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Versões do Bluetooth 1.0 a 6.0: como cada iteração melhorou

Versões do Bluetooth 1.0 a 6.0: como cada iteração melhorou

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Versões do Bluetooth 1.0 a 6.0: como cada iteração melhorou
Versões do Bluetooth 1.0 a 6.0: como cada iteração melhorou

O Bluetooth existe desde o final da década de 1990 e ainda é essencial para a maioria dos dispositivos. Soluções Lansitec. Nós nos apoiamos nele devido ao baixo consumo de energia, curto alcance e facilidade de emparelhamento, enquanto LoRaWAN, As tecnologias Bluetooth, NB-IoT e LTE são ideais para longas distâncias. Ao longo do tempo, cada versão do Bluetooth trouxe mudanças específicas: velocidade, alcance, consumo de energia ou novos recursos, como baixo consumo de energia e medição de distância.

A seguir, um breve resumo do Bluetooth 1.0 ao 6.0, além de uma breve explicação. Perguntas frequentes sobre compatibilidade e atualizações para sistemas existentes Dispositivos Lansitec.

Guia completo sobre as diferentes versões do Bluetooth, da 1.0 à 6.0.,
Versões do Bluetooth 1.0 a 6.0: como cada iteração melhorou 2

Bluetooth clássico: 1.0 a 3.0

As três primeiras gerações focaram na substituição dos cabos entre telefones, PCs e fones de ouvido.

Bluetooth 1.0 / 1.1 / 1.2 (1999–2003)

  • Taxa de dados de até aproximadamente 1 Mbps com um alcance típico de cerca de 10 m.
  • Opera na banda ISM de 2,4 GHz, que é isenta de licença em todo o mundo.
  • Os problemas iniciais de interoperabilidade foram gradualmente resolvidos e o salto de frequência adaptativo foi adicionado para reduzir a interferência. (1)

Bluetooth 2.0 + EDR (2004) e 2.1

  • A tecnologia Enhanced Data Rate (EDR) triplicou a taxa de dados bruta para cerca de 3 Mbps e reduziu o consumo de energia por bit, fazendo com que fones de ouvido e teclados respondessem melhor.
  • A versão 2.1 introduziu o Emparelhamento Simples e Seguro, que tornou o emparelhamento mais seguro e mais fácil de usar. (3)

Bluetooth 3.0 + HS (2009)

  • Adicionamos um modo "Alta Velocidade" que utiliza Wi-Fi para transferências de arquivos grandes, com taxa de transferência nominal de até 24 Mbps em curtas distâncias. (3)

Resumindo, as versões 1.x a 3.0 resolveram o problema da bagunça de cabos e melhoraram a velocidade e a segurança, mas o consumo de energia ainda era muito alto para dispositivos pequenos alimentados por bateria. sensores.

Bluetooth 4.x: Baixo consumo de energia para IoT

É com o Bluetooth 4.0 que a IoT realmente entra em cena.

  • Bluetooth 4.0 (2010) introduzido Bluetooth de baixa energia (BLE), uma pilha de rádio e protocolo separada, otimizada para potência muito baixa e rajadas de dados curtas e infrequentes. (1)
  • A taxa de dados típica do BLE é de 1 Mbps, com alcances de até dezenas de metros, enquanto o consumo de energia é baixo o suficiente para durar anos com uma bateria tipo moeda, razão pela qual dispositivos vestíveis e faróis De repente, tornou-se prático. (4)
  • As versões 4.1 e 4.2 aprimoraram a coexistência com LTE, melhoraram a conectividade IPv6 e adicionaram opções de segurança e taxa de dados mais robustas para dispositivos IoT. (3)

Do ponto de vista da Lansitec, esta é a geração que tornou o BLE possível. faróis e etiquetas viáveis para rastreamento e detecção de presença em ambientes internos.

Bluetooth 5.x: Mais alcance, mais velocidade, mais transmissões.

