A Bluetooth 4.0, 5.0 és 5.3 közötti különbségek részletes magyarázata

Informatec Digital » Erőforrás » A Bluetooth 4.0, 5.0 és 5.3 közötti különbségek részletes magyarázata

La bluetooth technológia nélkülözhetetlenné vált A mindennapi életünkben: csatlakoztasd a mobiltelefonodat a fejhallgatódhoz, a laptopodat a vezeték nélküli egérhez, a tévédet a soundbarodhoz és így tovább. Szinte gondolkodás nélkül használjuk, de e mögött a "varázslatos" kapcsolat mögött egy olyan protokoll rejlik, amely az 90-es évek vége óta folyamatosan fejlődik.

Amikor beszélünk A Bluetooth 4.0, 5.0 és 5.3 közötti különbségek Nem egyszerű névváltoztatásokról beszélünk, hanem jelentős ugrásokról a hatótávolság, a sebesség, az energiafogyasztás, a helymeghatározás pontossága és a hangminőség terén. Ha mobiltelefon, fejhallgató, okosóra vagy okosotthoni eszközök vásárlásán gondolkodik, ezen verziók ismerete segít jobb döntést hozni, és biztosítja, hogy a vásárlása évekig kitartson.

A Bluetooth általános fejlődése: 1.0-tól 5.4-ig és 6.0-ig

hogy megértsük, miért A Bluetooth 4.0, 5.0 és 5.3 egyaránt relevánsakÉrdemes gyorsan áttekinteni, hogyan fejlődött ez a szabvány az első kereskedelmi verziói óta.

Verziók Bluetooth 1.x Az 1999 és 2003 között kiadott 1.0, 1.1 és 1.2 verziók voltak az első komoly kísérlet a rövid hatótávolságú vezeték nélküli kommunikáció tömegpiacra juttatására, körülbelül 1 Mbps sebességgel és tipikusan 10 méteres hatótávolsággal, de számos problémával. interoperabilitás, stabilitás és biztonság gyártók között.

Con Bluetooth 2.0 és 2.1 (2004 óta) bevezették az EDR-t (Enhanced Data Rate), amely az elméleti sebességet körülbelül 3 Mbps-ra növelte, és javította az energiagazdálkodást. Ezenkívül a következőket vezették be: egyszerű és biztonságos párosítás (SSP), csökkentve az eszközök csatlakoztatásakor felmerülő fejfájást és megerősítve a titkosítást.

Az ugrás Bluetooth 3.0 2009-ben kapta a HS (High Speed) jelölést, amely lehetővé tette a Wi-Fi kapcsolat (IEEE 802.11) „rövidítésként” történő használatát, így alkalmanként akár 24 Mbps sebességet is elérhet nagy mennyiségű adatátvitel során, sokkal nagyobb energiafogyasztás árán, ami nem igazán kompatibilis a kis vagy akkumulátoros eszközökkel.

Klasszikus verziók: Bluetooth 1.0, 2.0 és 3.0

Bár ma már gyakorlatilag minden akörül forog, Bluetooth alacsony energiaA korai verziók megalapozták azt, amit ma használunk, és segítenek megérteni, hogyan jutottunk el idáig.

Bluetooth 1.0 (1999) Ez volt az első kereskedelmi forgalomban kapható specifikáció. Lehetővé tette az alapvető vezeték nélküli kapcsolatokat a 2,4 GHz-es sávban, maximum 1 Mbps sebességgel és körülbelül 10 méteres hatótávolsággal, de a következőktől szenvedett: komoly kompatibilitási és stabilitási problémákés az egyeztetési folyamatok nehézkesek és megbízhatatlanok voltak.

Con Bluetooth 1.1 (2001) ezen kezdeti hibák közül sokat kijavítottak, a 79 frekvenciacsatornát 2,4 GHz-re szabványosították, és a kapcsolati információk kezelését is fejlesztették, ami egy érettebb és kereskedelmi forgalomban is használhatóbb verziót eredményezett, bár a teljesítménye továbbra is korlátozott.

Bluetooth 1.2 (2003) adaptív frekvenciaugratást (AFH) tartalmaz a következőkhöz: csökkenteni az interferenciát más hálózatokkal A Wi-Fi 802.11b-hez hasonlóan ez is biztosítja a továbbfejlesztett szinkron kapcsolatok (ESCO) használatát a hangátvitelhez, és javítja a kapcsolatlétesítési időket, miközben megőrzi az 1.1-es szabvánnyal való kompatibilitást.

