Bluetooth 5.0 став реальністю. У порівнянні з Bluetooth 4.0 нова версія має вдвічі більшу пропускну здатність, збільшену в чотири рази дальність дії і цілий ряд інших поліпшень. Розглянемо переваги Bluetooth 5.0 над попередниками, в тому числі на прикладі процесора CC2640R2F від Texas Instruments.
Популярність версії протоколу Bluetooth 4, а також деякі його обмеження стали причинами для створення наступної специфікації Bluetooth 5. Розробники ставили перед собою цілий ряд цілей: розширення радіусу дії, зростання пропускної здатності при розсилці широкомовних пакетів, поліпшення перешкодозахищеності і так далі.
Тепер, коли стали з'являтися перші пристрої з Bluetooth 5, у користувачів і розробників справедливо виникають питання: які з заявлених раніше обіцянок втілилися в реальність? Наскільки зросли радіус дії і швидкість передачі даних? Як це відбилося на рівні споживання? Яким чином змінився підхід до формування широкомовних пакетів? Які були зроблені удосконалення, спрямовані на зростання помехозащищенности? І, звичайно, головне питання - чи існує зворотна сумісність між Bluetooth 5 і Bluetooth 4? Відповімо на ці та деякі інші питання і розглянемо основні переваги Bluetooth 5.0 перед попередниками, в тому числі - на прикладі реального процесора з підтримкою Bluetooth 5.0 виробництва компанії Texas Instruments.
Почнемо огляд Bluetooth 5.0 з відповіді на найбільш часто задається питання про зворотну сумісність з Bluetooth 4.x
Чи забезпечує Bluetooth 5.0 зворотну сумісність з Bluetooth 4.x?
Так, забезпечує. Bluetooth 5 перейняв більшість особливостей і розширень Bluetooth 4.1 і 4.2. Наприклад, пристрої Bluetooth 5 зберігають всі поліпшення Bluetooth 4.2 в області підвищення захищеності даних і підтримують розширення LE Data Length Extension. Варто нагадати, що завдяки LE Data Length Extension починаючи з Bluetooth 4.2 розмір пакета даних (packet data unit, PDU) під час з'єднання може бути збільшений з 27 до 251 байта, що дозволяє підняти швидкість обміну даними в 2,5 рази.
Через велику кількість відмінностей між версіями протоколу зберігається традиційний механізм узгодження параметрів між пристроями при встановленні з'єднань. Це означає, що перед тим як почати обмінюватися даними, пристрої «знайомляться» і визначають максимальну частоту передачі даних, довжину повідомлень і так далі. При цьому за замовчуванням використовуються параметри Bluetooth 4.0. Перехід до параметрів Bluetooth 5 відбувається тільки якщо в процесі узгодження виявляється, що обидва пристрої підтримують більш пізню версію протоколу.
Говорячи про інструменти, які вже зараз доступні для розробників, варто відзначити новий процесор CC2640R2F і безкоштовний стек BLE5-Stack від Texas Instruments. На радість розробників, BLE5-Stack заснований на попередній версії BLE-Stack, і зміни в його використанні торкнулися тільки нових особливостей Bluetooth 5.0.
Як збільшилася швидкість передачі даних в Bluetooth 5?
Bluetooth 5 використовує бездротове з'єднання з фізичною швидкістю передачі даних до 2 Мбіт / с, що в два рази вище, ніж у Bluetooth 4.х. Тут варто зазначити, що ефективна швидкість обміну даними залежить не тільки від фізичної пропускної здатності каналу передачі, але і від співвідношення службової та корисної інформації в пакеті, а також від супутніх «накладних» витрат, наприклад, втрати часу між пакетами (таблиця 1).
Таблиця 1. Швидкість обміну даними для різних версійBluetooth
У версіях Bluetooth 4.0 і 4.1 фізична пропускна здатність каналу становила 1 Мбіт / с, що при довжині пакета даних PDU в 27 байт дозволяло досягати швидкості обміну до 305 кбіт / с. У версії Bluetooth 4.2 з'явилося розширення LE Data Length Extension. Завдяки йому після встановлення з'єднання між пристроями з'являлася можливість збільшити довжину пакета до 251 байта, що призводило до зростання швидкості обміну даними в 2,5 рази - до 780 кбіт / с.
У версії Bluetooth 5 збереглася підтримка LE Data Length Extension, що одночасно зі зростанням фізичної пропускної здатності до 2 Мбіт / с дозволяє досягати швидкості обміну даними до 1,4 Мбіт / с.
Як показує практика, таке прискорення передачі даних не є межею. Наприклад, бездротової мікроконтролер CC2640R2F здатний працювати зі швидкостями аж до 5 Мбіт / с.
