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Bluetooth(ブルートゥース、ブルーツース)は、デジタル機器用の近距離無線通信規格の1つである。
数mから数十m程度の距離の情報機器間で、電波を使い簡易な情報のやりとりを行うのに使用される。当初エリクソン、インテル、IBM、ノキア、東芝の5社(プロモーター企業)によって策定され、その後マイクロソフト、モトローラ、3COM、ルーセント・テクノロジーの4社がプロモーター企業として加わり、現在は3COM、ルーセント・テクノロジーの2社が脱退し、アップル、およびNordic Semiconductorが加わり、9社がプロモーター企業となっている。IEEEでの規格名は、IEEE 802.15.1である。
2.4GHz帯を使用してPC(主にノートパソコン)等のマウス、キーボードをはじめ、携帯電話、PHS、スマートフォン、タブレットでの文字情報や音声情報といった比較的低速度のデジタル情報の無線通信を行う用途に採用されている。
Bluetoothは2.4GHz帯を79の周波数チャネルに分け、利用する周波数をランダムに変える周波数ホッピングを行いながら、半径10 - 100m程度のBluetooth搭載機器と、最大24Mbpsで無線通信を行う。モバイル通信における廉価な通信端末用の規格であり、それほど厳密な送受信の制御や秘匿性は考慮されていない。
当初は赤外線短距離通信であるIrDAの完全置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(赤外線通信と比較して)指向性の少ない、簡易なデジタル無線通信としての利便性が認識され、多様な分野で普及が進んでいる。
Bluetoothは、無線接続の状態を意識せずに常時接続したままでの使用状況に適している。反対にIrDAは、意図して接続するのに適している。これらは互いを補完している。
Bluetoothと2.4GHz帯の無線LAN(Wi-Fi)は、ISMバンドで周波数帯を共用する。そのため相互干渉・混信が起こり、Bluetooth使用時に無線LANの速度が著しく低下するという問題が起こることもある。
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交渉により無血統合し、文化の橋渡しをしたデンマーク王、ハーラル・ブロタン・ゴームソン (Harald Blåtand Gormsen / Haraldr blátǫnn Gormsson) が「青歯王」と呼ばれたことに由来している[1]。Blåtandを英語に逐語訳したものが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。
Bluetooth のロゴは、北欧の長枝ルーン文字(イェリング墳墓群の石碑に見られる)でハーラル・ブロタンの頭文字の H と B を組み合わせたものに由来する[2]。
Bluetooth規格には以下のバージョンがある。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。
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 |
3.x | 下り723.2kbps/上り57.6kbps | 432.6kbps |
3.x+EDR | 下り2178.1kbps/上り177.1kbps | 1306.9kbps |
規格 | 転送速度 |
---|---|
3.0 + HS (802.11 PAL) | 24Mbps[12] |
4.0 Bluetooth Smart (Low Energy) | アプリケーションスループット:260kbps[9] データレート:1Mbps[13] |
4.2 Bluetooth Smart Data Packet Length Extension | アプリケーションスループット:650kbps[9] データレート:1Mbps |
5 | データレート:2Mbps, 1Mbps, 125kbps[11] |
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、それらの使用方法をプロファイル (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える。 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。
これらプロファイルのうち、DUN/FTP/HID/OPP/HSP/HFP/A2DP/AVRCPなどの使用頻度が高い。GAPやSDAPのような下位層のものは実装されていても意識されないことが多い。また、プロファイルによっては実装されていてもほとんど使われていないものもある。
