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Bluetooth-Versionen 1.0 bis 6.0: Wie sich jede Version verbessert hat

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Bluetooth-Versionen 1.0 bis 6.0: Wie sich jede Version verbessert hat
Bluetooth-Versionen 1.0 bis 6.0: Wie sich jede Version verbessert hat

Bluetooth gibt es seit Ende der 1990er Jahre und es ist nach wie vor ein zentraler Bestandteil der meisten Geräte. Lansitec-Lösungen. Wir nutzen es wegen seines geringen Stromverbrauchs, seiner kurzen Reichweite und der einfachen Kopplung, während LoRaWAN, NB-IoT und LTE eignen sich für die Übertragung über größere Entfernungen. Jede Bluetooth-Version hat im Laufe der Zeit spezifische Verbesserungen erfahren: Geschwindigkeit, Reichweite, Energieeffizienz oder neue Funktionen wie Energiesparmodus und Entfernungsmessung.

Im Folgenden finden Sie eine kompakte Übersicht über den Wechsel von Bluetooth 1.0 zu 6.0 sowie eine kurze Häufig gestellte Fragen Informationen zu Kompatibilität und Upgrades für bestehende Lansitec-Geräte.

Ausführlicher Leitfaden zu den verschiedenen Bluetooth-Versionen 1.0 bis 6.0,
Bluetooth-Versionen 1.0 bis 6.0: Wie jede Iteration Verbesserungen brachte 2

Klassisches Bluetooth: 1.0 bis 3.0

Die ersten drei Generationen konzentrierten sich auf den Ersatz von Kabeln zwischen Telefonen, PCs und Headsets.

Bluetooth 1.0 / 1.1 / 1.2 (1999–2003)

  • Datenrate bis zu ca. 1 Mbit/s bei einer typischen Reichweite von rund 10 m.
  • Betrieb im 2,4-GHz-ISM-Band, das weltweit lizenzfrei ist.
  • Anfängliche Interoperabilitätsprobleme wurden schrittweise gelöst, und zur Reduzierung von Interferenzen wurde adaptives Frequenzsprungverfahren eingeführt. (1)

Bluetooth 2.0 + EDR (2004) und 2.1

  • Durch die verbesserte Datenrate (EDR) wurde die Rohdatenrate verdreifacht und erreichte rund 3 Mbit/s bei gleichzeitig reduziertem Stromverbrauch pro Bit, wodurch Headsets und Tastaturen reaktionsschneller wirkten.
  • Version 2.1 führte Secure Simple Pairing ein, wodurch das Koppeln sowohl sicherer als auch benutzerfreundlicher wurde. (3)

Bluetooth 3.0 + HS (2009)

  • Es wurde ein “High Speed”-Modus hinzugefügt, der Wi-Fi für die Übertragung großer Dateien nutzt und einen nominellen Durchsatz von bis zu 24 Mbit/s auf kurze Distanz ermöglicht. (3)

Kurz gesagt, die Versionen 1.x bis 3.0 beseitigten das Kabelgewirr und verbesserten Geschwindigkeit und Sicherheit, aber der Stromverbrauch war für winzige, batteriebetriebene Sensoren immer noch zu hoch.

Bluetooth 4.x: Energiesparend für das IoT

Mit Bluetooth 4.0 kommt das IoT erst so richtig ins Spiel.

  • Bluetooth 4.0 (2010) eingeführt Bluetooth Low Energy (BLE), ein separater Funk- und Protokollstapel, optimiert für sehr geringen Stromverbrauch und kurze, seltene Datenimpulse. (1)
  • Die typische BLE-Datenrate beträgt 1 Mbit/s bei Reichweiten von bis zu mehreren zehn Metern, während der Stromverbrauch mit einer Knopfzelle jahrelang ausreicht. Deshalb wurden Wearables und Beacons plötzlich praktikabel. (4)
  • 4.1 und 4.2 verbesserten die Koexistenz mit LTE, die IPv6-Konnektivität und fügten bessere Sicherheits- und Datenratenoptionen für IoT-Geräte hinzu. (3)

Aus Sicht von Lansitec ist dies die Generation, die BLE-Beacons und -Tags für die Indoor-Ortung und Anwesenheitserfassung praktikabel gemacht hat.

Bluetooth 5.x: Größere Reichweite, höhere Geschwindigkeit, größere Sendeleistung

Bluetooth 5.0 und seine kleineren Aktualisierungen haben BLE von “nett für Wearables” zu “ernsthaft für das industrielle IoT” gemacht.

