Полное руководство по различным версиям Bluetooth

Небо голубое, море голубое, и, видимо, Bluetooth тоже синий. В 2024, Мировые поставки Bluetooth-устройств достигли астрономического уровня 5.4 миллиард единицы! Эта цифра продолжает стремительно расти из года в год.. От передачи звука и текста/изображений, вплоть до потоковой передачи видео и обеспечения энергосберегающих соединений Интернета вещей., Технология Bluetooth серьезно сделала жизнь людей во всем мире более удобной.. Он обеспечивает важнейший способ передачи данных подключенным устройствам без использования кабелей.. В этой статье, мы собираемся оглянуться назад на то, как версии Bluetooth развивались от 1.0 в 6.0, и изучить растущие области применения. Если вы ничего не знаете об этой вездесущей беспроводной технологии, приготовьтесь к тому, что вас просветит другая версия Bluetooth!

Что такое технология Bluetooth?

Bluetooth — это открытый глобальный стандарт беспроводной передачи данных и голоса., которая направлена ​​на обеспечение низкой стоимости, беспроводная связь ближнего действия между различными электронными устройствами.

Истоки технологии Bluetooth

Происхождение технологии Bluetooth можно проследить еще 1942 при подаче заявления на использование FHSS (расширенный спектр со скачкообразной перестройкой частоты) был запатентован актрисой Хеди Ламарр вместе с композитором Джорджем Антейлом.. Идея этого патента заключается в расширении диапазона частот сигналов, воздействующих на торпеды. 88 те, которые сделают процесс более безопасным и менее страдают от помех. Но позже военные адаптировали его для беспроводной связи во время войны., и дальнейшее развитие превратило его в основу современных беспроводных технологий, таких как Bluetooth., Вай-фай, и 3G.

Bluetooth назван в честь средневекового датского короля Харальда Bluetooth Bluetooth, который объединил разделенные королевства Данию и Норвегию.. Это название означает интеграцию и взаимодействие множества разрозненных устройств.. Джим Кардач из Intel предложил термин Bluetooth.; Логотип Bluetooth — это инициалы HB., от имени Харальда и представлено древнескандинавским письмом.

Краткая история развития технологии Bluetooth

• В 1994, Эрикссон начал работу над беспроводным интерфейсом с низким энергопотреблением для телефонов и их аксессуаров..
• В 1998, Эрикссон, IBM, Интел, Nokia и Toshiba сформировали «Специальную группу по Bluetooth» для разработки стандартов радиосвязи ближнего действия..
• 1999 увидел Bluetooth 0.7-1.0 выпуски спецификаций, обозначающие частоту 2,4 ГГц и определяющие основные протоколы.
• Во второй половине 1999, Microsoft, Моторола, и другие присоединились к рекламным усилиям, стимулирование глобального внедрения Bluetooth. Альянс достиг более 1,500 участники по годам 2000.
• 2001: 1. 1 IEEE 802.15.1.
• 2003: 1. 2 представила адаптивную скачкообразную перестройку частоты.
• 2004: 2. 1 принят EDR, с максимальной скоростью передачи 3 Мбит/с.
• 2007: 2. 1 Безопасное сопряжение/соединение, представил NFC.
• 2009: 3. 0 интегрирован с Wi-Fi, 24Скорость Мбит/с.
• 2010: 4.0 выбрал Bluetooth с низким энергопотреблением.
• 2013: 4. 1 поддержка LTE.
• 2014: 4. 2 поддержка IPv6 и 6LoWPAN.
• 2016: 5. 0 удвоенная скорость, расширенный диапазон.
• 2019: 5. 1 улучшенное местоположение, управление энергопотреблением.
• 2020: 5. 2 поддерживается LE Audio, ЕАТТ.
• 2021: 5. 3 добавлен субрейтинг соединения по частотам.
• 2023: 5. 4 добавлены PAwR и EAD
• По 2023, у Bluetooth SIG было более 40, 000 члены.
• 2024, Bluetooth 6.0 приближается.

Bluetooth развивался и модернизировался благодаря множеству различных версий Bluetooth с улучшенными характеристиками беспроводной связи и более широкой областью применения..

