Bluetooth
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Bluetooth（ブルートゥース）は東芝、エリクソン、インテル、IBM、ノキアが中心となり提唱されている無線通信の規格およびその技術である。
携帯電話・PHS、スマートフォン・PDAやPC等の携帯端末において無線通信を行う。IEEEでの規格名は、IEEE 802.15.1。
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[編集] 概要
- 基本事項
- Bluetoothは2.4GHzの周波数帯を用いて、半径10～100メートル程度の、Bluetooth搭載機器と最大3Mbps（EDR使用時）で無線通信を行うことができる。機器間に障害物があっても通信が可能である。モバイル通信における通信端末のコストダウンを目的としている。
- 当初、赤外線短距離通信のIrDAの完全置き換えという誤った認識で普及が試みられたが、使いにくさが強調され普及の妨げとなった。しかし現在では異なる分野での利便性が認識され、それぞれの得意分野で普及が進んでいる。
- Bluetoothは、自分の電子機器をつなぎっぱなしで使う用途に適しており、IrDAはほかの機器と通信したいときに、平易にデータ交換が可能である。双方の方式がお互いの苦手分野を補完している。
- 名称の由来
- 名称は、スウェーデンのエリクソン社の技術者がつけたものである。初めてノルウェーとデンマークを無血統合したヴァイキング人のデンマーク王、ハラルド・ブロタン（Harald Blaatand）に由来している。Blatandを英語の音に写したものが Bluetoothである。「乱立する無線通信規格を統合したい」という願いが込められている。
- 遅延
- Bluetoothヘッドセットなどは、実際のスピーカーと比べて遅れて聞こえるなど、0.2秒程度の遅延が発生する。このため、電話用途では問題ないものの、映画・アニメなどでは「口の動きとあっていない」のが気になったり、ゲーム用途などでは「反応が遅れる」などのデメリットが出てくる （最近の機種では同期を取っているため、知覚できるほどの遅延は改善されているが、技術的にみて遅延は存在する）。なお、Bluetoothゲームコントローラー等では、遅延はほとんど問題ないレベルとなっており、現在ではWiiやプレイステーション3といったゲーム機の標準コントローラにBluetoothが採用されている。
[編集] 開発経歴
- 1994年 - エリクソン社内のプロジェクトとして開発開始
- 1998年 - 上記5社でBluetooth SIGを設立。同時にBluetoothという名称を発表
- 1999年7月26日 - Bluetooth仕様書バージョン1.0が発表される
- 2003年頃 - 日本でBluetoothが普及し始める
- 2003年11月 - 仕様書バージョン1.2をリリース
- 2004年11月 - 仕様書バージョン2.0 + EDR をリリース
- 2007年3月28日 - 仕様書バージョン2.1 + EDR をリリース
[編集] バージョン
Bluetooth規格には以下のバージョンがある。
- 1.0b
- 最初のバージョン。
- 1.0b+CE (Critical Errata)
- 1.0bに修正を加えたもの。現在ではごく古い機器でまれに見かける程度。
- 1.1
- 規格が安定し本格的な普及期を迎えたバージョン。多数の搭載機器が発売された。
- 1.2
- 2.4GHz無線LAN(IEEE 802.11/b/g)との干渉対策を盛り込んだバージョン。比較的新しい機器に搭載されている。
- 2.0
- 高速化機能EDR(Enhanced Data Rate)を盛り込んだバージョン。EDRに非対応の2.0機器と対応の2.0+EDR機器が混在している。
- 2.1
- ペアリングが簡略化され、近距離無線通信のNFC(Near Field Communication)に対応。マウスやキーボードのバッテリー寿命を最大で5倍延長できる「Sniff Subrating」機能を搭載した。
1.0b～1.1ではバージョン間の非互換性が問題視されていたが、1.1以降はそのような問題もほぼなくなり、順調に推移している。 将来的には超広帯域無線を利用したワイヤレスUSBとの統合も検討されている。
| バージョン | 非対称型通信時 | 対称型通信時 |
|---|---|---|
| 1.x | 下り723.2kbps/上り57.6kbps | 432.6kbps |
| 2.x | 下り723.2kbps/上り57.6kbps | 432.6kbps |
| 2.x+EDR | 下り2178.1kbps/上り177.1kbps | 1306.9kbps |
[編集] プロファイル
