[bluetooth] 주파수 간섭 관련 정리.

2.4G의 주파수는 블루투스가 쓰는 주파수 입니다. 그런데 점점 wifi가 이 영역을 침범 하면서 주파수 간섭이 생기는 현상이 발생 했습니다. 

블루투스는 휴대성을 기본으로 하기 때문에 안테나도 wifi 처럼 큰 안테나를 사용하지 않습니다. 

wifi는 고정형이고 블루투스는 유동형이 되는 것입니다. 

그래서 구글링을 해 보았습니다. 주파수 간섭에 대해서 .. 

http://mapoo.net/

블루투스 3.0 기반 Device 들은 Wifi 2.4GHz와 간섭에 의한 끊김 증상이 발생될 수 있다.

특히 Wifi로 네트워크를 연결 한 상태에서 블루투스 장치 2개 이상을 동시에 연결해서 사용을 할 경우 문제가 발생 할 가능성이 커진다.

블루투스 4.0 에서는 2.4GHz 대역폭을 사용하는 다른 무선 기술과 간섭을 최소화 하고, 신호간섭 발생 시 복구를 빠르게 하는 기술이 추가되었다.

아직까지 시장에는 블루투스 3.0 기반의 장치들이 주류이며 4.0 디바이스간의 연결 시에는 끊김 증상이 덜할 것이라 생각된다.

이젠 제품인 블루투스 클레식은 2.1 EDR 로 동작 되는 제품들이 좀 많죠.. 요즘은 4.1이 넘어가고 최근에는 삼성 폰에서 블루투스 5.0을 적용 했다는 이야기가 나왔습니다. 

zigbee도 2.4G를 사용 하는군요 ㅎ 

노트북이나 컴퓨터를 사용하면 무선 키보드 무선 마우스도 블루투스를 사용하게 되면 역시 간섭이 생길 수 있습니다. 

블루투스의 주파수 범위는 2400–2480 MHz 입니다. 

https://help.chipsen.com/

아래 자료와 같이 블루투스는 Classic 이든 BLE이든 WiFi 또는 Zigbee와 동일하게 ISM밴드대역인 2.4Ghz를 사용합니다.

따라서 동일 채널을 사용하는 다른 장치 또는 블루투스간에 간섭현상 우려가 있을 수 밖에 없습니다.

블루투스는 페어링 후 주변 RF 상황에 따라 호핑 통신을 하기 때문에 Wi-Fi등에 비하면 주파수 간섭에 대해 조금 더 여유롭게 사용할 수 있지만 RF밀도가 높은 환경에서는 마찬가지로 사용권장을 해드리기는 어렵습니다.

한 공간에 블루투스를 몇대 까지 사용할 수 있는지에 대한 문의도 상당히 자주 있는 편인데 공간 크기에 따라 상이하지만 수백대 규모가 되면 사용이 곤란하다고 생각이 됩니다. 블루투스 클래식의 경우 79개 채널, BLE의 경우 40개 채널을 사용하며 호핑등을 통해 통제가 되어도 물리적 한계가 있습니다. 

블루투스는 개인 사용 목적이 크며, 공장등에 적용할 때는 그 수량에 한계를 두거나 기본적으로 Advertising 영역을 쓰고  어쩌다가 한번씩 접속하는 용도로(관리목적으로) 사용하면 RF밀도를 낮추고 사용할 수 있겠습니다.

BLE 주파수 사용영역

– 2.4GHz 영역의 ISM band / GFSK 사용

– 2MHz 간격으로 40개의 채널 사용

– 3개의(37, 38, 39) Advertising 채널 / 나머지 37개의 Data 채널

– 주변 채널 간섭을 피하기 위해 Hopping기술 적용

• Hopping : data 통신 시 혼잡이 심한 채널은 건너뛰어 다른 채널에서 통신 한다

BT Classic 주파수 사용영역

– 2.4GHz 영역의 ISM band / GFSK 사용

– 1MHz 간격으로 79개의 채널 사용

– 주변 채널 간섭을 피하기 위해 Hopping기술 적용

• Hopping : data 통신 시 혼잡이 심한 채널은 건너뛰어 다른 채널에서 통신 한다

핸드폰 하면 안드로이드 계열과 아이폰 계열로 나뉘어 집니다. 

여기서 아이폰은 이전에 전화 관련 이슈가 있었습니다. 전화기의 아래를 잡고 전화 하지 말라고 말한 스티브 잡스의 이야기가 화제가 되기도 했었지요 

아이폰에서 아래와 같이 간섭에 대한 이야기를 합니다. 

https://support.apple.com/ko-kr

Wi-Fi 및 Bluetooth 간섭의 잠재적인 요인

Wi-Fi 네트워크 및 Bluetooth 장비의 성능 저하와 연결 끊김을 유발할 수 있는 무선 간섭을 최소화하는 방법에 대해 알아봅니다.

다음 현상 중 하나가 나타나면 무선 간섭이 발생했는지 확인합니다.

• Wi-Fi 메뉴에서 낮은 신호 강도
• Wi-Fi 연결을 사용할 때 인터넷 연결 속도 저하
• Wi-Fi에서 컴퓨터 간 파일 전송 속도 저하
• Magic Mouse, Magic Trackpad 또는 Apple Wireless Keyboard 같은 Bluetooth 장비를 쌍으로 연결할 수 없음
• Magic Mouse 또는 Magic Trackpad를 사용할 때 포인터가 잘못 이동하거나 '튀는' 현상
• Bluetooth 장비를 사용할 때 간헐적으로 '연결 끊김' 메시지가 나타남

주파수의 간섭은 어쩔수 없는 필연 같습니다. 동일 주파수에 비슷한 신호가 들어오면 안 받을 수 없겠지요. 

이런 이유로 간섭에 대한 이슈에 대해서 대비가 많이 나오고 있습니다. wifi는 5Ghz를 사용하면 회피가 가능 하겠지요.

그러나 전시회장이나 사람들이 많이 모이는 곳에서 동일 주파수를 사용 한다면 그건 또 다른 문제가 되겠내요.

WIFI 칩에서 2.4GHz와 5GHz를 동시에 지원한다고 이야기 합니다. 그러나 5GHz는 속도가 빨라지나 거리가 짧아지는 현상이 있습니다. 안테나의 성능에 따라 조금 다를 수는 있습니다.