Perbezaan antara Bluetooth 4.0, 5.0 dan 5.3 dijelaskan secara terperinci

Informatec Digital » Sumber » Perbezaan antara Bluetooth 4.0, 5.0 dan 5.3 dijelaskan secara terperinci

La teknologi bluetooth telah menjadi sangat diperlukan Dalam kehidupan seharian kita: sambungkan telefon bimbit anda ke fon kepala anda, komputer riba anda ke tetikus tanpa wayar anda, TV anda ke bar bunyi anda, dan sebagainya. Kita menggunakannya hampir tanpa berfikir, tetapi di sebalik sambungan "ajaib" itu terletak protokol yang sentiasa berkembang sejak akhir 90-an.

Apabila kita bercakap tentang Perbezaan antara Bluetooth 4.0, 5.0 dan 5.3 Kita bukan bercakap tentang perubahan nama yang mudah, tetapi lonjakan ketara dalam julat, kelajuan, penggunaan tenaga, ketepatan lokasi dan kualiti audio. Jika anda sedang berfikir untuk membeli telefon bimbit, fon kepala, jam tangan pintar atau peranti rumah pintar, memahami versi ini akan membantu anda membuat pilihan yang lebih baik dan memastikan pembelian anda tahan lama untuk tahun-tahun akan datang.

Evolusi umum Bluetooth: dari 1.0 hingga 5.4 dan 6.0

untuk memahami mengapa Bluetooth 4.0, 5.0 dan 5.3 semuanya sama relevanAdalah idea yang baik untuk menyemak semula dengan cepat bagaimana piawaian ini telah berkembang sejak versi komersial pertamanya.

Versi ini Bluetooth 1.x Versi 1.0, 1.1, dan 1.2, yang dikeluarkan antara tahun 1999 dan 2003, merupakan percubaan serius pertama untuk membawa komunikasi tanpa wayar jarak dekat ke pasaran massa, dengan kelajuan sekitar 1 Mbps dan jarak tipikal 10 meter, tetapi dengan banyak masalah. kebolehkendalian, kestabilan dan keselamatan antara pengeluar.

dengan Bluetooth 2.0 dan 2.1 (Sejak tahun 2004), EDR (Kadar Data Dipertingkatkan) telah mula digunakan, meningkatkan kelajuan teori kepada sekitar 3 Mbps dan menambah baik pengurusan kuasa. Di samping itu, perkara berikut telah diperkenalkan: gandingan yang mudah dan selamat (SSP), mengurangkan masalah semasa menyambungkan peranti dan mengukuhkan penyulitan.

Lompat ke Bluetooth 3.0 Pada tahun 2009, ia telah memperkenalkan sebutan HS (Kelajuan Tinggi), yang membolehkan penggunaan pautan Wi-Fi (IEEE 802.11) sebagai "pintasan" untuk mencapai sehingga 24 Mbps dalam pemindahan data volum tinggi sekali-sekala, dengan kos penggunaan tenaga yang jauh lebih tinggi, sesuatu yang tidak begitu serasi dengan peranti kecil atau berkuasa bateri.

Versi klasik: Bluetooth 1.0, 2.0 dan 3.0

Walaupun hari ini hampir semuanya berkisar tentang Tenaga Rendah BluetoothVersi awal meletakkan asas untuk apa yang kita gunakan sekarang dan membantu kita memahami bagaimana kita sampai di sini.

Bluetooth 1.0 (1999) Ia merupakan spesifikasi komersial pertama. Ia membenarkan sambungan tanpa wayar asas dalam jalur 2,4 GHz dengan maksimum 1 Mbps dan julat kira-kira 10 meter, tetapi ia mengalami masalah masalah keserasian dan kestabilan yang seriusdan proses pemadanan adalah rumit dan tidak boleh dipercayai.

dengan Bluetooth 1.1 (2001) banyak kelemahan awal ini telah diperbetulkan, 79 saluran frekuensi telah diseragamkan pada 2,4 GHz dan pengendalian maklumat pautan telah dipertingkatkan, menghasilkan versi yang lebih matang dan boleh digunakan secara komersial, walaupun prestasinya masih terhad.

Bluetooth 1.2 (2003) menggabungkan lompatan frekuensi adaptif (AFH) untuk mengurangkan gangguan dengan rangkaian lain Seperti Wi-Fi 802.11b, ia menambah Sambungan Segerak Dipertingkat (ESCO) untuk suara dan meningkatkan masa penubuhan pautan, sambil mengekalkan keserasian dengan 1.1.

