Drahtlose Funktechnologie verbindet Handy und Koffer

Arno Laxy

Drahtlose Verbindungen liegen im Trend. Auf der letzten "Network and Interop" im Mai in den USA war Wireless LAN das Thema. Und auf der diesjährigen CeBIT bildeten sich Menschentrauben an den Ständen der Anbieter von Bluetooth- und Wireless LAN-Lösungen. Die Zeit scheint reif für drahtlose Netzwerke, sei es am Arbeitsplatz, an öffentlichen Plätzen wie Flughäfen oder auch im Home Office.

Diese Auffassung teilen auch die einschlägigen Analysten. So prognostizieren die Marktforscher von Frost and Sullivan, dass noch in diesem Jahr der weltweite Umsatz im Bluetooth-Markt auf 2,5 Milliarden US-Dollar steigt. Ähnlich glänzende Perspektiven sieht Forrester für den europäischen Bluetooth- und Wireless LAN-Markt. Für beide Bereiche gemeinsam soll der Umsatz von 92,3 Millionen US-Dollar im Jahr 1999 auf 53,12 Milliarden US-Dollar im Jahr 2006 ansteigen. Interessant dabei ist vor allem die Einschätzung, dass Bluetooth gute Chancen hat, den Wireless LAN-Sektor umsatzmäßig zu überholen und die Führung in diesem Markt zu übernehmen. Als Gründe dafür nennt Frost & Sullivan im Vergleich niedrigere und sinkende Hardwarekosten bei gleichzeitig steigendem Bedarf und massiver Unterstützung der IT-Branche. Die für 1999 ausgewiesenen Umsätze im drahtlosen Bereich stammen ausschließlich aus Wireless LAN Technik, 2006 sollen hingegen nur noch 7,8 Prozent der ausgelieferten Einheiten Wireless LAN-Produkte sein. Bluetooth-fähige Geräte kommen dabei erst dieses Jahr verstärkt auf den Markt. Dies unterstreicht welch dynamisches Wachstum die Analysten für Bluetooth erwarten. Schwerpunktmäßig sollen dabei Umsätze hauptsächlich mit Notebooks (70 Prozent) und Mobiltelefonen (ca. 15 Prozent) generiert werden.

Das Marktpotenzial untermauern auch die Aussagen des Bank-Instituts Bancorp Piper Jaffray: Die Anzahl der Anwender von mobilen Datendiensten soll weltweit von 140 Millionen im Jahr 1999 auf 400 Millionen Nutzer in diesem Jahr steigen.

Die Marktbeobachter der Cahners InStat Group blasen ins gleiche Horn. Sie erwarten, dass bis zum Jahr 2005 jährlich 1,4 Milliarden Geräte auf den Markt gebracht werden, die Bluetooth-tauglich sind. Die britische Ovum Group bescheinigt dem Funkverfahren sogar "das Potenzial, die Rolle der kabellosen Vernetzung signifikant zu verändern". Und die Auguren von Accenture - ehemals Andersen Consulting - sehen bei manchen geplanten UMTS-Geschäftsmodellen im Einsatzbereich von 100 Metern eine durchaus reale Bedrohung durch Bluetooth.

Was für Bluetooth spricht

Schlüssel zum Erfolg von Bluetooth sind die Faktoren hoher Nutzen, niedriger Preis, anerkannter Standard, Benutzerfreundlichkeit und Entwicklungsfähigkeit. Drahtlose Kommunikation ist nichts Neues - doch Bluetooth ist universell einsetzbar, preiswert (Sender/Empfänger-Baustein und ein Protokollstack passen auf einen Chip), nutzt öffentliche, unregulierte Übertragungsfrequenzen (2,45 GHz) und funkt "durch die Wand". Und Bluetooth ist schnell - mit einer maximalen Übertragungsrate von 1 Mbit/s schon heute 15mal schneller als eine ISDN-Leitung. Die nächste Generation von Bluetooth-Chips soll bereits Übertragungsraten bis 10 Mbit/s erlauben.

