Характеристики всех спецификаций bluetooth

Спецификации Bluetooth определяют технологические блоки всех Bluetooth устройств, которые разработчики используют для создания совместимых устройств, составляющих процветающую экосистему Bluetooth. Спецификации Bluetooth контролируются Группой специальных интересов Bluetooth SIG и регулярно обновляются и дополняются рабочими группами Bluetooth SIG для удовлетворения растущих технологий и потребностей рынка.

Основные спецификации Bluetooth Core

Самые последние, принятые основные спецификации Bluetooth Core определяют технологические блоки, которые разработчики используют для создания совместимых устройств, которые составляют экосистему Bluetooth. Спецификация Bluetooth контролируется Группой специальных интересов Bluetooth SIG и регулярно обновляется и дополняется рабочими группами Bluetooth SIG для удовлетворения растущих технологий и потребностей рынка.

Сетевые спецификации

Спецификации сетей Bluetooth объединяют недавно принятые спецификации сети Mesh (Mesh Profile, Mesh Model и Mesh Device Properties) и определяют требования, позволяющие обеспечить совместимые многоячеечные (m: m) сетевые решения для беспроводной технологии Bluetooth Low Energy (LE). Такие решения идеально подходят для крупномасштабных сетей устройств для автоматизации зданий, сетей датчиков, отслеживания активов и других сетей, в которых несколько устройств должны надежно и быстро связываться и взаимодействовать.

Профиль сети определяет фундаментальные требования, позволяющие реализовать интегрированное сетевое решение для беспроводной технологии Bluetooth LE. Mesh Model представляет модели, используемые для определения базовой функциональности узлов в сетчатой сети. Mesh Device Properties определяют свойства устройства, необходимые для спецификации модели Mesh.

Традиционные характеристики профиля

Профили позволяют Блютуз устройствам взаимодействовать с другими устройствами Блютуз. Самые современные, принятые традиционные спецификации профиля определяют возможные приложения и общие типы поведения, которые устройства с поддержкой Bluetooth используют для связи друг с другом. Профили основываются на стандарте Bluetooth, чтобы четко определить, какие данные передаются модулем Bluetooth. Приложение устройства определяет, какие профили следует поддерживать, от функций громкой связи до датчиков сердечного ритма и т.п.

Для совместимости двух устройств Bluetooth они должны поддерживать одни и те же профили. И хотя профили обычно описывают одно и то же поведение в случае использования, они различны для реализации Bluetooth BR / EDR и Bluetooth Low Energy (LE). Для совместимости между реализациями Bluetooth BR / EDR и Bluetooth LE требуется двухрежимный контроллер, по крайней мере, один. Для BR / EDR широкий диапазон принятых профилей Bluetooth описывает множество различных, обычно используемых типов приложений или случаев использования для устройств. Для Bluetooth LE разработчики могут использовать полный набор принятых профилей, или они могут использовать Generic Attribute Profile (GATT) для создания новых профилей. Эта гибкость помогает поддерживать инновационные приложения, поддерживающие совместимость с другими устройствами Bluetooth.

Профили Bluetooth обычно содержат информацию, такую как: зависимости от других профилей, предлагаемые форматы пользовательского интерфейса и другие. Для BR / EDR в профиле будут также указаны конкретные параметры и параметры на каждом уровне стека протоколов Bluetooth, используемых для выполнения его задачи.

Спецификации протокола

Самые последние, принятые спецификации протокола, включают следующие протоколы: передачи A/V (AVDTP), сетевой инкапсуляции Bluetooth (BNEP), совместимости с IrDA (IrDA), многоканальной адаптации (MCAP), Control Transport A/V (AVCTP) и RFCOMM. Данный набор спецификаций содержит протоколы, которые определяют связь между устройствами в беспроводных сетях Bluetooth.

Технические характеристики GATT

Общие атрибуты GATT — это совокупности характеристик и отношений с другими службами, которые определяют поведение устройства. Общие атрибуты (GATT) определяют иерархически инкапсулированную структуру данных, которая передается подключенным устройствам с низкой энергией (LE) Bluetooth. Технические характеристики также включают иерархию сервисов, характеристики и атрибуты, используемые на сервере атрибутов.