A második generáció nagy ugrása a következővel jár: Bluetooth 2.0 + EDR (2004), amely a tényleges sebességet körülbelül 2,1-3 Mbps-ra emeli, javítja az energiahatékonyságot azáltal, hogy gyorsabban hajtja végre az átvitelt, és kényelmesebb használatot tesz lehetővé Kihangosító hívások, fájlátvitel és vezeték nélküli perifériák.

En Bluetooth 2.1 (2007) Megjelenik az Egyszerű és Biztonságos Párosítás (SSP) és a Sniff Felértékelési mód, amely alacsonyabb energiafogyasztás meghosszabbítja a csatlakozási ellenőrzések közötti időközöket, így életképes fejhallgatókat és tartozékokat hoz létre, amelyek tovább bírják az újratöltést.

Az érkezés Bluetooth 3.0 + HS (2009) a „klasszikus” ág maximális sebességét jelzi (akár 24 Mbps egy további 802.11 csatorna használatával), tartalmazza a MAC/PHY Alternate (AMP) funkciót a forgalom típusa szerinti optimális rádió kiválasztásához, és fejlett energiaszabályozással javítja az energiagazdálkodást, bár a fogyasztás még mindig túl magas a robbanásveszélyes IoT számára.

Bluetooth 4.0, 4.1 és 4.2: az alacsony energiafogyasztású (Low Energy) korszaka

Con Bluetooth 4.0 (2010) Elérkezett az igazi forradalom: a klasszikus Bluetooth, a nagysebességű mód és mindenekelőtt az integrálva van. Bluetooth Low Energy (BLE), olyan eszközökhöz tervezve, amelyeknek a lehető legkevesebb energiát kell fogyasztaniuk.

A BLE lehetővé teszi nagyon gyors és rövid életű kapcsolatokkörülbelül 3 ms késleltetéssel, több tíz méteres hatótávolsággal és akár 90%-kal alacsonyabb fogyasztással, mint a klasszikus ág esetében, ami azt jelenti, hogy egy kis érzékelő vagy aktivitásmérő karkötő hónapokig vagy évekig is működhet gombelemmel (Bluetooth-eszköz akkumulátorának töltöttségi szintje olyan környezetekben, mint a Windows).

Ebben a szakaszban a következők kezdenek népszerűvé válni: kettős üzemmódú eszközökképes kezelni a klasszikus Bluetooth-t és a BLE-t ugyanazon a chipen, fenntartva a kompatibilitást a klasszikus fejhallgatókkal és kihangosító eszközökkel, miközben megnyitja az utat a viselhető eszközök, jeladók és IoT-érzékelők előtt.

Bluetooth 4.1 (2013) Finomítja a szabványt a 4G/LTE hálózatokkal való jobb kompatibilitással, a hatékonyabb csatornakezeléssel és az eszközszerepkörök nagyobb rugalmasságával, egyértelműen a következőkre összpontosítva: Dolgok internete forgatókönyvek közvetlen kommunikációval az érzékelők, a mobiltelefonok és a felhő között.

Con Bluetooth 4.2 (2014) Kulcsfontosságú lépés történt az internetre csatlakoztatott IoT felé: támogatást adtak hozzá az IPv6 és a 6LoWPAN szabványokhoz, lehetővé téve a Bluetooth-eszközök közvetlen csatlakoztatása a hálózathoz Egy átjárón keresztül a hirdetési csomagok kapacitása tízszeresére nő, és javul az adatvédelem, megakadályozva az eszközök jogosulatlan követését.

Bluetooth 5.0: óriási ugrás a hatótávolság és a sebesség terén

Változat Bluetooth 5.0 (2016) Ez a szabvány legújabb „nagy ugrása” és az egész 5.x család alapja. Három területre összpontosít: sebesség, hatótávolság és adatkapacitás alacsony energiafogyasztású üzemmódban.

Egyrészt megduplázza a BLE sebességét, 1 Mbps-ról 2 Mbps-ra növelve, ami lehetővé teszi csökkentse a késleltetést és lerövidítse az átviteli időtEz kulcsfontosságú a hangszinkronizáció és az interaktív eszközök válaszidejének javításához.

Másrészt bevezeti a „kiterjesztett hatótávolságú” módokat, amelyek elméletileg akár 240 métert is elérhetnek nyílt terepen, megnégyszerezve a Bluetooth 4.2 hatótávolságát, de a sebesség feláldozása vagy robusztusabb kódolási technikák alkalmazása árán.

