Diferències entre Bluetooth 4.0, 5.0 i 5.3 explicades a fons

Informatec Digital » Recursos » Diferències entre Bluetooth 4.0, 5.0 i 5.3 explicades a fons

La tecnologia Bluetooth s'ha tornat imprescindible al nostre dia a dia: connecta el mòbil amb els auriculars, el portàtil amb el ratolí sense fil, la tele amb la barra de so i un llarg etcètera. Ho fem servir gairebé sense pensar-hi, però darrere d'aquesta connexió “màgica” hi ha un protocol que no ha parat d'evolucionar des de finals dels 90.

Quan parlem de diferències entre Bluetooth 4.0, 5.0 i 5.3 no ens referim a simples canvis de nom, sinó a salts importants a l'abast, velocitat, consum energètic, precisió de localització i qualitat d'àudio. Si estàs pensant en comprar mòbils, auriculars, smartwatch o dispositius de domòtica, entendre aquestes versions t'ajuda a triar millor ia “blindar” la teva compra per als propers anys.

Evolució general de Bluetooth: de 1.0 a 5.4 i 6.0

Per entendre per què Bluetooth 4.0, 5.0 i 5.3 són tan rellevants, va bé repassar ràpidament com ha anat creixent aquest estàndard des de les seves primeres versions comercials.

les versions Bluetooth 1.x (1.0, 1.1 i 1.2), llançades entre 1999 i 2003, van ser el primer intent seriós de portar la comunicació sense fils de curt abast al mercat massiu, amb velocitats al voltant d'1 Mbps i un abast típic de 10 metres, però amb molts problemes de interoperabilitat, estabilitat i seguretat entre fabricants.

Amb Bluetooth 2.0 i 2.1 (des del 2004), entra en joc EDR (Enhanced Data Rate), que eleva la velocitat teòrica a uns 3 Mbps i millora la gestió d'energia. A més, s'introdueix el aparellament senzill i segur (SSP), reduint els mals de cap en connectar dispositius i reforçant el xifratge.

El salt a Bluetooth 3.0 el 2009 porta el cognom HS (High Speed), permetent fer servir un enllaç Wi‑Fi (IEEE 802.11) com a drecera per arribar fins a 24 Mbps en transferències puntuals d'alt volum de dades, a costa d'un consum energètic molt més elevat, poc compatible amb dispositius petits o alimentats per pila.

Versions clàssiques: Bluetooth 1.0, 2.0 i 3.0

Encara que avui pràcticament tot gira al voltant de Bluetooth de baix consum, les primeres versions van establir les bases del que fem servir ara i ajuden a entendre com hem arribat fins aquí.

Bluetooth 1.0 (1999) va ser la primera especificació comercial. Permetia connexions sense fil bàsiques a la banda de 2,4 GHz amb un màxim d'1 Mbps i uns 10 metres d'abast, però patia seriosos problemes de compatibilitat i estabilitat, i els processos d'aparellament eren molestos i poc fiables.

Amb Bluetooth 1.1 (2001) es corregeixen moltes d'aquestes fallades inicials, s'estandarditzen els 79 canals de freqüència en 2,4 GHz i es millora el maneig de la informació de l'enllaç, donant lloc a una versió més madura i comercialment utilitzable, encara que encara limitada en prestacions.

Bluetooth 1.2 (2003) incorpora salt de freqüència adaptatiu (AFH) per reduir interferències amb altres xarxes com Wi‑Fi 802.11b, afegeix connexions sincròniques millorades (ESCO) per a veu i millora els temps destabliment denllaç, mantenint la compatibilitat amb 1.1.

El gran salt de la segona generació arriba amb Bluetooth 2.0 + EDR (2004), que eleva la velocitat efectiva a uns 2,1-3 Mbps, millora l'eficiència energètica en acabar abans les transferències i permet un ús més còmode en mans lliures, enviament d'arxius i perifèrics sense fil.

En Bluetooth 2.1 (2007) apareix l'Emparellament Simple i Segur (SSP) i el mode Sniff Subrating, que baixa el consum energètic perllongant els intervals entre comprovacions de connexió, fent viables auriculars i accessoris que aguanten més sense recàrrega.

L'arribada de Bluetooth 3.0 + HS (2009) marca la màxima velocitat de la branca “clàssica” (fins a 24 Mbps usant un canal 802.11 addicional), incorpora la MAC/PHY Alternativa (AMP) per triar la ràdio òptima segons el tipus de trànsit i millora la gestió d'energia amb control de potència avançat, tot i que el consum continua sent massa alt per a l'IoT que estava a punt per a l'IoT.