Im Vergleich zu konkurrierenden Standards wie Wireless LAN ist Bluetooth zudem günstiger in Installation und Unterhalt. Während für die Kommunikation über Wireless LAN immer eine Wireless LAN-Karte erworben werden muss, wird der Bluetooth-Chip bis Ende dieses Jahres in den meisten Handheld-Rechnern, Laptops und Mobiltelefonen einfach mitgeliefert.

Bluetooth Everywhere

Bluetooth verbindet bisher hauptsächlich PCs mit Tastaturen oder Mäusen. Bei diesen Anwendungen sind die Einsatzgebiete von Bluetooth klar abgegrenzt und eng. Neue Marktpotenziale sehen die Auguren dagegen für Geschäftsfelder im mobilen Business. Und für dieses Einsatzgebiet tauchen derzeit (fast) täglich neue Produkte auf. So hat der schwedische Kommunikationsspezialist Ericsson kürzlich das schnurlose Headset HBH-10 vorgestellt, das zunächst in einem Paket mit einem Ericsson-Handy T20s und dem Bluetooth-Adapter DBA-10 ausgeliefert wird. Nokia hat auf der letzten CeBIT das Bluetooth-Handy 6310 für das dritte Quartal 2001 mit integriertem Chip angekündigt und Siemens will bereits im Sommer ein entsprechendes Mobiltelefon auf den Markt bringen. Toshiba bietet seine neuesten Notebooks mit einem Bluetooth-Kit, das Unternehmen für einen begrenzten Zeitraum ohne Gebühr leihen können. Fujitsu-Siemens hat auf der CeBIT formschöne Bluetooth-Sub-Notebooks vorgestellt. Andere Notebook-Anbieter stehen mit ähnlichen Ankündigungen in den Startlöchern.

Für die nötige Connectivity hat Siemens kürzlich auf der Opinion Leader Conference in Sevilla den ersten zertifizierten Bluetooth-Adapter vorgestellt. Der Plug & Play-USB-Adapter soll dafür sorgen, dass PC's und Notebooks mit USB-Schnittstelle im Umkreis von 100 Metern mit beliebigen Bluetooth-fähigen Geräten drahtlos kommunizieren können. Der drahtlose Internet-Zugang erfolgt über Bluetooth-Mobilfunkgeräte oder über Bluetooth-Basisstationen. Diese Internet Access Server sind sogar schon seit Oktober 2000 von dem britischen Bluetooth-Spezialisten Red-M lieferbar. Die genannten Geräte stellen damit das Grundgerüst für eine Bluetooth-B2B-Kommunikationsumgebung dar, die für unterschiedlichste Einsatzgebiete geeignet ist. Der gleiche Anbieter präsentierte übrigens auf der CeBIT als Weltpremiere den so genannten Bluetooth Home Access Server. Dieses Gerät soll zukünftig häufig im Home Office arbeitenden Geschäftsleuten den drahtlosen und sicheren Zugriff auf das Firmennetz ermöglichen.

Eines der interessantesten Ergebnisse der neuesten Frost & Sullivan-Marktstudie ist die Feststellung, dass Bluetooth im Gegensatz zur konkurrierenden Wireless LAN-Technologie erst am Anfang der Wertschöpfungskette steht. Wireless LAN ist im Produktlebenszyklus weiter fortgeschritten und hat bereits seine Wachstumsphase erreicht. Bluetooth betritt auf breiter Front mit Produkten erst dieses Jahr den Markt, neue Geschäftsmodelle entwickeln sich erst. Die Wertschöpfungskette für Bluetooth wird sich laut Frost & Sullivan in Richtung zweier Bereiche konsolidieren: Chiphersteller, die Integrationslösungen anbieten können, inklusive Zulieferer von Basismaterial für diese Chips und Hersteller von Hardware-Systemen wie Notebooks oder Handys.

