Dzień dobry.

3 grudnia 2014 roku firma Bluetooth SIG oficjalnie ogłosiła specyfikację Bluetooth w wersji 4.2.
W komunikacie prasowym wymieniono 3 główne innowacje:

• wzrost szybkości odbioru i transmisji danych;
• możliwość połączenia z Internetem;
• poprawa prywatności i bezpieczeństwa.

Główna teza komunikatu prasowego: wersja 4.2 jest idealna dla Internetu rzeczy (IoT).
W tym artykule chcę opowiedzieć, jak te 3 punkty są realizowane. Zapraszamy wszystkich zainteresowanych.

Wszystko opisane poniżej dotyczy tylko BLE, chodźmy...

1. Zwiększenie szybkości odbierania i przesyłania danych użytkownika.

Główną wadą BLE była niska szybkość przesyłania danych. Chociaż z której strony patrzeć, w końcu BLE został pierwotnie wynaleziony w celu oszczędzania energii źródła zasilającego urządzenie. A żeby zaoszczędzić energię, trzeba się kontaktować z przerwami i przesyłać dane. Niemniej jednak cały Internet jest pełen oburzenia na niską prędkość i pytania o możliwość jej zwiększenia, a także zwiększenia rozmiaru przesyłanych danych.

A wraz z nadejściem wersji 4.2 firma Bluetooth SIG ogłosiła 2,5-krotny wzrost szybkości transmisji i 10-krotny wzrost wielkości przesyłanego pakietu. Jak to osiągnęli?

Powiem, że te 2 liczby są ze sobą powiązane, a mianowicie: prędkość wzrosła, ponieważ zwiększył się rozmiar przesyłanego pakietu.

Spójrzmy na PDU (jednostkę danych protokołu) kanału danych:


Każda jednostka PDU zawiera 16-bitowy nagłówek. Teraz ten nagłówek w wersji 4.2 różni się od nagłówka w wersji 4.1.

Oto tytuł wersji 4.1:

A oto nagłówek wersji 4.2:

Uwaga: RFU (Reserved for Future Use) - pole oznaczone tym skrótem jest zarezerwowane do przyszłego użytku i jest wypełnione zerami.

Jak widać, ostatnie 8 bitów nagłówka jest innych. Pole „Lenght” to suma długości ładunku i pola MIC (Message Integrity Check) znalezionego w PDU (jeśli to drugie jest włączone).
Jeśli w wersji 4.1 pole „Długość” ma rozmiar 5 bitów, to w wersji 4.2 to pole ma rozmiar 8 bitów.

Stąd łatwo wyliczyć, że pole „Długość” w wersji 4.1 może zawierać wartości​​w zakresie od 0 do 31, a w wersji 4.2 w zakresie od 0 do 255. Jeśli odejmiemy długość Pole MIC (4 oktety) z wartości maksymalnych, otrzymujemy, że ładunek może wynosić odpowiednio 27 i 251 oktetów dla wersji 4.1 i 4.2. W rzeczywistości maksymalna liczba danych jest jeszcze mniejsza, ponieważ ładunek zawiera również narzut L2CAP (4 oktety) i ATT (3 oktety), ale nie będziemy tego brać pod uwagę.

Tym samym wielkość przesyłanych danych użytkownika wzrosła około 10 razy. Jeśli chodzi o prędkość, która z jakiegoś powodu wzrosła 10 razy, ale tylko 2,5 razy, to nie możemy mówić o proporcjonalnym wzroście, bo wszystko też zależy od gwarantowanego dostarczenia danych, bo gwarantowanego dostarczenia 200 bajtów jest trochę trudniejsze niż 20.

2. Możliwość połączenia z Internetem.

Być może najciekawsza innowacja, przez którą firma Bluetooth SIG ogłosiła, że ​​wersja 4.2 czyni Internet rzeczy (IoT) lepszym właśnie dzięki tej funkcji.