Bluetooth 4.0, 4.1 i 4.2: l'era del Low Energy

Amb Bluetooth 4.0 (2010) arriba la revolució de debò: s'integra Bluetooth clàssic, mode d'alta velocitat i, sobretot, Bluetooth de baix consum (BLE), dissenyat per a dispositius que necessiten consumir el mínim possible.

BLE permet connexions molt ràpides i de curta durada, amb latències al voltant de 3 ms, abasts de desenes de metres i consums que poden ser fins a un 90 % inferiors als de la branca clàssica, cosa que fa que un petit sensor o polsera d'activitat funcioni durant mesos o anys amb una pila de botó (nivell de bateria de dispositius Bluetooth en entorns com Windows).

En aquesta etapa comencen a popularitzar-se els dispositius de manera dual, capaços de manejar Bluetooth clàssic i BLE al mateix xip, mantenint la compatibilitat amb auriculars i mans lliures clàssics mentre s'obre la porta a wearables, balises i sensors IoT.

Bluetooth 4.1 (2013) puleix l'estàndard amb millor convivència amb xarxes 4G/LTE, una gestió de canals més eficient i més flexibilitat en el rol dels dispositius, pensant ja clarament en escenaris d'Internet de les Coses amb comunicació directa entre sensors, mòbils i el núvol.

Amb Bluetooth 4.2 (2014) es fa un pas clau cap a l'IoT connectat a Internet: s'afegeix suport per a IPv6 i 6LoWPAN, cosa que permet connectar dispositius Bluetooth directament a la xarxa a través d'un gateway, es multiplica per deu la capacitat dels paquets publicitaris i es millora la privadesa per dificultar el rastreig no autoritzat de dispositius.

Bluetooth 5.0: el gran salt en abast i velocitat

la versió Bluetooth 5.0 (2016) és l'últim gran salt de l'estàndard i la base de tota la família 5.x. El focus està en tres fronts: velocitat, abast i capacitat de dades en mode baix consum.

D'una banda, duplica la velocitat de BLE passant de 1 Mbps a 2 Mbps, cosa que permet reduir la latència i escurçar el temps de transmissió, una cosa clau per millorar la sincronització dàudio i la resposta de dispositius interactius.

De l'altra, introdueix maneres d'“abast ampliat” que poden arribar teòricament fins a uns 240 metres en espais oberts, quadruplicant el rang de Bluetooth 4.2, a costa de sacrificar una mica de velocitat o fer servir tècniques de codificació més robustes.

A més, la mida dels paquets publicitaris a BLE passa de 27 bytes a fins a 255 bytes, obrint la porta a aplicacions de balises, posicionament i enviament d'informació sense necessitat d'establir una connexió clàssica, cosa molt útil en comerços, museus o sistemes de guiatge.

Bluetooth 5.0 també reforça la idea d'un estàndard pensat per dispositius IoT, àudio sense fil i domòtica, amb millor eficiència energètica global i capacitat de manejar connexions múltiples i fluxos de dades més complexes.

Bluetooth 5.1 i 5.2: localització precisa i LE Audio

Sobre la base de 5.0, Bluetooth 5.1 (2019) se centra a millorar la localització. Afegeix funcions com el Angle d'Arribada (AoA) i Angle de Sortida (AoD), que permeten calcular la direcció de procedència del senyal, aconseguint precisions de nivell centimètric en interiors amb la infraestructura adequada.

Aquestes millores fan possible desenvolupar sistemes de posicionament a interiors i seguiment d'actius molt més precisos, útils a magatzems, hospitals, centres comercials o edificis intel·ligents, on el GPS no funciona bé.

També introdueix millores en l'emmagatzematge en memòria cau GATT i en la gestió de la publicitat periòdica, cosa que ajuda a reduir consum energètic i redundàncies en entorns amb molts dispositius emetent dades.

D'altra banda, Bluetooth 5.2 (2020) està molt orientat a làudio. És la versió que posa sobre la taula LE Àudio i el còdec LC3 (Low Complexity Communication Codec), un sistema de compressió més eficient que el clàssic SBC.

Gràcies a LC3, es pot obtenir millor qualitat de so amb taxes de bits més baixes, el que suposa menys consum de bateria en auriculars i mòbils, i la possibilitat de mantenir bona qualitat fins i tot amb enllaços de ràdio menys favorables.

Bluetooth 5.2 també introdueix canals isòcrons LE, que permeten sincronitzar transmissions d'àudio en temps real a diversos dispositius alhora, obrint la porta a funcions com compartir àudio amb diverses persones des d'un mateix mòbil o televisor.

