Una guida completa sulle diverse versioni Bluetooth

Il cielo è blu, il mare è blu, e a quanto pare anche il Bluetooth è blu. Nel 2024, le spedizioni globali di dispositivi Bluetooth hanno raggiunto cifre astronomiche 5.4 miliardo unità! Quel numero continua a salire alle stelle anno dopo anno. Dalla trasmissione di audio e testo/immagini, fino allo streaming di video e all'alimentazione di connessioni IoT a basso consumo energetico, La tecnologia Bluetooth ha davvero reso la vita molto più comoda per le persone di tutto il mondo. Fornisce questo modo fondamentale per consentire ai dispositivi collegati di comunicare dati senza cavi. In questo articolo, guarderemo indietro a come si sono evolute le versioni Bluetooth 1.0 per 6.0, ed esplorare le crescenti applicazioni. Se non hai idea di questa onnipresente tecnologia wireless, preparati a essere illuminato da diverse versioni Bluetooth!

Cos'è la tecnologia Bluetooth?

Bluetooth è uno standard globale aperto per il trasferimento vocale e di dati wireless, che mira a consentire un basso costo, connettività wireless a corto raggio tra diversi dispositivi elettronici.

Origini della tecnologia Bluetooth

L'origine della tecnologia Bluetooth può essere fatta risalire all'antichità 1942 quando una domanda per l'uso del FHSS (spettro diffuso con salto di frequenza) è stato brevettato dall'attrice Hedy Lamarr insieme al compositore George Antheil. L'idea di questo brevetto è quella di espandere la gamma delle frequenze del segnale che influenzano i siluri 88 quelli che renderanno il processo più sicuro e meno soggetto a interferenze. Ma i militari in seguito lo adattarono per la comunicazione wireless durante la guerra, e ulteriori sviluppi lo hanno trasformato nella base delle moderne tecnologie wireless come Bluetooth, Wi-Fi, e 3G.

Bluetooth prende il nome dal re danese medievale Harald Bluetooth Bluetooth che unì i regni divisi di Danimarca e Norvegia. Questo nome significa integrazione e interazione di più dispositivi disparati. Jim Kardach di Intel ha proposto il termine Bluetooth; Il logo Bluetooth è la sigla HB, dal nome conferito da Harald ed è rappresentato dall'antica scrittura norrena.

Una breve storia dello sviluppo della tecnologia Bluetooth

• Nel 1994, Ericsson iniziò a lavorare su quella che sarebbe diventata un'interfaccia wireless a basso consumo per i telefoni e i loro accessori.
• Nel 1998, Ericsson, IBM, Intel, Nokia e Toshiba hanno formato il “Bluetooth Special Interest Group” per stabilire gli standard per la radio a corto raggio.
• 1999 ho visto il Bluetooth 0.7-1.0 versioni delle specifiche che designano 2,4 GHz e definiscono i protocolli principali.
• Nell'ultima metà del 1999, Microsoft, Motorola, e altri si sono uniti agli sforzi promozionali, innescando l’adozione globale del Bluetooth. L'alleanza è giunta al termine 1,500 membri entro l'anno 2000.
• 2001: 1. 1 IEEE 802.15.1.
• 2003: 1. 2 introdotto il salto di frequenza adattivo.
• 2004: 2. 1 adottato l'EDR, con una velocità di trasferimento massima di 3Mbps.
• 2007: 2. 1 Accoppiamento/connessione sicura, introdotto l'NFC.
• 2009: 3. 0 integrato con Wi-Fi, 24Velocità Mbps.
• 2010: 4.0 ho optato per Bluetooth a basso consumo energetico.
• 2013: 4. 1 supporto per LTE.
• 2014: 4. 2 supporta IPv6 e 6LoWPAN.
• 2016: 5. 0 velocità raddoppiata, Soddisfa completamente i requisiti di trasmissione di trasmissione dati di un sistema di gestione del magazzino.
• 2019: 5. 1 posizione migliorata, gestione energetica.
• 2020: 5. 2 supportato LE Audio, MANGIA.
• 2021: 5. 3 aggiunta la sottocategoria di connessione per le frequenze.
• 2023: 5. 4 aggiunti PAwR ed EAD
• Di 2023, il Bluetooth SIG ne aveva più di 40, 000 membri.
• 2024, Bluetooth 6.0 sta arrivando.

Bluetooth si è evoluto e aggiornato attraverso diverse versioni Bluetooth con prestazioni di comunicazione wireless migliorate e un ambito di applicazione più ampio.

