无线网络应用广泛,衍生如红外线、蓝牙、ZigBee、ANT、NFC、UWB、LiFiTransferJet……短距离无线技术。随着物联网的应用逐渐受到瞩目,成本低廉、应用广泛的蓝牙(Bluetooth)技术深受瞩目。
 
蓝牙(Bluetooth),是一种无线个人局域网(Wireless PAN),最初由 Ericsson 创制,刚开始中文被叫做【蓝芽】,后来由蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)订定成全球技术标准,正名为【蓝牙】。蓝牙这个词的来源是 10 世纪丹麦和挪威国王蓝牙哈拉尔(丹麦语:Harald Bl tand Gormsen),借国王的绰号 Bl tand 当名称,直接翻译成中文为蓝牙(bl =蓝,tand=牙)。蓝牙版本由最早的 1988 年的 0.7 版到 2016 年 6 月已推出 5.0 版 。各版本的差异为何? 最新版的蓝牙 5.0 有哪些功能特色呢? 蓝牙 5.0 与 WiFi 有哪些差异呢? 以下做一整理与说明:
 
1. 蓝牙历代版本:
蓝牙(Bluetooth)由蓝牙技术联盟(SIG)主导技术标准,以 2.4 至 2.485 GHz 的 ISM 频段来进行通讯,主攻个人局域网络(PAN)。蓝牙版本由最早的 1988 年的 0.7 版开始,迄今有 14 个版本,最新版本为 2016 年 6 月发表的蓝牙 5.0 版。
 
蓝牙规格自 V2.0 出现 +EDR 及+HS。+EDR 及+HS 是什么意思?
 
EDR(Enhanced Data Rate),是有关数据传输加速的,如果没有,速度只有 1Mbps,加了+EDR,速度就会增快到 3Mbps。
 
HS(High Speed),代表高速传输,V3.0 以后版本加了+HS(High Speed),因其采用了 Wi-Fi 的 Generic Alternate MAC/PHY (AMP)以及 802.11 协议配接层(PAL),透过利用 Wi-Fi 的射频技术,可让蓝牙达到接近 Wi-Fi 的传输速率,速度可以来到 24Mbps,是+EDR 的 8 倍,但传输距离需为 10 公尺以内。
 
而”+”这个符号,代表是选配的,并不是标准规格。
 
 
蓝牙规格自 V4.0 起出现传统蓝牙、高速蓝牙及低耗电蓝牙 。各是什么意思?
 
传统蓝牙标准主要作为讯息传递、设备联机为目标,传输速度为 1~3Mbps,距离 10 米或 100 米;
 
高速蓝牙 (Bluetooth HS)主攻数据交换与传输,速度最高可达 24Mbps,为传统蓝牙 8 倍;
 
低耗电蓝牙 (BLE,Bluetooth Low Energy,亦称作 Bluetooth Smart)则是针对穿戴式设备(如手表、体育健身 / 医疗保健产品)或工业自动化之低耗电需求,为 2010 年所公布的分支标准,距离在 30 米以内,传输速度为 1Mbps。
 
另外,蓝牙 4.0 也分成分 Single mode 与 Dual mode。Single mode 只能与 BT4.0 互相传输无法向下兼容(与 3.0/2.1/2.0 无法相通);Dual mode 可以向下兼容可与 BT4.0 传输也可以跟 3.0/2.1/2.0 传输。
 
 
2、蓝牙 5.0 的特色:
蓝牙 5.0 于 2016 年 6 月正式宣布规范,对比蓝牙 4.2 ,蓝牙 5.0 在低功耗技术(BLE)可提供 2 倍的传输速度,同时涵盖范围提升达 4 倍,并具备 8 倍广播数据乘载量。主要有以下特色:
 
