Bluetooth je v našich připojených zařízeních všude: smartphony, sluchátka, chytré hodinky atd. Nejnovější vývoj, konkrétně Bluetooth 5, je často popisován jako skutečná revoluce. Ale je tomu skutečně tak? Mezi mýtem a realitou je zde malé dekódování skutečných výhod a nevýhod Bluetooth 5.
Existuje velká šance, že denně používáte smartphone vybavený čipem Bluetooth 5. Možná jste také investovali nějaké peníze. peníze ve sluchátkách pomocí stejné technologie. A co vaše zápěstí? Pravděpodobně je zdobena inteligentními hodinkami s technologií Bluetooth 5.
Věděli jste ale, že pouze část tohoto zařízení skutečně využívá výhod tohoto bezdrátového přenosového systému? Jak zjistíte v tomto článku, existuje mnoho mýtů o Bluetooth 5, které jsou propagovány hlavně velkými marketingovými kampaněmi výrobců. Je proto nutné trochu upozornit na jeho skutečné možnosti.
Historie Bluetooth
Bluetooth je standard bezdrátové komunikace využívající rádiové vlny krátkého dosahu. Pracuje na frekvencích mezi 2,4 GHz a 2,483 GHz. Jeho účelem je zjednodušit komunikaci mezi elektronickými zařízeními odstraněním kabelů.Počátky této normy sahají do roku 1994. Byl to švédský telekomunikační specialista Ericsson, kdo vytvořil první návrh této normy, který nyní sídlí v každém zařízení v našem každodenním životě.
V roce 1998 se k Ericssonu přidali další výrobci, jako jsou Intel, IBM a Nokia. Poté tvoří zvláštní zájmovou skupinu nebo SIG. Tato skupina proto rozhodne o specifikacích normy pro její budoucnost.
Teprve v roce 1999 byl uveden na trh první telefon s Bluetooth čipem, T39 od výrobce Ericsson. Zároveň GIS roste se známými jmény jako Microsoft a Motorola.
Bylo to v roce 2010, kdy Bluetooth prošel zásadním vývojem, když se ve verzi 4.0 objevila nízkoenergetická varianta. Tento nový standard se primárně zaměřuje na připojené objekty, které v té době zažívaly boom.
Bluetooth 5 se objevil v roce 2016. Mnoho výrobců ho popisuje jako revoluci, zejména po zvukové stránce. Bohužel to v praxi zdaleka neplatí, i když tato verze má jasně některé pěkné výhody.
Slovo Bluetooth - což znamená „modrý zub“ - je inspirováno přezdívkou dánského krále Haralda Blatanda, přeloženou do angličtiny jako Harald Bluetooth. Ten sjednotil za své vlády dánské kmeny, stejně jako Bluetooth usiluje o sjednocení komunikace mezi elektronickými zařízeními.
Bluetooth Classic a Bluetooth LE
Od verze Bluetooth 4.0 existují dva provozní režimy pro Bluetooth. Je důležité je rozlišovat, abyste lépe porozuměli výhodám Bluetooth 5.Na jedné straně je to Bluetooth Classic, také známý jako BR / EDR. Takto známe tento komunikační standard od začátku. Klasický režim je vhodný pro nepřetržité odesílání dat. Tento režim přenosu využívají bezdrátová sluchátka, herní ovladače, klávesnice a myši.
Bluetooth Revision 4.0 představil nový provozní režim Low Energy. Zaměřuje se především na připojené objekty, které musí odesílat malé datové pakety a spotřebovávat málo energie.
Na rozdíl od Bluetooth Classic nevyžaduje Low Energy pro provoz povinné párování master / slave. Toto chování tak umožnilo vytváření sítí mesh díky Bluetooth Mesh, kde zařízení navzájem komunikují i v případě, že dojde k přerušení jejich vlastní.
Bluetooth Classic a Low Energy se proto zcela liší. Naše současné smartphony však fungují v duálním režimu. Jedná se o klasický čip, který obsahuje druhý čip určený pro režim nízké energie.
Abychom to viděli jasněji, malý příklad: sluchátka Sony WH-1000XM3 se ke smartphonu připojují přes Bluetooth Classic. Pokud však hudbu nepoužíváte, nastavení aplikace se provádí pomocí části s nízkou spotřebou energie. Přepínání z jednoho režimu do druhého je pro uživatele zcela transparentní.
A co kompatibilita s jinými verzemi Bluetooth? Není třeba se toho bát. Bluetooth 5 je zpětně kompatibilní se svými předky. Můžete tak snadno použít zvukovou náhlavní soupravu s čipem Bluetooth 4.0 na svém smartphonu v Bluetooth 5. Žádný problém s použitím starého PC s Bluetooth 3.0 a myší v Bluetooth 5. Zařízení používající nejnovější verzi bude omezeno na omezení staršího protokolu, ale přenos bude mezi vašimi dvěma elektronickými zařízeními bezproblémový.
