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Versioni Bluetooth da 1.0 a 6.0: come ogni iterazione è migliorata

Versioni Bluetooth da 1.0 a 6.0: come ogni iterazione è migliorata

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Versioni Bluetooth da 1.0 a 6.0: come ogni iterazione è migliorata
Versioni Bluetooth da 1.0 a 6.0: come ogni iterazione è migliorata

Il Bluetooth esiste dalla fine degli anni '90 e si trova ancora al centro della maggior parte Soluzioni Lansitec. Ci affidiamo ad esso per la bassa potenza, il corto raggio e la facilità di associazione, mentre LoRaWAN, NB-IoT e LTE gestiscono il lungo raggio. Nel tempo, ogni versione Bluetooth ha apportato modifiche specifiche: velocità, portata, potenza o nuove funzionalità come il basso consumo energetico e la misurazione della distanza.

Di seguito è riportata una guida compatta da Bluetooth 1.0 a 6.0, oltre a una breve Domande frequenti sulla compatibilità e gli aggiornamenti per quelli esistenti Dispositivi Lansitec.

Guida completa alle diverse versioni Bluetooth da 1.0 a 6.0,
Versioni Bluetooth da 1.0 a 6.0: come ogni iterazione è migliorata 2

Bluetooth classico: da 1.0 a 3.0

Le prime tre generazioni si sono concentrate sulla sostituzione dei cavi tra telefoni, PC e cuffie.

Bluetooth 1.0 / 1.1 / 1.2 (1999–2003)

  • Velocità dati fino a circa 1 Mbps con una portata tipica di circa 10 m.
  • Opera nella banda ISM da 2,4 GHz, che è esente da licenza in tutto il mondo.
  • I primi problemi di interoperabilità vennero gradualmente risolti e venne aggiunto il salto di frequenza adattivo per ridurre le interferenze. (1)

Bluetooth 2.0 + EDR (2004) e 2.1

  • La tecnologia Enhanced Data Rate (EDR) ha triplicato la velocità dei dati grezzi a circa 3 Mbps e ha ridotto la potenza per bit, rendendo le cuffie e le tastiere più reattive.
  • La versione 2.1 ha introdotto Secure Simple Pairing, che ha reso l'associazione più sicura e intuitiva. (3)

Bluetooth 3.0 + HS (2009)

  • Aggiunta una modalità "Alta velocità" che utilizza il Wi-Fi per trasferimenti di file di grandi dimensioni, con una velocità nominale fino a 24 Mbps a breve distanza. (3)

In breve, dalla versione 1.x alla 3.0 è stato risolto il problema dell'ingombro dei cavi e sono state migliorate velocità e sicurezza, ma il consumo energetico era ancora troppo elevato per i piccoli sensori alimentati a batteria.

Bluetooth 4.x: basso consumo energetico per l'IoT

Con il Bluetooth 4.0 l'IoT entra davvero in gioco.

  • Bluetooth 4.0 (2010) introdotto Bluetooth a basso consumo energetico (BLE), uno stack radio e di protocollo separato ottimizzato per bassissima potenza e brevi e poco frequenti raffiche di dati. (1)
  • La velocità tipica dei dati BLE è di 1 Mbps con portate fino a decine di metri, mentre il consumo energetico è sufficientemente basso per anni con una batteria a bottone, motivo per cui dispositivi indossabili e beacon sono diventati improvvisamente pratici. (4)
  • Le versioni 4.1 e 4.2 hanno migliorato la coesistenza con LTE, migliorato la connettività IPv6 e aggiunto opzioni di sicurezza e velocità dei dati migliori per i dispositivi IoT. (3)

Dal punto di vista di Lansitec, questa è la generazione che ha reso i beacon e i tag BLE adatti al monitoraggio e alla presenza in ambienti interni.

Bluetooth 5.x: più portata, più velocità, più trasmissione

Bluetooth 5.0 e i suoi aggiornamenti minori hanno trasformato BLE da "ottimo per i dispositivi indossabili" a "serio per l'IoT industriale".

Bluetooth 5.0 (2016)

  • Fino a 2 Mbps LE PHY per una velocità di trasmissione doppia rispetto alla versione 4.x.
  • PHY codificato con correzione degli errori in avanti, che sacrifica la velocità per ottenere una portata fino a quattro volte superiore rispetto alla versione 4.x in molte condizioni.
  • Capacità di dati pubblicitari fino a otto volte superiore, il che rappresenta un grande vantaggio per i beacon più intelligenti e le trasmissioni tramite sensori. (6)

Bluetooth da 5.1 a 5.3

  • Nella versione 5.1 è stata aggiunta la funzione Direction Finding (Angolo di arrivo/Angolo di partenza) per individuare i tag in modo più preciso, funzione che utilizziamo già nelle nostre distribuzioni di gateway AoA.
  • Audio LE 5.2 e 5.3 perfezionati, audio multi-stream e ottimizzazioni di potenza. (1)