Versioni Bluetooth classiche: Bluetooth 1.0 – 3.0

Bluetooth 1.0

Nel mese di luglio 1999, il Bluetooth SIG ha introdotto ufficialmente il Bluetooth 1.0 specifica, portare la tecnologia a uno stadio commercialmente fattibile. Il Bluetooth 1.0 standard mirato principalmente alle connessioni wireless punto-punto come la comunicazione wireless tra dispositivi mobili e informatici, computer e periferiche, cellulari e auricolari, tra gli altri.

Il Bluetooth originale 1.0 le specifiche hanno delineato le caratteristiche di base, ma non forniva istruzioni sufficientemente dettagliate su come metterlo effettivamente in pratica. Ciò ha reso davvero difficile che diversi dispositivi funzionino bene insieme. A causa di questi problemi di interoperabilità, Bluetooth 1.0 non è riuscito a essere all'altezza delle aspettative e non è stato accolto così ampiamente come sperato nel mondo della tecnologia.

Bluetooth 1.1

Il non ufficiale 1.1 la versione è stata introdotta in ottobre 2000, estensione delle funzionalità per supportare connessioni punto-multipunto e risoluzione dei problemi presenti nella versione 1.0. L'ufficiale 1.1 la specifica è stata successivamente rilasciata a marzo 2001. Per garantire una comunicazione sicura, Bluetooth utilizza la crittografia in cui i dispositivi si scambiano le chiavi durante la creazione della connessione per autenticare le identità. La comunicazione non può avvenire se la verifica della chiave fallisce. Bluetooth 1.1 risolto il problema della contesa dei dispositivi che gareggiavano per i ruoli master-slave nella versione 1.0 definendo chiaramente il processo di abbinamento.

Ha standardizzato l'uso di 79 canali nello schema di salto di frequenza a 2,4 GHz in tutte le regioni. Inoltre, i dispositivi slave potrebbero riportare i conteggi dei canali e le dimensioni dei pacchetti supportati per consentire la regolazione dei parametri di trasmissione.

Bluetooth 1.2

A novembre 2003, Bluetooth SIG ha rilasciato il Bluetooth 1.2 specifica. Come Bluetooth 1.1 era vulnerabile alle interferenze delle LAN wireless 802.11b, versione 1.2 ha introdotto AFH (Salto di frequenza adattivo) per ridurre le interferenze con i dispositivi Bluetooth e altre apparecchiature di comunicazione wireless. inoltre, Bluetooth 1.2 dispositivi che hanno esteso la ESCO (Orientato alla connessione sincrona avanzata) sono state inoltre identificate le tipologie di collegamento per la trasmissione voce/audio. Pur fornendo la possibilità di una connessione più veloce, era ancora compatibile con Bluetooth 1.1 dispositivi.

Bluetooth 2.0

Bluetooth 2.0, che è stato rilasciato a novembre 2004, ha introdotto l'EDR (Velocità dati migliorata) tecnologia, che è un grande passo avanti rispetto alla versione 1.2. L'EDR ha aumentato la velocità di trasferimento dati fino a 3Mbps e ha triplicato la larghezza di banda rispetto alla versione precedente. Ciò ha reso il trasferimento di file di grandi dimensioni due volte più basso rispetto a quello del Bluetooth 1.2. Bluetooth 2.0 supportava la comunicazione full-duplex, che consentiva la trasmissione simultanea di voce e dati. Ha inoltre esteso la capacità di connessione multi-dispositivo.

Bluetooth 2.1

Nel mese di marzo 2007, al CTIA Wireless 2007, è emerso lo standard Bluetooth 2.1+EDR. Una caratteristica fondamentale era l'integrazione NFC per l'accoppiamento semplificato trasmettendo le password senza immissione manuale quando i dispositivi erano nelle immediate vicinanze. La funzione Sniff Subrating ha consentito di risparmiare energia estendendo l'intervallo di conferma del segnale tra i dispositivi da 0,1 a 0,5 s. Inoltre, Associazione semplice e sicura (SSP) migliorato l'esperienza di abbinamento migliorando al contempo l'usabilità e la sicurezza.

Bluetooth 3.0

Nel 2009, il Bluetooth SIG ha introdotto il Bluetooth 3.0 + Ad alta velocità (SA), mantenendo la versione 2.0 compatibilità delle funzionalità. L'aggiunta chiave è stata un'estensione opzionale ad alta velocità che sfrutta IEEE 802.11PAL (Livello di adattamento del protocollo) per supportare un throughput fino a 24Mbps – 8x più veloce dei 3Mbps massimi di Bluetooth 2.0.

