原文

http://sina.com.hk/news/article/20131223/0/5/0/-38766.html?cf=o.digital

http://www.2cm.com.tw/markettrend_content.asp?sn=1406230028

 

在智能移動設備上,藍牙一直扮演著重要的角色。通過藍牙來連接耳機、鍵鼠、音箱等設備確實給我們帶來了很大的便利,不過藍牙技術的應用好像也是僅此 而已。近日,藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)對藍牙標准進行了更新,發布了最新的藍牙4.1標準,那麼這個最新的標準有些什麼改變,對用戶又意味著什麼呢?

改善數據傳輸,迎合可穿戴設備需求

如果說藍牙4.0主打的是省電特性的話,那麼此次升級藍牙4.1的關鍵詞應當是IOT(全聯網),也就是把所有設備都聯網的意思。為了實現這一點,對通訊功能的改進是藍牙4.1最為重要的改進之一。

首 當其衝的就是批量數據的傳輸速度,大家知道藍牙的傳輸速率一直非常渣,與已經跨入千兆的WiFi相比毫無可比性。所以藍牙4.1在已經被廣泛使用的藍牙 4.0 LE基礎上進行了升級,使得批量數據可以以更高的速率傳輸。當然這並不意味著可以​​用藍牙高速傳輸流媒體視頻,這一改進的主要針對的還是剛剛興起的可穿 戴設備。例如已經比較常見的健康手環,其發送出的數據流並不大,通過藍牙4.1能夠更快速地將跑步、游泳、騎車過程中收集到的信息傳輸到手機等設備上,用 戶就能更好地實時監控運動的狀況,這是很有用處的。

在藍牙4.0時代,所有採用了藍牙4.0 LE的設備都被貼上了“Bluetooth Smart”和“Bluetooth Smart Ready”的標誌。其中Bluetooth Smart Ready設備指的是PC、平板、手機這樣的連接中心設備,而Bluetooth Smart設備指的是藍牙耳機、鍵鼠等擴展設備。之前這些設備之間的角色是早就安排好了的,並不能進行角色互換,只能進行1對1連接。而在藍牙4.1技術 中,就允許設備同時充當“Bluetooth Smart”和“Bluetooth Smart Ready”兩個角色的功能,這就意味著能夠讓多款設備連接到一個藍牙設備上。舉個例子,一個智能手錶既可以作為中心樞紐,接收從健康手環上收集的運動信 息的同時,又能作為一個顯示設備,顯示來自智能手機上的郵件、短信。借助藍牙4.1技術智能手錶、智能眼鏡等設備就能成為真正的中心樞紐。

除 此之外,可穿戴設備上網不易的問題,也可以通過藍牙4.1進行解決。新標準加入了專用通道允許設備通過IPv6聯機使用。舉例來說,如果有藍牙設備無法上 網,那麼通過藍牙4.1連接到可以上網的設備之後,該設備就可以直接利用IPv6連接到網絡,實現與WiFi相同的功能。儘管受傳輸速率的限制,該設備的 上網應用有限,不過同步資料、收發郵件之類的操作還是完全可以實現的。這個改進的好處在於傳感器、嵌入式設備只需藍牙便可實現連接手機、連接互聯網,相對 而言WiFi多用於連接互聯網,在連接設備方面效果一般,無法做到藍牙的功能。未來隨著物聯網逐漸走進我們的生活,無線傳輸在日常生活中的地位也會越來越 高,藍牙作為普及最廣泛的傳輸方式,將在“物聯網”中起 ​​到不可忽視的作用。

不過,藍牙完全適應IPv6則需要更長的時間,所以就要看芯片廠商如何幫助藍牙設備增加IPv6的兼容性了。

簡化設備連接

在 各大手機廠商以及PC廠商的推動下,幾乎所有的移動設備和筆記本電腦中都裝有藍牙的模塊,用戶對於藍牙的使用也比較多。不過仍有大量用戶覺得藍牙使用起來 很麻煩,歸根結底還是藍牙設備較為複雜的配對、連接造成的。試想一下,如果與手機連接的智能手錶,每次斷開連接後,都得在設置界面中手動選擇一次才能重新 連接,這就非常麻煩了。之前解決這一問題的方法是廠商在兩個藍牙設備中都加入NFC芯片,通過NFC近場通訊的方式來簡化重新配對的步驟,這本是個不錯的 思路。只是搭載NFC芯片的產品不僅數量少,而且價格偏高,非常小眾。

藍牙4.1針對這點進行了改進,對於設備之間的連接和重新連接進行 了很大幅度的修改,可以為廠商在設計時提供更多的設計權限,包括設定頻段創建或保持藍牙連接,這以改變使得藍牙設備連接的靈活性有了非常明顯的提升。兩款 帶有藍牙4.1的設備之前已經成功配對,重新連接時只要將這兩款設備靠近,即可實現重新連接,完全不需要任何手動操作。舉個例子,以後使用藍牙4.1的耳 機時,只要打開電源開關就行了,不需要在手機上進行操作,非常的簡單。

