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Bluetooth Low Energy(BLE): 완전 가이드

Bluetooth Low Energy(BLE): 완전 가이드

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블루투스 저에너지
블루투스 저에너지

BLE는 Bluetooth Low Energy 기술이라고도 하며, 2006년 노키아의 Wibree 기술이 기술은 블루투스 기술과 유사하지만, 블루투스 기술 대비 배터리 소모량이 훨씬 적습니다. 이 기술은 이후 블루투스에 통합되어 2010년 SIG(Special Interest Group)에서 발표한 블루투스 4.0 기술 사양에 포함되었습니다.

BLE 프로토콜 스택은 아래 그림과 같습니다. BLE는 기존 Bluetooth와는 다른 프로토콜 집합이며, 해당 장치는 하위 호환성을 구현하지 않습니다.

따라서 Bluetooth Low Energy(BLE)는 세 가지 장치 유형을 지원합니다.

클래식 블루투스 장치

클래식 블루투스 기기는 블루투스 기본 속도/향상된 데이터 속도(BR/EDR)라고 합니다. BR/EDR: 일부 레거시 기기나 구형 휴대폰처럼 기존 블루투스만 지원하는 기기입니다. 클래식 블루투스는 SPP(직렬 포트 프로파일)를 사용하여 데이터를 전송합니다. SPP는 RFCOMM 설정을 사용하여 두 피어 기기 간의 직렬 케이블 연결을 에뮬레이션하는 데 필요한 블루투스 기기 요구 사항을 정의합니다.

Bluetooth Smart 지원 장치

Bluetooth 4.0 듀얼 모드로 알려진 이 기술은 기존 Bluetooth 모드와 LE 모드 장치를 모두 지원하며, iOS 및 Android 시스템과 같은 최신 휴대폰, 노트북, 태블릿 컴퓨터에서 지원됩니다. 듀얼 모드 컨트롤러는 BR/EDR 컨트롤러와 LE 컨트롤러를 모두 통합하여 두 가지 Bluetooth 프로토콜을 지원합니다.

Bluetooth 스마트 장치

BLE 단일 모드라고도 합니다. LE 컨트롤러를 사용하며 LE 모드 기기만 지원합니다. 비콘 기기는 저전력 프로토콜(LE 저전력 프로토콜)만 지원하므로 버튼형 배터리로 장시간 작동할 수 있습니다.

Bluetooth Low Energy 기술은 기존 Bluetooth 기술과 동일한 스펙트럼 범위(2.400~2.4835GHz ISM 대역)에서 작동하지만 다른 채널 세트를 사용합니다.

기존 Bluetooth 79 1MHz 채널 대신, Bluetooth Low Energy는 40개의 2MHz 채널을 사용합니다. 비트 전송률은 1 또는 2Mbit/s입니다. 광고 및 수신 채널은 각각 37, 38, 39입니다.

Bluetooth BR/EDR 대 Bluetooth LE

특징블루투스 BR/EDR블루투스 LE
주파수 대역ISM 2.4000GHz ~ 2.4835GHzISM 2.4000GHz ~ 2.4835GHz
채널79개 채널40개 채널(데이터 37개 + 광고 3개)
채널 대역폭1MHz2MHz
확산 스펙트럼1600홉/초 주파수 호핑 확산 스펙트럼(FHSS)FHSS
변조 방식GFSK, DQPSK, DPSKGFSK
전력 사용량1W~0.001W ~ 0.1W (간격에 따라 다름)
데이터 속도– BR PHY(GFSK): 1Mb/s – EDR PHY(DQPSK): 2Mb/s – EDR PHY(DPSK): 3Mb/s– LE 코딩 PHY(S=8): 125Kb/s – LE 코딩 PHY(S=2): 500Kb/s – LE 1M PHY: 1Mb/s – LE 2M PHY: 2Mb/s
장치 검색문의 또는 페이징광고
기기 주소 개인 정보 보호없음개인 장치 주소 지정 지원

Bluetooth BR/EDR 대 Bluetooth LE – 애플리케이션 비교

적용 분야블루투스 BR/EDR블루투스 LE
네트워크 토폴로지피어 투 피어피어 투 피어, 브로드캐스트, 메시
오디오 애플리케이션 (헤드셋, 시계, 스피커)지원됨지원됨
위치 및 방향 찾기1. 자산 및 사람 추적 2. 실내 내비게이션 3. 비콘 기반 서비스지원되지 않음지원됨
데이터 전송 애플리케이션• 디스플레이 장치: E-ink• 의료/건강: 심박수 모니터• 스포츠/피트니스: 걸음 수 측정기, 시계지원되지 않음지원됨
장치 네트워크 애플리케이션센서: 온도, 압력, 액체 레벨• 모니터링 시스템: 타이어 압력• 원격 제어 장치지원되지 않음지원됨

참고 1. 채널 37, 38, 39는 1차 광고 채널이라고 합니다. 나머지 37개 채널은 2차 광고와 연결이 구축된 후의 데이터 전송을 위한 것입니다.

주파수 범위 2402Mhz - 2480Mhz

백서 살펴보기: Bluetooth 기술 및 일반 용어 소개.

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