W wersji 4.1 L2CAP wprowadził „Tryb sterowania przepływem oparty na kredytach LE”. Tryb ten pozwala kontrolować przepływ danych za pomocą tzw. system oparty na kredytach. Osobliwością tego schematu jest to, że nie używa on pakietów sygnałowych do wskazania ilości danych do przesłania, ale prosi inne urządzenie o kredyt za określoną ilość danych do transmisji, tym samym przyspieszając proces transmisji. W tym przypadku strona odbierająca za każdym razem, gdy odbierana jest ramka, zmniejsza licznik ramek, a po osiągnięciu ostatniej ramki może zerwać połączenie.

Na liście poleceń L2CAP pojawiły się 3 nowe kody:
- Wniosek LE Credit Based Connection – wniosek o połączenie zgodnie ze schematem kredytowym;
- Odpowiedź LE Credit Based Connection – odpowiedź na połączenie oparte na schemacie kredytowym;
- LE Flow Control Credit – komunikat o możliwości otrzymania dodatkowych ramek LE.

W pakiecie „Żądanie połączenia opartego na kredytach LE”


znajduje się pole "Initial Credits" o długości 2 oktetów, wskazujące liczbę ramek LE, które urządzenie może wysłać na poziomie L2CAP.

W pakiecie odpowiedzi „Odpowiedź na połączenie kredytowe LE”


to samo pole wskazuje liczbę ramek LE, które może wysłać inne urządzenie, a pole „Wynik” wskazuje wynik żądania połączenia. Wartość 0x0000 wskazuje na sukces, inne wartości wskazują na błąd. W szczególności wartość 0x0004 wskazuje na awarię połączenia z powodu braku zasobów.

Tym samym już w wersji 4.1 możliwe stało się przesyłanie dużej ilości danych na poziomie L2CAP.
A teraz, niemal równocześnie z wydaniem wersji 4.2, zostaje opublikowany:

• usługa: „Usługa Wsparcia IP” (IPSS) .
• Profil IPSP (Internet Protocol Support Profile), który definiuje obsługę transmisji pakietów IPv6 pomiędzy urządzeniami posiadającymi BLE.

Głównym wymaganiem profilu dla warstwy L2CAP jest „LE Credit Based Connection” wprowadzone w wersji 4.1, które z kolei pozwala na przesyłanie pakietów z MTU >= 1280 oktetów (mam nadzieję, że wskazówka do rysunku jest jasna).

Profil definiuje następujące role:
- Rola routera – używana dla urządzeń, które mogą trasować pakiety IPv6;
- Rola węzła - używana dla urządzeń, które mogą tylko odbierać lub wysyłać pakiety IPv6; mieć funkcję wykrywania usług i mieć usługę IPSS, która umożliwia routerom wykrywanie tego urządzenia;

Urządzenia z rolą routera, które muszą łączyć się z innym routerem, mogą pełnić rolę hosta.

Co dziwne, transmisja pakietów IPv6 nie jest częścią specyfikacji profilu i jest określona w dokumencie IETF RFC „Transmisja pakietów IPv6 przez Bluetooth Low Energy”. Ten dokument definiuje inny ciekawy punkt, a mianowicie, że przy transmisji pakietów IPv6 używany jest standard 6LoWPAN - jest to standard współpracy po protokole IPv6 przez sieć bezprzewodową małej mocy sieci osobiste Norma IEC 802.15.4.

Zobacz zdjęcie:


Profil określa, że ​​IPSS, GATT i ATT są używane tylko do wykrywania usług, podczas gdy GAP jest używany tylko do wykrywania urządzeń i ustanawiania połączenia.

Ale podświetlony na czerwono, mówi tylko, że transmisja pakietów nie jest uwzględniona w specyfikacji profilu. Pozwala to programiście na napisanie własnej implementacji transferu pakietów.

3. Poprawiona prywatność i bezpieczeństwo.

Jednym z obowiązków kierownika ds. bezpieczeństwa (SM) jest sparowanie dwóch urządzeń. Proces parowania generuje klucze, które są następnie wykorzystywane do szyfrowania komunikacji. Proces parowania składa się z 3 faz:

• wymiana informacji o metodach parowania;
• generowanie kluczy krótkoterminowych (Short Term Key (STK));
• wymiana kluczy.