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、以下のような問題が目立つ。
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。電波強度の差だけであり、両方が同じクラスである必要はない。
クラス | 出力 | 到達距離 |
---|---|---|
Class 1 | 100mW | 100m |
Class 2 | 2.5mW | 10m |
Class 3 | 1mW | 1m |
Bluetoothは汎用インターフェイスであり、様々な機器に採用されている。以下にその一例を挙げる。
携帯電話やPHSの高機能化に伴い、携帯電話類同士や携帯電話類とBluetoothに対応したモバイル機器との間での情報の受け渡しに使われるようになっている。一部の携帯電話やPHS端末は、対応のPCやPDAとBluetoothで接続することで無線モデムにできる。
ワイヤレスヘッドセットでは中級品以下までBluetoothの採用が進んでいる。2008年現在日本市場では、3キャリアがほぼ標準機能として採用している。ソフトバンクモバイル向けでは3G機種のほとんどがBluetooth対応のためか普及率が高い。KDDI/沖縄セルラー電話(各auブランド)は2007年冬モデル以降の一部の「KCP+」採用機種に、NTTドコモは2008年秋冬の新コンセプトモデル以降に、積極的に採用している。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。
スマートフォンではiPhoneや、AndroidOSを搭載しているタイプでは標準機能として採用されている。また文字入力の補助のために、スマートフォンと一緒に持ち歩ける小型サイズのBluetooth接続キーボードが出回っている。また最近ではBluetoothを利用したテザリングが出来る機種が出てきている。
日本では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。
東京都をはじめとする一部の都道府県では、道路交通法第71条を根拠に公安委員会が定めた遵守事項として、イヤホンを付け運転することを(多くは条件付きであるが)禁じており、片耳だけのヘッドセットでも取締りの対象となる可能性がある。
サンバイザーに挟み込むような形状で使用するスピーカーフォンも登場している。
パソコン・PDAなどのほかのコンピュータから、DUN (Dial-up Networking Profile) 機能を持つ携帯電話を無線モデムとして利用し、インターネットに接続することができる。日本では携帯電話会社がインターネット・プロバイダ契約を提供しており、別途独立したISPと契約しなくてもよいことが多い。W-CDMA網を用いたパケット通信、GSM網を用いたGPRS (General Packet Radio Service) 接続などが抽象化されて提供される。
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では、『+CGDCONT=1,"IP","softbank"』というものである。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。
自動車メーカー各社も、自動車向けBluetoothハンズフリー通話装置の開発を行った。既にカーナビゲーション・システムが自動車の情報端末として確立していたため、Bluetoothはこれらカーナビに組み込まれることが多くなり、「Bluetooth対応純正カーナビ」が登場した。
このうち、KDDIの第2位の株主でもあるトヨタ自動車が最も積極的で、現在ではおもにトヨタの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、単に携帯電話を発話・受話できることにとどまらず、各カーナビ陣営の運営するサーバーに収録された渋滞情報の取得やサーバーへの走行履歴の送信、カーナビに収録された店舗情報に収録されている電話番号に直接電話をかけることができるなどといった、より高度な利用法に進化している。 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、両者がAVRCPのVer.1.3以上に対応していればカーナビ側に楽曲のタイトルなどを表示することもできる。また、PBAPに対応している場合は、スマートフォン・携帯電話などから電話帳情報をカーナビに読み込ませることもできる。
Bluetoothを用いてワイヤレスで音楽などを楽しめるデジタルオーディオプレーヤーも登場した。2013年現在、iPod touchやWalkmanとAndroid OSを搭載したデジタルオーディオプレイヤーなど、Bluetoothを搭載したものが見受けられるようになっている。