Továbbá a BLE-ben a hirdetési csomagok mérete 27 bájtról 27 bájtra nő. akár 255 bájtEz megnyitja az utat a jeladóalkalmazások, a helymeghatározás és az információátvitel előtt anélkül, hogy klasszikus kapcsolatot kellene létrehozni, ami nagyon hasznos üzletekben, múzeumokban vagy irányító rendszerekben.

A Bluetooth 5.0 megerősíti a szabvány ötletét is, amelyet erre terveztek IoT-eszközök, vezeték nélküli audio és otthonautomatizálás, jobb általános energiahatékonysággal, valamint több kapcsolat és összetettebb adatfolyamok kezelésének képességével.

Bluetooth 5.1 és 5.2: pontos helymeghatározás és LE Audio

Az 5.0-s verzió alapján, Bluetooth 5.1 (2019) A lokalizáció javítására összpontosít. Olyan funkciókat ad hozzá, mint például Érkezési szög (AoA) és távozási szög (AoD)amelyek lehetővé teszik a jel eredetének irányának kiszámítását, centiméteres pontossággal beltéren, megfelelő infrastruktúrával.

Ezek a fejlesztések lehetővé teszik a fejlesztést beltéri helymeghatározó és eszközkövető rendszerek sokkal pontosabb, hasznos raktárakban, kórházakban, bevásárlóközpontokban vagy intelligens épületekben, ahol a GPS nem működik jól.

Emellett fejlesztéseket vezet be a GATT gyorsítótárazásában és az ismétlődő hirdetések kezelésében, amelyek segítenek a következőkben: csökkenteni az energiafogyasztást és a redundanciákat olyan környezetekben, ahol sok eszköz bocsát ki adatokat.

A maga részéről Bluetooth 5.2 (2020) Nagyon hangalapú. Ez a verzió van terítéken. LE Audio és az LC3 kodek (alacsony komplexitású kommunikációs kodek), egy hatékonyabb kompressziós rendszer, mint a klasszikus SBC.

Az LC3-nak köszönhetően a következőket kaphatja: jobb hangminőség alacsonyabb bitrátávalEz kevesebb akkumulátorfogyasztást jelent a fejhallgatókban és a mobiltelefonokban, valamint azt, hogy kedvezőtlen rádiókapcsolatok esetén is jó minőség maradjon fenn.

A Bluetooth 5.2 is bemutatkozik izokron csatornák LEamelyek lehetővé teszik a valós idejű hangátvitel egyidejű szinkronizálását több eszközzel, megnyitva az utat olyan funkciók előtt, mint például a hang megosztása több személlyel ugyanazon mobiltelefonról vagy televízióról.

Bluetooth 5.3: az 5.x család továbbfejlesztett változata

A szabvány Bluetooth 5.3 2021-ben jelentették be, és 2022-ben kezdett megjelenni kereskedelmi eszközökön. Nem változtatja meg a maximális sebességet vagy hatótávolságot az 5.0-5.2-es verziókhoz képest, de számos új funkciót vezet be. Belső fejlesztések a hatékonyság, a biztonság és a megbízhatóság fokozása érdekében a kapcsolatok közül.

Az egyik legfontosabb új funkció a továbbfejlesztett szűrés időszakos reklámA vezérlő elveheti a redundáns adatokat a hirdetésfrissítésekben, elkerülve az azonos információk újbóli elküldését és elérve a energia-megtakarítás mind a feladóban, mind a vevőben.

Egy másik fontos fejlesztés a csatornabesorolás és -kiválasztásA perifériák jelezhetik, hogy mely csatornákat részesítik előnyben, így a központi eszköz (például a mobiltelefon) figyelembe veszi ezt az információt, és a legkevésbé telített frekvenciákat választja ki együttesen, csökkentve az interferenciát és a megszakításokat.

Biztonsági szempontból a Bluetooth 5.3 lehetővé teszi a vezérlő számára, hogy meghatározzon egy titkosítási kulcsok minimális méreteHa egy távoli eszköz túl rövid (nem biztonságos) kulcsot próbál megtárgyalni, a kapcsolat közvetlenül blokkolható, megakadályozva a gyenge, sebezhető kapcsolatok kialakulását.

Ezenkívül mechanizmusokat vezetnek be az eszközök engedélyezéséhez zökkenőmentes váltás a különböző sávszélességű módok között az igényektől függően. Például, ha zenehallgatásról hívásra vált, a rendszer gyorsan módosíthatja a kapcsolat beállításait a valós idejű késleltetés minimalizálása érdekében.

