Технология Bluetooth непрерывно развивается: каждые несколько лет появляются новые стандарты с улучшенными характеристиками. Расскажем об особенностях и отличиях версий Bluetooth 5.0, 5.1, 5.2, 5.3 и 5.4.
Bluetooth 5.0
Первая версия
Bluetooth 5-го поколения, выпущенная в 2016 году,
стала настоящим прорывом в сфере беспроводного соединения. Улучшения охватили практически все основные сегменты технологии, а именно:
- Значительно увеличится максимальный диапазон подключения. В версии Bluetooth 5.0 он составил 240 метров. Для сравнения: Bluetooth 4.2 поддерживал только 60 метров, а оригинальный Bluetooth 1.0 ограничивался 10 метрами.
- Скорость передачи данных увеличилась вдвое до 2 Мбит/с.
Устройства с поддержкой Bluetooth 5.0 также получили возможность выбирать между дальностью подключения и высокой скоростью передачи данных в зависимости от того, для каких целей они используются. Например, для работы беспроводных наушников важнее скорость, в то время как умная техника делает упор на дальность для соединения с центральным контроллером.
- Улучшена спецификация Bluetooth Low Energy — с режимом низкого энергопотребления стали совместимы все популярные устройства, что позволило снизить потребление заряда и продлить срок службы батареи гаджетов.
- Повысилась помехоустойчивость. В версии Bluetooth 5.0 стали использоваться псевдослучайные последовательности, что позволило увеличить общее количество возможных вариантов — в версии 4.2 доступно только 12 последовательностей, из-за чего помехи были серьезной проблемой.
- Появилась функция Dual Audio, которая позволяет передавать аудио на два устройства одновременно.
- Увеличился размер передаваемых файлов до 255 байт — в версии Bluetooth 4.2 его максимальное значение составляло 31 байт.
Bluetooth 5.1
В следующей версии Bluetooth 5.1, которую выпустили в начале 2019 года, разработчики уделили особое внимание
определению местоположения — его точность сильно возросла. Появилась возможность отслеживать другие устройства по беспроводному сигналу в режиме реального времени с точностью до сантиметра.
Увеличилась и скорость подключения. В работе Bluetooth начало участвовать кэширование Generic Attribute Profile (GATT), изменившее специфику взаимодействия: теперь основной гаджет не проверяет другие устройства каждый раз, а запоминает детали подключения.
Благодаря
новому кодеку aptX HD в версии Bluetooth 5.1 также уменьшилась задержка и количество проблем с синхронизацией звука и видео. Обновление получил и звук Bluetooth Low Energy (LE) — улучшилось качество и синхронизация.
Bluetooth 5.2
Уже в конце 2019 года появилась следующая версия —
Bluetooth 5.2. В ней был сделан упор на улучшение звука, а существенному изменению подверглись три аспекта:
- Появление функции LE Power Control, которая позволяет контролировать мощность передатчиков в устройствах. Гаджеты самостоятельно оптимизируют энергопотребление, чтобы поддерживать максимальную мощность, но при этом сохранять минимальные траты заряда батареи гаджета. Эта же функция позволила сильнее уменьшить помехи от других Bluetooth-устройств.
- Расширенный протокол атрибутов (EATT) повысил эффективность при передаче файлов (особенно больших объемов), а также увеличил скорость отклика других устройств.
- Функция LE Isochronous Channels — изохронные каналы убрали значительную часть ограничений, которые были у функции Dual Audio на ее выходе, и позволили обеспечить одновременную и синхронную передачу звука на два устройства. Нововведение полезно не только для трансляции музыки в две пары наушников, но и, например, для подключения к одному публичному экрану с нескольких устройств.
Кроме того, в этой версии появился
кодек Bluetooth LC3, обеспечивающий высокое качество звука, улучшение потоковой передачи музыки и игровых возможностей. В этой же версии был представлен протокол Cross-Transport Key Derivation (CTKD), повышающий безопасность при сопряжении устройств.
Bluetooth 5.3
В 2021 году вышла версия Bluetooth 5.3, включающая в себе несколько технологических обновлений:
- Оптимизация периодических оповещений (Periodic Advertising Enhancement), которая позволила снизить энергопотребление за счет выявления избыточных пакетов данных. Устройства перестали повторно отправлять одни и те же данные для их надежной доставки — теперь они единожды проверяют дубликат, что сильно экономит энергию и продлевает срок службы аккумулятора.
- Повышение безопасности за счет нескольких функций, в том числе усовершенствования контроллеров Bluetooth BR/EDR — они отвечают за согласование размера ключа шифрования во время установления соединения. Изменение позволило главному устройству определять минимально допустимый размер ключа для лучшего контроля и гибкости процесса шифрования.
- Возможность автоматического переключения между низкой и высокой нагрузкой с помощью субрейтинга (Connection Sub Rating). В случае низкой нагрузки энергопотребление незначительное, но и скорость передачи данных низкая, при высокой нагрузке — наоборот. Устройства стали самостоятельно выбирать нужный сценарий работы, например, во время звонка гарнитура переключается на высокую нагрузку, а при прослушивании музыки — обратно на низкую.
- Улучшение квалификации каналов (Channel Classification Enhancement) для уменьшения помех. Bluetooth начал использовать адаптивную скачкообразную перенастройку частоты, а устройства (центральные и периферийные) стали работать совместно, чтобы найти свободный канал. Это новшество позволило обеспечить стабильное соединение, даже если два устройства не находятся рядом.
Bluetooth 5.4
Последний стандарт Bluetooth, созданный в 2023 году. В его разработке были улучшены базовые возможности беспроводной сети, такие как энергоэффективность и надежность сигнала, а основной упор сделан на повышении безопасности соединения и оптимизации шифрования.
Среди кардинально новых функций, ранее недоступных для Bluetooth, стала возможность подключаться и взаимодействовать с несколькими конечными узлами в двух направлениях. Простыми словами, беспроводная связь может поддерживаться не только в одну сторону, но и с возможностью второго устройства отвечать запросам первого.
Технология получила название PAwR (Periodic Advertising with Responses), и ее основная сфера использования — рыночная. С ее помощью Bluetooth 5.4 позволит торговым точкам использовать электронные ценники ESL (Electronic Shelf Label), а также удаленно менять их содержимое. Для максимально безопасного соединения между управляющим устройством и ESL было создано и новое шифрование, предотвращающее несанкционированный доступ.
Кроме изменений самой версии, Bluetooth 5.4 может потенциально стать базой для исчезновения одного из серьезных недостатков беспроводных наушников —
задержки звука. Компания Qualcomm разработала новую звуковую платформу Qualcomm S3 Gen2 на базе Snapdragon Sound, которая нацелена на работу с последней версией Bluetooth 5.4. С ее помощью задержка звука на совместимых наушниках снизится до 20 мс, что в разы ниже, чем на самых продвинутых моделях с поддержкой версии Bluetooth 5.3.
Итоги
Каждая из версий Bluetooth постепенно совершенствует беспроводное соединение, добавляя новые возможности и избавляясь от старых недостатков. При этом некоторые важные параметры, такие как диапазон и скорость передачи данных, были максимизированы в версии 5.0 и далее не менялись. Упор в последующих обновлениях был сделан на повышение безопасности, энергоэффективности, надежности соединения, а также добавление новых функций.
