Bluetooth, znany z nieustannego doskonalenia, wprowadza kolejne nowości w najnowszej wersji 5.3. Główne zmiany obejmują wprowadzenie AdvDataInfo w reklamach okresowych, usprawnienia w zarządzaniu wielkością klucza szyfrowania, ulepszenia w aktualizacji połączenia LE oraz klasyfikację kanałów LE. Te nowe funkcje obiecują poprawę wydajności, niezawodności i oszczędności energii w systemach opartych na Bluetooth. Przyjrzyjmy się bliżej tym innowacjom i ich potencjalnym korzyściom.
Czym jest Bluetooth 5.X?
Bluetooth 5.X to rodzina specyfikacji bezprzewodowej technologii komunikacyjnej Bluetooth, która wprowadza szereg ulepszeń w porównaniu do poprzednich wersji.
Bluetooth 5.X oferuje szybszą prędkość transmisji danych, większy zasięg, niższą konsumpcję energii i zwiększoną przepustowość, co sprawia, że jest idealny do szerokiego zakresu zastosowań, począwszy od inteligentnych urządzeń mobilnych po urządzenia IoT.
Każda kolejna wersja (na przykład Bluetooth 5.0, 5.1, 5.2, itd.) wprowadza dodatkowe funkcje i usprawnienia, które dążą do jeszcze lepszej wydajności i użytkowości.
Jakie najważniejsze zmiany wprowadza Bluetooth 5.3?
Bluetooth 5.2 wprowadza kilka istotnych zmian technicznych, które przynoszą niezbyt odczuwalne korzyści dla użytkowników.
- AdvDataInfo w reklamach okresowych: Bluetooth 5.3 wprowadza możliwość uwzględnienia pola AdvDataInfo (ADI) w jednostkach danych protokołu AUX_SYNC_IND, co pozwala na rozpoznawanie i odrzucanie pakietów zawierających retransmitowane kopie danych, poprawiając wydajność transmisji i oszczędzając energię.
- Ulepszenia w kontroli rozmiaru klucza szyfrowania: Host może teraz informować kontroler Bluetooth BR/EDR o minimalnym akceptowalnym rozmiarze klucza szyfrowania, co poprawia wydajność negocjacji klucza i zwiększa bezpieczeństwo połączeń.
- Aktualizacja połączenia LE Enhanced: Usprawnienie to wprowadza pojęcie “subrating”, pozwalające na szybką zmianę parametrów połączenia w celu obsługi wymagań aplikacji, przy jednoczesnym zachowaniu oszczędności energii w połączeniach o niskiej cykliczności.
- Klasyfikacja kanałów LE: Urządzenia peryferyjne mogą teraz przekazywać urządzeniom centralnym dane o klasyfikacji kanałów radiowych, co poprawia wydajność i niezawodność komunikacji poprzez adaptacyjny skok częstotliwości.
- Usunięcie rozszerzenia Alternate MAC and PHY (AMP): Bluetooth 5.3 usuwa rozszerzenie AMP, które rzadko było używane w produktach Bluetooth. Ta zmiana upraszcza specyfikację i nie ma wpływu na istniejące produkty kwalifikowane.
Te zmiany sprawiają, że Bluetooth 5.3 oferuje bardziej zaawansowane, energooszczędne i niezawodne połączenia bezprzewodowe, co przyczynia się do lepszego doświadczenia użytkownika.
Periodic Advertising Enhancement
Wprowadzenie Periodic Advertising Enhancement (Poprawki w reklamach okresowych) to jedna z kluczowych zmian w standardzie Bluetooth 5.3, która znacząco poprawia wydajność i oszczędność energii w transmisji danych.
Wcześniej, retransmisje identycznych lub semantycznie równoważnych danych w reklamach okresowych mogły powodować nadmierną konsumpcję energii, gdy kontroler nie mógł rozpoznać takich pakietów i przekazywał je do hosta, co prowadziło do niepotrzebnego obciążenia procesora.
Dzięki wprowadzeniu pola AdvDataInfo (ADI) w jednostkach danych protokołu AUX_SYNC_IND, kontroler może teraz identyfikować retransmitowane kopie danych i odrzucać je, zanim zostaną przekazane do hosta.
W efekcie, oszczędność energii i wydajność transmisji są znacząco zwiększone, co przekłada się na lepsze doświadczenia użytkownika.
Ulepszenia kontroli rozmiaru klucza szyfrowania
Wprowadzenie ulepszeń w kontroli rozmiaru klucza szyfrowania w Bluetooth 5.3 to kolejny krok w kierunku zwiększenia bezpieczeństwa i efektywności transmisji danych.
Teraz, gospodarz może poinformować kontroler BR/EDR Bluetooth o minimalnym akceptowalnym rozmiarze klucza za pomocą interfejsu Host Controller Interface (HCI).
Ta zmiana umożliwia bardziej efektywną negocjację rozmiaru klucza szyfrowania, co przekłada się na zwiększoną wydajność i bezpieczeństwo połączenia.
Dzięki temu użytkownicy mogą cieszyć się bardziej niezawodnymi i bezpiecznymi połączeniami Bluetooth.
Aktualizacja połączenia LE Enhanced
Aktualizacja połączenia LE Enhanced (LECU) wprowadzona w Bluetooth 5.3 to istotne ulepszenie w kontekście zarządzania połączeniem Bluetooth Low Energy (LE), które oferuje szereg korzyści dla użytkowników i programistów aplikacji.