Bluetooth für den geschäftlichen Einsatz bietet sich überall dort an, wo diese Technologie kostengünstige und praktikable Zusatzdienste ermöglicht. So eröffnen Bluetooth Access Points in Flughäfen-Lobbies und Hotels den schnellen und sicheren Zugang zu Mail und Internet. Drahtlose Kommunikation via Bluetooth könnte leicht auch in Flugzeugen oder in Einkaufscentern installiert werden. Das automatische Einchecken in Hotels oder das Abfragen der Verfügbarkeit von Produkten in Kaufhäusern wären Verwendungsvarianten. Manche Konzepte scheinen ‚visionär', manche sind (fast schon) Realität. Wenn die Berater von Accenture nicht vollkommen falsch liegen, sind einige sogar so realitätsnah, dass sie die Wirtschaftlichkeit mancher UMTS-Planungen in Frage stellen.

Accenture hat die beschriebenen Szenarien genauer untersucht. Besonders im Blickpunkt für sie war dabei der Vergleich von Bluetooth und den Mobilfunkstandards der dritten Generation wie UMTS. Gerade für lokale Services im Umkreis von 100 Metern sehen die Auguren eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür, dass Anbieter Bluetooth den 3G-Technologien vorziehen könnten. Der Grund: Die Kommunikation über Bluetooth ist schlicht kostengünstiger.

Von Pico- und Scatternetzen

Bluetooth basiert auf einem Standard, der den drahtlosen Austausch von E-Mails, Faxen und Bildern via Laptop, Handy oder Smartphone in einem Umkreis von bis zu 100 Metern ermöglicht. Die ursprünglich von Ericsson, IBM, Intel, Nokia und Toshiba ins Leben gerufene Bluetooth Special Interest Group (SIG) hat vor kurzem die Version 1.1 des länderübergreifenden Standards freigeben, der mittlerweile von mehr als 2.200 Mitgliedsfirmen - darunter 3Com, Lucent, Microsoft und Motorola - unterstützt wird. Die aktuellen Bluetooth-Lösungen orientieren sich an dieser neuen Spezifikation 1.1. Sie umfasst Basisband-, IP- und Funkschnittstellen. Beispielsweise lassen sich damit Headsets anschließen oder Notebooks mit Daten versorgen. Der Hardwarestandard deckt im Prinzip einen Umkreis von 100 Metern ab. Um den Stromverbrauch bei Geräten wie Handys, PDAs, Notebooks oder auch Headsets niedrig zu halten, wird hier derzeit ein Sender/Empfänger verwendet, der bis zu 10 Meter reicht. Bluetooth nutzt das lizenzfreie 2,4-GHz-Band, in dem aber auch Garagensteuerungen und Fernbedienungen betrieben werden. Um Interferenzen mit diesen Geräten zu vermeiden, haben sich die Entwickler das Frequenz-Hopping einfallen lassen: Bluetooth springt mit einer Rate von 1600 Hops pro Sekunde innerhalb von 79 Frequenzen im Übertragungsband.

Der Protokoll-Stack des Bluetooth-Chips erlaubt das Verknüpfen von bis zu acht Endgeräten über Scatternet sowie Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen (Piconet). Anders gesagt: Bis zu acht Anwender können in der Mehrpunktvariante gleichzeitig in einem solchen Netzwerk miteinander telefonieren, Dateien austauschen oder auch Werbeinformationen von Geschäften mit Bluetooth-Servern erhalten. Das Scatternet entsteht durch das Überschneiden verschiedener Bereiche des Piconets.

Das IP-Basisband besteht aus der Betriebssystemsoftware und verschiedenen Schnittstellen. Zusätzlich zu den Netzwerkfähigkeiten erlaubt die neue Bluetooth-Version ein Umschalten von Master auf Slave während einer Verbindung und vor dem Rufaufbau. An die Verschlüsselung, Kanalbündelung und Authentifizierung ist ebenfalls gedacht. Weitere Funktionen sind Parken, Verbindung halten, niedriger Energieverbrauch, mehrere Sprechverbindungen, Anklopfen und verschiedene Testmodi.