W wersji 4.2 II faza została podzielona na 2 części:

• Generowanie klucza krótkoterminowego (STK) o nazwie „starsze parowanie LE”
• generowanie kluczy długoterminowych (Long Term Key (LTK)) o nazwie „LE Secure Connections”

W związku z tym, oprócz 3 istniejących funkcji, oprócz 3 istniejących funkcji, w zestawie narzędzi kryptograficznych menedżera bezpieczeństwa pojawiło się jeszcze 5, a te 5 są wykorzystywane wyłącznie do obsługi nowego procesu parowania „LE Secure Connections” . Funkcje te generują:

• LTK i MacKey;
• zmienne pomocnicze;
• zmienne sprawdzania uwierzytelniania;
• 6-cyfrowe liczby używane do wyświetlania na sparowanych urządzeniach.

Wszystkie funkcje wykorzystują algorytm szyfrowania AES-CMAC z kluczem 128-bitowym.

Czyli jeśli podczas parowania w II fazie metodą „LE legacy pairing” zostały wygenerowane 2 klucze:

• Klucz tymczasowy (TK): 128-bitowy klucz tymczasowy używany do generowania STK;
• Klucz krótkoterminowy (STK): 128-bitowy klucz tymczasowy używany do szyfrowania połączenia

następnie zgodnie z metodą „LE Secure Connections” generowany jest 1 klucz:

• Klucz długoterminowy (LTK): 128-bitowy klucz używany do szyfrowania kolejnych połączeń.

W wyniku tej innowacji otrzymaliśmy:

• zapobieganie śledzeniu, jak teraz dzięki „Porównaniu liczbowemu” można kontrolować możliwość połączenia z urządzeniem.
• poprawa efektywności energetycznej, ponieważ teraz nie jest wymagana dodatkowa energia do ponownego generowania kluczy przy każdym połączeniu.
• szyfrowanie zgodne ze standardami branżowymi w celu zabezpieczenia poufnych danych.

Może to zabrzmieć dziwnie, ale poprawiając bezpieczeństwo, poprawiliśmy efektywność energetyczną.

4. Czy jest już okazja, aby poczuć?

Tak, mam.
Firma NORDIC Semiconductor wydała „nRF51 IoT SDK”, który zawiera stos, biblioteki, przykłady i interfejsy API dla urządzeń z serii nRF51. To zawiera:

• chipy nRF51822 i nRF51422;
• nRF51 DK;
• klucz sprzętowy nRF51;
• nRF51822EK.

Każdy dźwięk zaczyna się od źródła. Obecnie istnieje wiele protokołów bezprzewodowych do przesyłania dźwięku. Niektóre z nich są znacznie ciekawsze niż Bluetooth, ale nie doczekały się jeszcze odpowiedniej dystrybucji. Dziś prawie wszystkie smartfony, laptopy i tablety są wyposażone w Bluetooth, a wyposażenie urządzenia z jego obsługą w wyjście USB to kwestia pięciu minut.

Dlatego dzisiaj ograniczymy się do urządzeń odtwarzających dźwięk za pomocą „niebieskiego zęba” (poradnik jest odpowiedni do wyboru głośnika Bluetooth). Technologia ta ma dość długą historię i wiele pułapek, o których istnieniu użytkownicy nie zawsze wiedzą.

Obecność nadajnika Bluetooth nie oznacza, że ​​urządzenie może służyć jako źródło dźwięku dla bezprzewodowego sprzętu audio. Nie każdy Bluetooth pozwoli Ci słuchać wysokiej jakości muzyki bez zniekształceń. Nie każdy nadaje się do słuchania plików o wysokim bitrate i w bezstratnych formatach.

Na co zwracać uwagę, aby słuchać muzyki bezprzewodowo - czy to tylko MP3, czy wysokiej jakości rip z płyty winylowej, powiemy Ci w tym artykule.

Zacznijmy od najważniejszego: ten parametr bezpośrednio wskazuje, czy za pomocą urządzenia można słuchać muzyki.