Bluetooth 5.3: el refinament de la família 5.x

l'estàndard Bluetooth 5.3 es va anunciar el 2021 i va començar a arribar a dispositius comercials a partir del 2022. No canvia la velocitat màxima ni l'abast respecte a 5.0-5.2, però introdueix una sèrie de millores internes orientades a polir eficiència, seguretat i fiabilitat de les connexions.

Una de les novetats clau és la millora en el filtratge de publicitat periòdica. El controlador pot descartar dades redundants a les actualitzacions d'anuncis, evitant retransmetre informació idèntica i aconseguint un estalvi d'energia tant a l'emissor com al receptor.

Una altra millora important és a la classificació i selecció de canals. Els perifèrics poden indicar quins canals prefereixen fer servir, de manera que el dispositiu central (per exemple, el mòbil) tingui en compte aquesta informació i s'elegeixin conjuntament les freqüències menys saturades, reduint interferències i talls.

Al terreny de la seguretat, Bluetooth 5.3 permet que el controlador defineix un mida mínima per a les claus de xifrat. Si un dispositiu remot intenta negociar una clau massa curta (poc segura), la connexió es pot bloquejar directament, evitant enllaços febles que podrien ser vulnerables.

A més, s'introdueixen mecanismes perquè els dispositius canviïn de forma àgil entre modes amb diferent ample de banda segons la necessitat. Per exemple, si passeu d'escoltar música a fer una trucada, el sistema pot ajustar amb rapidesa la configuració de l'enllaç per minimitzar la latència en temps real.

En molts xips que implementen 5.3 (i el firmware del xip) també es comença a parlar de funcions com “Intelligent Dual Bluetooth”, que permeten connexions simultànies en mode clàssic i BLE, o fins i tot connectar dos mòbils a un mateix altaveu si tots els dispositius comparteixen aquest estàndard, apropant escenaris més flexibles dàudio compartit.

Diferències pràctiques entre Bluetooth 4.0, 5.0 i 5.3

Si baixem tot això a terra, la gran diferència entre Bluetooth 4.0, 5.0 i 5.3 és com es comporten en l'ús real: abast, estabilitat, consum i possibilitats de futur.

Amb Bluetooth 4.0/4.2 ja s'aconsegueix una connectivitat sense fil correcta per a auriculars, altaveus i wearables, però l'abast és més limitat i la velocitat de BLE es queda en 1 Mbps, cosa que es pot traduir en més latència i una mica més de consum per a certes aplicacions dàudio i IoT.

En fer el salt a Bluetooth 5.0, la cosa canvia força: es duplica la velocitat en BLE, es multiplica per quatre l'abast teòric i augmenta molt la capacitat dels missatges publicitaris, millorant l'experiència tant a àudio sense fil com en dispositius intel·ligents per a la llar.

La diferència entre Bluetooth 5.0 i 5.3 no és tan radical, però sí apreciable en escenaris amb molts dispositius connectats. 5.3 gestiona millor el salt de canals, evita freqüències saturades i retalla alguns mil·lisegons en la gestió d'energia i l'entrada/sortida d'estats de repòs, una cosa que es nota en bateries que duren una mica més i connexions una mica més estables.

Si compares un mòbil amb 5.0 i un altre amb 5.3, tots dos connectats a auriculars moderns, la qualitat de so dependrà molt més del còdec i del disseny dels auriculars que de la versió de Bluetooth, però amb 5.3 tindràs millor marge de maniobra per a futures funcions LE Àudio i entorns saturats.

Bluetooth 5.3 davant 5.1 i 5.2

Dins de la pròpia família 5.x, cada versió afina un aspecte diferent, per la qual cosa és interessant veure com Bluetooth 5.3 es relaciona amb 5.1 i 5.2.

Respecte Bluetooth 5.1, 5.3 manté totes les funcions de localització avançada (AoA, AoD, millor escorcoll GATT, etc.) i les complementa amb una gestió de canals i intervals de connexió més eficient, el que ajuda a estalviar energia ia reduir petits talls al senyal.

davant Bluetooth 5.2, que és la versió clau per a LE Audio i el còdec LC3, 5.3 no afegeix un nou còdec, però sí optimitza la forma en què s'estableixen i mantenen les connexions, de manera que les transmissions d'àudio compartit i els canals isòcrons LE funcionin amb menys interferències i una mica menys de latència.

