerde sets van functies voor specifieke toepassingen, zoals audio (A2DP), seriële communicatie (SPP), toetsenbord/muis (HID) of hartslagmeters (Heart Rate Profile). Dankzij die profielen kan een headset van merk A probleemloos samenwerken met een telefoon van merk B, zolang beide dezelfde profielen ondersteunen.
Samenleven met wifi: interferentie
Omdat zowel Bluetooth als wifi de 2,4 GHz band gebruiken, ligt interferentie op de loer. In de praktijk betekent dat: een drukke ether, waarin meerdere wifi netwerken, Bluetooth apparaten en andere zenders elkaar kunnen storen. Zeker in de beginjaren, toen zowel Bluetooth als wifi nog relatief “luidruchtig” waren, kon dat tot problemen leiden.
Fabrikanten hebben in de loop der jaren veel werk gestoken in co existence mechanismen. Moderne chips combineren vaak Bluetooth en wifi in één pakket en stemmen intern af hoe en wanneer er wordt uitgezonden. Slimme kanaalkeuze, tijdsloten en verbeterde modulatie zorgen ervoor dat beide technologieën redelijk vreedzaam naast elkaar kunnen bestaan. Voor de gebruiker is dat meestal onzichtbaar: je streamt muziek via Bluetooth terwijl je via wifi op internet zit, en het werkt gewoon.
Interessant is dat Bluetooth en wifi ondanks de gedeelde frequentieband en overlappende tijdlijn niet uit elkaar zijn voortgekomen. Ze zijn ontworpen met verschillende doelen: Bluetooth als korte afstandskabelvervanger, wifi als draadloze opvolger van ethernet. Hun ontwikkeling loopt parallel, maar wordt vooral beïnvloed door dezelfde technologische trends: miniaturisatie, energiezuinige elektronica en de explosie van mobiele apparaten.
Van niche naar onzichtbare infrastructuur
Waar Bluetooth in de beginjaren vooral bekendstaat als technologie voor headsets en misschien een draadloze muis, is het inmiddels uitgegroeid tot een onzichtbare infrastructuurlaag in het dagelijks leven. In auto’s zorgt Bluetooth voor handsfree bellen en muziekstreaming. In huizen verbinden slimme lampen, deursloten en sensoren zich via Bluetooth met een hub of direct met een smartphone. Fitnesstrackers en smartwatches sturen hartslag, stappen en notificaties naar je telefoon. In winkels en musea hangen beacons die via Bluetooth Low Energy informatie kunnen doorgeven aan passerende smartphones.
Veel van die toepassingen merk je nauwelijks bewust op. Je zet een apparaat aan, het koppelt eenmalig, en daarna “doet het het gewoon”. Dat is misschien wel het grootste compliment dat je een technologie als Bluetooth kunt geven: hij is zo ingeburgerd dat je er niet meer bij stilstaat dat er een vrij complexe radio en protocolstack achter schuilgaat.
De Nederlandse voetnoot in een wereldstandaard
Voor ons in Nederland heeft de geschiedenis van Bluetooth nog een extra interessant detail: de kern van de technologie is ontwikkeld door een Nederlandse ingenieur, Jaap Haartsen, die bij Ericsson in Zweden werkte. In Emmen, aan de Nieuw Amsterdamsestraat, werd in de jaren negentig gewerkt aan de eerste versies van de short link radio die later Bluetooth zou worden.
Dat een idee uit een relatief klein team in een uithoek van Europa uitgroeit tot een wereldwijde standaard die in miljarden apparaten zit, laat goed zien hoe sterk de combinatie van een technisch goed concept, een open standaard en brede industriële samenwerking kan zijn.
Slot: de lijm tussen apparaten
Bluetooth begon als een oplossing voor een heel concreet probleem: hoe raak je verlost van al die kabels tussen telefoon en randapparatuur? In de loop van drie decennia is het uitgegroeid tot een universele lijm tussen apparaten, van koptelefoons en auto’s tot sensoren en horloges. De technologie heeft kinderziektes overwonnen, zich aangepast aan nieuwe eisen (zoals extreem laag energieverbruik) en een plek veroverd naast andere draadloze standaarden zoals wifi.
Waar wifi vooral gaat over toegang tot het netwerk en internet, gaat Bluetooth over de directe relatie tussen apparaten: de korte lijntjes, letterlijk en figuurlijk. En juist die korte lijntjes maken veel van wat we nu vanzelfsprekend vinden mogelijk. De volgende keer dat je telefoon automatisch verbinding maakt met je auto, je horloge of je koptelefoon, kun je in gedachten even terug naar 1994, naar een Nederlands Zweeds team dat een “short link radio” ontwierp. De rest is, letterlijk, geschiedenis.
Meer artikelen in de serie De geschiedenis van vind je hier
Over de auteur
Marco Mekenkamp is eindredacteur van PC-Active. Dit 108 pagina's tellende magazine verschijnt elke twee maanden en is te koop in de winkel. Leden van HCC krijgen PC-Active zes keer per jaar thuisgestuurd als onderdeel van het HCC-lidmaatschap.
