1하나의 무선 기술, 두 가지 방식
블루투스® 무선 기술에는 두 가지 방식이 있습니다. 처음부터 있던 블루투스 Classic 방식(BR/EDR)과, 전력을 크게 줄이려고 나중에 더해진 블루투스 Low Energy 방식(LE)입니다. 두 방식 모두 2.4GHz 대역을 쓰지만, 무선 신호의 형식과 연결 방법이 달라 서로 직접 통신하지 못합니다.
- Classic 방식만 지원하는 기기와 LE 방식만 지원하는 기기는 연결되지 않습니다.
- 스마트폰처럼 두 방식을 모두 지원하는 칩을 듀얼 모드라고 부릅니다. 한 방식만 지원하는 칩은 싱글 모드입니다.
- 그래서 무선 연결을 설계하기 전에 상대 기기가 어느 방식을 쓰는지부터 확인해야 합니다.
2한눈에 비교
| 구분 | Classic 방식 (BR/EDR) | LE 방식 (Low Energy) |
|---|---|---|
| 잘하는 일 | 연결을 유지하며 데이터를 계속 보내기 (소리, 시리얼 데이터) | 작은 데이터를 가끔 보내고 나머지 시간은 잠들기 |
| 소비 전력 | 연결 중에는 계속 전력을 쓴다 | 매우 낮다. 동전 전지로 몇 달~몇 년 동작하도록 설계할 수 있다 |
| 무선 전송 속도 | 1Mbps (EDR은 2·3Mbps) | 1Mbps, 2Mbps. 거리를 늘리는 저속 방식(125·500kbps)도 있다 |
| 채널 | 1MHz 폭 79개 | 2MHz 폭 40개 (그중 3개는 알림 신호용) |
| 연결까지 걸리는 시간 | 기기 검색과 연결에 수 초 | 수 ms~수백 ms |
| 연결 없이 보내기 | 없다 | 있다. 알림 신호(광고)만으로 데이터를 뿌릴 수 있다 (비콘) |
| 데이터 구조 | 용도별 프로파일 (시리얼, 오디오, 키보드 등) | 서비스와 특성값(GATT)으로 직접 정의 |
| 스마트폰 앱 연동 | 운영체제에 따라 제약이 있다 (6장) | 대부분의 스마트폰에서 앱으로 바로 다룰 수 있다 |
표의 속도는 무선 구간의 신호 속도입니다. 실제로 응용 데이터를 주고받는 속도는 이보다 훨씬 낮고, 연결 설정과 상대 기기에 따라 크게 달라집니다.
3Classic 방식
Classic 방식은 두 기기 사이에 연결을 맺고 그 연결을 계속 유지합니다. 끊김 없이 흘러야 하는 데이터에 맞습니다.
- 프로파일: 용도마다 정해진 규약이 있습니다. 유선 시리얼(UART) 통신을 무선으로 바꾸는 SPP, 음악을 보내는 A2DP, 통화용 HFP, 키보드·마우스용 HID가 대표적입니다. 같은 프로파일을 지원하면 서로 다른 회사의 기기도 바로 연결됩니다.
- 시리얼 대체: 기존 장비의 시리얼 케이블을 그대로 무선으로 바꾸기 쉽습니다. 장비 쪽 프로그램을 거의 고치지 않아도 되어, 산업 장비나 프린터, 계측기 연결에 오래 쓰여 왔습니다.
- 연결 구조: 한 기기가 연결을 주도하고, 동시에 최대 7개 기기와 통신할 수 있습니다.
실무 기준
"기존 시리얼 장비를 무선으로 바꾸고, 상대는 PC나 기존 단말기"라면 Classic 방식의 SPP가 가장 빠른 길입니다. 상대가 스마트폰 앱이라면 6장의 제약부터 확인합니다.
4LE 방식
LE 방식은 대부분의 시간을 잠들어 있다가, 필요한 순간에만 짧게 깨어나 데이터를 주고받습니다. 센서, 웨어러블, 스마트폰 앱으로 설정하는 기기에 많이 쓰입니다.
- 알림 신호(광고): 기기가 "여기 있다"는 짧은 신호를 주기적으로 보냅니다. 상대는 이 신호를 보고 연결하거나, 연결 없이 신호 안의 데이터만 읽어 갑니다. 연결 없이 정보를 뿌리는 기기를 비콘이라고 부릅니다.