Варто сказати і про поширеному омані, що зростання пропускної спроможності до 2 Мбіт / с був досягнутий за рахунок скорочення радіусу дії. Звичайно, фізично мікросхема приймача (PHY) при роботі з частотою 2 Мбіт / с має на 5 дБм меншу чутливість, ніж при роботі з частотою 1 Мбіт / с. Однак крім чутливості є й інші фактори, які сприяють збільшенню радіуса дії, наприклад, перехід до кодування даних. З цієї причини при інших рівних умовах Bluetooth 5 виявляється більш надійним і має більший радіус дії в порівнянні з Bluetooth 4.0. Детально про це розповідається в одному з наступних розділів статті.
Як активувати високошвидкісний режим передачі даних в Bluetooth 5?
При встановленні з'єднання між двома пристроями Bluetooth спочатку буде використано стандартні Bluetooth 4.0. Це означає, що на першому етапі пристрої обмінюються даними на швидкості 1 Мбіт / с. Після встановлення з'єднання майстер з підтримкою Bluetooth 5.0 може почати процедуру PHY Update Procedure, мета якої - встановлення максимальної швидкості 2 Мбіт / с. Ця операція буде успішною, тільки якщо ведений також підтримує Bluetooth 5.0. В іншому випадку швидкість залишається на рівні 1 Мбіт / с.
Для розробників, раніше використовували BLE-Stack від Texas Instruments, гарною новиною стане те, що для виконання наведеної процедури в новому стеку BLE5-Stack виділена одна єдина функція HCI_LE_SetDefaultPhyCmd (). Таким чином при переході на Bluetooth 5.0 у користувачів продуктів TI первісна ініціалізація не викличе проблем. Також для розробників буде корисний приклад, викладений на порталі GitHub, який дозволяє оцінити роботу двох мікроконтролерів CC2640R2F, що працюють у складі CC2640R2 LaunchPads в режимах High Speed \u200b\u200bі Long Range.
Як збільшився радіус дії Bluetooth 5?
У специфікації Bluetooth 5.0 йдеться про збільшення радіусу дії в чотири рази в порівнянні з Bluetooth 4.0. Це досить тонке питання, на якому варто зупинитися докладніше.
По-перше, поняття «в чотири рази» є відносним і не прив'язується до конкретного радіусу дії в метрах або кілометрах. Справа в тому, що дальність радіопередачі сильно залежить від цілого ряду чинників: стану навколишнього середовища, рівня перешкод, числа одночасно передавальних пристроїв і так далі. У підсумку жоден виробник, а також і сам розробник стандарту Bluetooth SIG, конкретних значень не приводить. Збільшення радіусу дії оцінюється в порівнянні з Bluetooth 4.0.
Для подальшого аналізу необхідно виконати деякі математичні розрахунки і оцінити бюджет потужності радіоканалу. При використанні логарифмічних значень бюджет радіоканалу (дБ) дорівнює різниці потужності передавача (дБм) і чутливості приймача (дБм):
Бюджет радіоканалу \u003d потужністьT X (ДБм) - чутливістьR X (ДБм)
Для Bluetooth 4.0 стандартна чутливість приймача становить -93 дБм. Якщо вважати потужність передавача 0 дБм, то бюджет становить 93 дБ.
Збільшення радіусу дії в чотири рази вимагатиме збільшення бюджету на 12 дБ, що дає значення 105 дБ. Як же передбачається досягати цього значення? Є два шляхи:
- збільшення потужності передавачів;
- збільшення чутливості приймачів.
Якщо йти по першому шляху і збільшувати потужність передавача, це неминуче викличе зростання споживання. Наприклад, для CC2640R2F перехід на вихідну потужність 5 дБм призводить до зростання струму споживання до 9 мА (рисунок 1). При потужності 10 дБм ток збільшиться до 20 мА. Такий підхід не виглядає привабливим для більшості бездротових пристроїв на батарейках і не завжди підходить для IoT, але ж саме на цю область в першу чергу і орієнтувався Bluetooth 5.0. З цієї причини друге рішення виглядає більш привабливим.
Для збільшення чутливості приймача пропонується два способи:
- зниження швидкості передачі;
- використання кодування даних Coded PHY.
Зменшення швидкості передачі даних в вісім разів теоретично підвищує чутливість приймача на 9 дБ. Таким чином до заповітного значення не вистачає всього 3 дБ.
Необхідні 3 дБ вдається отримати за допомогою додаткового кодування Coded PHY. Раніше в версіях Bluetooth 4.х кодування бітів було однозначним 1: 1. Це означає, що потік даних безпосередньо прямував на диференційний демодулятор. У Bluetooth 5.0 при використанні Coded PHY існує два додаткових формату передачі:
- з кодуванням 1: 2, при якому кожному біту даних ставляться у відповідність два біта в потоці радіоданих. Наприклад, логічна «1» представляється як послідовність «10». При цьому фізична швидкість залишається рівною 1 Мбіт / с, а реальна швидкість передачі даних падає до 500 кбіт / с.