En resum pràctic: si utilitzes auriculars o barres de so amb LE Audio, la diferència entre 5.2 i 5.3 la notaràs sobretot a robustesa de la connexió i consum, més que en un salt de qualitat de so en si mateix.

Compatibilitat entre versions i elecció de dispositius

Un punt clau que no convé oblidar és que Bluetooth és retrocompatible. Quan connecteu dos dispositius amb versions diferents, l'enllaç s'estableix usant la versió més baixa suportada per tots dos.

Això significa que si teniu un mòbil amb Bluetooth 5.3 i uns auriculars amb Bluetooth 5.0, la comunicació es regirà per les capacitats de 5.0, encara que internament el xip del mòbil pugui fer optimitzacions addicionals en la gestió d'energia i canals.

També implica que no has de triar entre “els avantatges de 5.0” o “els de 5.3”: cada nova versió inclou les millores de les anteriors. Un dispositiu amb Bluetooth 5.3 porta tot allò que oferien 5.0, 5.1 i 5.2, més les seves pròpies novetats.

A l'hora de comprar, la recomanació raonable és que, sempre que el pressupost ho permeti, optis per la versió de Bluetooth més moderna disponible, sobretot si busques que el dispositiu et duri diversos anys i vols aprofitar funcions que encara s'estan desplegant, com LE Audio avançat o localització precisa.

Tot i això, entre un equip amb bon so i Bluetooth 5.0 i un altre mediocre amb Bluetooth 5.3, és preferible donar prioritat a la qualitat del producte i els seus còdecs (SBC, AAC, aptX, LDAC, LC3) abans de fixar-te només al numeret de la versió.

Bluetooth clàssic vs Bluetooth Low Energy

Des de Bluetooth 4.0, l'especificació es divideix en dues grans branques: Bluetooth clàssic (BR/EDR) y Bluetooth de baix consum (BLE), que conviuen en molts xips de manera dual.

Bluetooth clàssic és el que històricament s'ha fet servir per àudio d'alta qualitat, mans lliures, sistemes de cotxe i perifèrics amb més amplada de banda. Opera amb 79 canals d'1 MHz en 2,4 GHz, ofereix velocitats d'1 a 3 Mbps i està optimitzat per a fluxos de dades contínues, com ara música o trucades.

BLE, en canvi, utilitza 40 canals de 2 MHz i està pensat per transmissions curtes i poc freqüents, sacrificant una mica de velocitat (1-2 Mbps) a canvi d'una reducció brutal del consum i temps molt ràpids de connexió/desconnexió.

Amb l'arribada de LE Audio a Bluetooth 5.2 i posteriors, BLE comença també a encarregar-se del àudio sense fil de nova generació, cosa que empeny el clàssic BR/EDR a un paper més secundari en el futur, encara que seguirà funcionant durant molts anys per l'enorme base instal·lada.

Per a l'usuari corrent, l'important és saber que un dispositiu modern amb Bluetooth 5.x sol ser de mode dual, de manera que pot parlar tant en clàssic com en BLE segons convingui, i que cada salt de versió sol portar optimitzacions per a tots dos mons.

Mirant endavant: Bluetooth 5.4 i 6.0

Encara que la pregunta del milió avui gira al voltant de Bluetooth 4.0, 5.0 i 5.3, ja hi ha versions encara més recents que apunten cap a on va l'estàndard.

Bluetooth 5.4 introdueix, entre altres coses, la Publicitat Periòdica amb Respostes (PAwR) i les Dades Publicitàries Xifrades (EAD), pensades per a xarxes massives de sensors IoT de baix consum, on milers de dispositius es comuniquen amb un punt central de forma molt eficient i segura.

D'altra banda, Bluetooth 6.0, presentat el 2024, posa el focus a la mesurament de distància d'alta precisió mitjançant el Sondeig de Canal Bluetooth, a més de millorar l'escaneig, la latència i diverses capes internes del protocol, pensant en aplicacions de rastreig, navegació interior i sincronització de dades sensibles alhora.

Aquestes versions trigaran encara una mica a veure's de forma massiva en mòbils de gamma mitjana i dispositius de consum, però confirmen la tendència: Bluetooth seguirà perfeccionant el baix consum, la precisió de localització i la seguretat, mentre manté la compatibilitat amb tot això.

En el fons, tot aquest recorregut des de les primeres versions fins a Bluetooth 5.3 i més enllà té un objectiu clar: aconseguir connexions sense fil més estables, amb millor so, menys consum i més funcions intel·ligents, de manera que puguem oblidar-nos dels cables sense preocupar-nos per talls, bateries que s'esgoten en un sospir o problemes d'aparellament.