- 연결 간격: 연결한 뒤에는 정해진 간격(7.5ms~4초)마다 잠깐 깨어나 데이터를 주고받습니다. 간격이 짧으면 반응이 빠르고, 길면 전지가 오래갑니다.
- GATT (서비스와 특성값): 기기가 가진 데이터를 "서비스"로 묶고, 그 안의 값 하나하나를 "특성값"으로 정의합니다. 예를 들어 "온도 서비스" 안에 "현재 온도", "측정 주기" 같은 특성값을 둡니다. 상대 기기는 특성값을 읽고, 쓰고, 값이 바뀌면 알림을 받습니다. 제품에 맞는 서비스를 직접 정의하기 쉬워 앱 연동에 유리합니다.
- 소리 전송: 원래 LE 방식은 소리 전송용이 아니었지만, 최근 규격에는 LE 방식으로 소리를 보내는 기능(LE Audio)이 더해졌습니다. 쓰려면 상대 기기의 지원 여부를 따로 확인해야 합니다.
실무 기준
전지로 동작하는 기기의 수명은 칩보다 알림 신호 주기와 연결 간격이 결정합니다. 설계 초기에 "몇 초마다 얼마만큼의 데이터를 보내야 하는가"를 정하고, 전류 소모를 계산해 전지 용량과 맞춰 봅니다.
5어느 쪽을 고르는가
| 이런 제품이라면 | 고를 방식 |
|---|---|
| 소리를 계속 보낸다 (스피커, 헤드셋) | Classic 방식 (LE Audio는 상대 기기 지원 확인 후 검토) |
| 기존 시리얼 장비를 무선으로 바꾸고, 상대가 PC·전용 단말기 | Classic 방식 (SPP) |
| 전지로 오래 동작하는 센서·태그 | LE 방식 |
| 스마트폰 앱으로 설정하거나 데이터를 확인한다 | LE 방식 |
| 여러 기기에 위치나 상태를 뿌린다 (연결 없이) | LE 방식 (비콘) |
| 기존 Classic 방식 장비와도, 스마트폰 앱과도 붙어야 한다 | 듀얼 모드 |
실무 기준
방식은 "우리 기기"가 아니라 "상대 기기"를 보고 고릅니다. 상대가 정해져 있지 않다면, 스마트폰 연동 가능성이 조금이라도 있을 때 LE 방식을 기본으로 두고, Classic 방식이 꼭 필요한 기능만 따로 따집니다.
6개발할 때 확인할 것
- 스마트폰 운영체제별 차이: iOS에서는 일반 앱이 Classic 방식의 시리얼(SPP)로 기기와 통신하려면 별도의 액세서리 인증 프로그램을 거쳐야 합니다. 스마트폰 앱 연동이 목표라면 처음부터 LE 방식으로 설계하는 편이 안전합니다. 같은 운영체제라도 버전과 기종에 따라 연결 동작이 달라질 수 있어, 여러 기종으로 시험해야 합니다.
- 같은 대역의 다른 무선: Wi-Fi와 같은 2.4GHz 대역을 씁니다. 한 기기 안에 두 무선을 함께 넣으면, 안테나 배치와 동시 사용 시 간섭을 함께 설계해야 합니다.
- 안테나와 외함: 금속 외함, 배터리, 사람의 몸은 통신 거리를 크게 줄입니다. 기판 단계의 안테나 위치와 외함 재질을 함께 정합니다.
- 보안: 두 방식 모두 연결할 때 인증과 암호화 절차(페어링)가 있습니다. 화면이나 버튼이 없는 기기는 어떤 페어링 방법을 쓸지 미리 정해야 합니다.
- 출시 전 고려할 기준: 무선 기기를 팔려면 나라별 전파 인증을 받아야 합니다. 또 이 무선 기술의 이름이나 로고를 제품에 표시하려면, 규격 단체의 회원이어야 하고 제품마다 규격 단체의 자격 확인 절차(Qualification)를 마쳐야 합니다. 비용과 기간이 들므로 개발 일정에 미리 넣습니다.
실무 기준
무선 기기를 개발해 보면 문제가 되는 것은 대부분 통신 규약보다 상대 기기와의 호환성, 안테나, 전력입니다. 시제품 단계에서 실제로 쓸 스마트폰과 단말기, 실제 외함으로 시험하는 일정을 먼저 잡습니다.