Bluetoothでワイヤレス再生する場合、A2DPの標準コーデックとしてSub Band CODEC(SBC)が使われることが多いが、伝送環境の悪化に強く変換時の負荷も少ない反面、Bluetooth機器間の通信時にこのコーデックに変換されるため、音質の劣化や再生時の遅延が起きてしまう。これを避けるために、クリエイティブテクノロジー・ZEN等に使われているCSR(後にクアルコムに買収)のapt-X(英語版)とそのアップグレード版のaptX HD[14]や、アップルのiPhoneやiPadが対応したAAC、ソニーが開発したLDAC[15][16]などの高音質・低遅延なコーデックを採用するようになっており、特にLDACやaptX HDではハイレゾリューションオーディオにも対応しているが、再生する際にはプレーヤーだけでなく、ヘッドフォンやヘッドセット、レシーバーなどもこれらのコーデックに対応した物が必要となる。
iPhoneやiPod touch、Android OSを搭載したスマートフォンをバッグ等に入れたままでも音楽が聴けるという利便性があり、Bluetoothを採用したヘッドフォンがソニーやオーディオテクニカ、ゼンハイザーなどから発売されている。その多くが前述のハンズフリー通話にも対応している。
産業界ではBluetoothを用いてパソコン、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。RFIDリーダのうち、日立のミューチップなどのように2.45GHz帯を用いるRFID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。
Windows XP(SP2以降)・Windows Vista・Windows 7では、Bluetoothワイヤレステクノロジを標準サポートしている。Windows 2000以前のOSやWindows Server系OSは、原則として標準でBluetoothをサポートしないが、マイクロソフト以外のBluetoothドライバを利用できる可能性がある。
なお、Windows OSは原則としてBluetooth 1.0に対応しない。マイクロソフトは、これについて「Bluetooth Version 1.0 の仕様には、WindowsがBluetoothワイヤレス テクノロジを十分にサポートするために必要な、いくつかの重要なアップデートが欠けていたため」と説明している。
Windows のバージョン | Bluetooth のバージョン | 対応プロファイル |
---|---|---|
Windows 2000 以前のOS | サポートなし | |
Windows Server系OS | ||
Windows XP(SP2以降) | 1.1 2.0 2.0+EDR (Enhanced Data Rate) |
HID v1.0, PANU・SPP・OPP・DUN・HCRP |
Windows Vista | 1.1 2.0 2.0+EDR |
HID v1.1・PANU・SPP・OPP・DUN・HCRP HFP v1.5・A2DP v1.2・AVRCP v1.3・HOGP[18] (サードパーティ実装のプロファイルに対応) |
Windows Vista(SP2以降) | 1.1 2.0 2.0+EDR 2.1+EDR | |
Windows 7 | ||
Windows 8 | 1.1 2.0 2.0+EDR 2.1+EDR 4.0 |
|
Windows 8.1 | ||
Windows 10 | 1.1 2.0 2.0+EDR 2.1+EDR 4.0 4.1 |
A2DP 1.2, AVRCP 1.3, GATT Client, GATT Server, DUN 1.1, DI 1.3, HFP 1.6, HCRP 1.0, HOGP 1.0, HID 1.1, OPP 1.1, PANU 1.0, SPP 1.2[19] |
なお、そもそもWindows OSが全くサポートしないプロファイルについても、マイクロソフトドライバを使用せずサードパーティー製のBluetoothドライバをインストールすることで、プロファイルを使用できる可能性がある。
Linuxの本体であるカーネルには各種のBluetoothコントローラーのドライバーが組み込まれている。実際に利用するためのツールは主だったデスクトップ向けディストリビューションで、bluezパッケージなどの関連パッケージが用意されている。初期段階で組み込まれている場合もあり、また統合的なパッケージ管理ツールから、手軽にこれらを導入できることも多い。一般的に各種のGUI環境において、BluetoothについてのGUIツールが組み合わせられ、インジケーターなども提供される。BluezなどはAndroidにも採用されており、Androidで利用できるプロファイルはLinuxでも利用可能で、A2DP,HFP/HSP,FTP,HID,RFCOMMなどを活用できる。ただし、プロファイルは対応していても、実際にそれを活用するソフトが不足するような場合はある。