Классические версии Bluetooth: Bluetooth 1.0 – 3.0

Bluetooth 1.0

В июле 1999, Bluetooth SIG официально представила Bluetooth 1.0 Спецификация, продвижение технологии до коммерчески жизнеспособной стадии. Bluetooth 1.0 стандартные беспроводные соединения «точка-точка», в первую очередь предназначенные для беспроводной связи между мобильными и вычислительными устройствами, компьютеры и периферийные устройства, мобильные телефоны и гарнитуры, среди прочего.

Оригинальный Bluetooth 1.0 в спецификации изложены основные функции, но там не было дано достаточно подробных инструкций, как реально применить это на практике. Из-за этого различным устройствам было очень сложно работать вместе.. Из-за этих проблем совместимости, Bluetooth 1.0 не смог оправдать шумиху и не получил такого широкого распространения в мире технологий, как надеялись..

Bluetooth 1.1

Неофициальный 1.1 версия была представлена ​​в октябре 2000, расширение функциональности для поддержки соединений «точка-многоточка» и решение проблем, присутствующих в версии 1.0. Официальный 1.1 спецификация была впоследствии выпущена в марте 2001. Чтобы обеспечить безопасную связь, Bluetooth использует шифрование, при котором устройства обмениваются ключами во время установления соединения для аутентификации личности.. Связь не может произойти, если проверка ключа не удалась. Bluetooth 1.1 решена проблема конфликтов между устройствами, соперничающими за роли главного-подчиненного в версии 1.0 путем четкого определения процесса спаривания.

Он стандартизировал использование 79 каналы в схеме скачкообразной перестройки частоты 2,4 ГГц во всех регионах. Дополнительно, ведомые устройства могут сообщать о поддерживаемом количестве каналов и размерах пакетов, что позволяет корректировать параметры передачи..

Bluetooth 1.2

В ноябре 2003, Bluetooth SIG выпустила Bluetooth 1.2 Спецификация. Как Bluetooth 1.1 был уязвим к помехам со стороны беспроводных локальных сетей 802.11b, версия 1.2 представил AFH (Адаптивная скачкообразная перестройка частоты) для уменьшения помех устройствам Bluetooth и другому оборудованию беспроводной связи. более того, Bluetooth 1.2 устройства, которые расширили возможности ESCO (Улучшенное синхронное соединение, ориентированное на соединение) также был определен тип канала для передачи голоса/аудио. Хоть и обеспечивая возможность более быстрого подключения, он все еще был совместим с Bluetooth 1.1 приборы.

Bluetooth 2.0

Bluetooth 2.0, который был выпущен в ноябре 2004, представил EDR (Повышенная скорость передачи данных) технология, что является большим шагом вперед по сравнению с версией 1.2. EDR увеличила скорость передачи данных до 3 Мбит/с и утроила пропускную способность по сравнению с предыдущей версией.. Благодаря этому передача больших файлов потреблялась в два раза меньше, чем по Bluetooth. 1.2. Bluetooth 2.0 поддерживается полнодуплексная связь, что позволило передавать голос и данные одновременно. Он также расширил возможности подключения нескольких устройств..

Bluetooth 2.1

В марте 2007, в CTIA Wireless 2007, появился стандарт Bluetooth 2.1+EDR. Ключевой особенностью стала интеграция NFC для упрощения сопряжения за счет передачи паролей без ручного ввода, когда устройства находились в непосредственной близости.. Функция Sniff Subrating позволяет экономить электроэнергию за счет увеличения интервала подтверждения сигнала между устройствами с 0,1 до 0,5 с.. Дополнительно, Безопасное простое сопряжение (ССП) улучшен опыт сопряжения, одновременно повышая удобство использования и безопасность.

Bluetooth 3.0

В 2009, Bluetooth SIG представила Bluetooth 3.0 + Высокоскоростной (HS), сохранение версии 2.0 совместимость функций. Ключевым дополнением стало дополнительное высокоскоростное расширение, использующее IEEE 802.11PAL. (Уровень адаптации протокола) для поддержки пропускной способности до 24 Мбит/с – 8x быстрее, чем Bluetooth 2.0 (максимум 3 Мбит/с).

