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Augustine Nguyen, Applications Engineer presso Symmetry Electronics, fornisce una breve storia sull’evoluzione di Bluetooth e BLE. Leggi le differenze tra le versioni Bluetooth.

Le diverse versioni di Bluetooth

Dall’avvento della versione 1.0 nel 1999, Bluetooth ha visto molte revisioni nella sua tecnologia. Mentre il suo scopo originale era quello di sostituire la comunicazione seriale cablata, i metodi di trasmissione si sono evoluti su ogni iterazione del Bluetooth. Questo articolo fornirà una panoramica su come il Bluetooth è cambiato negli ultimi 20 anni.

Versione 1.0-3.0: Bluetooth Classic

Quando parliamo di ogni iterazione di Bluetooth, tre fattori aiutano a distinguere tra le diverse versioni: gamma, velocità dei dati e consumo energetico. Questi fattori sono determinati dallo schema di modulazione e dal pacchetto di dati utilizzati. Quando la prima versione di Bluetooth è uscito, ha aperto la strada per le cuffie senza fili, altoparlanti e controller di gioco che usiamo oggi. Tuttavia, allora Bluetooth 1.0 era molto più lento di quello che abbiamo ora. La velocità dei dati si è ridotta a 1 Mbps e l’intervallo ha raggiunto solo i 10 metri.

La prima versione di Bluetooth utilizzava uno schema di modulazione chiamato Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK). Con GFSK, il vettore modulato si sposta tra due frequenze che rappresentano 1s e 0s.

Quando è uscito Bluetooth 2.0, GFSK è stato eliminato a favore di due schemi più recenti: p / 4-DQPSK e 8DPSK, che utilizzavano i cambiamenti nella fase delle forme d’onda per trasportare informazioni, al contrario della modulazione di frequenza. Questi due schemi hanno portato a velocità di dati senza precedenti di 2 Mbps e 3 Mbps, rispettivamente. Bluetooth 3.0 ha ulteriormente migliorato la velocità dei dati con l’aggiunta di 802.11 per un massimo di 24 Mbps di trasferimento dati, anche se questa non era una parte obbligatoria della specifica 3.0.

I risultati sono stati rivoluzionari. Le soluzioni wireless a corto raggio potrebbero ora fornire una connessione affidabile e ad alta velocità, aprendo a possibilità di importanti progressi tecnologici nei dispositivi wireless.

Tuttavia, una significativa ancora impedito prime versioni di Bluetooth da integrazione IoT diffusa: il consumo di energia. A causa della grande quantità di energia richiesta dalle versioni Bluetooth 1.0 – 3.0, noto anche come Bluetooth Classic, i piccoli dispositivi continuerebbero a soffrire di una breve durata della batteria, rendendo le prime versioni di Bluetooth poco pratiche per l’uso IoT.

Versioni 4.0-5.0: Bluetooth Low Energy

Al fine di soddisfare la crescente domanda di connettività wireless tra piccoli dispositivi, Bluetooth 4.0 è stato introdotto sul mercato con una nuova categoria di Bluetooth: Bluetooth Low Energy (BLE). Orientato verso applicazioni che richiedono un basso consumo energetico, BLE ritorna a un throughput di dati inferiore a 1Mbps utilizzando lo schema di modulazione GFSK. Sebbene il throughput massimo dei dati di BLE di 1Mbps potrebbe non essere adatto a prodotti che richiedono un flusso continuo di dati come le cuffie wireless, altre applicazioni IoT devono solo inviare periodicamente piccoli bit di dati. Un esempio sono indossabili fitness che trasmettono piccole quantità di dati di temperatura allo smartphone solo quando richiesto (da un’app mobile, forse). Con l’obiettivo di mantenere basse le richieste di energia, Bluetooth Low Energy rende fattibili molte applicazioni IoT a batteria a bottone (ad esempio, beacon).

La versione più recente del protocollo Bluetooth, Bluetooth 5, è un miglioramento rispetto ai precedenti standard BLE. È ancora orientato verso applicazioni a bassa potenza, ma migliora la velocità e la portata dei dati di BLE. A differenza della versione 4.0, Bluetooth 5 offre quattro diverse velocità di trasmissione dati per ospitare una varietà di gamme di trasmissione: 2 Mbps, 1 Mbps, 500 kbps, 125 kbps. Poiché un aumento della gamma di trasmissione richiede una riduzione della velocità dati, la velocità dati inferiore di 125 kbps è stata aggiunta per supportare le applicazioni che beneficiano maggiormente della gamma migliorata. Ad esempio, non sono necessari sensori minuscoli per inviare grandi quantità di dati, quindi ridurre la velocità dei dati consente a questi sensori di trasferire informazioni fino a 240 metri. Al contrario, l’opzione di trasmettere dati a 2Mbps è orientata verso applicazioni in cui l’intervallo dovrebbe essere breve ma può trarre grandi benefici dall’aumento della velocità dei dati. La flessibilità nella velocità dei dati offerta da Bluetooth 5 consente ai prodotti a bassa potenza di inviare dati ancora più sofisticati all’utente finale.

Un’applicazione avrebbe mai bisogno sia di Bluetooth Classic CHE DI Bluetooth Low Energy? Leggi il nostro articolo sull’utilizzo di entrambi in una singola applicazione.

Conclusione

Come l’Internet delle cose si espande, Bluetooth continuerà ad espandersi attraverso i diversi dispositivi che usiamo giorno per giorno. Quando Apple ha ucciso il jack per cuffie sui loro iPhone più recenti a favore delle periferiche wireless, hanno abbracciato la connettività Bluetooth come nuovo standard di connettività audio. Questa tendenza verso la connettività wireless alla fine si diffonderà a tutti gli altri dispositivi della nostra vita e il Bluetooth aiuterà a aprire la strada.

Written by Symmetry Electronics Application Engineer Augustine Nguyen

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Scritto da: Augustine Nguyen