Sok olyan chipben, amely az 5.3-at implementálja (és a chip firmware-je) az emberek olyan funkciókról is elkezdenek beszélni, mint például „Intelligens kettős Bluetooth”amelyek lehetővé teszik az egyidejű csatlakozást klasszikus és BLE módban, vagy akár két mobiltelefon csatlakoztatását ugyanahhoz a hangszóróhoz, ha minden eszköz ezt a szabványt használja, így rugalmasabb megosztott hangforgatókönyveket hozva közelebb.

Gyakorlati különbségek a Bluetooth 4.0, 5.0 és 5.3 között

Ha mindezt lehozzuk a valóságba, akkor a nagy különbség a kettő között Bluetooth 4.0, 5.0 és 5.3 A valóságban mutatott teljesítményükben rejlik: hatótávolság, stabilitás, fogyasztás és jövőbeli lehetőségek.

Con Bluetooth 4.0/4.2 A fejhallgatók, hangszórók és viselhető eszközök ma már megfelelő vezeték nélküli kapcsolatot biztosítanak, de a hatótávolság korlátozottabb, és a BLE sebessége 1 Mbps-ra korlátozódik, ami a következőket jelentheti: nagyobb késleltetés és valamivel magasabb energiafogyasztás bizonyos audio- és IoT-alkalmazásokhoz.

Azzal, hogy megtette az ugrást, Bluetooth 5.0A dolgok jelentősen megváltoznak: a BLE sebessége megduplázódik, az elméleti hatótávolság megnégyszereződik, és a reklámüzenetek kapacitása jelentősen megnő, javítva az élményt mind a... vezeték nélküli hang, például okosotthoni eszközökben.

A különbség Bluetooth 5.0 és 5.3 Nem olyan radikális, de sok csatlakoztatott eszköz esetén észrevehető. Az 5.3 jobban kezeli a csatornaváltást, elkerüli a telített frekvenciákat, és Néhány milliszekundumot megspórol az energiagazdálkodáson és az alvó állapotba való be- és kilépésen.Ez olyan akkumulátoroknál észrevehető, amelyek valamivel tovább bírják és valamivel stabilabb kapcsolattal rendelkeznek.

Ha összehasonlítasz egy Bluetooth 5.0-s és egy 5.3-as telefont, és mindkettőt modern fejhallgatóhoz csatlakoztatod, a hangminőség sokkal jobban függ a kodektől és a fejhallgató kialakításától, mint a Bluetooth-os verziótól, de az 5.3-as verzióval a következőket kapod: nagyobb mozgástér a jövőbeli LE Audio funkciókhoz és telített környezetekhez.

Bluetooth 5.3, 5.1 és 5.2

Magán az 5.x családon belül minden verzió egy másik aspektust finomít, ezért érdekes látni, hogyan A Bluetooth 5.3 az 5.1-es és az 5.2-es verziókhoz kapcsolódik..

körülbelül Bluetooth 5.1Az 5.3-as verzió megtartotta az összes fejlett lokalizációs funkciót (AoA, AoD, továbbfejlesztett GATT gyorsítótárazás stb.), és kiegészíti azokat egy a csatornák és a csatlakozási időközök hatékonyabb kezeléseami segít energiát megtakarítani és csökkenti a kisebb jelmegszakításokat.

Ellen Bluetooth 5.2Az 5.3-as verzió, amely az LE Audio és az LC3 kodek kulcsverziója, nem ad hozzá új kodeket, de optimalizálja a kapcsolatok létrehozását és fenntartását, így a megosztott audiofolyamok és a izokron csatornák LE kevesebb interferenciával és valamivel kisebb késleltetéssel működnek.

Gyakorlati szempontból: ha fejhallgatót vagy soundbart használsz LE Audio-val, akkor az 5.2 és az 5.3 közötti különbséget főleg a következőkben fogod észrevenni: a kapcsolat és a fogyasztás robusztussága, ahelyett, hogy önmagában ugrást jelentene a hangminőségben.

Verziókompatibilitás és eszközválasztás

Egy fontos szempont, amit nem szabad elfelejteni, az az, hogy A Bluetooth visszafelé kompatibilisAmikor két különböző verziójú eszközt csatlakoztat, a kapcsolat a következővel jön létre: mindkettő által támogatott legalacsonyabb verzió.

Ez azt jelenti, hogy ha Bluetooth 5.3-as technológiával rendelkező mobiltelefonod és Bluetooth 5.0-s fejhallgatód van, akkor a kommunikációt az 5.0 képességei fogják szabályozni, bár a mobiltelefon chipje további optimalizálásokat végezhet az energiagazdálkodás és a csatornák terén.