A. 更快速的速度:
蓝牙传输速度为 2Mbps,是之前 4.2 LE(低功耗)版本的两倍。
 
B. 更远的有效距离:
蓝牙 5.0 有效距离是前 4.2LE 版本的 4 倍,理论上,蓝牙发射和接收设备之间的有效工作距离可达 300 公尺。
 
C. 更多的传输功能:
蓝牙 5.0 能够增加更多的数据传输功能,在数据传递容量提升方面更是达到 8 倍。另外硬件厂商可以通过蓝牙 5.0 创建更复杂的连接系统,譬如 Beacon 或位置服务。
 
D. 室内导航功能:
蓝牙 5.0 强化导航功能,因此该技术可以作为室内导航信标或类似定位设备使用,结合 wifi 可以实现精准度小于 1 公尺的室内定位。
 
F. 更低的功耗并针对物联网规范进行优化:
蓝牙 5.0 针对物联网进行了很多底层优化并锁定智能家居、音讯与物联网 的重要规范,力求以更低的功耗和更高的性能为智能家居服务。
 
G. 安全性更佳且抗干扰程度佳:
蓝牙 5.0 的安全性达到美国联邦安全规范层级,确保所有蓝牙设备都能够满足并超越严格的政府安全标准。此外,蓝牙 5.0 具有更强的抗干扰能力,尤其是对 Wi-Fi 和 LTE 信号,能在一定程度规避有限空间内的“信号堵塞”。
 
H. 须有新的硬件:
蓝牙 5.0 不像过去蓝牙版本只要升级软件即可,需使用新的处理器芯片硬件才行,高通 S835 处理器即支持蓝牙 5.0 功能。蓝牙 5.0 依旧维持可以与更先前蓝牙版本向下兼容性。
 
3、蓝牙 5.0 与 WiFi 的差异:
蓝牙 5.0 技术规格主攻物联网及智能家居的规范,相较 WiFi 传输,蓝牙传输的优点是成省电、安全性高、兼容性高、有效距离更远、成本低,但缺点则是网速较慢。
 
蓝牙 5.0 与 WiFi 差异如下:
A. 省电:
蓝牙 5.0 的发射功率与待机功耗相较 WiFi 低,在待机状态下,与 1 台设备分享,Wi-Fi 分享一小时平均耗 10%电力,但蓝牙耗电是 WIFI 的 1/3。
 
B. 安全性较高:
蓝牙还提供两层密码保护,而 WiFi 的安全风险则与其他网络相同,一旦有人取得部分访问权限,就能进入整个网络。在安全性上,蓝牙 5.0 优于 WiFi。
 
C. 通讯距离较远:
传统蓝牙的有效距离约 10 公尺,蓝牙 5.0 则可以最远达到 150 公尺;WiFi 的有效距离一般为 50~100 公尺。WiFi 有效距离赢过传统蓝牙,但输给蓝牙 5.0。
 
D. 成本较低:
蓝牙 5.0 的体积小、成本低比 WiFi 模块低。
 
E. 相互干扰较低
蓝牙 5.0 具有更强的抗干扰能力,尤其是对 Wi-Fi 和 LTE 信号,能在一定程度规避有限空间内的“信号堵塞”,相互干扰低于 WiFi。不过,蓝牙与 WiFi 都是使用 2.4GHz 频段,该频段相当拥挤。为减少信号干扰,很多用户会选择 5GHz 频段 Wi-Fi 而不是 2.4GHz。
 
F. 传输速度慢
蓝牙 5.0 因走低功耗设计,最大的缺点就是传输速度约 1 ~3Mbps,相较 Wi-Fi(第四代 802.11n)可使用 2.4GHz 或 5GHz,20 和 40MHz 带宽下最快 72 和 150Mbps,两者速度上已有明显差距。是故,蓝牙 5.0 的传输速度并不适合作影片或大档案数据传输。
 
 
整体而言,蓝牙 5.0 是针对物连网、智能家电、穿戴设备规范所订定的技术规范,在这些领域领先 WiFi, 不过 WiFi 在无线传输速度遥遥领先,在大量数据传输及移动网络分享上仍有无法被取代的地位。虽然短距离无线技术如雨后春笋冒出来,除 NFC 已在移动支付站稳脚步外,蓝牙与 WiFi 挟众多移动设备采用优势,仍是最被看好的短距离无线技术两强。