Основным нововведением стал альтернативный MAC/PHY. (AMP) – включение стека Bluetooth для динамического использования соответствующего радиомодуля для данного варианта использования. Это привело к некоторому улучшению оптимизации энергопотребления с помощью EPC. (Улучшенное управление питанием) и перераспределение более крупных трансфертов в 802. 11нижний режим простоя. более того, появление UCD (Однонаправленные данные без установления соединения) помог улучшить функции трансляции.

Версии Bluetooth с низким энергопотреблением: Bluetooth 4.0 – 5.4

Bluetooth 4.0

В декабре 2009, Bluetooth 4.0 был открыт – комплексная трехрежимная интеграция Classic Bluetooth, Высокоскоростной, и инновационная технология Bluetooth с низким энергопотреблением. (НАШИ) расширение.

Ключевым прорывом стал LE. Это снижает энергопотребление до 90% через режим ожидания со сверхнизким энергопотреблением с использованием оптимизированного стека протоколов с низкой пропускной способностью, специально разработанного для устройств Интернета вещей.. Это означало, что датчики и гаджеты Интернета вещей могли годами работать от крошечной батарейки типа «таблетка»..

BLE также предлагает низкую задержку 3 мс., дальность более 100 м, Шифрование AES-128 и другие надежные возможности подключения.. В параллели, Высокая скорость позволила добиться высокой пропускной способности., использование 802.11 радиоприемники, в то время как классический Bluetooth оставался обратно совместимым.

Этот трехрежимный подход позволил обеспечить гибкость оптимизации с точки зрения скорости передачи данных., а именно High Speed ​​для использования высокой пропускной способности в приложениях локальной сети., LE для Интернета вещей со сверхнизким энергопотреблением, и Classic для оригинального потокового приложения..

Bluetooth 4.1

Представлен в 2013, Bluetooth 4. 1 был крупным выпуском, внесшим улучшения, связанные с Интернетом вещей., в основном для обеспечения повсеместного подключения к устройствам. Опираясь на Bluetooth 4.0 НАШИ, он обеспечивает более высокую пропускную способность для передачи больших объемов данных, что идеально подходит для носимых устройств, таких как фитнес-трекеры.. Устройства могут одновременно работать как “Bluetooth Смарт” и “Поддержка Bluetooth Smart,” включение подключений нескольких устройств.

более того, Bluetooth 4.1 также введена поддержка сосуществования с новейшими сотовыми технологиями, включая LTE, для обеспечения плавного соединения.. Он включил поддержку облачной синхронизации на основе IPv6., удовлетворение требований приложений Интернета вещей.

Bluetooth 4.2

Запущен в 2014, Bluetooth 4.2 представил более существенный шаг, поддерживая подключение к Интернету через протоколы IPv6 и 6LoWPAN.. Это нововведение в первую очередь позволило нескольким устройствам Bluetooth подключаться к Интернету или локальной сети через один шлюзовой терминал.. Он обеспечивает скорость передачи данных в 2,5 раза выше и емкость пакетов в 10 раз большую по сравнению с Bluetooth. 4.1.

Примечательно, Bluetooth 4. 2 повышенная скорость передачи данных и защита конфиденциальности. Сигналы Bluetooth в новом стандарте могут подключаться или отслеживать устройство только после получения разрешения от пользователя.. Это также дает пользователям уверенность в возможности бесстрашно использовать носимые устройства, не беспокоясь о несанкционированном отслеживании..

Bluetooth 5.0

Bluetooth 5.0 был запущен в начале 2016, предлагая улучшенные характеристики по сравнению с предыдущими стандартами Bluetooth. Это значительно улучшило пропускную способность сообщений для 255 байты – 8 раз больше, чем мощность Bluetooth 4. 2. В следствии, скорость передачи данных увеличилась и достигла даже 2 Мбит/с в режиме пониженного энергопотребления, в два раза выше прежних ставок. К тому же, дальность связи увеличена в четыре раза по сравнению с Bluetooth 4.2, теоретически до 300м.