Bluetooth 5.0 (2016)

  • Bis zu 2 Mbps LE PHY für den doppelten Durchsatz im Vergleich zu 4.x.
  • Codierter PHY mit Vorwärtsfehlerkorrektur, der zwar die Geschwindigkeit reduziert, aber unter vielen Bedingungen die Reichweite im Vergleich zu 4.x um das Vierfache erhöht.
  • Bis zu achtmal höhere Werbedatenkapazität, was ein großer Vorteil für intelligentere Beacons und Sensorübertragungen ist. (6)

Bluetooth 5.1 bis 5.3

  • 5.1 wurde die Richtungsbestimmung (Anflugwinkel / Abflugwinkel) hinzugefügt, damit Sie Tags genauer lokalisieren können. Wir verwenden diese Funktion bereits in unseren AoA-Gateway-Implementierungen.
  • 5.2 und 5.3 verfeinertes LE Audio, Multi-Stream-Audio und Leistungsoptimierungen. (1)

Bluetooth 5.4 (2023)

Der Fokus liegt auf großen Flotten einfacher Geräte, wie z. B. elektronischen Regaletiketten oder Sensorschwärmen:

  • PAwR (Periodic Advertising with Responses) für energiesparende, bidirektionale Eins-zu-Viele-Kommunikation mit Tausenden von Knoten.
  • Verschlüsselte Werbedaten (EAD), damit nur autorisierte Geräte die Broadcast-Nutzdaten lesen können.
  • LE-GATT-Sicherheitsstufen und verbesserte Codierungsoptionen für Langstreckenwerbung. (5)

Genau in dieser Ära arbeitet Lansitec heute: BLE 5.0-Beacons und Gateways speisen LoRaWAN-, NB-IoT- oder LTE-Backhaul für Asset-Tracking, RTLS und Anwendungen in der Tierhaltung. Beispiele finden Sie auf unserer Website:

Bluetooth 6.0: Intelligenter, nicht nur schneller

Bei Bluetooth 6.0 (Veröffentlichung August 2024) geht es mehr um Intelligenz und Präzision als um hohe Übertragungsgeschwindigkeiten.

Wichtigste Neuerungen:

  • Bluetooth-Kanal-Sound: Geräte können Entfernungen mithilfe von phasenbasierter Entfernungsmessung und Laufzeitmessung messen, wobei die Genauigkeit oft bis in den Bereich von einigen zehn Zentimetern angegeben wird, anstatt der halben Meter, die man bei RSSI-basierten Schätzungen in Bluetooth 5 erhält.
  • Entscheidungsbasierte Werbefilterung und -überwachung WerbetreibendeScanner können schnell entscheiden, welchen Werbeströmen sie folgen und Ereignisse auf Controller-Ebene empfangen, wenn bestimmte Werbetreibende erscheinen oder verschwinden. Das reduziert unnötiges Scannen und spart Akku in Umgebungen mit hoher Funkfrequenzdichte.
  • ISOAL- und Timing-VerbesserungenVerbesserungen der isochronen Anpassungsschicht und des verhandelbaren Frame-Abstands tragen zu geringerer Latenz und stabileren zeitkritischen Daten wie z. B. LE-Audio bei. (2)

Die Entwicklung von Version 1.0 bis 6.0 sieht, stark vereinfacht dargestellt, folgendermaßen aus:

VersionsgruppeHauptaugenmerk der VerbesserungTypischer Effekt
1,0–2,xEinfaches drahtloses Kabel, dann höhere Datenrate und bessere KopplungNahbereichs-Audio und Peripheriegeräte
3.0Hohe Geschwindigkeit über WLANSchnellere Dateiübertragungen
4.xNiedrigenergie (BLE)Jahrelange Batterielebensdauer für kleine Sensoren
5,0–5,3Reichweite, Geschwindigkeit, Peilung, LE AudioIndustrielles IoT, RTLS, reichhaltigeres Audio
5.4Massive Flotten von Niedrigleistungs-SendeanlagenESL, große Sensornetzwerke
6.0Präzise Entfernungsmessung, intelligenteres Scannen, geringere LatenzDigitale Schlüssel, hochpräzise Ortung, dichtere Installationen

Häufig gestellte Fragen

Informationen zu Kompatibilität, Verbesserungen und Lansitec-Upgrades

  • Welche Kompatibilitätsunterschiede bestehen zwischen den beiden letzten Bluetooth-Generationen?

    Bluetooth bleibt versionsübergreifend abwärtskompatibel. Ein Bluetooth-6.0-Gerät kann mit einem 5.4-Gerät kommunizieren und greift dabei auf die Funktionen des älteren Geräts zurück.

    Die praktischen Unterschiede zwischen Version 5.4 und 6.0 sind:

    • 5.4 konzentriert sich auf große Flotten einfacher, energiesparender Knoten mit PAwR und verschlüsselter Werbung.
    • 6.0 bietet zusätzlich Channel Sounding, eine intelligentere Werbefilterung und eine verbesserte zeitkritische Verarbeitung, die jedoch nur funktionieren, wenn beide Seiten Bluetooth 6.0 unterstützen.

