Различия между BLE 5.2, BLE 5.1, BLE 4.0 и другими протоколами BLE

NiceRF: краткое введение в различные протоколы BLE, такие как BLE 5.2, BLE 5.1 ​​и BLE 4.0.

Что такое протокол Bluetooth?

Протокол Bluetooth — это стандарт связи Bluetooth, определенный Bluetooth Special Interest Group (SIG). Компания разработала зрелые традиционные технологии Bluetooth и Bluetooth Low Energy (BLE).

Bluetooth, расстояние передачи составляет от 2 до 50 м в предыдущем протоколе Bluetooth 4.0 со скоростью 1 Мбит/с до 300 м в текущем протоколе Bluetooth 5.2 со скоростью 2 Мбит/с. Среди них Bluetooth с низким энергопотреблением может снизить энергопотребление до уровня мкА во время сна.

Различия между BLE  5.2 , BLE 5.1  , BLE  4.0 и другими протоколами BLE

БЛЭ 5.2 :

Особенности: Трансмиссия такая же, как BLE 5.1. На основе BLE 5.1 ​​он включает в себя три функции: канал синхронизации LE, расширенный протокол ATT и контроль энергопотребления LE.

Канал LE Sync: Канал LE Sync закладывает основу для реализации звука Bluetooth следующего поколения для приложений многопоточного аудио и совместного использования аудио на основе широковещательных аудиопотоков. Согласно основной спецификации версии 5.2, группа синхронизации может включать до 31 различного синхронизированного аудиопотока, а в режиме широковещательной синхронизации неограниченное количество аудиоприемников в радиусе действия связи может одновременно прослушивать общие аудиопотоки.

Enhanced ATT: протокол ATT в версии BLE 5.2 был улучшен (Enhanced Attribute Protocol), который используется для быстрого чтения значений атрибутов. Эта новая функция повысит эффективность передачи информации на основе протокола ATT и обеспечит быстрое обнаружение услуг (Fast Service Discovery). Service Discovery) и другие функции. Ожидается, что функция быстрого обнаружения услуг будет применяться в аудиотехнологии Bluetooth следующего поколения для реализации быстрого обмена соответствующей служебной информацией между аудиоустройствами.

LE Power Control: BLE  5.2 определяет двунаправленный протокол управления питанием для Bluetooth Low Energy (LE Power Control), который можно использовать для реализации различных сценариев применения, помогая еще больше снизить энергопотребление и улучшить возможности подключения устройств, сохраняя при этом стабильность и надежность подключения.

БЛЭ 5.1:

Особенности: Трансмиссия такая же, как BLE 5.0. Разница между BLE 5.1 ​​и BLE 5.0 заключается в том, что в первой добавлены функции пеленгации и позиционирования на уровне сантиметра. Эта недавно добавленная функция BLE 5.1 ​​может заменить традиционное позиционирование с помощью Wi-Fi, что может сделать позиционирование в помещении более точным, а также позволяет точно определять положение мелких объектов, чтобы избежать потери предметов.

БЛЭ 5.0:

По сравнению с BLE 4.2, BLE 5.0 удваивает скорость передачи данных — с 1 Мбит/с до 2 Мбит/с. Более высокие скорости передачи удвоят скорость передачи данных, одновременно улучшая спектральную и энергетическую эффективность, значительно снижая энергопотребление и позволяя использовать новые приложения с более высокой пропускной способностью, такие как аудио, с увеличением размера однопакетных данных с исходных 20 байт до максимальных 256 байт. Покрытие стандарта BLE 5.0 будет в четыре раза больше, чем у BLE 4.2, что составляет около 300 метров. Емкость широковещательной связи BLE 5.0 увеличена с 31 байта BLE 4.2 до 255 байт, а расширенные возможности вещания принесут более качественные маяки для создания большего количества служб позиционирования внутри помещений и навигационных служб на основе местоположения без необходимости сопряжения и проводной передачи данных. реализовано, а точность позиционирования в помещении составляет менее 1 метра, что улучшает функцию точности позиционирования в помещении.