ディストリビューションの構成、バージョンによって、設定に手間がかかる場合もある。ただし、たとえば2011年10月現在のUbuntu11.10では、Bluetooth対応は標準機能に近い位置づけで、Bluetooth機能の自動認識、デバイスドライバー自動組み込みが行われる。また、Bluetooth機器の登録もウィザード機能で手軽に行えるようになっている。
実際の使い勝手も改良が進みA2DP,HFP/HSP,内蔵音源,USB音源などの混在した音源デバイスを、個別のアプリケーションごと自由に切り替えることもできるほか、A2DPホスト機能によってスマートフォンで再生する音楽を、PCに繋いだスピーカーで鳴らすこともできるようになっている。
Mac OS X v10.2.8以降から、OS標準でBluetoothワイヤレステクノロジーをサポートしている。対応するプロファイルは、DUN・HID・SPP・OPP・FTP・SYNC。更に、Bluetooth software 1.5にて、HCRP・HSPに対応する。
コンティニュア・ヘルス・アライアンスが標準的な接続方法としてBluetoothを採用しているため、多くの健康管理機器がBluetoothでの接続を実現している。
再生装置と直接繋がっていないため通常のイヤホンより紛失する可能性が高い。特に、左右分離式のBluetoothイヤホンは片方がなくなるというケースが多い。
この節は特に記述がない限り、日本国内の法令について解説しています。また最新の法令改正を反映していない場合があります。ご自身が現実に遭遇した事件については法律関連の専門家にご相談ください。免責事項もお読みください。 |
Bluetoothのマークは、Bluetooth SIGが商標登録(登録番号は第4477936号他)をしており、これらを製品に表示しようとする時はBluetooth SIGと契約しなければならない。
日本国内でBluetooth機器を利用するには、電波法に基づくいわゆる小電力無線局の一種、最大空中線電力10mWの小電力データ通信システムの無線局として技術基準適合証明を、更に電気通信事業者の回線に接続するものは電気通信事業法に基づく技術基準適合認定も受けたものでなければならない。これらの認証を受けた製品は技適マークが表示される。 技術基準適合証明を受けていない機器を使用することは不法無線局を開設したとして電波法第4条違反となり、第110条に規定する罰則の対象にもなる。 また、電波法令の技術基準には「一の筐体に収められており、容易に開けることができないこと」とされ、特殊ねじなどが用いられているので、利用者は改造はもちろん保守・修理の為であっても分解してはならない。 電気通信事業者への回線接続については、技術基準適合認定が無いと電気通信事業法第52条により拒否されることがある。
2016年5月には電波法が改正[23]され、訪日外国人が持ち込んだBluetooth端末については、入国日から90日以内は適合表示無線設備とみなし免許不要局の一種として使用を認められる。 条件はロゴマークが明示してあること[24]である。
一方、輸入品については基準不適合設備に位置づけられ、製造業者、販売業者または輸入業者は他の無線局の運用を妨害したり、そのおそれが認められる場合に必要な措置を講ずるよう勧告される。 このため、技適マークが無い国外販売品や並行輸入品は、電波法違反の対象であるとして修理や不良対応などのサービスを受けられないことがある。
2.4GHz帯は本来、無線通信以外の業務に用いられるISMバンドであり、電子レンジがこの周波数を使用するため動作中は強力な混信を受けるが、総務省告示周波数割当計画脚注に容認しなければならないとされている。 また、RFIDを利用した電子タグシステムの免許局・登録局やアマチュア無線にも割り当てられており、これらからの混信も容認しなければならず、逆に妨害を与えてはならないので使用中止を要求されたらこれに従わねばならない。 更に、Bluetooth機器と同等の小電力無線局として電子タグシステムの特定小電力無線局などがあり、これらは先に使用しているものが優先するが、実際には混信を完全に回避できるものではない。
混信等の優先度は、ISM機器 > 一次業務の局> 二次業務の局 > 免許不要局 であり、2.4GHz帯においては次のとおりである。
電子レンジ > 一般用RFID(電子タグシステム)> アマチュア無線 > Bluetooth、小電力RFID、無線LAN、2.4GHz帯デジタルコードレス電話、模型飛行機のラジコンなど
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