L'innovazione principale è stata il MAC/PHY alternativo (AMP) – consentendo allo stack Bluetooth di utilizzare dinamicamente la radio appropriata per un determinato caso d'uso. Ciò ha portato alcuni miglioramenti nell'ottimizzazione della potenza con l'EPC (Controllo della potenza migliorato) e scaricare trasferimenti più grandi in 802. 11la modalità di inattività inferiore. inoltre, l’emergere dell’UCD (Dati senza connessione unidirezionali) ha contribuito a migliorare le funzionalità di trasmissione.

Versioni Bluetooth a basso consumo energetico: Bluetooth 4.0 – 5.4

Bluetooth 4.0

In dicembre 2009, Bluetooth 4.0 è stato svelato – un'integrazione completa in tre modalità del Bluetooth classico, Ad alta velocità, e l'innovativo Bluetooth Low Energy (IL) L'idea di base della casella di posta intelligente è assicurarsi che l'utente non debba aprire costantemente la propria casella di posta per scoprire se contiene della posta.

La svolta fondamentale è stata LE. Riduce il consumo energetico fino a 90% tramite una modalità di inattività a bassissimo consumo utilizzando uno stack di protocolli ottimizzato a bassa larghezza di banda su misura per i dispositivi IoT. Ciò significava che i sensori e i gadget IoT potevano funzionare per anni con una minuscola batteria a bottone.

BLE offriva anche una bassa latenza di 3 ms, portata superiore a 100 m, Crittografia AES-128 e altre robuste funzionalità di connettività. In parallelo, L'alta velocità ha consentito un rendimento elevato, utilizzando 802.11 radio, mentre il Bluetooth classico è rimasto compatibile con le versioni precedenti.

Questo approccio a tre modalità ha consentito di ottimizzare la versatilità in termini di velocità dei dati, ovvero High Speed ​​per l'elevato utilizzo della larghezza di banda nelle applicazioni LAN, LE per l'IoT a bassissimo consumo, e Classic per l'applicazione di streaming originale.

Bluetooth 4.1

Introdotto nel 2013, Bluetooth 4. 1 è stata una versione importante che ha apportato miglioramenti incentrati sull'IoT, principalmente per portare connettività onnipresente ai dispositivi. Basandosi sul Bluetooth 4.0 IL, offre una velocità effettiva più elevata per il trasferimento di dati in blocco, perfetta per dispositivi indossabili come i fitness tracker. I dispositivi possono funzionare contemporaneamente come “Bluetooth intelligente” e “Bluetooth intelligente pronto,” abilitando connessioni multi-dispositivo.

inoltre, Bluetooth 4.1 ha inoltre introdotto il supporto per la coesistenza con le più recenti tecnologie cellulari, tra cui LTE, per consentire un'interconnettività fluida. Incorporava il supporto per la sincronizzazione cloud basato su IPv6, soddisfare i requisiti delle applicazioni IoT.

Bluetooth 4.2

Lanciato in 2014, Bluetooth 4.2 ha introdotto un passo più sostanziale supportando la connessione Internet tramite i protocolli IPv6 e 6LoWPAN. Questa innovazione ha consentito principalmente a diversi dispositivi Bluetooth di connettersi a Internet o alla LAN tramite un terminale gateway. Ha fornito velocità di trasferimento fino a 2,5 volte più veloci e una capacità di pacchetti 10 volte maggiore rispetto al Bluetooth 4.1.

In particolare, Bluetooth 4. 2 velocità di trasferimento aumentate e protezione della privacy. I segnali Bluetooth nel nuovo standard possono connettere o tracciare un dispositivo solo dopo aver ricevuto l'autorizzazione dall'utente. Ciò rassicura inoltre gli utenti sulla possibilità di utilizzare i dispositivi indossabili senza timore senza preoccuparsi del tracciamento non autorizzato.

Bluetooth 5.0

Bluetooth 5.0 è stato lanciato all'inizio 2016, offrendo prestazioni migliorate rispetto ai precedenti standard Bluetooth. Ha migliorato significativamente la capacità dei messaggi 255 byte – 8 volte superiore alla capacità del Bluetooth 4. 2. Di conseguenza, la velocità di trasferimento dei dati è aumentata ed è arrivata alla pari 2 Mbps in modalità a basso consumo, il doppio delle tariffe precedenti. Inoltre, il raggio di comunicazione è stato esteso quattro volte rispetto al Bluetooth 4.2, in teoria fino a 300m.