Lonjakan besar generasi kedua datang bersama Bluetooth 2.0 + EDR (2004), yang meningkatkan kelajuan berkesan kepada kira-kira 2,1-3 Mbps, meningkatkan kecekapan tenaga dengan melengkapkan pemindahan dengan lebih pantas, dan membolehkan penggunaan yang lebih mudah dalam Panggilan bebas tangan, pemindahan fail dan peranti persisian tanpa wayar.

En Bluetooth 2.1 (2007) Mod Pemasangan Mudah dan Selamat (SSP) dan Subpenarafan Sniff muncul, yang penggunaan tenaga yang lebih rendah memanjangkan selang masa antara pemeriksaan sambungan, menjadikan fon kepala dan aksesori yang berdaya maju dan tahan lebih lama tanpa dicas semula.

Ketibaan Bluetooth 3.0 + HS (2009) menandakan kelajuan maksimum cabang "klasik" (sehingga 24 Mbps menggunakan saluran 802.11 tambahan), menggabungkan MAC/PHY Alternate (AMP) untuk memilih radio optimum mengikut jenis trafik dan meningkatkan pengurusan kuasa dengan kawalan kuasa lanjutan, walaupun penggunaan masih terlalu tinggi untuk IoT yang hampir meletup.

Bluetooth 4.0, 4.1 dan 4.2: era Tenaga Rendah

dengan Bluetooth 4.0 (2010) Revolusi sebenar tiba: Bluetooth klasik, mod berkelajuan tinggi, dan yang paling penting, telah disepadukan. Tenaga Rendah Bluetooth (BLE), direka untuk peranti yang perlu menggunakan kuasa sesedikit mungkin.

BLE membenarkan sambungan yang sangat pantas dan jangka pendekdengan latensi sekitar 3 ms, julat berpuluh-puluh meter dan penggunaan yang boleh sehingga 90% lebih rendah daripada cabang klasik, yang bermaksud bahawa gelang sensor atau aktiviti kecil boleh berfungsi selama berbulan-bulan atau bertahun-tahun pada bateri sel butang (Tahap bateri peranti Bluetooth dalam persekitaran seperti Windows).

Pada peringkat ini, perkara berikut mula menjadi popular: peranti dwi-modmampu mengendalikan Bluetooth klasik dan BLE pada cip yang sama, mengekalkan keserasian dengan fon kepala klasik dan peranti bebas tangan sambil membuka pintu kepada peranti boleh pakai, suar dan sensor IoT.

Bluetooth 4.1 (2013) Ia memperhalusi piawaian dengan keserasian yang lebih baik dengan rangkaian 4G/LTE, pengurusan saluran yang lebih cekap dan fleksibiliti yang lebih besar dalam peranan peranti, dengan jelas memberi tumpuan kepada Senario Internet untuk Segalanya dengan komunikasi langsung antara sensor, telefon bimbit dan awan.

dengan Bluetooth 4.2 (2014) Satu langkah penting ke arah IoT yang disambungkan ke Internet telah diambil: sokongan untuk IPv6 dan 6LoWPAN telah ditambah, membolehkan Sambungkan peranti Bluetooth terus ke rangkaian Melalui gerbang, kapasiti pakej pengiklanan digandakan sepuluh kali ganda dan privasi dipertingkatkan untuk menghalang pengesanan peranti tanpa kebenaran.

Bluetooth 5.0: lonjakan gergasi dalam julat dan kelajuan

Versi Bluetooth 5.0 (2016) Ia merupakan "lonjakan besar" terkini dalam standard dan asas bagi seluruh keluarga 5.x. Tumpuannya adalah pada tiga aspek: kelajuan, julat dan kapasiti data dalam mod kuasa rendah.

Di satu pihak, ia menggandakan kelajuan BLE, dari 1 Mbps hingga 2 Mbps, yang membolehkan mengurangkan latensi dan memendekkan masa penghantaranIni adalah kunci untuk meningkatkan penyegerakan audio dan tindak balas peranti interaktif.

Sebaliknya, ia memperkenalkan mod "julat lanjutan" yang secara teorinya boleh mencapai sehingga 240 meter di ruang terbuka, menggandakan julat Bluetooth 4.2 empat kali ganda, dengan kos mengorbankan sedikit kelajuan atau menggunakan teknik pengekodan yang lebih mantap.

Tambahan pula, saiz paket pengiklanan dalam BLE meningkat daripada 27 bait kepada sehingga 255 baitIni membuka pintu kepada aplikasi suar, kedudukan dan penghantaran maklumat tanpa perlu mewujudkan sambungan klasik, sesuatu yang sangat berguna di kedai, muzium atau sistem panduan.