- З кодуванням 1: 4. Наприклад, логічна «1» представляється послідовністю «1100». Швидкість передачі даних при цьому зменшується до 125 кбіт / с.
Описаний підхід називається Forward Error Correction (FEC) і дозволяє виявляти і виправляти помилки на приймальній стороні, а не запитувати повторну передачу пакетів, як це було в Bluetooth 4.0.
На папері все виглядає непогано. Залишається тільки з'ясувати, наскільки ці теоретичні викладки відповідають реальності. Як приклад візьмемо все той же мікроконтролер CC2640R2F. Завдяки різним поліпшень і новим режимам модуляції Bluetooth 5.0, приймач цього процесора має чутливість -97 дБм при швидкості обміну 1 Мбіт / с і -103 дБм при використанні Coded PHY і швидкості обміну 125 кбіт / с. Таким чином в останньому випадку до рівня 105 дБ не вистачає всього 2 дБм.
Для оцінки радіуса дії CC2640R2F інженери з Texas Instruments провели польовий експеримент в місті Осло. При цьому з точки зору рівня шумів довкілля в даному досвіді можна назвати «доброзичливою», так як в безпосередній близькості перебувала ділова частина міста.
Для отримання бюджету потужності більше 105 дБ було вирішено збільшити потужність передавача до 5 дБм. Це дозволило досягти значного підсумкового значення в 108 дБм (малюнок 2). При виконанні експерименту дальність дії склала 1,6 км, що є вельми вражаючим результатом, особливо - якщо врахувати мінімальний рівень споживання радіопередавачів.
Як змінився підхід до широкомовною повідомленнями Bluetooth 5?
Раніше в Bluetooth 4.x для встановлення з'єднань між пристроями використовувалося три виділених каналу даних (37, 38, 39). З їх допомогою пристрою знаходили один одного і обмінювалися службовою інформацією. За ним же можна було передавати широкомовні пакети даних. Такий підхід має недоліки:
- при великій кількості активних передавачів ці канали можна просто перевантажити;
- все більше пристроїв використовує широкомовні посилки без встановлення з'єднання «точка-точка». Це особливо важливо для інтернету речей IoT;
- нова система кодування Coded PHY зажадає у вісім разів більше часу на встановлення з'єднання, що додатково буде навантажувати широкомовні канали.
Щоб вирішити ці проблеми в Bluetooth 5.0, було вирішено перейти до схеми, при якій дані передаються по всім 37 каналам даних, а службові канали 37, 38, 39 використовуються для передачі покажчиків. Покажчик відсилає до того каналу, по якому буде проводитися передача широкомовного повідомлення. При цьому дані передаються лише один раз. В результаті вдається значно розвантажити службові канали та усунути це вузьке місце.
Також варто відзначити, що тепер довжина даних широковещательного пакета може досягати 255 байт замість 6 ... 37 байт PDU в Bluetooth 4.x. Це надзвичайно важливо для додатків IoT, так як дозволяє мінімізувати накладні витрати на передачу і обійтися без встановлення з'єднань, а значить і скоротити рівень споживання.
Чи підтримує Bluetooth 5 Mesh-мережі?
Рішення від Texas Instruments для Bluetooth 5
Одним з найперших мікроконтролерів з Bluetooth 5.0 став високопродуктивний процесор CC2640R2F виробництва компанії Texas Instruments.
CC2640R2F побудований на базі сучасного 32-бітного ядра ARM Cortex-M3 з робочою частотою до 48 МГц. Роботою радіопередавача управляє другим 32-бітове ядро \u200b\u200bARM Cortex-M0 (рисунок 3). Крім того, CC2640R2F відрізняється багатою цифровий і аналогової периферією.
Перевагою мікроконтролера CC2640R2F також є низький рівень споживання (таблиця 2). Це відноситься до всіх режимів роботи. Наприклад, в активному режимі при прийомі даних по радіоканалу споживання становить 5,9 мА, а при передачі - 6,1 мА (0 дБм) або 9,1 мА (5 дБм). При переході в сплячий режим живить струм і зовсім падає до 1 мкА.
Поєднання трьох таких важливих якостей як підтримка Bluetooth 5.0, мале споживання і висока пікова продуктивність робить CC2640R2F вельми цікавим рішенням для інтернету речей. При цьому за допомогою даного мікроконтролера можна створювати весь спектр IoT-пристроїв: автономні датчики, що працюють кілька років від однієї батарейки, мости між додатковим керуючим процесором і каналом Bluetooth 5.0, складні програми, що вимагають високої обчислювальної потужності.