現場展示將兩部手機靠近,藍牙即自動連接

與4G和平共處

在 移動通信領域,近期最火的話題莫過於4G了,已經成為全球無線通信網絡一個不可逆轉的發展趨勢。而藍牙4.1也專門針對4G進行了優化,確保可以與4G信 號和平共處,這個改進被藍牙技術聯盟稱為“共存性”。可能大家會覺得疑惑,手機網絡信號和藍牙不是早就共存了麼,為什麼藍牙4.1還要特別針對這點改進 呢?這是因為在實際的應用中,如果這兩者同時傳輸數據,那麼藍牙通信就可能受到手機網絡信號的干擾,導致傳輸速率的下降。因此在全新的藍牙4.1標準中, 一旦遇到藍牙4.1和4G網絡同時在傳輸數據的情況,那麼藍牙4.1就會自動協調兩者的傳輸信息,從而減少其它信號對藍牙4.1的干擾,用戶也就不用擔心 傳輸速率下降的問題了。

藍牙4.1並不遙遠

按照以往的經驗,藍牙新標準發布之後,沒個一年半載是很難有產品出現的。不過 在藍牙4.1上並不會出現這樣的問題,因為藍牙4.1不僅可以向下兼容藍牙4.0,更重要的是對現有的藍牙4.0設備來說,不需要更換芯片,只需要升級固 件就可以升級到藍牙4.1。這對於用戶來說,無需花錢購買新設備即可用上藍牙4.1,享受各種新功能,這絕對是一個福利。不久後你可以看到各種設備開始升 級藍牙固件,為的就是支持這個新標準。

現有藍牙4.0設備可以直接升級至藍牙4.1

延伸閱讀:藍牙的發展之路

藍牙最初由愛立信公司創制,後來由藍牙技術聯盟訂定技術標準。這個無線技術的名稱取自古代丹麥維京國王Harald Blaatand的名字,直接翻譯成中文,便是“藍牙”。

1998年藍牙推出0.7版,這是藍牙的首個版本,支持Baseband與LMP通訊協定兩部分。

1999 年這是藍牙發展歷史上的重要一年。在這一年藍牙技術聯盟的前身特別興趣小組(​​SIG)成立。在同年藍牙先後發布了0.8版、0.9版、1.0 Draft版以及1.0a版,特別是7月26日發布的1.0a,確定使用2.4GHz頻譜,最高資料傳輸速度1Mbps,同時開始了大規模宣傳。不過在當 時藍牙並未得到廣泛的應用,藍牙裝置的價格也非常的昂貴。

2001年藍牙1.1為首個正式商用的版本,因是早期設計,容易受到同頻率之產品所干擾下影響通訊質量。

2003年藍牙1.2推出,為了解決容易受干擾的問題,加上了(改善Software)抗干擾跳頻功能。

2004年藍牙2.0推出,它實際上就是1.2版的升級版,傳輸速率大幅提升的同時,開始支持雙工模式——即一面作語音通訊,同時也可以傳輸數據。從這個版本開始,藍牙得到了廣泛的應用。

2007年藍牙2.1發布,對存在的問題進行了改進,包括改善配對流程、降低功耗等。

2009年藍牙3.0正式發布,採用了全新的交替射頻技術,並取消了UMB應用。

2010年三位一體的藍牙4.0發布,包括傳統藍牙、低功耗藍牙和高速藍牙技術,這三個規格可以組合或者單獨使用。

2013年底推出了藍牙4.1版 -- IOT 自動連接 4G抗干擾

 

 

新版藍牙技術將廣為物聯網設備採用。延續藍牙Smart推出的4.1版,可提供開發人員更高的靈活度與掌控權,並讓IPv6設備建立專屬通訊頻道,實現網路連結的持續性和高度相容彈性,將成為物聯網願景不可或缺的重要技術。
藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)在2010年發布(Bluetooth)4.0規格後,新一代Bluetooth Smart技術也應運而生,這是史上最迅速受到廣泛採用的無線技術。Bluetooth Smart有兩個特別之處:超低能耗,以及將設備直接連接至手機、平板電腦和個人電腦上的應用能力。 這個智慧、節能的藍牙技術版本,讓大量全新的「智慧配件」成為可能,且僅需一顆小小的電池即可長時間運行,並可將資料發送至應用程式端,進而將資料轉換為對終端使用者有用的資訊,讓設備變得更具智慧。

目前,各大智慧型手機作業系統均原生支援Bluetooth Smart技術。根據ABI Research研究指出,2011年,搭載Bluetooth Smart技術的Bluetooth Smart Ready藍牙設備,產量為三億四千一百萬件;到2018年,將達到二十七億件。Bluetooth Smart的推出,將掀起一陣「我的物聯網」(Internet of My Things)浪潮。