БЛЭ 4.2:

Возможности: улучшение безопасности соединения LE, защита конфиденциальности, реализация передачи больших данных.

Безопасность соединения LE: согласно определению Spec, парные каналы шифрования BLE 4.0 и 4.1 основаны на шифровании AES-CCM, но поскольку обе стороны Bluetooth 4.1 используют один и тот же ключ, существуют риски и уязвимости, связанные с взломом. Связующее соединение BLE 4.2 зашифровано алгоритмом обмена ключами Diffie-Hellman Key Exchange. Каждое устройство имеет пару пар ключей: открытый ключ и закрытый ключ. Закрытый ключ хранится сам по себе, а открытый ключ передается другой стороне. Зашифрованный файл шифруется собственным секретным ключом и открытым ключом другой стороны, а получатель расшифровывает его с помощью своего собственного закрытого ключа и открытого ключа передающей стороны, тем самым эффективно предотвращая возникновение инцидента взлома посредником. ключ.

Защита конфиденциальности: во время трансляции Bluetooth будет иметь собственный BD-адрес (адрес устройства Bluetooth), который является единственным MAC-адресом Bluetooth. Это очень полезно в некоторых приложениях, таких как приложения для отслеживания логистики, и логистические устройства можно фиксировать по адресу BD. . Однако некоторые приложения не хотят, чтобы их адрес BD был доступен для мониторинга ведущего устройства. BLE 4.2 предоставляет гибкий выбор. BLE 4.2 предусматривает, что ведомое устройство может выбрать отправку случайного адреса BD в широковещательном режиме, так что ведущее устройство может получить свой реальный адрес BD только после того, как оно будет подключено к устройству. Кроме того, адрес BD режима вещания устройства представляет собой случайную последовательность.

Реализация передачи больших данных: BLE 4.1 поддерживает однопакетную передачу данных размером до 23 байт, а BLE 4.2 поддерживает однопакетную передачу данных размером до 255 байт, что значительно повышает скорость передачи данных.

БЛЭ 4.1:

Особенности: Улучшенная скорость передачи данных, возможность сосуществования главного и подчиненного устройств, поддержка 32-битного UUID.

Улучшение скорости передачи данных: по сравнению с BLE 4.0 максимальная скорость передачи данных на пакет BLE 4.1 увеличена с 20 байт до 23 байт, что увеличивает скорость передачи данных на 15%.

Сосуществование главного и подчиненного устройств. Топология канального уровня была обновлена, чтобы обеспечить одновременное сосуществование главного и подчиненного устройства с одним устройством (чередование временных интервалов) и топологию соединения «ведущий-множество подчиненных».

Поддержка 32-битного UUID: 32-битный UUID относится к UUID, передаваемому в широковещательном пакете. Полный 128-битный UUID получается путем сопоставления широковещательного 32-битного UUID, чтобы эффективная длина широковещательных данных в широковещательном пакете была больше.

БЛЭ 4.0:

Особенности: физический уровень и канальный уровень с низким энергопотреблением, шифрование AES, протокол атрибутов (ATT), общий профиль атрибутов (GATT), диспетчер безопасности (SM).

Выше приведена разница между BLE 5.2, BLE 5.1, BLE 4.0 и другими протоколами BLE. Надеюсь, это вам поможет.

Рекомендуемые сопутствующие товары: 

Модуль BLE BLE5201 с использованием основного чипа Silabs и протокола BLE 5.2

Модуль BLE BLE5101 поддерживает сосуществование главного и подчиненного устройств и протокол BLE 5.1.

Модуль BLE 4.0 UART BLE RF2541 использует чип CC2541 SOC

Модуль BLE 4.0 UART BLE RF2541-PL2 поддерживает обновление по воздуху