Bluetoothはその特性上、様々なデバイスでの通信に使用される為、機器の種類ごとに策定されたプロトコルがあり、これをプロファイル (Profile) と呼び標準化している。 通信しようとする機器同士が同じプロファイルを持っている場合に限り、そのプロファイルの機能を利用した通信をおこなうことができる。 代表的なものに以下のプロファイルがあり、Bluetooth対応機種であっても利用する機器の双方が適切なプロファイルに対応している必要がある。
- GAP（Generic Access Profile）
- 機器の接続/認証/暗号化を行うためのプロファイル
- SDAP（Service Discovery Application Profile）
- 他のBluetooth機器が提供する機能を調べるためのプロファイル
- SPP（Serial Port Profile）
- Bluetooth機器を仮想シリアルポート化するためのプロファイル
- DUN（Dial-up Networking Profile）
- 携帯電話・PHSを介してインターネットにダイヤルアップ接続するためのプロファイル
- FTP（File Transfer Profile）
- パソコン同士でデータ転送を行うためのプロファイル（TCP/IPのFTPとは無関係）
- HID（Human Interface Device Profile）
- マウスやキーボードなどの入力装置を無線化するためのプロファイル
- HCRP（Hardcopy Cable Replacement Profile）
- プリンタへの出力を無線化するためのプロファイル
- BPP (Basic Print Profile)
- プリンタへ転送・印刷するためのプロファイル
- OPP（Object Push Profile）
- 名刺交換（データ）などを行うためのプロファイル
- SYNC（Synchronization Profile）
- 携帯電話・PHSやPDAと、PCとの間で、スケジュール帳や電話帳のデータ転送を行い、自動的にアップデートするためのプロファイル
- LAP（LAN Access Profile）
- Bluetoothを利用して無線LANを構築するためのプロファイル
- FAX（FAX Profile）
- パソコンからFAXを送信するためのプロファイル
- HSP（Headset Profile）
- Bluetooth搭載ヘッドセットと通信するためのプロファイル、モノラル音声の受信だけではなく、マイクで双方向通信する
- HFP (Hands-Free Profile)
- 車内やヘッドセットでハンズフリー通話を実現するためのプロファイル、HSPの機能に加え、通信の発信・着信機能を持つ
- BIP (Basic Imaging Profile)
- 静止画像を転送するためのプロファイル
- PAN (Personal Area Network Profile)
- 小規模ネットワークを実現するためのプロファイル
- A2DP (Advanced Audio Distribution Profile)
- 音声をレシーバー付きヘッドフォン（またはイヤホン）に伝送するためのプロファイル、HSP/HFPと異なり、ステレオ音声・高音質となる
- AVRCP (Audio/Video Remote Control Profile)
- AV機器のリモコン機能を実現するためのプロファイル
- PBAP (Phone Book Access Profile)
- 電話帳のデータを転送するためのプロファイル
- OBEX （Object Exchange）
- オブジェクト交換（OPP、BIP、FTP、SYNC）で用いる認証方式の一つ。データ転送プロファイルの一つで、実装しているとデータ送受信時にOBEX認証パスキーの入力を接続相手に要求する。
- ICP （Intercom Profile）
- 同一ネットワーク内にあるBluetooth搭載携帯電話同士を公衆電話網を介さずに直接、接続させるためのプロファイル。
このうちよく使われているものは、GAPやSDAPのような下位層のものを除くと、SPP/DUN/FTP/HID/OPP/HSP/HFP/A2DPなどである。実装されていてもほとんど使われていないものが多い。
同じプロファイルでもクライアント側とサーバ側の違いがあり、逆方向にも使えるとは限らない。DUNの場合を例にとると、本体になる側（PC・PDAなど）からモデムになる側（携帯電話・PHSなど）に対してBluetooth接続を要求する。つまり前者はクライアント (DUN-DT)、後者はサーバ (DUN-GW) であり、通常は片方の役割しか実装されていないため、役割を入れ替えて逆方向に使うことはできない。例えば、DUN-GWを実装しBluetoothモデムになれるスマートフォンがあったとして、これを本体として、DUN-GWを実装した他の携帯電話をモデムとしてダイヤルアップすることは通常できない。
プロファイルは、各機器がBluetoothを使って何ができるかを示したもので、機器同士の接続性が一目でわかるようになるものと期待された。しかし現実には、Bluetooth応用分野の拡大に伴って急激にプロファイルが増加したこともあり、以下のようなデメリットが目立つ。