Bluetooth 5.0 juga mengukuhkan idea piawaian yang direka untuk Peranti IoT, audio tanpa wayar dan automasi rumah, dengan kecekapan tenaga keseluruhan yang lebih baik dan keupayaan untuk mengendalikan berbilang sambungan dan aliran data yang lebih kompleks.

Bluetooth 5.1 dan 5.2: lokasi tepat dan Audio LE

Berdasarkan versi 5.0, Bluetooth 5.1 (2019) Ia memberi tumpuan kepada penambahbaikan penyetempatan. Ia menambah ciri-ciri seperti Sudut Ketibaan (AoA) dan Sudut Pelepasan (AoD)yang membolehkan pengiraan arah asal isyarat, mencapai ketepatan tahap sentimeter di dalam rumah dengan infrastruktur yang sesuai.

Penambahbaikan ini membolehkan pembangunan sistem penentuan kedudukan dalaman dan pengesanan aset jauh lebih tepat, berguna di gudang, hospital, pusat membeli-belah atau bangunan pintar, di mana GPS tidak berfungsi dengan baik.

Ia juga memperkenalkan penambahbaikan kepada caching GATT dan pengurusan pengiklanan berulang, yang membantu mengurangkan penggunaan tenaga dan pemberhentian kerja dalam persekitaran dengan banyak peranti yang memancarkan data.

Bagi pihaknya, Bluetooth 5.2 (2020) Ia sangat tertumpu pada audio. Ia adalah versi yang ada di atas meja. LE Audio dan codec LC3 (Codec Komunikasi Kerumitan Rendah), sistem mampatan yang lebih cekap daripada SBC klasik.

Terima kasih kepada LC3, anda boleh mendapatkan kualiti bunyi yang lebih baik dengan kadar bit yang lebih rendahIni bermakna penggunaan bateri yang lebih rendah dalam fon kepala dan telefon bimbit, dan keupayaan untuk mengekalkan kualiti yang baik walaupun dengan pautan radio yang kurang baik.

Bluetooth 5.2 juga memperkenalkan saluran isokron LEyang membolehkan penghantaran audio masa nyata disegerakkan ke berbilang peranti secara serentak, membuka pintu kepada ciri-ciri seperti berkongsi audio dengan berbilang orang daripada telefon bimbit atau televisyen yang sama.

Bluetooth 5.3: penambahbaikan keluarga 5.x

Standard Bluetooth 5.3 Ia diumumkan pada tahun 2021 dan mula tiba pada peranti komersial pada tahun 2022. Ia tidak mengubah kelajuan atau julat maksimum berbanding 5.0-5.2, tetapi ia memperkenalkan satu siri Penambahbaikan dalaman yang bertujuan untuk meningkatkan kecekapan, keselamatan dan kebolehpercayaan daripada sambungan.

Salah satu ciri baharu yang penting ialah penapisan yang dipertingkatkan pengiklanan berkalaPengawal boleh membuang data berlebihan dalam kemas kini iklan, mengelakkan penghantaran semula maklumat yang sama dan mencapai penjimatan tenaga baik pada penghantar mahupun pada penerima.

Satu lagi penambahbaikan penting ialah dalam pengelasan dan pemilihan saluranPeranti persisian boleh menunjukkan saluran yang mereka lebih suka gunakan, supaya peranti pusat (contohnya, telefon bimbit) mengambil kira maklumat tersebut dan frekuensi yang paling kurang tepu dipilih bersama, sekali gus mengurangkan gangguan dan gangguan.

Dari segi keselamatan, Bluetooth 5.3 membolehkan pengawal menentukan saiz minimum untuk kunci penyulitanJika peranti jauh cuba merundingkan kunci yang terlalu pendek (tidak selamat), sambungan boleh disekat secara langsung, sekali gus menghalang pautan lemah yang mungkin terdedah.

Di samping itu, mekanisme diperkenalkan untuk membolehkan peranti bertukar dengan lancar antara mod dengan lebar jalur yang berbeza bergantung pada keperluan. Contohnya, jika anda beralih daripada mendengar muzik kepada membuat panggilan, sistem boleh melaraskan tetapan pautan dengan cepat untuk meminimumkan kependaman dalam masa nyata.

Dalam banyak cip yang melaksanakan 5.3 (dan firmware cip) orang ramai juga mula bercakap tentang fungsi seperti “Bluetooth Dwi Pintar”yang membolehkan sambungan serentak dalam mod klasik dan BLE, atau menyambungkan dua telefon bimbit kepada pembesar suara yang sama jika semua peranti berkongsi piawaian ini, sekali gus mendekatkan lagi senario audio kongsi yang lebih fleksibel.

