BLE, auch bekannt als Bluetooth Low Energy-Technologie, stammt aus Nokias Wibree-Technologie im Jahr 2006. This technology is similar to Bluetooth technology but only consumes a fraction of the battery power equivalent to Bluetooth technology. The technology was later integrated into Bluetooth and became part of the Bluetooth 4.0 technical specification released by the SIG (Special Interest Group) in 2010.
Der BLE-Protokollstapel ist in der folgenden Abbildung dargestellt. BLE verwendet andere Protokolle als herkömmliches Bluetooth und das entsprechende Gerät ist nicht abwärtskompatibel.
Bluetooth Low Energy (BLE) unterstützt also drei Gerätetypen:
Klassische Bluetooth-Geräte
Classic Bluetooth devices, called Bluetooth basic rate/enhanced data rate (BR/EDR) BR/EDR: devices that only support traditional Bluetooth, such as some legacy devices and old mobile phones. Classic Bluetooth uses SPP (Serial Port Profile) to transfer data. SPP defines the Bluetooth device requirements needed to emulate a serial cable connection between two peer devices using RFCOMM setup.
Bluetooth Smart Ready-Geräte
Known as Bluetooth 4.0 dual mode, support both klassisches Bluetooth and LE mode devices, being supported by new mobile phones, notebooks, tablet computers such as iOS and Android systems. The dual-mode controller integrates both of the BR/EDR controller and the LE controller, so it support two Bluetooth protocols.
Bluetooth-Smart-Geräte
Wird auch BLE-Singlemode genannt. Es verwendet LE-Controller und unterstützt nur LE-Modus-Geräte. Beacon-Geräte unterstützen nur Niedrigenergieprotokolle (LE-Low-Power-Protokolle), sodass sie lange Zeit mit einer Knopfbatterie betrieben werden können.
Bluetooth Low Energy technology operates in the same spectrum range (the 2.400– 2.4835 GHz ISM band) as klassisches Bluetooth technology, but uses a different set of channels.
Instead of the klassisches Bluetooth 79 1MHz channels, Bluetooth Low Energy has 40 2MHz channels. The bit rate is 1 or 2 Mbit/s. And the advertising and receiving channels are 37, 38 and 39.
Bluetooth BR/EDR vs. Bluetooth LE
| Besonderheit | Bluetooth BR/EDR | Bluetooth LE |
|---|---|---|
| Frequenzband | ISM 2,4000 GHz ~ 2,4835 GHz | ISM 2,4000 GHz ~ 2,4835 GHz |
| Kanäle | 79 Kanäle | 40 Kanäle (37 Daten + 3 Werbung) |
| Kanalbandbreite | 1 MHz | 2 MHz |
| Spread Spectrum | 1600 Hops/Sek. Frequenzsprungverfahren mit Spread Spectrum (FHSS) | FHSS |
| Modulationsschema | GFSK, DQPSK, DPSK | GFSK |
| Stromverbrauch | 1W | ~0,001 W bis 0,1 W (abhängig vom Intervall) |
| Datenrate | – BR PHY (GFSK): 1 Mbit/s – EDR PHY (DQPSK): 2 Mbit/s – EDR PHY (DPSK): 3 Mbit/s | – LE-codierter PHY (S=8): 125 Kb/s – LE-codierter PHY (S=2): 500 Kb/s – LE 1M PHY: 1 Mb/s – LE 2M PHY: 2 Mb/s |
| Geräteerkennung | Anfrage oder Paging | Werbung |
| Datenschutz für Geräteadressen | Keiner | Private Geräteadressierung wird unterstützt |
Bluetooth BR/EDR vs. Bluetooth LE – Anwendungsvergleich
| Anwendungsbereich | Bluetooth BR/EDR | Bluetooth LE |
|---|---|---|
| Netzwerktopologie | Peer-to-Peer | Peer-to-Peer, Broadcast, Mesh |
| Audioanwendungen (Headsets, Uhren, Lautsprecher) | Unterstützt | Unterstützt |
| Positionierung und Richtungsfindung1. Asset- und Personenverfolgung2. Indoor-Navigation3. Beacon-basierte Dienste | Nicht unterstützt | Unterstützt |
| Datenübertragungsanwendungen• Anzeigegeräte: E-Ink• Medizin/Gesundheit: Herzfrequenzmesser• Sport/Fitness: Schrittzähler, Uhren | Nicht unterstützt | Unterstützt |
| Gerätenetzwerkanwendungen• Sensoren: Temperatur, Druck, Flüssigkeitsstand• Überwachungssysteme: Reifendruck• Fernbedienungsgeräte | Nicht unterstützt | Unterstützt |
Hinweis 1: Die Kanäle 37, 38 und 39 werden als primäre Werbekanäle bezeichnet; die anderen 37 Kanäle dienen der sekundären Werbung und der Datenübertragung nach dem Aufbau einer Verbindung.
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