Таблиця 2. Споживання бездротового мікроконтролераCC2640 R2 F з підтримкоюBluetooth 5
| Режим роботи | параметр | Значення (при Vcc \u003d 3 В) |
|---|---|---|
| активні обчислення | мкА / МГц ARM® Cortex®-M3 | 61 мкА / МГц |
| Coremark / мА | 48,5 | |
| Coremark при частоті 48 МГц | 142 | |
| радіообмін | Піковий струм при прийомі, мА | 5,9 |
| Піковий струм при передачі, мА | 6,1 | |
| Режим сну | Контролер датчиків, мкА / МГц | 8,2 |
| Режим Sleep mode з включеним RTC і збереженням пам'яті, мА | 1 |
Для швидкого початку роботи з CC2640R2F компанія Texas Instruments підготувала традиційний оцінний набір (рисунок 4). За допомогою пари таких пристроїв можна оцінити швидкодію і дальність радіопередачі по Bluetooth 5.0. Для цього можна скористатися готовими прикладами або створити власний додаток на базі безкоштовного протоколу BLE 5 stack 1.0 (www.ti.com/ble).
висновок
Нова версія протоколу Bluetooth 5.0 орієнтована на максимальну відповідність потребам Інтернету речей (IoT). У порівнянні з версією Bluetooth 4.0, вона має цілий ряд якісних поліпшень:
- швидкість передачі даних збільшилася в два рази і досягла 2 Мбіт / с;
- дальність передачі зросла в чотири рази за рахунок кодування даних Coded PHY і Forward Error Correction (FEC);
- пропускна здатність широкомовних повідомлень зросла в 8 разів.
Крім того, Bluetooth 5.0 забезпечує зворотну сумісність з пристроями Bluetooth 4.x, а також підтримує більшість розширень пізніх версій протоколу.
Оцінити можливості Bluetooth 5.0 можна вже зараз за допомогою інструментів виробництва Texas Instruments. Компанія випускає високопродуктивний і малопотребляющій мікроконтролер CC2640R2F, надає безкоштовний стек BLE 5 stack 1.0 і безліч готових прикладів для налагоджувального набору LAUNCHXL-CC2640R2.
література
- Bluetooth Core Specifcation 5.0 FAQ. 2016. Bluetooth SIG.
- TI SimpleLink CC2640R2 SDK 1.35.00.33. https://github.com/ti-simplelink/ble_examples.
Bluetooth 5 «по-особливому» виділено серед інших бездротових технологій свого діапазону зв'язку. Це тренд. Дана тенденція не змогла залишити в стороні розробників різних пристроїв, які можуть контролюватися дистанційно, наприклад через смартфон. Давайте більш детально розберемо технологію Bluetooth 5, щоб розвінчати деякі міфи про неї.
Bluetooth 5 не сумісний з пристроями старіших версій
Вся принадність Bluetooth 5 полягає в тому, що він повністю сумісний з попередніми версіями Bluetooth 4.0, 4.1 і 4.2. Іншим бонусом є те, що до нової версії Bluetooth 5 можна застосовувати всі базові функції попередніх версій. Наприклад, можна використовувати розширений діапазон даних з версії 4.2 в поєднанні з більш високою швидкістю передачі даних версії 5.0, що дозволить розробникам використовувати максимально ефективний набір функцій для конкретного додатка.
Bluetooth 5 має більш високу швидкість і більш широкий діапазон передачі даних
Одна з найпоширеніших помилок щодо Bluetooth 5 - це думка про те, що користувачі можуть працювати зі швидкістю 2 Мбіт / с зі збільшеним радіусом передачі даних, що не так. Високошвидкісні і дальномірні функції знаходяться на протилежних кінцях спектру: ви повинні вибрати, чи важлива швидкість передачі даних або діапазон, оскільки пристрій не може працювати в обох режимах одночасно. Наприклад, для досягнення максимального діапазону ви повинні пожертвувати швидкістю передачі даних, яка впаде до 125 кбіт / с.
Збільшення діапазону передачі даних Bluetooth 5 досягається за рахунок збільшення вихідної потужності радіостанції
Великою перевагою далеких режимів є відсутність збільшення споживання енергії. При використанні закодованих фізичних рівнів (PHY) чутливість приймача поліпшується при одночасному підтриманні однакового струму передачі (TX) і прийому (RX) в Bluetooth 4.0, 4.1 і 4.2. Bluetooth 5 використовує пряму корекцію помилок (FEC) для розширення бітів даних корисного навантаження від 1 до 2 або від 1 до 4 при швидкостях передачі даних 500 кбіт / с або 125 кбіт / с, відповідно. Тепер приймач може легше розрізняти сигнал і шум.