Bluetooth 5: pěkný vývoj, ale ne pro zvuk
Je pravděpodobné, že jste v nastavení zvuku slyšeli o Bluetooth 5. Mnoho výrobců propaguje použití čipu tohoto typu ve svých bezdrátových sluchátkách, což umožňuje lepší stabilitu signálu a dosah až čtyřikrát větší.Až na to, že není.
Zvuková zařízení se skutečně spoléhají na Bluetooth Classic. Tento režim se bohužel nezměnil s příchodem Bluetooth 5. Ve skutečnosti se zvukový profil A2DP používaný na bezdrátových náhlavních soupravách roky nezměnil, jeho poslední verze pochází z roku 2015. Ať už používáte zařízení Bluetooth 3.0, 4.0, 4.1 nebo 5 nezmění kvalitu poslechu.
Jediný menší vývoj technologie Bluetooth 5 Classic spočívá v systému SAM - u masky dostupnosti slotu - který snižuje část rušení způsobeného WiFi sítěmi 2,4 GHz, telefonováním LTE a dalšími blízkými signály Bluetooth.
Proč tedy neprocházet technologií Bluetooth Low Energy? Zcela jednoduše proto, že tomuto režimu není věnován žádný zvukový profil. Jak jsme viděli dříve, zvuk vyžaduje neustálý tok dat, což režim LE neumožňuje, což závisí na velmi krátkém odesílání malých paketů.
Bitva o bezdrátové audio je tedy předem ztracena? Vůbec ne. Bude to vyžadovat trochu trpělivosti. Skupina SIG na veletrhu CES 2020 skutečně představila budoucí vývoj Bluetooth s názvem Bluetooth Audio LE. Tento budoucí standard se objeví u verze 5.2 Bluetooth do roku 2021.
Protokol zaměřený na připojené objekty
Bluetooth 5 přináší mnoho změn. To se však děje na části s nízkou energií věnovanou připojeným objektům. Zde vstupují do hry slavné příběhy rozsahu zvýšeného o čtyři a zdvojnásobeného toku. Ale jak uvidíte, existují také některé městské legendy k demystifikaci.Pojďme trochu do podrobností o Bluetooth stacku. „Zásobník“ ve výpočetní technice je sada softwarových a hardwarových vrstev, které popisují, jak systém funguje. Nejznámějším modelem je OSI. Model Bluetooth je odvozen od něj, ale zachovává si stejné základy: fyzickou vrstvu, vrstvu spojení, vrstvu aplikace atd. Níže uvedený diagram představuje zásobník Bluetooth.
Každý průchod vrstvou přidává informace k paketům, které jimi procházejí. U Bluetooth 5 je to fyzická vrstva zvaná PHY, která prochází zásadními změnami. Tato nová verze standardu tak přidává dvě varianty k základní vrstvě PHY, která je již v Bluetooth 4.0 k dispozici. Tyto vrstvy jsou pojmenovány LE 1M, LE 2M a LE Coded. Vrstva LE 1M PHY je jediná, kterou musí výrobci implementovat do svých čipů Bluetooth 5. LE 2M a LE Coded jsou volitelné. Avšak právě tyto dvě nové varianty přinášejí největší zájem o Bluetooth 5.
Ve výchozím nastavení je vrstva PHY LE 1M přítomna od verze Bluetooth 4.0. Umožňuje teoretické datové rychlosti až 1 Mb / s na nejnižší úrovni zásobníku. Na výstupu z vašeho zařízení bude tok nižší, přičemž každá vrstva přidá informace k předchozí vrstvě.
Nová vrstva LE 2M zdvojnásobuje přenosovou rychlost a umožňuje odeslat více paketů ve stejném časovém období. Ve skutečnosti není tok vynásoben 2, ale 1,7. Důvodem je časový interval mezi jednotlivými pakety, který zůstává stejný jako v Bluetooth 4.0. Další nevýhoda: použití vrstvy LE 2M snižuje dosah přenosu. Tam, kde by vrstva LE 1M vysílala signál na 10 metrů, bude varianta LE 2M vysílat stejný signál pouze na 8 metrů. Účelem vrstvy - volitelné - LE 2M je správa stále důležitějších dat odesílaných připojenými objekty, například chytrými hodinkami, například s EKG.
Podívejme se ale nyní na druhou volitelnou vrstvu poskytovanou technologií Bluetooth 5. Tato vrstva s názvem LE 2M Coded si klade za cíl prodloužit přenosovou vzdálenost až čtyřnásobně oproti vrstvě LE 1M. Pozor, jak je uvedeno v oficiální dokumentaci Bluetooth 5, „dosah“ signálu zde znamená maximální využitelný dosah. Po technické stránce mají Blutooth 4.0 a 5 stejný přenosový výkon. Ale díky vrstvě LE 2M Coded bude použitelný signál pokračovat dále než ten, který vysílá vrstva LE 1M.