Perbezaan praktikal antara Bluetooth 4.0, 5.0 dan 5.3

Jika kita membawa semua ini ke bumi, perbezaan besar antara Bluetooth 4.0, 5.0 dan 5.3 Ia terletak pada bagaimana ia berfungsi dalam penggunaan dunia sebenar: julat, kestabilan, penggunaan dan kemungkinan masa depan.

dengan Bluetooth 4.0/4.2 Kesambungan tanpa wayar yang baik kini dicapai untuk fon kepala, pembesar suara dan peranti boleh pakai, tetapi julatnya lebih terhad dan kelajuan BLE dihadkan pada 1 Mbps, yang boleh diterjemahkan kepada latensi yang lebih tinggi dan penggunaan kuasa yang sedikit lebih tinggi untuk aplikasi audio dan IoT tertentu.

Dengan mengambil lompatan ke Bluetooth 5.0Keadaan berubah dengan ketara: Kelajuan BLE berganda, julat teori berganda empat kali ganda, dan kapasiti mesej pengiklanan meningkat dengan ketara, meningkatkan pengalaman dalam kedua-dua... audio tanpa wayar, seperti dalam peranti rumah pintar.

Perbezaan antara Bluetooth 5.0 dan 5.3 Ia tidak begitu radikal, tetapi ia ketara dalam senario dengan banyak peranti yang disambungkan. 5.3 mengurus pensuisan saluran dengan lebih baik, mengelakkan frekuensi tepu, dan Ia mengurangkan beberapa milisaat daripada pengurusan kuasa dan kemasukan/keluar daripada keadaan tidur.Ini ketara pada bateri yang tahan lebih lama dan sambungan yang agak lebih stabil.

Jika anda membandingkan telefon dengan Bluetooth 5.0 dan satu lagi dengan 5.3, kedua-duanya disambungkan ke fon kepala moden, kualiti bunyi akan lebih bergantung pada codec dan reka bentuk fon kepala berbanding versi Bluetooth, tetapi dengan 5.3 anda akan mempunyai ruang yang lebih baik untuk manuver bagi fungsi Audio LE masa hadapan dan persekitaran tepu.

Bluetooth 5.3 berbanding 5.1 dan 5.2

Dalam keluarga 5.x itu sendiri, setiap versi memperhalusi aspek yang berbeza, jadi menarik untuk melihat bagaimana Bluetooth 5.3 berkaitan dengan 5.1 dan 5.2.

Mengenai Bluetooth 5.1Versi 5.3 mengekalkan semua ciri penyetempatan lanjutan (AoA, AoD, caching GATT yang dipertingkatkan, dll.) dan melengkapinya dengan pengurusan saluran dan selang sambungan yang lebih cekapyang membantu menjimatkan tenaga dan mengurangkan gangguan isyarat kecil.

Lawan Bluetooth 5.2Versi 5.3, yang merupakan versi utama untuk LE Audio dan codec LC3, tidak menambah codec baharu, tetapi ia mengoptimumkan cara sambungan diwujudkan dan diselenggara, supaya strim audio yang dikongsi dan saluran isokron LE beroperasi dengan kurang gangguan dan sedikit kurang latensi.

Secara praktikal: jika anda menggunakan fon kepala atau bar bunyi dengan LE Audio, anda akan perasan perbezaan antara 5.2 dan 5.3 terutamanya dalam kekukuhan sambungan dan penggunaan, bukannya lonjakan dalam kualiti bunyi itu sendiri.

Keserasian versi dan pemilihan peranti

Satu perkara penting yang tidak boleh dilupakan ialah Bluetooth serasi dengan versi terdahuluApabila anda menyambungkan dua peranti dengan versi berbeza, pautan diwujudkan menggunakan versi terendah yang disokong oleh kedua-duanya.

Ini bermakna jika anda mempunyai telefon bimbit dengan Bluetooth 5.3 dan fon kepala dengan Bluetooth 5.0, komunikasi akan dikawal oleh keupayaan 5.0, walaupun secara dalaman cip telefon bimbit mungkin membuat pengoptimuman tambahan dalam pengurusan kuasa dan saluran.

Ini juga bermakna anda tidak perlu memilih antara "kelebihan 5.0" atau "kelebihan 5.3": Setiap versi baharu merangkumi penambahbaikan daripada versi sebelumnya.Peranti dengan Bluetooth 5.3 ini menampilkan semua yang ditawarkan oleh 5.0, 5.1 dan 5.2, serta ciri-ciri baharunya yang tersendiri.