Bluetooth 5 включає Bluetooth з низьким енергоспоживанням (BLE)
Величезна кількість розробників з нетерпінням очікували ратифікації впровадження пристроїв з низьким енергоспоживанням (BLE) в Bluetooth 5. На подив багатьох, BLE сітка була випущена незалежно і після анонса версії 5. Це «тонкий», але важливий факт. BLE-сітка знаходиться за межами ядра Bluetooth специфікації. Це означає, що ви можете використовувати BLE в поєднанні з Bluetooth 4.0, 4.1, 4.2 або 5.
Bluetooth 5 покращує роботу з пристроями Wi-Fi
Цей пристрій було представлено як покращує бездротове з'єднання і сумісність. Це опис може бути неправильно трактовано як «поліпшує передачу даних з ». Реально була підвищена надійність роботи з іншими BLE пристроями. Випадкова схема перемикання частоти Bluetooth 5 знижує ймовірність одночасної передачі даних з іншого пристрою BLE на одному і тому ж радіочастотний (RF) каналі, що підвищує загальну надійність кожного з'єднання.
У швидкісному режимі передача між пакетами виконується швидше
Ще одне неправильне уявлення про Bluetooth 5 полягає в тому, що висока швидкість пов'язана зі швидкістю передачі даних між пакетами. Насправді це не так. Історично BLE обмежувалася швидкістю передачі даних 1 Мбіт / с; це подвоюється до 2 Мбіт / с з версією 5. Це означає, що для передачі пакетів даних потрібно половина часу, зберігаючи при цьому однаковий часовий інтервал між пакетами.
З'єднання 2 Мбіт / с має таку саму частоту, що і 1 Мбіт / с
При роботі зі швидкістю 2 Мбіт / с з Bluetooth 5 спостерігається втрата чутливості в порівнянні з 1 Мбіт / с. Більш висока швидкість передачі даних дає більш короткий діапазон, ніж 1 Мбіт / с. Але невелике обмеження діапазону сприяє нейтралізації поліпшень в будові архітектури перших BLE девайсів. Порівнюючи радіозв'язок Bluetooth 4.0 і Bluetooth 5 зі швидкістю 2 Мбіт / с, останній буде мати значні переваги в пропускної здатності за умови їх проживання на однаковій відстані від об'єкта, з яким йде обмін даними.
Пристрої Bluetooth 5 можуть безпосередньо підключатися в режимі 2 Мбіт / с
Це неправильне твердження. Два пристрої повинні спочатку встановити з'єднання зі швидкістю 1 Мбіт / с, а потім, при наявності хорошого сигналу або сумісності пристроїв, переключитися на 2 Мбіт / с. Ця тактика «переговорів» між пристроями аналогічна згаданій раніше функції розширення довжини даних Bluetooth 4.2. Узгодження функцій дає вам гнучкість для динамічної зміни швидкості передачі даних на основі потреб вашого застосування і забезпечує сумісність з пристроями BLE, які не підтримують високошвидкісну передачу даних.
Установка «далекого» з'єднання повинна бути короткою за часом
Якби це була правда, це був би дуже суттєвий мінус для даного девайса. На щастя, згідно специфікації пристрій може знаходити і підключатися до інших девайсів на великій відстані через «розширення реклами». Розвантаження рекламних каналів і використання каналів передачі даних забезпечує більш ефективне поєднання на великій відстані і забезпечує значні переваги при використанні, коли покриття має вирішальне значення.
Пристрої дальньої дії можуть зв'язуватися зі смартфоном, який не підтримує Bluetooth 5
Ось ще один важливий міф. Щоб використовувати функції високої швидкості і дальності передачі даних Bluetooth 5, центральні та периферійні пристрої повинні підтримувати Bluetooth 5. Щоб продемонструвати, що для зв'язку датчика зі смартфоном на великій відстані смартфон і вузол датчика повинні підтримувати Bluetooth 5 закодовані PHY.
BLE призначений тільки для мережевих додатків
Після появи BLE став асоціюватися в якості технології персональної мережі з акцентом на носяться пристрої та фітнес-трекери. З появою Bluetooth 5 ці бар'єри ламаються, оскільки технологія поширюється на торговельні, домашні, промислові та автомобільні додатки. Дана технологія має всі перспективи для використання в системах «розумний будинок».
І для володіють англійською невеликий обзорчик:
Новина про появу Bluetooth 5.0 промайнула на сторінках медіаресурсів в червні 2016 року, але зайнята більш важливими речами публіка не звернула належної уваги на появу нового технологічного стандарту в світі бездротового зв'язку. Пристроїв на базі Bluetooth 5.0 на той момент поки ще не випустили. В травнем 2017, після появи Samsung Galaxy S8 і Xiaomi Mi 6, про нову специфікації заговорили в зовсім іншому ключі. Адже Bluetooth 5.0 підніс споживачам відразу кілька довгоочікуваних переваг, про які ми поговоримо в цій статті.