Tajemství tohoto zvýšeného rozsahu spočívá v použití nového režimu opravy chyb zvaného FEC. Tento řídicí systém spojený s klasickým CRC - metodou detekce chyb - tak umožňuje drasticky snížit ztráty signálu nebo alespoň jej správně opravit, když dorazí k přijímači. Druhou stranou mince je však přenosová rychlost, která je 2 až 8krát nižší než rychlost vrstvy LE 1M.
Chcete-li získat představu o změnách, které přinesly tyto nové varianty vrstvy PHY v rámci Bluetooth 5, je zde tabulka převzatá z oficiální dokumentace. Je vidět, že tyto dvě varianty jsou volitelné. Rovněž je jasně naznačeno, že pro vyšší efektivní dosah je přenosová rychlost ztracena. Naopak vyšší rychlost snižuje dosah.
Reklamní rozšíření: Bluetooth ve službách marketingu?
Bluetooth 5 je schopen zpracovat 8krát více paketových dat než Bluetooth 4.0. Velký krok vpřed, který se však týká pouze velmi specifické operace zvané Reklama. To funguje pouze s technologií Bluetooth Low Energy.Reklama není v revizi 5 novinkou, byla již přítomna na standardu ve verzi 4.0. Funguje ve vysílání, to znamená, že vysílač odesílá data bez cílení na konkrétního přijímače: jakýkoli přijímač může vyzvednout odeslaný signál. To je zvláště užitečné pro majáky, které neustále vysílají informace, například v obchodech nebo na letištích. Jdete do dosahu a pokud jste souhlasili s přijímáním informací prostřednictvím specializované aplikace, váš smartphone zobrazí komunikaci odeslanou majákem prostřednictvím reklamy. Telefony s Androidem používají například Google Nearby, zatímco Apple má svůj iBeacon, ale Francie je ohledně tohoto typu používání poměrně opatrná.
Tento konkrétní režim používá tři ze čtyřiceti rádiových kanálů přiřazených Bluetooth LE, jmenovitě čísla 37, 38 a 39. Každý kanál má šířku 2 MHz. Ale kde byl Bluetooth 4.0 spokojen s pakety o velikosti 37 bajtů - z toho pouze 31 s užitečným zatížením - režim reklamních rozšíření Bluetooth 5 dosahuje až 255 bytů dat.
Tento skok vpřed je umožněn revidovanou operací dříve viděných kanálů. Pakety záhlaví - které obsahují informace potřebné pro přenos dat z jedné vrstvy do druhé - jsou tedy spravovány kanály 37, 38 a 39. Daná část rámce je sjednána. jedním ze zbývajících 37 kanálů, od 0 do 36.
Nebudeme zacházet do dalších podrobností, pochopíte, že reklama zůstává velmi přesným využitím Bluetooth 5. Ale s vědomím, že do roku 2021 odborníci předpokládají rozmístění více než 500 milionů majáků na světě, chápe potřebu GIS tento bod podporovat. Blízká reklama bude pravděpodobně ta, která bude z režimu Bluetooth 5 s inzertním režimem těžit nejvíce.
Závěr
Jak jsme viděli v této zprávě, mýty a legendy o Bluetooth 5 zdaleka neodrážejí realitu. Tento standard nedělá nic jiného pro bezdrátové poslech hudby, přilepený na tom, jak tomu bylo roky s archaickým zvukovým profilem. Bude nutné počkat na slavný Bluetooth Audio LE, který bude integrován ve verzi 5.2, aby mohl skutečně těžit z velkého vývoje zvukové části.Bluetooth 5 se však nemá vyhazovat. Přináší skutečné změny v oblasti připojených objektů, i když většina z nich je volitelná. Výsledkem je, že stavitelé, kteří hru hrají, si díky FEC mohou užít vylepšenou propustnost téměř dvakrát nebo dokonce vyšší efektivní dosah. Tolik vývojů, které výrazně zlepšují efektivitu našich připojených hodinek, senzorů domácí automatizace a dalších každodenních připojených objektů.
Svět proximity marketingu by tento standard mohl také rozladit díky režimu reklamy určenému pro značky. I když tato zařízení stále nejsou v našem každodenním životě široce používána, v nadcházejících letech se budou i nadále množit. Bluetooth 5 má tedy před sebou světlou budoucnost!
Zdroj 1:Oficiální dokumentace SIG
Zdroj 2: Zvuk z vesnice
Zdroj 3: Recenze sluchátek
Zdroj 4: Wikipedia