瞄準萬物互聯 藍牙4.1現身

為了讓Bluetooth Smart技術最終成為萬物互聯(Internet of Everything)發展的核心動力,藍牙技術聯盟在2013年底推出了藍牙4.1版。此更新是藍牙技術發展史上一項非常重要的進步,對於開發人員社群而言,這項更新提供更高的靈活度及掌控權,讓開發人員能夠創造更具創新及直覺性,並催化物聯網(IoT)發展的產品。

藍牙4.1版的推出延伸了藍牙的品牌承諾。在這樣的品牌承諾下,新版本規格的主要設計目的,就是提升消費者的使用性,而其中須要解決的問題,是藍牙技術和長程演進計畫(LTE)技術的並存。

與LTE技術共存

在未來1年,高階至低階的智慧型手機皆有可能配備LTE技術,同時消費者也漸漸傾向於,將多個智慧配件同時連接至中樞(Hub)設備。

藍牙設備的傳輸頻寬為2.45GHz,而LTE通常也會在相同或近似頻率運行,隨著LTE和Bluetooth Smart技術的使用量增加,消費者在同一設備上使用這兩項技術時,其使用體驗可能將受到干擾。

4.1版的更新讓藍牙設備和LTE技術可以協同通訊,降低兩個頻道之間發生鄰近頻帶(Near-band)干擾的可能性,避免消費者困擾。這兩個技術的頻道將自動協同通訊,發揮最佳表現。

提升配對體驗 

頻道干擾並非使用者在過去面臨的唯一挑戰,在每一次須要建立藍牙連結時,使用者都必須啟動配對才能建立連結,重複的配對動作也會對電池壽命造成額外的損耗。有了4.1版本,開發人員在建立及維持藍牙連結方面可擁有更高的掌控權,能在連線配對的時間間隔上做更具彈性及多元的設定。

舉例來說,開發人員可增加連結廣告之間的間隔,廣告商可選擇所設定的廣告間隔中,在每個已開通的廣告通道上傳輸ADV_DIRECT_IND廣告資料包。在設備分開時,用戶將不會再遇到連結中斷的情況,可進而降低電力損耗,更可同時改善終端用戶的使用性。

呼應節能流行風

能源節約是Bluetooth Smart技術的核心,因此4.1更新版在提升使用者體驗的同時,也自然而然地專注於尋找節能的新方法。由於可穿戴技術越來越受用戶歡迎,4.1版非常重要的功能之一,即是能夠處理伴隨穿戴裝置而來的資料傳輸量增加的問題。基於邏輯鏈結控制(Logical Link Control)和邏輯鏈路控制與調適通訊協定(Logical Link Control and Adaptation Protocol, L2CAP)機制,4.1版目前提供的核心支援,可提高批次或塊狀資料傳輸的效率(資料有效載荷高達64Kbytes),同時盡量降低兩個Bluetooth Smart設備之間的負荷。

在過去,間斷性的設備資料傳輸可能使更新資料時造成電能損耗,例如收集跑步、騎自行車或游泳過程中資料的感測器,新的版本可讓使用者在運動中的資料蒐集,及回家後的資料傳輸和更新,更具效率。

裝置智慧連結 資料直接傳輸

雖然節能十分關鍵,但Bluetooth Smart技術同樣重視智慧連結,促成設備與應用之間的直接資料傳輸,為終端使用者提供有用資訊。在致力於能源節約及促進物聯網發展的目標下,藍牙4.1版提供一項重大更新,即為採用4.1版的設備,現在可以同時做為中樞和終端設備(Endpoint Device)。省去對中樞設備的需求後,這些周邊感測器彼此之間可以獨立通訊,並會在傳輸其蒐集的所有資訊至另一地點前,構建屬於它們自己的網路。透過雙模拓撲和鏈結層拓撲軟體功能,設備能夠同時在多種模式下運行,並透過Bluetooth Smart技術進行通訊。

對於應用開發人員而言,4.1版意味著在設計支援多個角色的創新產品時有更高的靈活性。這項更新在穿戴技術日趨成熟,並越來越依賴感測器支援的趨勢下尤為有用。

4.1更新版所帶來的種種好處中,非常關鍵的一項,是開發人員將不再須要使用閘道設備連結上網;藍牙4.1版為未來的IP連結奠定了基礎,令IPv6設備能夠建立專屬的通訊頻道。這些更新增加了Bluetooth Smart感測器採用IPv6的可能性,為開發人員和原始設備製造商提供確保連結持續性,和相容性的高度彈性,實現隨時互聯的願景,使物聯網概念迅速演變為「萬物互聯」。

目前,市場已從滿足於一對一設備連結,迅速轉變為要求一對多的設備連結。在物聯網時代來臨的趨勢下,藍牙4.1版做出的這些更新,將大幅支持其發展。隨著發展持續進行,新的時代也將到來,無論是更具智慧的健身追蹤設備,還是自動家居照明,藍牙技術將繼續成為一項不可或缺的技術。

 

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