Хороші новини для розробників
Бездротове співіснування - запам'ятайте цей термін. Скоро він змінить всю структуру бездротових комунікацій. Bluetooth Special Interest Group обіцяє небачений раніше рівень взаємодії з іншими протоколами зв'язку. Нам навіть обіцяють паралельне і безконфліктне співіснування Bluetooth і Wi-Fi.
Специфікація 5.0 передбачає роботу 255 октет-пакетами (замість 31 пакета, як у попередньої версії) і перехід на сусідні частоти без втрати байт трафіку. У переповненому битами і байтами діапазоні 2,4 ГГц стане легше дихати і споживачам, і програмістам, і навіть операційним системам і чіпам.
Розробники зможуть здійснювати тонкі настройки програмних продуктів, виробники почнуть інтегрувати модулі Bluetooth 5.0 навіть в праски і пилососи. А операційні системи перестануть перевантажувати процесори, намагаючись вибудувати роботу з упорядкування засміченого трафіку. Аналітики стверджують, що з цього і почнеться той самий «інтернет речей», про появу якого так довго говорили всі футурологи.
Що чекати споживачеві
Для звичайного користувача Bluetooth-пристроїв поява специфікації 5.0 цікаво двома моментами. По-перше, новий стандарт збільшує швидкість обміну файлами в 2 рази. По-друге, радіус дії збільшується в 4 рази.
У цифрах це звучить ще краще - швидкість Bluetooth 5.0 зросла до 2 Мбіт / с, а радіус дії збільшується до 100 метрів. Тепер ви зможете слухати треки з високою якістю звуку навіть в тому випадку, якщо ваш смартфон знаходиться в будинку, а ви з бездротовою колонкою або навушниками - на вулиці.
Крім того, новий протокол дозволяє не тільки наростити дальність - Bluetooth 5.0 готовий працювати не з одним джерелом, а відразу з декількома. І енергоємність у цього процесу буде істотно нижче, ніж у попередніх версій модулів бездротового зв'язку. Простіше кажучи, Bluetooth 5.0 буде берегти батарею і смартфона, і мобільного колонки. 
Ще одна хороша новина - можливість шифрувати трафік, що передається по Bluetooth-каналу. Розробники і виробники вже подейкують про заміну короткого повідка NFC більш досконалим протоколом, що дозволяє перетворити смартфон в повноцінну заміну банківської карти.
Правда, всі ці переваги поки доступні лише небагатьом власникам мобільних пристроїв.
Смартфони з Bluetooth 5.0
Прямо зараз ви можете купити тільки три пристрої з модулями зв'язку Bluetooth 5.0. Це смартфони і. Поки нова специфікація реалізується тільки на флагмани, так що за право користуватися всіма нововведеннями Bluetooth 5.0 вам доведеться заплатити від 500 до 1000 доларів США.
У другій половині травня до лінійки флагманів Самсунг і Сяомей приєднається - преміум-смартфон, в офіційну специфікацію якого вписаний новий стандарт бездротового зв'язку. На цей раз за переваги Bluetooth 5.0 доведеться віддати від 650 доларів до 750 євро, в залежності від місця продажу нового смартфона HTC.
На початок літа, через приблизно рік з моменту анонса Bluetooth 5.0, на ринку з'явиться - ще один флагман з новою специфікацією бездротового зв'язку. Орієнтовна вартість японського пристрою складе 800 доларів США.
У віддалені перспективи аналітики прогнозують появу п'ятої специфікації в, Samsung Galaxy Note 8 і новому гуглофон з лінійки Pixel. А ось в дешевих мобільних телефонах Bluetooth 5.0 пропишеться ще дуже не скоро. Справа в тому, що ця специфікація повинна підтримуватися чіпсетами. Серед недорогих рішень такими здібностями, на наш жаль, поки не володіє жоден процесор.
Технологія Bluetooth призначена для передачі даних на невеликих (не більше 100м для останніх версій) відстанях. Пояснюється це принципом дії, заснованому на радіозв'язку в ISM-діапазоні.
Швидкість роботи Bluetooth відчутно нижче, ніж у Wi-Fi, але при цьому вона споживає менше енергії батареї і дає їм змогу швидше з'єднаються один з одним. Крім того, Bluetooth-з'єднання стійкі до різного роду широкосмуговим перешкод, а обладнання для їх реалізації стоїть цілком недорого.