Ez azt is jelenti, hogy nem kell választanod az „5.0 előnyei” és az „5.3 előnyei” között: Minden új verzió tartalmazza az előzőek fejlesztéseit.Egy Bluetooth 5.3-mal rendelkező eszköz mindent kínál, amit az 5.0, 5.1 és 5.2 kínált, plusz saját új funkciókat.

Vásárláskor az ésszerű ajánlás az, hogy amennyiben a költségvetés engedi, válassza a következőket: a Bluetooth legújabb verziója elérhetőKülönösen akkor, ha azt szeretnéd, hogy az eszköz több évig is kitartson, és szeretnéd kihasználni a még fejlesztés alatt álló funkciókat, mint például a fejlett LE Audio vagy a pontos helymeghatározás.

Azonban egy jó hangzással és Bluetooth 5.0-val rendelkező eszköz, illetve egy közepes, Bluetooth 5.3-mal rendelkező eszköz között célszerűbb az előbbit előnyben részesíteni. termékminőség és annak kodekjei (SBC, AAC, aptX, LDAC, LC3) a verziószám megtekintése helyett.

Klasszikus Bluetooth vs. Bluetooth Low Energy

A Bluetooth 4.0 óta a specifikáció két fő ágra oszlik: Klasszikus Bluetooth (BR/EDR) y Bluetooth Low Energy (BLE), amelyek számos kettős módú chipben léteznek együtt.

A klasszikus Bluetooth az, amelyet történelmileg a következőkre használtak: Kiváló minőségű hangzás, kihangosító, autós rendszerek és perifériák megnövelt sávszélességgel79 csatornával működik 1 MHz-en 2,4 GHz-en, 1-3 Mbps sebességet kínál, és folyamatos adatfolyamokra, például zenelejátszásra vagy hívások lebonyolítására van optimalizálva.

A BLE ezzel szemben 40 darab 2 MHz-es csatornát használ, és erre tervezték: rövid és ritka adásoknémi sebesség feláldozása (1-2 Mbps) a brutális fogyasztáscsökkenés és a nagyon gyors csatlakozási/lecsatlakozási időkért cserébe.

Az LE Audio Bluetooth 5.2-es és újabb verzióinak megjelenésével a BLE is átveszi az irányítást következő generációs vezeték nélküli audioEz a klasszikus BR/EDR-t a jövőben másodlagosabb szerepbe helyezi, bár hatalmas telepített bázisa miatt még sok évig működni fog.

Az átlagfelhasználó számára fontos tudni, hogy egy modern, Bluetooth 5.x-szel rendelkező eszköz általában kettős módEzért szükség szerint mind klasszikus, mind BLE nyelven tud beszélni, és minden verzióugrás általában mindkét világhoz optimalizálásokat hoz.

Előretekintés: Bluetooth 5.4 és 6.0

Bár a millió dolláros kérdés ma a körül forog, Bluetooth 4.0, 5.0 és 5.3Már léteznek újabb verziók is, amelyek rámutatnak arra, hogy merre tart a szabvány.

Bluetooth 5.4 bemutatja többek között a Időszakos hirdetések válaszokkal (PAwR) és a titkosított hirdetési adatok (EAD), amelyeket hatalmas, alacsony fogyasztású IoT-érzékelőhálózatokhoz terveztek, ahol több ezer eszköz kommunikál nagyon hatékonyan és biztonságosan egy központi ponttal.

A maga részéről Bluetooth 6.0, amelyet 2024-ben mutatnak be, a következőkre összpontosít: nagy pontosságú távolságmérés a Bluetooth Channel Survey segítségével, a szkennelés, a késleltetés és a protokoll számos belső rétegének javítása mellett, a nyomkövetés, a beltéri navigáció és az időérzékeny adatok szinkronizálásának alkalmazásain gondolkodva.

Ezeknek a verzióknak el kell telniük egy ideig, mire széles körben megjelennek a középkategóriás telefonokban és fogyasztói eszközökben, de megerősítik a trendet: a Bluetooth továbbra is elérhető marad. az alacsony energiafogyasztás, a helymeghatározás pontossága és a biztonság tökéletesítése, miközben fenntartja a kompatibilitást a fentiekkel.

Végső soron a korai verzióktól a Bluetooth 5.3-ig és azon túli verziókig tartó teljes útnak egyetlen egyértelmű célja van: a vezeték nélküli kapcsolatok létrehozása. stabilabb, jobb hangzással, alacsonyabb energiafogyasztással és több intelligens funkcióvalígy elfelejthetjük a kábeleket anélkül, hogy aggódnunk kellene az áramkimaradások, a villámgyors lemerülő akkumulátorok vagy a párosítási problémák miatt.