O Bluetooth 5.0 e suas pequenas atualizações transformaram o BLE de "bom para dispositivos vestíveis" em "algo essencial para a IoT industrial".

Bluetooth 5.0 (2016)

  • Camada física LE de até 2 Mbps para o dobro da taxa de transferência em comparação com a versão 4.x.
  • Camada física codificada com correção de erros direta, que sacrifica velocidade para obter até quatro vezes o alcance em comparação com a versão 4.x em muitas condições.
  • Capacidade de dados publicitários até oito vezes maior, o que é uma grande vantagem para a Smarter. faróis e transmissões de sensores. (6)

Bluetooth 5.1 a 5.3

  • A versão 5.1 adicionou a função de localização de direção (ângulo de chegada/ângulo de partida) para que você possa localizar tags com mais precisão, recurso que já utilizamos em nossas implementações de gateway AoA.
  • Áudio LE aprimorado nas versões 5.2 e 5.3, áudio multi-stream e otimizações de energia. (1)

Bluetooth 5.4 (2023)

Com foco em grandes conjuntos de dispositivos simples, como etiquetas eletrônicas de prateleira ou enxames de sensores:

  • PAwR (Periodic Advertising with Responses) para comunicação bidirecional de baixo consumo, de um para muitos, com milhares de nós.
  • Dados de publicidade criptografados (EAD) para que apenas dispositivos autorizados possam ler as informações transmitidas.
  • Níveis de segurança LE GATT e opções de codificação aprimoradas para publicidade de longo alcance. (5)

Esta é exatamente a era em que a Lansitec trabalha hoje: BLE 5.0 faróis e portais alimentação LoRaWAN, NB-IoT ou backhaul LTE para rastreamento de ativos, RTLS e aplicações pecuárias. Exemplos em nosso site:

Bluetooth 6.0: Mais inteligente, não apenas mais rápido

O Bluetooth 6.0 (com lançamento previsto para agosto de 2024) prioriza a inteligência e a precisão em vez de altas velocidades anunciadas.

Principais adições:

  • Sondagem de canal Bluetooth: Os dispositivos podem medir a distância usando alcance baseado em fase e tempo de ida e volta, com precisão frequentemente citada na casa das dezenas de centímetros, em vez do nível de meio metro obtido com as estimativas baseadas em RSSI no Bluetooth 5.
  • Filtragem de anúncios com base em decisões e monitoramento de anunciantes.Os scanners podem decidir rapidamente quais fluxos de publicidade seguir e receber eventos no nível do controlador quando anunciantes específicos aparecem ou desaparecem. Isso reduz o desperdício de varreduras e economiza bateria em ambientes de radiofrequência congestionados.
  • ISOAL e melhorias de tempo: Aprimoramentos na camada de adaptação isócrona e no espaçamento de quadros negociável ajudam a reduzir a latência e a obter dados sensíveis ao tempo mais estáveis, como o LE Audio. (2)

Assim, a evolução da versão 1.0 para a 6.0, de forma bem simplificada, se parece com isto:

Grupo de versõesPrincipal foco da melhoriaEfeito típico
1,0–2,xCabo sem fio básico, depois maior taxa de dados e melhor emparelhamentoÁudio de curto alcance e periféricos
3.0Alta velocidade via Wi-FiTransferências de arquivos mais rápidas
4.xBaixo consumo de energia (BLE)Anos de duração da bateria para pequenos sensores
5,0–5,3Alcance, velocidade, localização, LE AudioIoT industrial, RTLS, áudio mais rico
5.4Frotas massivas de transmissão de baixa potênciaESL, grandes redes de sensores
6.0Distância precisa, digitalização mais inteligente, menor latênciaChaves digitais, rastreamento de alta precisão, implantações mais densas

Perguntas frequentes

Sobre compatibilidade, melhorias e atualizações do Lansitec

  • Quais são as diferenças de compatibilidade entre as duas últimas versões do Bluetooth?