- версія 1.0
Вийшла в світ в 1998 р. і дозволяла передавати дані на відстані кількох метрів. Для неї були характерні погана сумісність між виробами різних виробників і неможливість реалізації анонімного з'єднання на протокольному рівні. Ця версія вже давно не використовується. - Версії 1.1 і 1.2
У цих оновленнях введені підтримка нешифрованих каналів, відображення потужності вхідного сигналу і прискорений процес виявлення / підключення пристроїв. Також була збільшена завадостійкості, збільшена швидкість трансляції (721Кбіт / с) і реалізована мережева анонімність. Ці версії дозволяли передавати вже і мовні повідомлення і стереозвук (A2DP-профіль). В даний час можна купити дешевий телефон китайського виробника з оновленням 1.2. - Версії 2.0 і 2.1
Оновлення 2.0 вийшло в 2004р., 2.1 - в 2007р. Різниця між ними полягає в більшій енергоекономічності останньої версії. Головна особливість Bluetooth 2.0 - впровадження технології EDR, підвищує швидкість до теоретичних 3Мбіт / с (на практиці найчастіше виходило 1,5-2Мбіт / с. Сьогодні можна купити недорогий смартфон, що підтримує цю технологію. Версія 2.1 - найпопулярніше оновлення Bluetooth. Вона сумісна практично з усіма пристроями, представленими на мобільному ринку. Причому якщо в смартфонах / планшетах використовується Bluetooth більш свіжих оновлень, то в бездротових мишах, клавіатурах, гарнітурах і т.д. нерідко реалізований саме стандарт 2.1 + EDR. У цих оновленнях введені підтримка нешифрованих каналів, відображення потужності вхідного сигналу і прискорений процес виявлення / підключення пристроїв. Також була збільшена завадостійкості, збільшена швидкість трансляції (721Кбіт / с) і реалізована мережева анонімність. Ці версії дозволяли передавати вже і мовні повідомлення і стереозвук (A2DP-профіль).
Енергоспоживання в версії 2.1 знизилося майже в 10 разів, з'явилася додаткова смуга пропускання, що полегшило використання декількох підключень одночасно. Реалізовано підключення натисканням однієї кнопки.
- версія 3.0
Вийшла в 2009р і вперше використовувала високошвидкісну (HS) трансляцію даних. Швидкість зросла до 24 Мбіт / с. Реалізовано це було за рахунок установки двох модулів (Bluetooth2.1 + EDR і модуля, який функціонує за протоколом 802.11, як і Wi-Fi). Саме другий модуль і «видає» стрибок швидкості, але не дає Wi-Fi-сумісність. Файли невеликого обсягу передаються за допомогою модуля 2.1 + EDR, об'ємні - за протоколом 802.11. Недоліком такого рішення стало збільшення енергоспоживання.
- Версії 4.0 і 4.1
Оновлення 4.0 вийшло в 2010р. У ньому був виправлений основний недолік HS - надмірне споживання енергії. Специфікація 4.0 включала в себе «традиційний» модуль Bluetooth і високошвидкісну передачу (засновану на Wi-Fi). Також був доданий Bluetooth-протокол з мінімальним енергоспоживанням. Вони використовується головним чином в електронних датчиках, міні-сенсорах (в тому числі і медичних) і т.д. Час встановлення з'єднання знизилося до 5мс, відстань передачі зросла до 100м. Введено AES-шифрування для захисту даних. Ця версія реалізована в свіжих моделях великих виробників і встановлена \u200b\u200bна флагманських смартфонах Хайскрін.
Оновлення 4.1 представлено в 2013р. Головні доопрацювання стосуються спільного функціонування Bluetooth і LTE-стандарту. Пакети даних автоматично координуються для взаємної помехозащіти.
При виборі не варто плутати версії і профілі Bluetooth. Профіль - це набір функціональних можливостей, один і той же профіль можуть реалізовувати різні версії. Наприклад, мова і стереозвучание передаються, починаючи з оновлення 1.2. При цьому для кожного конкретного пристрою може бути доступним тільки певний функціональний набір, менший, ніж закладений в використовуваної версії Bluetooth. Таким чином, для успішної взаємодії Bluetooth-пристроїв у них повинна бути реалізована підтримка одного і того ж профілю (версії Bluetooth можуть бути різними).
- Версії 4.0, 4.2 і 5.0
У 2018-2019 найбільшого поширення мають версії Bluetooth 4.0 - 4.2 і 5.0. При цьому, стандарт Bluetooth 4.2, анонсується як версія з поліпшеними параметрами, що надає нові рішення для "розумного будинку", нові профілі, як IPSP. Версія ж 5.0 пропонується, як новий стандарт з більш високою швидкістю передачі даних, що оцінять здебільшого розробники і поліпшеним можливостями для бездротових технологій
Новий стандарт бездротового зв'язку забезпечує більший діапазон, більш високу швидкість і більшу пропускну здатність. Але що ще вам потрібно знати?