Примечательно, это было также в Bluetooth 5.0 что были введены позиционирование и навигация в помещении, которые обеспечивали точность до субметра при интеграции с Wi-Fi.. Дальнейшее развитие прежнего интернет-ландшафта и Интернета вещей., это привело к дальнейшему развитию концепции умного дома в более широком масштабе..

Bluetooth 5.1

Версия Bluetooth 5.1 было объявлено в 2019, который принес революционные услуги пеленгации и позиционирования на сантиметровом уровне.. Данное усовершенствование было направлено на улучшение локализации с помощью Bluetooth., который оказался очень полезным для внутренней навигации и отслеживания активов., ключевая проблема в этой области.

Эти улучшения включали улучшение кэширования GATT и обработку избыточных данных для сокращения энергопотребления., расширенный функционал трансляции, и сосуществование с различными беспроводными протоколами. Качество звука и синхронизация Bluetooth LE также были значительно улучшены..

Более ранние Bluetooth, такие как 4.x, также может управлять ячеистой сетью и маяками для отслеживания активов.. тем не мение, Bluetooth 5.1 обеспечивает большую универсальность и эффективность, который дополняет вышеупомянутые приложения и может быть полезен для любых других существующих или будущих приложений, требующих более высокой точности позиционирования и локализации..

Bluetooth 5.2

Bluetooth 5.2 с его ранним внедрением в 2020 был в основном сосредоточен на улучшении качества звука. Некоторые из ключевых обсуждавшихся особенностей: EATT. (Расширенный протокол атрибутов), LE контроль мощности, ЧТКД, и поддержка изохронного канала LE. Примечательно, LE Audio обеспечивает потоковую передачу стерео в режимах подключения и вещания, одновременно улучшая качество звука через Bluetooth.. Интеграция Bluetooth Auracase позволила пользователям стать свидетелями значительного улучшения качества вывода звука..

Bluetooth 5.3

В 2021, Bluetooth 5.3 был выпущен, демонстрирует значительное повышение эффективности передачи, безопасность, и стабильность. По сравнению с Bluetooth 5.2, Bluetooth 5.3 предлагает уменьшенную задержку, повышенная помехоустойчивость, и увеличенное время автономной работы. Примечательно, Bluetooth 5.3 не изменяет скорость передачи или дальность передачи. Ниже приведены четыре ключевых улучшения.:

• Дополнительный рейтинг подключения
• Улучшения контроля размера ключа шифрования
• Периодические улучшения рекламы
• Улучшения классификации каналов

Bluetooth 5.4

Представлен в 2023 как последняя версия Bluetooth, Bluetooth 5. 4 внесено несколько улучшений для обеспечения более эффективного, двунаправленный, безопасная связь для маломощных устройств. Некоторые новые аспекты Bluetooth 5. 4 включают:

• Периодическая реклама с ответами (PAwR): Включение синхронизированных по времени двунаправленных сетей путем широковещательной передачи небольших пакетов данных в рамках дополнительных событий для облегчения синхронизации и экономии энергии..
• Зашифрованные рекламные данные (ЕАД) – Включение шифрования данных в рекламных пакетах. Только устройства с общим сеансовым ключом могут расшифровывать EAD, а для повышения безопасности доступна опция частичного/полного шифрования..
• ЛЕ ГАТТ Безопасность: Разрешение устройствам указывать режим и уровень безопасности.
• Выбор кодека вещания: Включение выбора кодека для оптимизации передачи расширенной рекламы BLE..

Сравнение версий Bluetooth: Bluetooth против Bluetooth с низким энергопотреблением

Начиная с версии 4.0, Технология Bluetooth разделилась на две отдельные ветви.: Bluetooth Classic и Bluetooth с низким энергопотреблением. Классический Bluetooth, на котором в первую очередь построена наша нынешняя идея беспроводной связи, находит применение в таких областях, как беспроводные динамики., автомобильные информационно-развлекательные системы, и наушники. Работает в диапазоне 2,4 ГГц., она позволяет устройствам создавать персональные сети для передачи данных на короткие расстояния и стала важной технологией для сопряжения аудиоустройств с мобильными платформами..