WersjaBluetooth

V nowoczesne urządzenia najczęściej można znaleźć wsparcie dla Bluetooth 3.0 lub 4.0, w niektórych topowych smartfonach i innych gadżetach - 4.1. W takim przypadku może się okazać, że zakupiony zestaw słuchawkowy obsługuje połączenie tylko przez protokół w wersji 2.1. Adaptery są kompatybilne wstecz, ale najwolniejszy protokół z tych dwóch działa po podłączeniu.

Różnica między wersjami protokołu dla zwykły użytkownik minimalny ze względu na Kompatybilność wsteczna. Najważniejsze, co rzuca się w oczy, to z każdym Nowa wersja zmniejsza się zużycie energii przez urządzenia, a począwszy od wersji 3.0, dodano drugi moduł do szybkiego przesyłania danych z prędkością 24 Mb/s.

Wersja 2.1 + EDR przesyła dane z prędkością nie większą niż 2,1 Mbps. To wystarczy, aby odtworzyć strumień audio o niskiej przepływności. Do odtwarzania strumienia audio-wideo zaleca się używanie wersji Bluetooth co najmniej 3.0.

Należy zauważyć, że dla pełnego wykorzystania urządzenia jako odtwarzacza jest to wysoce pożądane obecność Bluetooth wersja 4.0 i wyższa oraz lepsza - ze zmniejszonym poborem mocy.

Taki adapter możesz zidentyfikować dzięki następującym kategoriom.

ProfileBluetooth

Profile to zestaw określonych funkcji obsługiwanych przez urządzenia. Ze wszystkich tych, które są używane w Bluetooth do słuchania muzyki, interesujące są następujące:

1. Profil zestawu słuchawkowego (HSP) potrzebne do połączenia zestawu słuchawkowego i smartfona i transmisja bezprzewodowa dźwięk mono z szybkością transmisji 64 kb/s.
2. Profil bez użycia rąk (HFP) zapewnia również transmisję tylko mono, ale z wyższą jakością.
3. Zaawansowany profil dystrybucji dźwięku (A2DP) niezbędne do transmisji dwukanałowego strumienia audio.
4. Profil zdalnego sterowania audio/wideo (AVRCP) zapewnia kontrolę nad funkcjami urządzeń odtwarzających (bez niego nawet zmiana głośności muzyki jest niemożliwa).

A2DP jest wymagane do pełnego słuchania muzyki. Zapewnia nie tylko transmisję strumienia audio, ale także zarządza kompresją danych przed transmisją.

Jednak nawet jeśli zarówno urządzenie transmitujące, jak i odtwarzające (na przykład smartfon i słuchawki bezprzewodowe) są wyposażone w Bluetooth 3.0 lub 4.0 i obsługują niezbędny protokół, należy zwrócić uwagę na używany kodek.

KodekiBluetooth

Najważniejszą rzeczą przy odtwarzaniu muzyki przy użyciu protokołu A2DP jest kodek kompresujący strumień audio przesyłany do zestawu słuchawkowego. Razem za ten moment Istnieją trzy kodeki:

1. Kodowanie podpasma (SBC)- kodek używany domyślnie przez A2DP i stworzony przez twórców profilu. Niestety, SBC tłoczy znacznie bardziej szorstko niż MP3. A zatem nie nadaje się do słuchania muzyki.
2. Zaawansowane kodowanie dźwięku (AAC)- bardziej zaawansowany kodek, który wykorzystuje inne algorytmy kompresji. Brzmi znacznie lepiej niż SBC.
3. AptX- oto jest, właściwy wybór! Przynajmniej ze względu na możliwość przesyłania plików do MP3 i AAC bez dodatkowych manipulacji i transkodowania. Oznacza to brak utraty dźwięku. Warto jednak o tym wspomnieć. Istnieje kilka wersji aptX do odtwarzania różnych bitrate. Każdy z nich jest zaprojektowany dla własnego strumienia dźwięku.

»
Główne cechy dwóch ostatnich wersji kodeka to najmniejsze możliwe opóźnienie odtwarzania dźwięku i zmniejszone obciążenie procesora podczas kodowania. Wersja Low Latency pozwala na osiągnięcie 32 ms opóźnienia między źródłem strumienia audio a urządzeniem odtwarzającym. Zmniejszy to zniekształcenia wprowadzane przez sprzęt podczas słuchania muzyki.