    O Bluetooth mantém a retrocompatibilidade entre versões. Um dispositivo Bluetooth 6.0 pode se comunicar com um dispositivo 5.4 e recorrerá às funcionalidades suportadas pela versão mais antiga.

    As diferenças práticas entre as versões 5.4 e 6.0 são:

    • A versão 5.4 concentra-se em grandes frotas de nós simples e de baixo consumo de energia com PAwR e publicidade criptografada.
    • A versão 6.0 adiciona o recurso Channel Sounding, filtragem de anúncios mais inteligente e melhor gerenciamento de eventos sensíveis ao tempo, recursos que funcionam apenas quando ambos os dispositivos são compatíveis com Bluetooth 6.0.

    Portanto, não há “quebra de compatibilidade” entre os dois. Você só obtém os novos recursos do 6.0 quando ambos os dispositivos são compatíveis com o 6.0. (1)

  • Quais são as principais melhorias na versão mais recente do Bluetooth?

    Resumo para Bluetooth 6.0:

    • Distância mais precisa através da Sondagem de Canal (alcance baseado em fase e tempo de ida e volta, com precisão de até cerca de 10 cm em condições favoráveis).
    • Análise mais eficiente por meio de filtragem e monitoramento de anunciantes baseados em decisões, o que reduz o desperdício de tempo de escuta em redes densas.
    • Dados com menor latência graças aos aprimoramentos do ISOAL e ao espaçamento de quadros negociável.

    Para IoT e RTLS, vemos a versão 6.0 principalmente como um passo em direção a um rastreamento mais preciso e eficiente em termos de energia, em vez de uma simples atualização de velocidade. (2)

  • Posso atualizar meu dispositivo Bluetooth existente para a versão mais recente (para Dispositivos Lansitec)?

    Em geral, não, não totalmente. O Bluetooth 6.0 altera o controlador de baixo nível e o comportamento da camada física (PHY), portanto, a maioria dos dispositivos requer novo hardware para suportar o conjunto completo de recursos. Uma atualização de firmware por si só não é suficiente na maioria dos casos. (2)

    Especificamente para a Lansitec:

    • Nosso atual Gateways Bluetooth e as tags são construídas em torno de Bluetooth 5.0 BLE. Exemplos são os Gateway Bluetooth interno LoRaWAN , Gateway Solar Bluetooth , Gateway compacto NB-IoT e LTE-M , Gateway Bluetooth Macro , e etiquetas para gado que especificam Bluetooth 5.0.
    • As atualizações de firmware podem adicionar melhorias à versão 5.0, como nova lógica de filtragem, formatos de carga útil ou estratégias de relatório, e já utilizamos isso para otimizar a vida útil e a capacidade da bateria.
    • Esses dispositivos continuarão compatíveis com smartphones, tablets e infraestrutura que migrarem para Bluetooth 6.0, mas as conexões operarão com conjuntos de recursos do Bluetooth 5.x, não com o Channel Sounding 6.0 ou novos eventos de controlador. (1)

    Portanto, se você deseja usar recursos do Bluetooth 6.0, como o Channel Sounding, de ponta a ponta, precisará de uma nova geração de hardware em ambas as extremidades. Sua frota atual de dispositivos Lansitec BLE 5.0 continua utilizável e preparada para o futuro; ela simplesmente não se tornará um dispositivo Bluetooth 6.0 retroativamente apenas por meio de software.

Sobre o Bluetooth 6.0 e 6.1

  • O que é Bluetooth 6.0 em termos simples?

    O Bluetooth 6.0 é a versão principal mais recente da especificação Bluetooth Core, lançada em 2024. Ele se concentra em três grandes áreas: medição de distância muito mais precisa, varredura mais inteligente e eficiente e menor latência para streaming e outros dados sensíveis ao tempo. A especificação Core é definida e mantida pelo Bluetooth SIG, e a visão geral oficial dos recursos agrupa as novas funções em Sondagem de Canal, Filtragem de Anúncios Baseada em Decisão, Monitoramento de Anunciantes, aprimoramentos do ISOAL, um conjunto estendido de recursos da camada de enlace e um intervalo de quadros flexível. (1) 

  • Quais são as principais novidades do Bluetooth 6.0?