- 同じような機能のプロファイルが乱立気味であり、利用可能な、あるいは目的に適したプロファイルがわかりにくい
- 対応プロファイルの少ない古い製品の陳腐化を助長し、しかもアップグレードが提供されないことが多いので買い替えを余儀なくされる
- 「同じBluetoothなのにプロファイルの有無のせいでつながらない」という印象を与えやすい
[編集] クラス
Bluetoothには、電波強度を規定したクラスという概念がある。各機器はいずれかのクラスに分類される。
| クラス | 電波強度 | 到達距離 |
|---|---|---|
| Class 1 | 100mW | 100m |
| Class 2 | 2.5mW | 10m |
| Class 3 | 1mW | 1m |
[編集] Bluetooth Driver Stack
Bluetooth Driver Stackとは、Bluetoothハードウエアを稼動させるドライバソフトウエアである。単にBluetoothスタックとも呼ばれ、Microsoft、Toshiba、BlueSoleilなどがある。
[編集] Microsoft
マイクロソフト社は、「Windows XP SP2,Windows XP x64,Windows Vistaでは、Bluetoothワイヤレステクノロジを標準サポートしている。」とし、他のOSにおいても、サードパーティ製のBluetoothドライバを利用できる可能性があるとしている。また、Windows OS標準のBluetoothプロファイルとして、HID v1.0,PANU,SPP,OPP,DUNを示している。[1]
[編集] 接続手順の実際
Bluetooth機器を最初に使用する際には、接続相手を特定するため、ペアリング（ボンディング、組み合わせ）と呼ばれる操作が必要になる。ここでは、その一般的な手順を示す。
- 一方の機器を「探索（発見）可能状態」に設定する。また、認証・暗号化の設定を双方であわせておく。
- 他方の機器から「探索（発見）」操作を行う。
- 探索可能状態にある周囲のBluetooth機器の一覧が提示されるので、その中から所望の接続相手を指定する。
- 双方に同一のパスキー（認証鍵のこと、PINともいう）を入力する。
- パスキー
- パスキーは、通常4～16桁程度の任意の数字で指定する。短いパスキーでは通信を傍受・解読されるおそれがあるので、ある程度長いほうがよい。パスキーを入力できないデバイス（マウス、ヘッドセットなど）では、パスキーが固定値であったり、パスキーの入力が不要であったりする。こうした機器の場合、通常デフォルトでは「0000」などの単純な羅列となっている。
- パスキーの交換が終われば、ペアリングが完了する。一度ペアリングを行った機器間では、次からは自動的あるいは半自動的に接続が確立され、パスキーの入力は不要である（相性によっては、毎回パスキー入力が必要となることもある）。
[編集] Bluetoothの利用法
Bluetoothはデータ通信を中心とし、様々な利用法が存在し実用化されている。以下にその一例を挙げる。
[編集] 携帯電話・PHS
携帯電話・PHSの高機能化に伴い、携帯電話等間もしくは携帯電話等対Bluetooth対応機器間のデータの受け渡しに使われるようになった。海外ではワイヤレスヘッドセットの利用が一般的で、ミドルレンジ以下の端末まで普及が進んでいる。しかしながら、2008年現在日本市場では、Bluetoothに対応した端末が増加傾向にあるものの、大きな普及には至っていない。ソフトバンクモバイル向けでは3G機種のほとんどがBluetooth対応の為か普及率が高い。一方他キャリアでは積極的に推すようなことはしていない。NTTドコモでは主にパナソニック モバイルコミュニケーションズ、auでは主に東芝が導入、後に「KCP+」対応機種に積極的に導入しているが、既存の「KCP+」非対応機に関しては導入に消極的である。
Bluetoothの活用について携帯電話キャリア側からの目につく提案は、ミュージックプレーヤーとしての「音楽ケータイ」とワイヤレスヘッドホンを結ぶ機能であるというかたちがほとんどで、ファイル転送や車内ハンズフリー通話(後述)などについてカタログで大きく取り扱われるようにはなっていない。一部携帯電話・PHS端末は対応のPC・PDAとBluetoooth接続することで無線モデムにすることができる。
[編集] ハンズフリー通話
日本において、2004年の道路交通法改正により、自動車の運転中に携帯電話・PHSを手に持って通話した場合の罰則が強化されたため、手に持たずに通話できるハンズフリー機能が注目されるようになった。
ハンズフリー・マイクロフォン機能としては、ヘッドセットやイヤホンマイクをイヤホンジャックに接続する安価なものが一般的であるが、事前に頭・耳にヘッドセット等を装備して、それと携帯電話等の間をコードで繋いだままでいなければならないなど煩雑であるため、無線により自動的にハンズフリー車載器（スピーカー・マイクは車内に装備）と接続してハンズフリー通話が出来るBluetoothハンズフリー機器の開発や製品の輸入ライセンス販売が活発化した。
