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藍牙5在藍牙4的基礎上有了“4倍傳輸距離、2倍傳輸速率、8倍廣播數據傳輸量”的提升,也有了與其他無線技術的互操作性和共存性的提升。藍牙5還實現了從藍牙4.2的“一對一”到“一對多”的拓展,讓藍牙耳機、藍牙音箱、可穿戴、智能家居等應用場景有了更為良好的使用體驗。而即將發布的Mesh標準還將實現“多對多”連接,將應用場景拓展到IOT等更為寬廣的領域。
藍牙5標準大升級 市場初具規模
藍牙5標準從去年12月份發布至今,在IP廠商和芯片廠商的努力推進下,已被應用到三星 Galaxy S8、小米6和1加5等智能手機上面。
“相比之前的4.1、4.2標準,藍牙5通過增加接收靈敏度,在傳輸距離上有了4倍的提升。4倍的長距離,激發了一些潛在的應用場景,比如智能家居。以前最多只能在兩室一廳內使用藍牙,而現在前庭后院、整棟樓宇都可以使用藍牙連接。”藍牙技術聯盟(SIG)亞太區技術項目經理任凱表示。
圖1、藍牙技術聯盟(SIG)亞太區技術項目經理任凱
4倍的提升如何實現的呢?任凱稱,是通過加入前項糾錯編碼,使接藍牙5收靈敏度有了4db到12db的提升,理論上6個db的增加,傳輸距離就會翻倍,而12個db的增加,距離就是4倍。任凱透露,目前很多芯片公司對藍牙5實測的距離還不止4倍。
“說到前項糾錯編碼,藍牙5有兩個機制,二分之一的Coding和八分之一的Coding。這兩個編碼在開發時有很多的靈活性,開發者可根據產品傳輸距離遠近的需要,來選擇采用哪一個,比如傳輸距離只需達到60米,可能二分之一Coding就夠了,而如果想要達到120米或更遠,就采用八分之一的Coding。”他說。
除了傳輸距離有4倍的增長,藍牙5的碼率也提升到了2Mbps,是藍牙4.2的兩倍。有人認為,藍牙5使用了高速率之后,功耗可能會有一定的提升。任凱表示,具體功耗提升的程度還要看芯片廠商各自的方案設計,他強調隨著工藝的改進和IP的優化,速率的提升并代表功耗就有十分明顯的提升。
圖2、藍牙5實現“4倍傳輸距離、2倍傳輸速率、8倍廣播數據傳輸量”的提升
藍牙5還一大更新是廣播包長度的擴展,達到了8倍廣播數據傳輸量。從之前藍牙4.0、4.1、4.2的31個字節,擴展到了藍牙5的255個字節,這讓藍牙Beacon的應用做到了“一對多”,同時還實現了室內定位功能。
任凱表示,Beacon就是一個廣播,只需在藍牙芯片上加一個發射器就夠了,開發者要關注的重點是,怎樣通過Beacon這樣一個鏈路去承載一些多樣化的服務,比如把Beacon部署在機場或商場里,將航班延誤、商品打折信息通過Beacon進行推送。
在Beacon的定位應用上,目前蓋特威克機場在兩個航站樓內安裝了2000個Beacon,打造了出了比GPS更可靠的室內導航系統,這個定位系統,是全球首個基于藍牙Beacon的機場定位系統。在實際應用中,用戶只需要按照移動設備(手機)相機視圖所使用的路徑,就可以輕松找到值機區域、登機口和行李領取處等。
藍牙5標準從發布到現在,已有8個月時間,還處在一個市場孕育期。從整個藍牙的生態系統來看,藍牙5發布之后,最上游的IP廠商(ARM、CEVA、Mentor、Synopsys等)已陸續開始提供藍牙5的IP,而芯片廠商(TI、Dialog、On Semiconductor、Nordic、Silicon Labs等)也已經開發出了藍牙5芯片。可以預見,今年Q3、Q4陸續還會有更多的藍牙5芯片出來。
Mesh標準即將發布 實現“多對多”
藍牙Mesh是藍牙技術非常重要的一個拓展。據透露藍牙Mesh標準將于今年夏天發布。而藍牙Mesh和藍牙5不是一個長耦合的關系。
任凱表示,不管是藍牙4.0、4.1還是4.2,只要是低功耗藍牙設備,今后都可以裝藍牙Mesh(類似一個軟件的升級),不一定非得是藍牙5平臺。
圖3、藍牙Mesh示意圖
Mesh工作組從建立到現在已經兩年多的時間,雖然標準還未發布,但是Mesh能解決的問題已經顯而易見。任凱稱,Beacon的應用場景是“一對多”,而Mesh有希望拓展這個網絡實現“多對多”,不管設備在這個網絡中扮演什么角色,只要通過一個數據的發送,就可以尋址到網絡中的另外一個節點。
據介紹,Mesh工作組是SIG目前擁有最多會員參與的工作組,大概有超過100家的公司參與,意味著業界對這項技術有著非常高的關注度。
任凱強調,Mesh標準發布之后,它的普及要比藍牙5來得更快一些。因為Mesh的開發和使用,很可能是芯片廠商將一個SDK給到開發商就可以使用,也可能是SDK配合相關的API的接口,開發者拿到API的接口后進行一個編程就可以使用。
圖4、藍牙技術在智能家居的應用展現
目前藍牙已經演進到第5代技術,藍牙獨有的應用場景在音頻領域,比如在車機連接、藍牙耳機、藍牙音箱、可穿戴的應用等。任凱指出,將來有了Mesh網絡,對工業物聯網的應用會是一個很好的補充,所以在藍牙5芯片落地以及Mesh標準發布之后,這些IOT的應用有望陸續推到市場上去。
目前,無線傳輸技術類型繁多,但市場需求也非常繁雜,很難有一種無線技術能滿足所有的應用場景,現在很多芯片廠商都推出了“二合一”和“三合一”的通信芯片,比如把LoRa和低功耗藍牙結合在一起,將來應用的場景也會非常廣泛,這體現了藍牙和其他無線通信技術的共存性。
根據ABI Research調研機構的數據顯示,預計到2021年,全球聯網設備安裝將達到480億臺,其中近1/3(160億臺)采用藍牙技術。可見藍牙的應用前景十分樂觀。目前,藍牙5已經在傳輸距離、傳輸速度和廣播數據傳輸量方面有大的提升,相信隨著藍牙Mesh的發布,在互操作性、聯網規模、可靠性等方面的升級,定會將應用領域由商業、工業拓展到更為廣闊的空間中去。(責編:振鵬)
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