Bluetooth 5.4 (2023)

Concentrato su grandi flotte di dispositivi semplici, come etichette elettroniche da scaffale o sciami di sensori:

  • PAwR (Periodic Advertising with Responses) per comunicazioni bidirezionali uno-a-molti a bassa potenza con migliaia di nodi.
  • Dati pubblicitari crittografati (EAD) in modo che solo i dispositivi autorizzati possano leggere i payload trasmessi.
  • Livelli di sicurezza LE GATT e migliori scelte di codifica per la pubblicità a lungo raggio. (5)

Questa è esattamente l'era in cui opera oggi Lansitec: beacon e gateway BLE 5.0 che alimentano reti LoRaWAN, NB-IoT o backhaul LTE per il tracciamento delle risorse, RTLS e applicazioni per l'allevamento del bestiame. Esempi sul nostro sito:

Bluetooth 6.0: più intelligente, non solo più veloce

Il Bluetooth 6.0 (lanciato nell'agosto 2024) punta più sull'intelligenza e sulla precisione che sulle velocità da prima pagina.

Aggiunte principali:

  • Suono del canale Bluetooth: I dispositivi possono misurare la distanza utilizzando la misurazione della distanza basata sulla fase e il tempo di andata e ritorno, con una precisione spesso stimata nell'ordine delle decine di centimetri, anziché del mezzo metro ottenuto dalle stime basate su RSSI in Bluetooth 5.
  • Filtraggio e monitoraggio della pubblicità basata sulle decisioni degli inserzionisti: Gli scanner possono decidere rapidamente quali flussi pubblicitari seguire e ricevere eventi a livello di controller quando specifici inserzionisti appaiono o scompaiono. Ciò riduce gli sprechi di scansione e risparmia la batteria in ambienti RF affollati.
  • Miglioramenti ISOAL e tempistiche: I miglioramenti allo strato di adattamento isocrono e alla spaziatura dei frame negoziabile contribuiscono a ridurre la latenza e a ottenere dati sensibili al tempo più stabili, come LE Audio. (2)

Quindi, l'evoluzione dalla versione 1.0 alla 6.0, semplificata al massimo, si presenta così:

Gruppo di versioniObiettivo principale del miglioramentoEffetto tipico
1.0–2.xCavo wireless di base, quindi velocità dati più elevata e migliore associazioneAudio e periferiche a corto raggio
3.0Alta velocità tramite Wi-FiTrasferimenti di file più rapidi
4.xBassa energia (BLE)Anni di durata della batteria per piccoli sensori
5.0–5.3Gamma, velocità, direzione, LE AudioIoT industriale, RTLS, audio più ricco
5.4Grandi flotte di trasmissione a bassa potenzaESL, grandi reti di sensori
6.0Distanza precisa, scansione più intelligente, latenza inferioreChiavi digitali, tracciamento ad alta precisione, implementazioni più dense

Domande frequenti

Informazioni su compatibilità, miglioramenti e aggiornamenti Lansitec

  • Quali sono le differenze di compatibilità tra le ultime due iterazioni Bluetooth?

    Il Bluetooth rimane retrocompatibile con tutte le versioni. Un dispositivo Bluetooth 6.0 può comunicare con un dispositivo 5.4 e tornerà alle funzionalità supportate dalla versione precedente.

    Le differenze pratiche tra 5.4 e 6.0 sono:

    • 5.4 si concentra su grandi flotte di nodi semplici e a basso consumo con PAwR e pubblicità crittografata.
    • La versione 6.0 aggiunge Channel Sounding, un filtraggio pubblicitario più intelligente e una migliore gestione in base al tempo, che funzionano solo quando entrambe le parti supportano Bluetooth 6.0.

    Quindi, non c'è alcuna "interruzione di compatibilità" tra i due. Le nuove funzionalità della versione 6.0 saranno disponibili solo se entrambi i dispositivi supporteranno la versione 6.0. (1)

  • Quali sono i principali miglioramenti dell'ultima versione del Bluetooth?

    Riepilogo per Bluetooth 6.0:

    • Distanza più precisa tramite Channel Sounding (misurazione della distanza basata sulla fase e tempo di andata e ritorno, fino a circa 10 cm in condizioni favorevoli).
    • Scansione più efficiente tramite il filtraggio e il monitoraggio degli inserzionisti basati sulle decisioni, che riduce gli ascolti inutili nelle reti dense.
    • Dati a bassa latenza migliori grazie ai miglioramenti ISOAL e alla spaziatura dei frame negoziabile.

    Per quanto riguarda IoT e RTLS, consideriamo la versione 6.0 principalmente come un passo verso un tracciamento più preciso ed efficiente dal punto di vista energetico, piuttosto che un semplice aumento della velocità. (2)

  • Posso aggiornare il mio dispositivo Bluetooth attuale all'ultima versione (per i dispositivi Lansitec)?