Apabila membeli, cadangan yang munasabah ialah, jika bajet mengizinkan, anda memilih versi Bluetooth terkini yang tersediaTerutamanya jika anda mahu peranti ini tahan selama beberapa tahun dan ingin memanfaatkan ciri-ciri yang masih dilancarkan, seperti LE Audio lanjutan atau lokasi yang tepat.

Walau bagaimanapun, antara peranti dengan bunyi yang bagus dan Bluetooth 5.0 dan peranti yang biasa-biasa sahaja dengan Bluetooth 5.3, adalah lebih baik untuk mengutamakan yang pertama. kualiti produk dan codecnya (SBC, AAC, aptX, LDAC, LC3) dan bukannya hanya melihat nombor versi.

Bluetooth Klasik vs Bluetooth Tenaga Rendah

Sejak Bluetooth 4.0, spesifikasi telah dibahagikan kepada dua cabang utama: Bluetooth Klasik (BR/EDR) y Tenaga Rendah Bluetooth (BLE), yang wujud bersama dalam banyak cip dwi-mod.

Bluetooth Klasik ialah Bluetooth yang secara sejarahnya digunakan untuk Audio berkualiti tinggi, bebas tangan, sistem kereta dan peranti persisian dengan lebar jalur yang dipertingkatkanIa beroperasi dengan 79 saluran 1 MHz dalam 2,4 GHz, menawarkan kelajuan 1 hingga 3 Mbps dan dioptimumkan untuk aliran data berterusan, seperti muzik atau panggilan.

BLE, sebaliknya, menggunakan 40 saluran 2 MHz dan direka bentuk untuk penghantaran pendek dan jarang berlakumengorbankan sedikit kelajuan (1-2 Mbps) sebagai pertukaran untuk pengurangan penggunaan yang ketara dan masa sambungan/pemotongan yang sangat pantas.

Dengan ketibaan LE Audio dalam Bluetooth 5.2 dan yang lebih baharu, BLE juga mula mengambil alih audio tanpa wayar generasi akan datangIni mendorong BR/EDR klasik ke peranan yang lebih sekunder pada masa hadapan, walaupun ia akan terus berfungsi selama bertahun-tahun disebabkan oleh pangkalan pemasangannya yang sangat besar.

Bagi pengguna biasa, perkara penting yang perlu diketahui ialah peranti moden dengan Bluetooth 5.x biasanya mod dwiOleh itu, ia boleh bertutur dalam kedua-dua versi klasik dan BLE mengikut keperluan, dan setiap lompatan versi biasanya membawa pengoptimuman untuk kedua-dua dunia.

Memandang ke hadapan: Bluetooth 5.4 dan 6.0

Walaupun persoalan sejuta dolar hari ini berkisar tentang Bluetooth 4.0, 5.0 dan 5.3Terdapat versi yang lebih terkini yang menunjukkan ke mana hala tuju piawaian ini.

Bluetooth 5.4 memperkenalkan, antara lain, Pengiklanan Berkala dengan Respons (PAwR) dan Data Pengiklanan Tersulit (EAD), direka untuk rangkaian sensor IoT berkuasa rendah yang besar, yang mana beribu-ribu peranti berkomunikasi dengan titik pusat dengan sangat cekap dan selamat.

Bagi pihaknya, Bluetooth 6.0, yang dibentangkan pada tahun 2024, memberi tumpuan kepada pengukuran jarak ketepatan tinggi melalui Tinjauan Saluran Bluetooth, selain menambah baik pengimbasan, kependaman dan beberapa lapisan dalaman protokol, memikirkan aplikasi untuk penjejakan, navigasi dalaman dan penyegerakan data sensitif masa.

Versi-versi ini akan mengambil sedikit masa untuk muncul secara meluas dalam telefon kelas pertengahan dan peranti pengguna, tetapi ia mengesahkan trend tersebut: Bluetooth akan berterusan menyempurnakan penggunaan kuasa yang rendah, ketepatan lokasi dan keselamatan, sambil mengekalkan keserasian dengan semua perkara di atas.

Akhirnya, keseluruhan perjalanan dari versi awal hingga Bluetooth 5.3 dan seterusnya ini mempunyai satu objektif yang jelas: untuk mencapai sambungan tanpa wayar. lebih stabil, dengan bunyi yang lebih baik, penggunaan kuasa yang lebih rendah dan ciri-ciri yang lebih pintarsupaya kita boleh melupakan tentang kabel tanpa perlu risau tentang gangguan, bateri kehabisan kuasa dalam sekelip mata atau masalah penggandingan.