In particolare, era anche in Bluetooth 5.0 che il posizionamento e la navigazione interni sono stati introdotti e hanno consentito una precisione inferiore al metro se integrati con WiFi. Promuovere lo sviluppo del precedente panorama Internet e dell’IoT, si è ramificato ulteriormente nel concetto di casa intelligente su scala più ampia.

Bluetooth 5.1

Versione bluetooth 5.1 è stato annunciato nel 2019, che ha portato servizi rivoluzionari di rilevamento della direzione e di posizionamento a livello centimetrico. Questo miglioramento mirava a migliorare la localizzazione con l'aiuto del Bluetooth, che si è rivelato molto utile nella navigazione interna e nel monitoraggio delle risorse, una delle principali preoccupazioni della zona.

Questi miglioramenti includevano una migliore memorizzazione nella cache GATT e la gestione dei dati ridondanti per ridurre il consumo energetico, funzionalità di trasmissione aumentata, e coesistenza con vari protocolli wireless. Anche la qualità audio e la sincronizzazione Bluetooth LE sono state notevolmente migliorate.

I Bluetooth precedenti come il 4.x, potrebbe anche gestire la rete mesh e i beacon per il monitoraggio delle risorse. però, Bluetooth 5.1 offre maggiore versatilità ed efficienza, che integra le applicazioni sopra menzionate e può essere utile per qualsiasi altra applicazione esistente o futura che richieda una maggiore precisione di posizionamento e localizzazione.

Bluetooth 5.2

Bluetooth 5.2 con la sua prima introduzione in 2020 si è concentrato principalmente sul miglioramento dell'esperienza audio. Alcune delle caratteristiche chiave discusse erano EAT (Protocollo di attributi avanzato), Controllo della potenza LE, CTKD, e supporto del canale isocrono LE. In particolare, LE Audio ha abilitato lo streaming stereo in modalità connessa e trasmissione, migliorando al tempo stesso le prestazioni audio Bluetooth. L'integrazione di Bluetooth Auracase ha consentito agli utenti di testimoniare un miglioramento significativo nelle uscite audio di alta qualità.

Bluetooth 5.3

Nel 2021, Bluetooth 5.3 è stato rilasciato, caratterizzato da miglioramenti significativi nell’efficienza della trasmissione, sicurezza, e stabilità. Rispetto al Bluetooth 5.2, Bluetooth 5.3 offre una latenza ridotta, maggiore resistenza alle interferenze, e una migliore durata della batteria. In particolare, Bluetooth 5.3 non altera la velocità o la portata della trasmissione. Di seguito sono riportati i quattro miglioramenti principali:

• Sottoclassificazione della connessione
• Miglioramenti del controllo delle dimensioni della chiave di crittografia
• Miglioramenti pubblicitari periodici
• Miglioramenti alla classificazione dei canali

Bluetooth 5.4

Svelato nel 2023 come l'ultima versione Bluetooth, Bluetooth 5. 4 introdotto numerosi miglioramenti per fornire una maggiore efficacia, bidirezionale, comunicazione sicura per dispositivi a basso consumo. Alcuni dei nuovi aspetti del Bluetooth 5. 4 includere:

• Pubblicità periodica con risposte (PAwR): Abilitazione di reti bidirezionali sincronizzate nel tempo trasmettendo piccoli pacchetti di dati all'interno di sottoeventi per facilitare la sincronizzazione e il risparmio energetico.
• Dati pubblicitari crittografati (EAD) – Abilitazione della crittografia dei dati all'interno dei pacchetti pubblicitari. Solo i dispositivi con la chiave di sessione condivisa possono decrittografare EAD ed è disponibile l'opzione per la crittografia parziale/completa per aumentare la sicurezza.
• IL GATT Sicurezza: Consentire ai dispositivi di indicare la modalità e il livello di sicurezza.
• Selezione del codec di trasmissione: Abilitazione della selezione del codec per la trasmissione ottimizzata di annunci pubblicitari estesi BLE.

Confronto delle versioni Bluetooth: Bluetooth vs Bluetooth a basso consumo energetico

Dalla versione 4.0, La tecnologia Bluetooth si è divisa in due rami distinti: Bluetooth classico e Bluetooth a basso consumo energetico. Il Bluetooth classico su cui si basa principalmente la nostra attuale idea di connettività wireless ha applicazioni in aree come gli altoparlanti wireless, sistemi di infotainment per auto, e cuffie. Operante nella banda 2,4GHz, consente ai dispositivi di stabilire reti personali per la trasmissione di dati a corto raggio ed è diventata una tecnologia essenziale per accoppiare dispositivi audio con piattaforme mobili.