    In generale, no, non completamente. Bluetooth 6.0 modifica il controller di basso livello e il comportamento PHY, quindi la maggior parte dei dispositivi richiede nuovo hardware per supportare l'intero set di funzionalità. Un aggiornamento del firmware da solo non è sufficiente nella maggior parte dei casi. (2)

    Per Lansitec in particolare:

    • Il nostro attuale Gateway Bluetooth e i tag sono costruiti attorno al Bluetooth 5.0 BLE. Esempi sono Gateway Bluetooth interno LoRaWAN , Gateway Bluetooth solare , Gateway compatto NB-IoT e LTE-M , Gateway Bluetooth macro , e tag per bovini che specificano tutti Bluetooth 5.0.
    • Gli aggiornamenti del firmware possono aggiungere miglioramenti alla versione 5.0, come nuove logiche di filtraggio, formati di payload o strategie di reporting, e li utilizziamo già per ottimizzare la durata e la capacità della batteria.
    • Questi dispositivi rimarranno compatibili con smartphone, tablet e infrastrutture che passeranno a Bluetooth 6.0, ma i collegamenti funzioneranno con i set di funzionalità Bluetooth 5.x, non con Channel Sounding 6.0 o nuovi eventi del controller. (1)

    Pertanto, se si desidera utilizzare le funzionalità Bluetooth 6.0 come il Channel Sounding end-to-end, sarà necessaria una nuova generazione di hardware su entrambi i lati. La flotta Lansitec BLE 5.0 esistente rimane utilizzabile e pronta per il futuro; non diventerà retroattivamente un dispositivo Bluetooth 6.0 solo tramite software.

About Bluetooth 6.0 and 6.1

  • What is Bluetooth 6.0 in simple terms?

    Bluetooth 6.0 is the latest major version of the Bluetooth Core Specification introduced in 2024. It focuses on three big areas: much more precise distance measurement, smarter and more efficient scanning, and lower latency for streaming and other time-sensitive data. The core spec is defined and maintained by the Bluetooth SIG and the official feature overview groups the new functions under Channel Sounding, Decision Based Advertising Filtering, Monitoring Advertisers, ISOAL enhancements, an extended link layer feature set, and a flexible frame interval. (1) 

  • What are the key new features of Bluetooth 6.0?

    The headline feature is Bluetooth Channel Sounding, which lets two devices measure distance with centimeter-level accuracy for things like digital keys, asset tracking or “find my” style networks. Bluetooth 6.0 also adds Decision Based Advertising Filtering and Monitoring Advertisers, which let devices be pickier about which advertising packets they care about so they can scan less and still react quickly when a device moves in or out of range. On top of that, an enhanced ISOAL (Isochronous Adaptation Layer) and a configurable inter-frame spacing improve latency and reliability for isochronous traffic such as LE Audio and other continuous data streams. (1) 

  • How does Bluetooth 6.0 help battery life in real devices?

    Battery improvements come mostly from doing less pointless radio work. With Decision Based Advertising Filtering, a scanner can look at the first packet on a primary advertising channel and decide whether it is worth listening for follow-up packets, instead of always chasing every secondary packet. Monitoring Advertisers also helps the host know when a device has really gone out of range so it avoids long high duty-cycle scans for something that is no longer there. Consumer-facing overviews point out that this smarter filtering means radios are not “always scanning” and that this increased efficiency should extend battery life for both phones and accessories that support Bluetooth 6.0. (1) 

  • What does Bluetooth 6.1 add on top of Bluetooth 6.0?

    Bluetooth 6.1 is a smaller “point” update that mainly introduces Randomized Resolvable Private Address (RPA) Updates. Instead of changing a device’s private address on a fixed timer, the controller now picks a random time within a configured range and can autonomously rotate the address. This makes long-term tracking significantly harder and also reduces wakeups on the host processor, since address management moves into the controller, which saves additional energy. In practice, you can think of 6.0 as the big feature release and 6.1 as the privacy and power-tuning layer on top. (2)
     

  • Are Bluetooth 6.0 and 6.1 backward compatible and do I need new hardware?

    Indeed Bluetooth 6.x gadgets are built to maintain compatibility with Bluetooth versions meaning a 6.0 headset can still connect with a 5.x phone though it won’t utilize the new capabilities unless both devices support them. The specification has already been approved by the Bluetooth SIG. Actual implementation relies on chipset manufacturers and operating system updates. This explains why currently only a limited number of phones, watches and audio devices promote 6.0 compatibility with 6.1 trailing, behind. The Bluetooth ecosystem also now encourages manufacturers to market features instead of version numbers, so you are more likely to see phrases like “supports Channel Sounding” or “enhanced privacy with randomized addresses” than “Bluetooth 6.1” in product copy, even if the device is actually built on that core spec.

Riferimenti e ulteriori letture:

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