Верхний уровень иерархии — это профиль, который состоит из одной или нескольких служб, необходимых для выполнения прецедента. Услуга состоит из характеристик или ссылок на другие службы. Характеристика состоит из типа (представленного UUID), значения, набора свойств, указывающих операции, поддерживаемые характеристиками, и набора разрешений, относящихся к безопасности. Он также может включать один или несколько описателей — метаданные или флаги конфигурации, относящиеся к характеристике владения. GATT группирует эти службы в структуру, которая определяет процедуры и форматы услуг и их характеристики, включая обнаружение, чтение, запись, уведомление и индикацию характеристик, а также настройку трансляции характеристик.

GATT построен поверх протокола атрибутов ATT, который регламентирует, как два устройства Bluetooth Low Energy отправляют и получают стандартные сообщения. GATT не используется в реализациях Bluetooth BR / EDR, в которых используются только принятые профили. Процедуры профилей общих атрибутов определяют стандартные способы обнаружения служб, характеристик и их дескрипторов, а затем используются для передачи данных Bluetooth Low Energy устройствам. Профиль GATT описывает особенности использования, роли и общее поведение, основанное на функциональности GATT. Атрибуты GATT обеспечивают использование инноваций, сохраняя при этом полную совместимость с устаревшими устройствами Bluetooth.

Сообщения об устранении ошибок Bluetooth — Errata Service Releases

Разработчиками используются сообщения об устранении ошибок — Errata Service Releases. ESR — это документы, в которых перечислены ошибки и исправления для каждой спецификации Bluetooth с момента последней спецификации. Errata Service Releases содержат список ошибок и исправления спецификаций Bluetooth, включая спецификацию ядра, спецификации профиля и технические характеристики.

В документе ESR содержатся исправления, поскольку последняя спецификация была принята в последний раз. Служебные сообщения об ошибках рассматриваются рабочими группами Bluetooth SIG, одобренными Советом по архитектурному обзору Bluetooth и принятыми Советом директоров. Для обеспечения совместимости устройств членам рекомендуется внедрять эти принятые ошибки. Ошибки, содержащиеся в ESR, могут быть выборочно реализованы, за исключением случаев, когда явно указывается зависимость между ошибками.

Рекомендуем программу Broadcom WIDCOMM Bluetooth скачать бесплатно на компьютер или ноутбук на странице http://bluetooth.ru.com/download без регистрации и SMS для установки беспроводного соединения, добавления устройств, синхронизации, передачи данных, организации локальной Блютуз-сети.

Спецификации с первой по пятую

В 1994 — 1998 годах была придумана беспроводная технология Блютуз, основана Special Interest Group (SIG), разработаны уникальный бренд и логотип Bluetooth и спецификация 1.0. О том, что значит имя Харальд Синезубый (Harald Blatand), давший технологии название Bluetooth, — написано отдельно. Спецификация один точка ноль относилась к адаптерам, работающим в диапазоне радио частот от 2402 до 2480 МГц с максимальной мощностью до 100 мВт и до 100 дБм, радиусом действия до 100 метров.

Недостатки Bluetooth 1.0

Беспроводный интерфейс Блутус версий 1.0 и 1.0B, разработанный в 1998 году, не поддерживал анонимность соединения на уровне протокола, страдал небольшой дальностью действия, слабой помехозащищенностью, плохой совместимостью между устройствами разных производителей. Версия 1.1 избавилась от ошибок 1.0B, получила нешифрованные каналы и RSSI. Версия 1.2 получила ускоренное обнаружение и подключение, скорость до 1 Мбит/с, стойкость к помехам, улучшенное качество голоса, повтор сбойных пакетов, возможность задержки аудио сигнала при параллельной передаче видеоданных, AFH, eSCO, поддержку UART в HCI, Flow Control и Retransmission Modes для L2CAP. Летом 2002 года группа Bluetooth SIG и IEEE пришли к соглашению, и Блютуз-спецификация вошла в стандарт IEEE 802.15.1 как часть.

Обратно совместимая версия Блютуз 2.0

В 2004 году была представлена обратно совместимая с версиями 1.x версия 2.0. В Блутузе версии 2.0 появилось множество нововведений, и скорость благодаря усовершенствованию технологий трансфера по радиоканалу EnhancedDataRate при использовании EDR выросла до 2,1 Мбит/с (в теории — 3 Мбит/с). Скорость 1 Мбит/с с GFSK-модуляцией сигнала при использовании GFSK и PSK выросла до реальных 2 Мбит/с. Спецификация Bluetooth 2.0 + EDR подразумевала, что EDR подключается как дополнительный функциональный узел и возможно использование версии 2.0 без EDR. В 2007 году в версии Bluetooth 2.1 внедрены расширенные запросы характеристик устройства, более эффективное до 10 раз энергосбережение Sniff Subrating, быстрое соединение, смена ключа при сохранении соединения, защита Near Field Communication. В 2008 году в версии 2.1 + EDR снижено энергопотребление до пяти раз, повышен уровень защиты, облегчено автоматическое опознавание и соединение Блютус-устройств.