    O principal recurso é o Bluetooth Channel Sounding, que permite que dois dispositivos meçam a distância com precisão de centímetros para aplicações como chaves digitais, rastreamento de ativos ou redes do tipo "encontre-me". O Bluetooth 6.0 também adiciona o Decision Based Advertising Filtering e o Monitoring Advertisers, que permitem que os dispositivos sejam mais seletivos em relação aos pacotes de publicidade que consideram relevantes, reduzindo a quantidade de varreduras necessárias e, ainda assim, reagindo rapidamente quando um dispositivo entra ou sai do alcance. Além disso, uma camada ISOAL (Isochronous Adaptation Layer) aprimorada e um espaçamento entre quadros configurável melhoram a latência e a confiabilidade para tráfego isócrono, como LE Audio e outros fluxos de dados contínuos. (1) 

  • Como o Bluetooth 6.0 ajuda a prolongar a duração da bateria em dispositivos reais?

    As melhorias na duração da bateria resultam principalmente da redução do trabalho desnecessário realizado via rádio. Com a Filtragem de Anúncios Baseada em Decisão, um scanner pode analisar o primeiro pacote em um canal de publicidade primário e decidir se vale a pena continuar ouvindo os pacotes subsequentes, em vez de sempre buscar cada pacote secundário. O Monitoramento de Anunciantes também ajuda o host a saber quando um dispositivo realmente saiu do alcance, evitando longas varreduras com alto ciclo de trabalho para algo que já não está mais presente. Análises voltadas para o consumidor apontam que essa filtragem mais inteligente significa que os rádios não estão "sempre escaneando" e que essa maior eficiência deve prolongar a duração da bateria tanto de telefones quanto de acessórios compatíveis com Bluetooth 6.0. (1) 

  • O que o Bluetooth 6.1 adiciona em relação ao Bluetooth 6.0?

    O Bluetooth 6.1 é uma atualização pontual menor que introduz principalmente as atualizações aleatórias de endereço privado resolúvel (RPA). Em vez de alterar o endereço privado de um dispositivo em intervalos fixos, o controlador agora escolhe um horário aleatório dentro de um intervalo configurado e pode rotacionar o endereço de forma autônoma. Isso dificulta significativamente o rastreamento a longo prazo e também reduz as ativações do processador host, já que o gerenciamento de endereços passa a ser feito pelo controlador, o que economiza energia adicional. Na prática, você pode considerar a versão 6.0 como a grande atualização de recursos e a 6.1 como a camada de privacidade e otimização de energia que a complementa. (2)
     

  • As versões Bluetooth 6.0 e 6.1 são retrocompatíveis? Preciso de algum hardware novo?

    De fato, os dispositivos Bluetooth 6.x são projetados para manter a compatibilidade com Versões Bluetooth Isso significa que um fone de ouvido 6.0 ainda pode se conectar a um telefone 5.x, embora não utilize os novos recursos a menos que ambos os dispositivos sejam compatíveis com eles. A especificação já foi aprovada pelo Bluetooth SIG. A implementação real depende dos fabricantes de chipsets e das atualizações do sistema operacional. Isso explica por que atualmente apenas um número limitado de telefones, relógios e dispositivos de áudio promovem a compatibilidade com o 6.0, com o 6.1 vindo logo atrás. O ecossistema Bluetooth também incentiva os fabricantes a comercializar recursos em vez de números de versão, então é mais provável que você veja frases como "compatível com Channel Sounding" ou "privacidade aprimorada com endereços aleatórios" do que "Bluetooth 6.1" na descrição do produto, mesmo que o dispositivo seja realmente baseado nessa especificação principal.

Referências e leitura complementar:

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