Що з ростом популярності бездротових навушників і носяться пристроїв, ми починаємо використовувати Bluetooth набагато частіше, ніж раніше. Фактично, згідно Bluetooth Special Interest Group, Яка контролює розробку технології, до 2020 року буде продано 13,9 мільярда пристроїв з підтримкою Bluetooth.
Хороша новина, що технологія від цього тільки виграє. Bluetooth 5 є більш потужним, ніж будь-коли, з величезним потенціалом для Інтернету речей і прослуховування музики в бездротовому режимі.
Так що ж він може зробити? І коли ви можете це схопити? Читайте далі і дізнавайтеся.
Що таке Bluetooth 5?
Bluetooth 5 - це наступна ітерація Bluetooth, Бездротова технологія передачі даних, яка знаходиться в смартфонах, планшетах, бездротових навушниках і динаміках, ноутбуках, настільних комп'ютерах і т. Д.
Bluetooth дозволяє вашим пристроям передавати дані один одному по бездротовій мережі. Коли ви отримуєте повідомлення на своїх розумних годиннику або трекері, воно надходить з вашого телефону через Bluetooth.
Він також дозволяє підключати бездротові колонки, щоб ви могли слухати мелодії будинку, в парку або на пляжі.
Це остання версія Bluetooth, вона набагато могутніше, ніж її попередники.
Наскільки потужний Bluetooth 5?
Нова версія значно випереджає попередню по всім параметрам. У порівнянні з його попередником (Bluetooth 4.2 Low Energy) він удвічі швидше, має в чотири рази більшу дальність роботи і може передавати в вісім разів більше даних.
Якщо вам потрібні точні дані, ми говоримо про пропускну здатність 2 Мбіт / с. На практиці це означає швидке і надійне підключення до мережі, що призводить до швидших оновлень прошивки і завантаженнями.
Завдяки більшій дальності роботи близько 240 м, ваші бездротові динаміки і навушники будуть працювати набагато далі від джерела звуку, ніж з Bluetooth 4.2 Low Energy. Ці нововведення дозволять охопити весь будинок для інтернет-пристроїв, таких як камери безпеки, інтелектуальні холодильники, інтелектуальні термостати і багато іншого.
І завдяки більш ефективному використанню каналів мовлення на частоті 2,4 ГГц, він відкриває шлях для «більш кращих бездротових рішень на основі Bluetooth», згідно SIG. Іншими словами, очікуйте більшої кількості бездротових підключень, куди б ви не відправилися, від спортивних стадіонів до торгових центрів.
Ви можете підключити більше однієї пари бездротових навушників до одного джерела звуку по Bluetooth 5. Якщо ваш пристрій має певні профілі роботи, наприклад функцію Bluetooth Dual Audio від Samsung, Ви можете самостійно регулювати гучність кожного з них. Дуже зручно для підключення декількох навушників для перегляду передач або прослуховування музики під час поїздок на поїзді або літаку.
Bluetooth 5 також може виявляти чи існують перешкоди на частотах 2,4 ГГц і автоматично намагатися мінімізувати їх. Що має зробити прослуховування музики з будь-якого бездротового пристрою більш стабільним і чітким.
Які пристрої сумісні з Bluetooth 5?
На даний момент не так багато. Samsung Galaxy S8 - перший телефон для роботи з технологією Bluetooth 5, Але на даний момент він єдиний. Без будь-яких навушників або динаміків Bluetooth 5 ви не зможете використовувати переваги великої дальності стабільної роботи або більш високих швидкостей. Але вони повинні почати з'являтися до кінця року.
Доброю новиною є те, що ви можете використовувати функцію Dual Audio в Galaxy S8 з будь-яким Bluetooth-динаміком або навушниками. Просто з'єднайте їх з телефоном, як завжди, потім виберіть «Dual Audio» в меню в правому верхньому куті екрану і налаштуйте необхідний рівень гучності для кожного з пристроїв.
Чи буде Bluetooth 5 покращувати якість звуку для бездротових динаміків і навушників?
На жаль немає. Основна увага приділяється Інтернет-речам і більшої зв'язності, але SIG не згадує про покращеній якості звуку. Це не означає, що шанувальники музики не отримають ніяких переваг.
Бездротові навушники і динаміки будуть працювати набагато далі від джерела звуку, і ви можете передавати один і той же звук на більшу кількість навушників / динаміків одночасно.
Bluetooth 5 також може поліпшити термін служби батареї. Оскільки він більш ефективний, він буде споживати менше енергії, що має означати збільшення терміну служби батарей для бездротових гучномовців і навушників. Але нам доведеться спробувати це в справі, щоб підтвердити, але поки це неможливо.