W poprzednich wersjach Bluetooth LE, zmiana parametrów połączenia, takich jak przepustowość czy częstotliwość transmisji danych, mogła być czasochłonna i skomplikowana. Jednak dzięki LECU, proces ten został znacznie zoptymalizowany.
Jedną z głównych zalet LECU jest możliwość szybkiej aktualizacji parametrów połączenia w czasie rzeczywistym.
Oznacza to, że aplikacje mogą łatwo dostosowywać parametry połączenia w trakcie działania, w zależności od wymagań aplikacji lub preferencji użytkownika.
Na przykład, jeśli aplikacja wymaga szybszej transmisji danych w pewnym momencie, LECU pozwoli na szybkie zwiększenie przepustowości połączenia, co przekłada się na lepszą wydajność aplikacji.
Przykład zastosowania: Aparat słuchowy Bluetooth pracują zazwyczaj na „niskim trybie” gdy aparat jest używany przechodzi w „wysoki tryb”. Wprowadzona zmiana w Bluetooth 5.3 pozwala na szybsze przełączanie się między oboma trybami.
Ponadto, LECU umożliwia bardziej efektywne zarządzanie energią poprzez optymalizację parametrów połączenia w celu minimalizacji zużycia energii.
Dzięki temu użytkownicy mogą cieszyć się dłuższym czasem pracy urządzenia na baterii, co ma kluczowe znaczenie zwłaszcza w przypadku urządzeń mobilnych i wearables.
Inną istotną korzyścią LECU jest poprawa responsywności aplikacji. Szybsza zmiana parametrów połączenia oznacza, że dane są przesyłane szybciej między urządzeniami, co skutkuje minimalnym opóźnieniem i płynniejszym działaniem aplikacji.
Klasyfikacja kanałów LE
Klasyfikacja kanałów LE (LE Channel Classification) to jedno z kluczowych ulepszeń wprowadzonych w Bluetooth 5.3, które przynosi korzyści zarówno dla urządzeń centralnych, jak i peryferyjnych.
Jest to technologia, która umożliwia urządzeniom peryferyjnym dostarczanie urządzeniom centralnym danych na temat klasyfikacji kanałów radiowych, co pozwala na lepsze zarządzanie pasmem i poprawia niezawodność komunikacji.
Główną zaletą klasyfikacji kanałów LE jest redukcja zakłóceń i poprawa przepustowości poprzez adaptacyjne przeskakiwanie częstotliwości (adaptive frequency hopping).
Dzięki informacjom o klasyfikacji kanałów, urządzenia centralne mogą dostosować swoje zachowanie do aktualnego otoczenia radiowego, co minimalizuje interferencje i poprawia jakość połączenia.
Widoczne to jest zwłaszcza w przypadku, gdy urządzenia są umieszczone w pobliżu innych urządzeń nadających na tych samych częstotliwościach.
W skrócie, klasyfikacja kanałów LE jest ważnym ulepszeniem w Bluetooth 5.3, które przyczynia się do poprawy niezawodności, wydajności i efektywności energetycznej komunikacji Bluetooth Low Energy.
Usunięcie rozszerzenia Alternate MAC and PHY (AMP)
AMP umożliwia dodanie do systemu Bluetooth jednego lub więcej dodatkowych kontrolerów (secondary controllers), które mogą działać obok głównego kontrolera Bluetooth BR/EDR (Basic Rate/Enhanced Data Rate).
Kontrolery te umożliwiają użycie protokołów warstwy fizycznej (PHY) i dostępu do medium (MAC) zgodnych z IEEE 802.11 zamiast standardowych warstw Bluetooth.
Usunięcie AMP z specyfikacji Bluetooth 5.3 oznacza, że nowe urządzenia Bluetooth nie będą mogły korzystać z tej funkcji.
Chociaż AMP było dostępne w poprzednich wersjach specyfikacji, rzeczywiste wykorzystanie tej funkcji w urządzeniach Bluetooth było ograniczone. Dlatego decyzja o usunięciu AMP nie ma znaczącego wpływu na większość produktów Bluetooth dostępnych na rynku.
Czy Bluetooth 5.3 jest kompatybilne z 5.0?
Nowsze wersje Bluetooth są kompatybilne wstecznie z poprzednimi wersjami.
Oznacza to, że urządzenia obsługujące Bluetooth 5.3 powinny być w stanie łączyć się i współpracować z urządzeniami obsługującymi Bluetooth 5.0.
Jednakże, korzystanie z nowszej wersji może oznaczać, że niektóre funkcje i ulepszenia dostępne w Bluetooth 5.3 nie będą dostępne w starszych wersjach.
Urządzenia obsługujące Bluetooth 5.3
Większość obecnie produkowanych urządzeń Bluetooth obsługuje najnowszą wersję standardu, czyli Bluetooth 5.3.
Słuchawki:
- Apple AirPods Pro
- Sony WF-1000XM4
- Bose QuietComfort
- Jabra Elite 85t
Głośniki:
- USAMS Głośnik Bluetooth 5.3
- 3MK Bluetooth 5.3 Fuego 30W IPX7
- Bluetooth 5.3 IPX7 Tronsmart Trip
Telefony:
- APPLE iPhone 15
- OPPO A38
- SAMSUNG Galaxy S24
- SAMSUNG Galaxy A55
- REALME 10
- Klipsch The Three Plus
Korzystając z tych urządzeń, użytkownicy mogą cieszyć się wszystkimi nowymi funkcjami i ulepszeniami wprowadzonymi w Bluetooth 5.3.