Den Zugriff aufs Firmennetzwerk oder das Internet unterstützt Bluetooth mit dem LAN Access Profile. Ein LAN Access Point (LAP) liefert den Netzwerkanschluss. Er erlaubt es den Bluetooth-Geräten, transparent auf das Netz zugreifen. Ein Notebook kann sich beispielsweise über den Bluetooth-PCMCIA-Adapter in das Netz einwählen. Über diesen Weg funktioniert auch der Zugang ins Internet. Im Shared-Medium Bluetooth teilen sich die aktiven Teilnehmer die vorhandene Bandbreite. Jedoch ist nicht jeder eingeloggte Nutzer aktiv.

Einen unmittelbaren Nutzen von Bluetooth-Funknetzen sowohl für ein Unternehmen als auch dessen Kunden eröffnet die Technologie der Reisebranche. Nach Angaben eines Lufthansa-Sprechers verursachen verloren gegangene Gepäckstücke jedes Jahr einen Schaden in Höhe einer siebenstelligen Summe. Der dänische Hersteller BlueTags hat jetzt ein System entwickelt, das die Fernerkennung und -aufspürung von Objekten beim Betreten oder Verlassen eines vorher definierten Bereichs ermöglicht. Das System besteht aus intelligenten Bluetooth-Etiketten. Mit diesen ‚Tags' kann jedes beliebige Objekt ausgestattet werden, das der Besitzer sicher wieder aufspüren möchte. Da die jeweilige Bluetooth-Identifikationsnummer und die relevanten Reiseinformationen des Anwenders in der zentralen Datenbank gespeichert sind, können die Luftverkehrsgesellschaften beispielsweise die Gepäckabfertigung beschleunigen und gleichzeitig das Risiko verlorengegangener Habseligkeiten verringern. Durch das Scannen der Etikette lassen sich diese Informationen über das Bluetooth-Netzwerk, das aus Bluetooth Access Servern und Access Points besteht, abrufen. Innerhalb des Netzes können die Anwender über Handys oder PDAs die Nachricht empfangen, dass ihre Koffer am Gepäckband angekommen sind.

Diese Entwicklung ist zwar noch nirgends implementiert, weist aber in die Richtung, die die Funktechnologie beschreiten kann: Bluetooth everywhere.

Einsatzbeispiel: Bluetooth im Krankenhaus

Krankenhäuser reagieren sensibel auf Funkimpulse: Überall ist die Benutzung von Handys verboten, um lebenswichtige Maschinen nicht zu stören. Hier empfehlen sich Bluetooth-Geräte aufgrund ihrer geringen Sendeleistung: 1 Milliwatt für portable Geräte und 100 Milliwatt für stationäre Geräte.

In der neurochirurgischen Abteilung der Universitätsklinik Mainz wurde bereits ein Bluetooth-Netzwerk installiert. Das Netzwerk eröffnet den Ärzten von einem PDA (Personal Digital Assistant) aus den Zugriff auf wichtige Patienteninformationen, die in der zentralen Datenbank gespeichert sind. So schreiben die strengen deutschen Dienstvorschriften den Ärzten vor, sämtliche Diagnosen und chirurgischen Eingriffe nach internationalen, in der SAP R/3-Datenbank der Klinik abgelegten Klassifizierungscodes zu protokollieren. Dieses System ist die Grundlage für die Abrechnung der Klinik mit den Krankenversicherungen. Mit Hilfe des neuen Bluetooth-Netzwerks können diese Informationen nun über die PDAs der Ärzte eingegeben werden. Die Access Server 3000AS und Access Points 1000AP von Red-M bilden bei dieser Installation das Herzstück des Bluetooth-Netzes.

"Die Möglichkeit, zentrale Daten permanent und drahtlos mit den PDAs unseres medizinischen Personals zu synchronisieren, war sehr verlockend", erklärt Professor Axel Perneczky, Leiter der neurochirurgischen Abteilung des Krankenhauses. Sowohl die Software als auch die Bluetooth-Netzwerkinfrastruktur haben sich als praktikable Lösung für eine Krankenhaus-Umgebung erwiesen. Die eingesetzte Applikation wurde von dem deutschen Red-M-Partner m-creations entwickelt.