Две радиосистемы спецификации 3.0

В апреле 2009 года вышла спецификация 3.0 + HS с дополнением AMP (Alternate MAC/PHY) к 802.11 и теоретической скоростью до 24 Мбит/с (как у сетей Wi-Fi). Модули Bluetooth 3.0 + HS имели две радиосистемы: первая, работающая по стандарту Bluetooth 2.0 с минимальным энергопотреблением и теоретической скоростью 3 Мбит/с, а вторая — по стандарту 802.11, позволявшая включить скорость до 24 Мбит/с, но несовместимая со спецификациями 802.11 b/g/n. Маленькими файлами, сигналами и аудио данными устройства обмениваются по каналу с эффективным энергопотреблением, а большими файлами и пакетами — по высокоскоростному. Версия 3.1 ТН ускорилась до 40 Мбит/с в теории.

Три протокола версии 4.0

В 2010 году опубликована спецификация 4.0, включающая три протокола: с минимальным потреблением энергии LE, высокоскоростной 802.11 и обратно совместимую классику. Последние два протокола получили несущественные улучшения и исправления ошибок предыдущих версий. А вот в протоколе Low Energy с минимальным потреблением энергии внедрен особый алгоритм. Передатчик работает исключительно при отправке пакета от 8 до 27 байт на скорости 1 Мбит/с. В остальное время он спит. Соединение устанавливается менее чем за 5 мс на расстоянии до 100 метров. Применяется исправление ошибок и 128-битное AES-шифрование. Одна стандартная батарейка CR2032 в таком датчике служит несколько лет. Используется такой протокол в электронных датчиках освещенности, температуры, влажности, атмосферного давления, скорости перемещения, а также в автоматически работающих миниатюрных датчиках, размещаемых в нательных сенсорах, спортивных снарядах, тренажерах, одежде и обуви.

В 2013 году новая спецификация 4.1 оптимизировала канал беспроводной передачи и приема информации, защитила от взаимных помех и улучшила совместную работу Блютуза и LTE. Устройства IoT (Интернет Вещей) получили прямое подключение к Интернету через Блютус. В 2014 году версия 4.2 получила улучшение процесса сопряжения, энергоэффективности, безопасности, конфиденциальности и повышение скорости. В 2016 году был представлен Блютуз 5.0. Изучайте подробнее спецификации Bluetooth 5.x – на ближайшее время это актуальные версии.

Основная информация о спецификациях Bluetooth 5.x

Спецификация Bluetooth 5.0 впервые была опубликована в 2016 году. Существенные улучшения получил протокол Low Energy с низким энергопотреблением. Высокоскоростной режим ассимилировал все улучшения Wi-Fi. Появилась возможность расширения радиуса до 200 метров при ограничении скорости, либо повышение скорости за счет энергоэффективности или наоборот. Сохранена полная совместимость с предыдущими версиями.

Гармоничное сочетание в пятой версии лучших возможностей версий 4.2 и 3.0 при увеличении пропускной способности до 2 Мбит/сек в режиме BLE позволяет при поддержке устройством пятой версии обновлять через Блютуз прошивки фитнес-браслетов, смарт-часов и других гаджетов автономно и энергоэффективно. Это актуально, поскольку на некоторых гаджетах неудобно реализованное подключение к сетям Wi-Fi затрудняет процедуру беспроводного обновления программного обеспечения.

В Bluetooth 5.1 оптимизировано энергопотребление, увеличена надежность соединения, оптимизированы Пикосеть и Скаттернет, пользователи получили возможность с высокой точностью определить местоположение и направление. В 2020 году версия 5.2 получила много новых функций: LE Isochronous Channels, LE Audio, LE Power Control с оптимизацией уровня сигнала (качество / энергопотребление). Кроме того, улучшен и секьюритизирован EATT. Летом 2021 года в спецификации Bluetooth 5.3 удален функционал альтернативного расширения MAC и PHY (AMP), улучшены классификация каналов, стек протоколов и управление шифрованием, а также внедрен ряд других несущественных улучшений.

Источник

Характеристики всех спецификаций bluetooth