Tak więc, przy określonych preferencjach, możesz wybrać określony kodek. Jeśli nie oczekuje się odtwarzania strumienia bezstratnego, a duże opóźnienie dźwięku nie jest krytyczne, należy ograniczyć się do standardowego aptX i nie przepłacać za obsługę kolejnych wersji urządzenia.

Warto pamiętać, że wymagany profil i kodek musi obsługiwać zarówno smartfon (lub inne źródło strumienia audio), jak i sam zestaw słuchawkowy (lub głośnik Bluetooth). V Inaczej algorytm A2DP automatycznie rozpocznie korzystanie z SBC.

Dzięki Bluetooth każde dwa urządzenia zawsze działają przy użyciu najniższej wersji, najprostszego kodeka i protokołu. Jeśli więc któryś z nich nie obsługuje niezbędnej technologii, nie będziesz mógł w pełni cieszyć się jakością dźwięku.

Słuchanie muzyki przez długi czas wymaga obsługi Bluetooth w wersji 3.0 lub wyższej, kodeka aptX i profilu A2DP. Aby słuchać muzyki przy wysokiej przepływności, wymagana jest obsługa kodeka aptX Lossless — żaden z pozostałych nie zrobi tego, ponieważ muzyka zostanie skompresowana podczas przesyłania do urządzenia odtwarzającego.

W ostatnim czasie znacznie wzrosła liczba użytkowników gadżetów mobilnych, co oznacza, że duża liczba różny problemy techniczne pozostają ciemnymi końmi dla początkujących użytkowników. Jednym z tych niuansów jest wersja Bluetooth.

Protokoły lub profile

Pomimo tego, że kompatybilność wersji bluetooth jest na dość wysokim poziomie, wciąż zdarzają się sytuacje, w których sparowanie dwóch urządzeń staje się niemożliwe. I chodzi tu właśnie o protokoły, a nie o profile. Aby usprawiedliwić wspomnianą niemożliwość, najpierw musisz dowiedzieć się, jaka jest różnica między tymi dwoma pojęciami.

Protokół to zestaw instrukcji, za pomocą których realizowana jest transmisja. różne informacje. To on ustala kolejność, częstotliwość działania i czas działania danego podzespołu. Profile są nazywane dodatkowymi dodatkami, które pozwalają operować informacjami określonego typu. Na przykład A2DP to profil, który umożliwia modułowi bluetooth pracę z dźwiękiem stereo, gdzie po sparowaniu kodeki, które będą używane, są również negocjowane.

Jeśli spojrzysz na plan globalny, wersja protokołów jest ważniejsza niż znaczenie profilu. Jeśli oba urządzenia mają tę samą wersję protokołu, wszystkie standardowe funkcje i funkcje obsługiwane przez moduł. Ale z profilami sprawy mają się inaczej. Ponieważ są dodawane opcjonalnie, aby mogły być używane i działały, będą musiały być obecne w obu gadżetach. Jeśli tylko jeden moduł bluetooth obsługuje wymagany profil, nie będzie brał udziału w przesyłaniu danych.

Wielu użytkowników jest zainteresowanych pytaniem, jak znaleźć wersję bluetooth. Można to zrobić na kilka sposobów, ale najłatwiej jest zapoznać się ze specyfikacją urządzenia. Ale o wiele ważniejsze jest zrozumienie, co kryje się za tymi liczbami.

Jak sprawdzić wersję Bluetooth: Wideo

Dane techniczne różnych protokołów

Ten opis będzie zawierał dalekie od większości pełna lista wersje protokołów, ale tylko te najważniejsze dla całej technologii. I oczywiście warto zacząć od tego pierwszego, który powstał bez kilku lat prawie dwie dekady temu - w 1998 roku przez grupę partnerską SIG lub Special Interested Group. Pierwotny rozwój został ustanowiony przez ówczesną szwedzką firmę Ericsson 4 lata przed wejściem na rynek. W wyniku udanych badań powstał godny odpowiednik technologii przewodowych, nazwany na cześć duńskiego króla północnych Wikingów, Haralda Pierwszego Niebieskiego Zęba.