Bluetooth Low Energy, с другой стороны, представляет собой значительный шаг вперед в области энергоэффективности в экосистеме Bluetooth.. Как следует из названия, Отличительной особенностью BLE является удивительно низкое энергопотребление и высокооптимизированный спящий режим.. Хотя он использует тот же диапазон 2,4 ГГц, что и классический Bluetooth., он использует другую схему FHSS, в результате скорость передачи данных примерно вдвое ниже, чем у Classic Bluetooth..

Условия БТ, BR, Базовая ставка, ЭДР, БР/ЕДР, и AMP являются синонимами классического Bluetooth., в то время как БЛЕ, Bluetooth Low Energy, Bluetooth Смарт, и LE относятся к Bluetooth с низким энергопотреблением..

Двухрежимный Bluetooth, как подсказывает название, представляет собой комбинацию классического Bluetooth и Bluetooth LE., позволяя устройствам поддерживать оба стандарта одновременно.

Учитывая популярность небольших, маломощные устройства и датчики в различных приложениях IoT, BLE стал более доминирующим протоколом Bluetooth в сфере Интернета вещей.. Следовательно, рынок стал свидетелем развития двухрежимных чипов Bluetooth. В сущности, BLE — это не просто облегченная версия Classic Bluetooth, но это специализированная версия энергоэффективного беспроводного подключения, предназначенная для приложений, чувствительных к энергопотреблению и низкой скорости передачи данных..

Будущее Bluetooth: чего ожидать от Bluetooth 6.0

С момента своего создания в 1998, Bluetooth претерпел замечательную 26-летнюю эволюцию., переходя от версии 1.0 к текущему 5.0 выпускать. Изначально сосредоточился на звуке., текст, и передача видео, сфера его применения постепенно сместилась в сторону передачи данных с низким энергопотреблением, адаптированной для приложений Интернета вещей.. При сохранении обратной совместимости, отличительная черта технологии, Bluetooth получил все большее распространение на множестве устройств Интернета вещей..

Поскольку вариант BLE улучшил энергоэффективность и передачу данных, классическая версия Bluetooth застопорилась после версии 3.0. Последним крупным обновлением стал Bluetooth. 5.0 в 2016, оптимизация баланса скорости и дальности для маломощных устройств. Согласование с типичной периодичностью выпуска релизов, Bluetooth 6.0 ожидается в ближайшие несколько лет. Основной вектор развития прогнозируется сконцентрироваться на сфере IoT., выходя за рамки исторических ограничений мобильных устройств. Внедрение Bluetooth 5.0 и развитие ячеистой технологии расширили возможности для перспективных приложений Интернета вещей..

В сентябре 3, 2024, Bluetooth Sig только что опубликовал официальные заявления относительно версии Bluetooth 6.0, внедрение новых улучшений и возможностей. Ключевой особенностью этого обновления является зондирование канала Bluetooth.. Несмотря на многообещающий Bluetooth 6.0 обновления, может пройти несколько лет, прежде чем 6.0 версия становится широко доступной в потребительских устройствах и продуктах IoT.. Будьте терпеливы!

Часто задаваемые вопросы о версиях Bluetooth

Может ли Bluetooth 3.0 устройство устанавливает соединение с Bluetooth 5.0 устройство?

Bluetooth 3.0 устройства по своей сути не способны напрямую подключаться к Bluetooth 5.0 приборы, поскольку они используют разные протоколы передачи. тем не мение, определенный двухрежимный Bluetooth 4.0 устройства могут одновременно поддерживать Bluetooth 3.0 и Bluetooth 5.0 приборы.

Может ли Bluetooth 5.0 устройство устанавливает соединение с Bluetooth 3.0 устройство?

Bluetooth 5.0 устройства демонстрируют обратную совместимость с Bluetooth 3.0 приборы, тем самым обеспечивая связь между двумя. тем не менее, эта совместимость достигается за счет снижения скорости передачи и повышенного энергопотребления..