Bluetooth a bassa energia, d'altro canto, rappresenta un passo avanti significativo in termini di efficienza energetica all’interno dell’ecosistema Bluetooth. Come suggerisce il nome, La caratteristica saliente di BLE è il consumo energetico notevolmente basso e la modalità di sospensione altamente ottimizzata. Mentre utilizza la stessa banda da 2,4 GHz del Bluetooth classico, utilizza uno schema FHSS diverso, con una velocità di trasmissione dati pari a circa la metà di quella del Bluetooth classico.

I termini BT, BR, Tariffa base, EDR, BR/EDR, e AMP sono sinonimo di Bluetooth classico, mentre BLE, Bluetooth a bassa energia, Bluetooth intelligente, e LE si riferiscono al Bluetooth a basso consumo.

Bluetooth a doppia modalità, Come suggerisce il nome, è una combinazione del classico Bluetooth e del Bluetooth LE, consentendo ai dispositivi di supportare entrambi gli standard contemporaneamente.

Data la popolarità di piccolo, dispositivi e sensori a basso consumo in varie applicazioni IoT, BLE è emerso come il protocollo Bluetooth più dominante nel dominio IoT. Perciò, il mercato ha assistito allo sviluppo di chip Bluetooth dual-mode. In sostanza, BLE non è solo una versione lite del Bluetooth classico, ma un'iterazione specializzata di connettività wireless ad alta efficienza energetica progettata per applicazioni sensibili al consumo energetico e a bassa velocità di trasmissione dati.

Il futuro del Bluetooth: cosa aspettarsi dal Bluetooth 6.0

Fin dalla sua nascita in 1998, Il Bluetooth ha subito una notevole evoluzione durata 26 anni, procedendo dalla versione 1.0 alla corrente 5.0 pubblicazione. Inizialmente focalizzato sull'audio, testo, e trasmissione video, il suo campo di applicazione si è gradualmente spostato verso la trasmissione di dati a bassa potenza su misura per le applicazioni IoT. Pur mantenendo la compatibilità con le versioni precedenti, un segno distintivo della tecnologia, Il Bluetooth ha visto una crescente adozione in una miriade di dispositivi IoT.

Poiché la variante BLE è avanzata in termini di efficienza energetica e trasmissione, la classica versione Bluetooth è rimasta stagnante dopo la versione 3.0. L'ultimo aggiornamento importante è stato il Bluetooth 5.0 nel 2016, ottimizzando il bilanciamento della velocità e della portata per i dispositivi a basso consumo. Allineamento con le tipiche cadenze di rilascio, Bluetooth 6.0 è previsto entro i prossimi anni. Si prevede che il vettore di sviluppo primario si concentrerà sul dominio IoT, trascendendo i confini storici dei dispositivi mobili. Il lancio del Bluetooth 5.0 e la maturazione della tecnologia mesh hanno ampliato le possibilità per potenziali applicazioni IoT.

A settembre 3, 2024, Bluetooth Sig ha appena rilasciato dichiarazioni ufficiali relative alla versione Bluetooth 6.0, introducendo nuovi miglioramenti e funzionalità. Un punto saliente di questo aggiornamento è il suono del canale Bluetooth. Nonostante il promettente Bluetooth 6.0 aggiornamenti, potrebbero volerci diversi anni prima che 6.0 diventa ampiamente disponibile nei dispositivi consumer e nei prodotti IoT. Sii paziente!

Domande frequenti sulle versioni Bluetooth

Può un Bluetooth 3.0 dispositivo stabilire una connessione con un Bluetooth 5.0 dispositivo?

Bluetooth 3.0 i dispositivi sono intrinsecamente incapaci di connettersi direttamente al Bluetooth 5.0 dispositivi, poiché utilizzano protocolli di trasmissione disparati. però, alcuni Bluetooth dual-mode 4.0 i dispositivi possono supportare contemporaneamente Bluetooth 3.0 e Bluetooth 5.0 dispositivi.

Può un Bluetooth 5.0 dispositivo stabilire una connessione con un Bluetooth 3.0 dispositivo?

Bluetooth 5.0 i dispositivi mostrano compatibilità con le versioni precedenti con Bluetooth 3.0 dispositivi, consentendo così la connettività tra i due. Tuttavia, questa interoperabilità avviene a scapito di velocità di trasmissione ridotte e maggiore consumo energetico.