Pierwsza wersja miała po prostu oszałamiającą kompatybilność między urządzeniami różnych producentów. Prędkość była niewielka, a zasięg wyraźnie nie spełniał ustalonego standardu. Gdyby nie szybkie próby udoskonalenia technologii, cały pomysł mógłby popaść w zapomnienie. A kwalifikacje zawodowe pracowników nie zawiodły, bo wkrótce najpierw wyszła wersja 1.1, a potem 1.2, która stała się szczytem ewolucji modułów pierwszej generacji. Ogólna kompatybilność została wystarczająco zaostrzona wysoki poziom, zasięg ustawiono na uczciwe dziesięć metrów, prędkość transferu była po prostu niebotyczna - 721 Kbps oczywiście teoretycznie.

Wersja 2.1

Druga generacja dokonała rewolucji, ale to wersja 2.1 stała się gwiazdą przewodnią, która jest używana do dziś. Wiele urządzeń klasy podstawowej i średniej korzysta z tej szczególnej odmiany modułu bluetooth. Główny nacisk położono na szybkość, a rozwiązaniem stał się dodatek EDR. To dzięki niej możliwe stało się prowadzenie transmisji z prędkością bliską 3 Mb/s, a poziom zużycia energii obniżono pięciokrotnie. Oczywiście pojawiły się różne profile i dodatki, aż do możliwości dystrybucji dostępu do sieci.

Trzecia wersja

Specyfikacja high-speed 3.0 miała wiele wspólnego z Wi-Fi, ale nie była z nią bezpośrednio kompatybilna, oraz wykorzystanie technologii SLI, zgodnie z którą dwa moduł bluetooth połączone w jeden system, pozwoliło na zwiększenie prędkości transmisji do 24 Mb/s. A kiedy się ruszasz duże pliki zastosowano protokół bardziej szybki, ale również energochłonny, a dla małych plików był to bardzo ekonomiczny.

Czwarta generacja urządzeń powstała w oparciu o pomysł dopracowania poprzedniej technologii tak, aby pobór prądu był minimalny, a wszystkie inne funkcje i możliwości zostały zwiększone i rozszerzone. Tak więc oprócz prędkości zwiększono również promień, który teraz może sięgać setek metrów. Pakiety danych stały się bardziej optymalne pod względem rozmiaru, a także dodano ich 128-bitowe szyfrowanie. Wymiary nadajnika stały się po prostu maleńkie, co umożliwia zastosowanie ich wszędzie. Jednym z najważniejszych wydarzeń było dodanie trzech trybów działania.

Piaskownica

Bluetooth 4.0 - opowieść o standardzie

• Rupieciarnia *

Bluetooth lub „Sinezub”, które wielu po raz pierwszy spotkało jeszcze jako uczniowie lub studenci, ma za sobą raczej krótką biografię.

W 1994 roku dwóch inżynierów pracujących w Szwecji dla słynnej wówczas firmy Ericsson postanowiło raz na zawsze rozwiązać problem z kablami i wymyśliło własny standard. komunikacja bezprzewodowa, w oparciu o metodę rozproszonej zmiany częstotliwości fal radiowych. Po 4 latach utworzono „Bluetooth Special Interest Group” lub Bluetooth SIG, formalizując pierwszy ujednolicony standard bezprzewodowy. W jej skład weszli pracownicy firm Ericsson, Nokia, Toshiba i Intel. V w tej chwili grupa obejmuje ponad 13 000 różnych firm.

Normy

Czwarta wersja Bluetooth, o której chciałbym szczegółowo opowiedzieć w tym poście, uzyskała ostateczną formę i została udostępniona publicznie pod koniec czerwca 2010 roku. Przez prawie rok technologia nie pojawiała się w urządzeniach masowych, aż do końca lipca 2011 roku Apple ogłosił wypuszczenie zaktualizowanych modeli laptopów. Macbook Air oraz blok systemowy Mac Mini, w którym jeden z kluczowe cechy było pojawienie się Bluetooth 4.0. Technologia przyciągnęła potem jeszcze więcej uwagi mediów Prezentacje na iPhone'a 4S, który również miał zainstalowany układ w wersji 4.