なお、日本では両耳を塞ぐステレオタイプのヘッドセットを装着して運転することは禁じられているため、これを実現するには方耳のみのヘッドセットか、スピーカーの片方だけを装着するスタイルでのみ利用できる。
[編集] 無線モデム（インターネット接続）
パソコン・PDAから、DUN（Dial-up Networking Profile）機能を持つ携帯電話をモデムとして利用し、（パケット通信で）インターネットに接続することが出来る。ローミング可能な携帯電話の場合、日本・海外問わずインターネット接続が可能である。たいていの場合、携帯電話会社自体でプロバイダ機能を持っているので、プロバイダと別途契約する必要性が無い。また、欧米のGSM網を用いたインターネット接続をGPRS接続という場合もある。
パソコン・PDA側では通常のモデムの場合と違い、特別な初期化コマンドが必要となることもある（例えば、ソフトバンクモバイルの場合、『+CGDCONT=1,"IP","softbank"』をモデム初期化コマンドとして設定する）。これらの設定を行うダイヤルアップ接続のセットアッププログラムが、携帯電話会社から供給されていることもある。
[編集] カーナビゲーション
自動車メーカー各社もハンズフリー通話の動向に呼応し、Bluetoothハンズフリーに対応したシステムの開発を行った。既にカーナビが自動車の情報端末として確立していたため、Bluetoothは純正カーナビに組み込まれることになり、「Bluetooth対応純正カーナビ」という形の開発となった。
特に、KDDIの筆頭株主であるトヨタ自動車が最も積極的で、現在、トヨタのG-BOOK、日産のカーウイングス、ホンダのインターナビの3つの陣営に分かれている。
2007年現在、カロッツェリアやパナソニックなどサードパーティ製カーナビにおいても、Bluetooth接続機能がオプションで用意されつつある。Bluetooth対応カーナビは、Bluetooth対応携帯電話とHFP/HSPプロファイルで接続し、Bluetoothの設定などの操作はカーナビ画面、着信・発信時の操作はカーナビ画面・専用ボタン・自動着信/音声認識発信など、マイクは運転席の周辺、スピーカは車のカーステレオのものを流用している。カーナビと携帯電話の連携は単に発信・受信できることにとどまらず、カーナビに収録された店舗情報から電話をかけることができるなどの余祿を産んでいる。また、機種によってはBluetooth接続で携帯音楽プレーヤーに収録した音楽を操作・演奏することができる。
[編集] RFIDタグ・バーコード リーダ
産業界ではBluetoothを用いてワイヤレスでパソコン・PDA・携帯電話等へデータ転送するRFIDタグ リーダやバーコード リーダが広く用いられている。これらのリーダはUSBやRS-232Cなどの有線式に比べ高価であり、1台5万円から10万円程度するが、配線の取り回しのわずらわしさから開放される利点を持って広く使われている。 なお、RFIDリーダのうち、2.45GHz帯を用いるRFID（例：日立のミューチップ）はBluetoothの搬送波と干渉するため、実装に対して特別な工夫が必要となる。
これらのリーダはSPP（Serial Port Profile）を用いて接続するものが一般的である。
[編集] そのほかの利用法
- マウス
- キーボード
- GPSレシーバ （SPP（Serial Port Profile）で利用するものが一般的）
- 小型プリンタ
- プレイステーション3やWiiの無線コントローラ
- デジタルペン (ノキア製など)
- 超小型のヘッドフォン
- SKYPEなどの利用から、補聴器使用者のPC利用などにも有効。
[編集] ライセンス・電波法による規制
Bluetoothのシンボルマーク、ワードマークはBluetooth SIGが所有するトレードマークであるため、これらを製品に表示しようとする時はBluetooth SIGと契約する必要性がある。
日本国内でBluetooth機器を利用する場合には、その機器が電波法に基づいた技術基準適合証明を受けたものでなければならない。技術基準適合証明は、現在TELEC（財団法人 テレコムエンジニアリングセンター）で取得することが出来、製品全てに「証明ラベル」が貼り付けされる。
海外で販売されているBluetooth機器の大半は、日本の電波法に基づく技術基準適合証明を受けていないため、日本国内で利用すれば電波法 第110条の1 違反に問われる可能性がある。
[編集] その他
- Wired Newsで、Bluetooth搭載携帯電話を用いて電車内の見ず知らずの異性にメッセージを送ってナンパし、性的関係に及ぶ "toothing" と呼ばれる行為がイギリスで流行していると報じられたが、これはその後虚報であることが判明した
- 2004年6月にはSymbian OS S60搭載電話機においてBluetoothを経由して感染するワーム（携帯電話ウイルス）「Cabir」が発見されている。なお、これがVodafone 702NKにも感染したとの報道があったが、その信憑性には疑義がもたれている（→Nokia 6630を参照）。