    Es gibt also keine “Kompatibilitätslücke” zwischen den beiden Geräten. Die neuen Funktionen von Version 6.0 stehen nur dann zur Verfügung, wenn beide Geräte Version 6.0 unterstützen. (1)

  • Was sind die wichtigsten Verbesserungen der neuesten Bluetooth-Version?

    Zusammenfassung für Bluetooth 6.0:

    • Genauere Entfernungsmessung durch Kanalsondierung (phasenbasierte Entfernungsmessung und Laufzeitmessung, bis auf etwa 10 cm unter günstigen Bedingungen).
    • Effizienteres Scannen durch entscheidungsbasierte Werbefilterung und Überwachung von Werbetreibenden, wodurch unnötiges Abhören in dichten Netzwerken reduziert wird.
    • Bessere Datenübertragung bei niedriger Latenz dank ISOAL-Erweiterungen und verhandelbarem Frame-Abstand.

    Für IoT und RTLS sehen wir Version 6.0 hauptsächlich als einen Schritt hin zu einer präziseren und energieeffizienteren Ortung und weniger als eine einfache Geschwindigkeitssteigerung. (2)

  • Kann ich mein vorhandenes Bluetooth-Gerät auf die neueste Version aktualisieren (für Lansitec-Geräte)?

    Im Allgemeinen nein, nicht vollständig. Bluetooth 6.0 ändert das Verhalten des Low-Level-Controllers und des PHY, sodass die meisten Geräte neue Hardware benötigen, um den vollen Funktionsumfang zu unterstützen. Ein Firmware-Update allein reicht in den meisten Fällen nicht aus. (2)

    Speziell für Lansitec:

    • Unser aktuelles Bluetooth-Gateways und Tags basieren auf Bluetooth 5.0 BLE. Beispiele hierfür sind die LoRaWAN Indoor Bluetooth Gateway , Solar-Bluetooth-Gateway , Kompaktes NB-IoT- und LTE-M-Gateway , Makro-Bluetooth-Gateway , und Viehanhänger, die alle Bluetooth 5.0 spezifizieren.
    • Firmware-Updates können Verbesserungen gegenüber Version 5.0 hinzufügen, wie z. B. neue Filterlogik, Payload-Formate oder Berichtsstrategien, und wir nutzen dies bereits, um die Akkulaufzeit und -kapazität zu optimieren.
    • Diese Geräte bleiben kompatibel mit Smartphones, Tablets und Infrastrukturen, die auf Bluetooth 6.0 umgestellt werden, die Verbindungen funktionieren jedoch mit den Funktionsumfängen von Bluetooth 5.x und nicht mit 6.0 Channel Sounding oder neuen Controller-Ereignissen. (1)

    Wenn Sie also Bluetooth-6.0-Funktionen wie Channel Sounding durchgängig nutzen möchten, benötigen Sie auf beiden Seiten Hardware der neuesten Generation. Ihre bestehenden Lansitec BLE 5.0-Geräte bleiben weiterhin nutzbar und zukunftssicher; sie lassen sich jedoch nicht nachträglich per Software in Bluetooth-6.0-Geräte umwandeln.

About Bluetooth, BLE and AoA

  • How accurate is Lansitec Bluetooth AoA positioning compared to standard BLE beacons?

    Standard BLE with RSSI usually provides several meters of accuracy indoors, enough for zones or rooms. Our AoA gateways (AG1, AG3, AG4) use Bluetooth 5.1 Direction Finding and antenna arrays to reach roughly 0.1–1 m accuracy in well designed deployments. (4)

  • Which Lansitec beacons support Bluetooth AoA?

    AoA projects typically use models listed in our Bluetooth AoA category, including B002, B003, B004, i3 Portable Bluetooth Tag, i5 Wearable Bluetooth Beacon, B005, B006, B010 and our B011 Helmet Beacon.

  • Do I need smartphones, or can I run everything on gateways?

    Most Lansitec solutions rely on gateways, not phones. BLE beacons talk to Indoor, Macro, Solar or AoA gateways, and those gateways push processed data to your backend. Phones are optional for local apps or commissioning.

  • What is the typical battery life of a Lansitec beacon?

    Battery life depends on model, transmission power and interval. As a rough guide, B002 labels and i3 tags can run for several years at a 5 second interval, while the i5 bracelet typically achieves up to around 2 years at 0 dBm and 5 second intervals.

  • Can I mix BLE RSSI gateways and AoA gateways in one deployment?

    Yes. Many customers start with standard BLE gateways for coarse coverage and then add AG series AoA gateways in critical zones that need higher accuracy, such as loading docks, operating rooms or hazardous work areas.

Referenzen und weiterführende Literatur:

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