Bluetooth 4.0

• Klasyczny Bluetooth. Został wprowadzony w celu zapewnienia kompatybilności ze wszystkimi istniejącymi urządzeniami działającymi na poprzednie wersje standard. Obsługuje wszystkie główne funkcje poprzednich protokołów, takie jak przesyłanie wszelkiego rodzaju danych, praca jako modem, bezprzewodowa synchronizacja danych, komunikacja przy użyciu innych typów połączeń, takich jak NFC i tak dalej.
• Szybki protokół Bluetooth. Został wprowadzony z powrotem w trzeciej wersji, jego istota opiera się na wykorzystaniu dodatkowych poziomów transferu danych. To wszystko wygląda tak: normalne użytkowanie chip na którym działa podstawowa technologia z wykorzystaniem metody związanej z falami radiowymi. Gdy tylko urządzenie musi przesłać stosunkowo duży plik, przełącza się na inne poziomy przesyłania informacji, a mianowicie poziom przesyłania danych przez Wi-Fi. Oszczędza to zarówno energię urządzenia (wymagane są dodatkowe poziomy jeszcze energii, ale jest oszczędzana ze względu na znacznie krótszy czas przesyłania plików) i czas użytkowników.
• protokół oszczędzania energii. Jest to główna różnica między 4 specyfikacją a jej poprzednikami, jest przeznaczona do stosowania w urządzeniach o niskim poborze mocy, zasięg do 50 metrów. Najważniejsze jest mniejsze zużycie energii, gdy urządzenie jest w trybie czuwania. Według twórców urządzenia korzystające z tego protokołu będą działać znacznie dłużej niż ich odpowiedniki działające na klasycznym protokole Bluetooth: według wyliczeń technologów system będzie w stanie wytrzymać ponad rok bez ładowania na jednej baterii „przyciskowej” . Ten protokół nie jest kompatybilny z klasyczną implementacją Bluetooth i ma pewne różnice w stosunku do swojego poprzednika: na przykład prędkość bezprzewodowego przesyłania danych jest ograniczona do 1 MB/s (klasyczna ma 3 MB/s), a aplikacje mogą przesyłać protokół do 0,25 MB/s (2,1 MB/s). Protokół wykorzystuje również bardziej zaawansowane szyfrowanie 128-bitowe.

  Bluetooth SIG proponuje użycie tego protokołu dla małych urządzeń dotykowych (nie mylić z urządzeniami, które mają ekrany dotykowe). Przykładem są różne mierniki ciśnienia tętna, bicia serca, krokomierze.

Wynik

Wszystko nowoczesne smartfony wyposażony w Bluetooth czwartej generacji - niektórzy dostają wersję 4.0, niektórzy 4.1, a niektórzy 4.2. W międzyczasie ukazała się piąta wersja „niebieskiego zęba”. W tym artykule porozmawiamy o jego zaletach w porównaniu z Bluetooth 4.2 i o tym, jak te zalety zostaną zastosowane w praktyce.

Dwa razy szybciej

Dane przez Bluetooth 5. generacji będą teraz przesyłane z maksymalną prędkością6,25 MB/s — kiedyś 3,125 MB/s. To wciąż dużo mniej niż przewodowi konkurenci:

• Błyskawica Apple — 60 MB/s
• USB 2.0 - 60 MB/s
• USB 3.0 - 625 MB/s
• USB 3.1 - 1210 MB/s

Ale potem są okablowane!

W rezultacie prędkość synchronizacji wzrośnie inteligentny zegarek ze smartfonem, elementy internetu rzeczy ze sobą i z bazą.

Cztery razy dalej

Zwiększony zasięg w pomieszczeniachod 10 do 40 metrów, poza - od 50 do 200 metrów.

Na stadionie będzie można biegać bez smartfona w kieszeni. Zostaw go w plecaku, załóż słuchawki Bluetooth i biegnij sam – nic nie będzie wisieć w kieszeni. Może to telefon uniemożliwił Ci przebiegnięcie maratonu! To prawda, na 42 kilometry 195 metrów od słuchawki bezprzewodowe nie uciekniesz.

Być może Fabregas nie znajduje się w ofercie, ponieważ przeszkadzają mu słuchawki Bluetooth 4.2

Dla organizacji Internetu rzeczy szczególnie ważny jest zwiększony zasięg. Gdyby mieszkania były jakoś wystarczające dla starych? Wersje Bluetooth, to w dużym domu trzeba było iść na kompromisy. Teraz możesz z łatwością umieścić element IoT na podwórku, z dala od reszty.

Osiem razy więcej danych przez kanały rozgłoszeniowe

Kanały rozgłoszeniowe są potrzebne, aby Internet Rzeczy działał z urządzeniami Bluetooth innych firm bez przed podłączeniem. W tym trybie możesz teraz przesyłać więcej informacji:255 bajtów vs 31 w Bluetooth 4.2.

Pozwólcie, że wyjaśnię na przykładzie, dlaczego potrzebne są kanały rozgłoszeniowe. Wyobraź sobie nowoczesny szpital, który wdraża Internet rzeczy. Przychodzi osoba i przez Bluetooth natychmiast przesyłana jest do niej informacja, jakiego biura potrzebuje. Nie może dostać niczego innego, ponieważ nie jest w pełni podłączony do szpitalnego Internetu Rzeczy.

Ilość tych informacji wynosi 31 bajtów, ponieważ używany jest Bluetooth 4.2. A w wersji 5 osoba otrzyma również imię i nazwisko lekarza, przybliżony czas oczekiwania i numer telefonu naczelnego lekarza na reklamację - rozmiar tych danych to już 255 bajtów.

Zużywa 2,5 razy mniej energii

Wydaje się, że przy zwiększonej prędkości i zasięgu Działania Bluetooth 5 stanie się bardziej żarłoczny. W rzeczywistości jest dokładnie odwrotnie - nowy standard znacznie bardziej energooszczędny. W przypadku smartfonów z bateriami o pojemności 3000 mAh pobór mocy przez Bluetooth 4.2 nie był krytyczny. W przypadku z inteligentny zegarek wzrost autonomii może być namacalny, choć oczywiście trzeba to sprawdzić w praktyce.

System połączeń szeregowych

Skalowanie IoT stanie się łatwiejsze dzięki nowemu systemowi łączenia łańcuchowego. Wcześniej każde urządzenie było podłączone do wspólnej bazy, ale teraz wystarczy podłączyć do sąsiedniego elementu.

Pamiętaj o fizyce!

Może kiedyś zobaczymy miejski system IoT nie w mieszkaniu czy domu, ale w całej dzielnicy, a nawet w mieście? I będzie oparty na energooszczędnym i łatwo skalowalnym Bluetooth 5.

Dlaczego jeszcze Bluetooth jest kojarzony z Internetem rzeczy? Faktem jest, że elementy IoT są zbyt odmienne: każdy producent robi coś (lub wszystko) na swój sposób. Bluetooth to jedna z rzeczy, która ich wszystkich łączy. Jest używany w prawie wszystkich urządzeniach: telefonach, zegarkach, laptopach, samochodach i tak dalej.

Nawiasem mówiąc, nowy standard jest wstecznie kompatybilny ze starszymi protokołami.

Kiedy się spodziewać?

Tak, już czekaliśmy. Cała niezbędna dokumentacja do rozwoju urządzeń i oprogramowania z obsługą Bluetooth 5 pojawiła się na oficjalnej stronie na początku roku, a pewnego dnia wyszły pierwsze smartfony z piątą wersją „niebieskiego zęba”.

Bluetooth 5 nie jest bynajmniej rewolucją, a raczej ewolucyjnym rozwojem technologii. W nowym standardzie poprawili tylko wydajność poprzedniego, ale „niebieski ząb” nie został nauczony robienia niczego nowego. Protokół 4.2 może zrobić wszystko to, co robi Bluetooth 5, tylko kilka razy gorzej.