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蓝牙 5 各版本对比:蓝牙 5.4 新特性一览

蓝牙

蓝牙的版本对数据传输速度、功耗管理和连接稳定性都有重大影响。如今,蓝牙 5.3 和 5.4 已成为新设备的标配。那么,你是否真的需要升级硬件来支持最新的蓝牙标准呢?让我们来一探究竟。

蓝牙 5.0、5.1、5.2、5.3 和 5.4 对比

蓝牙版本5.05.15.25.35.4
发布年份20162019202020212023
数据传输速率2 Mbps无显著改进无显著改进无显著改进无显著改进
通信范围室外理论最远 240 米室内定位精度提升至厘米级无显著改进无显著改进无显著改进
新增功能1. 消息容量增至 255 字节
2. 改进广播模式
3. 低功耗模式优化
1. 引入方向查找功能
2. 优化 GATT 缓存
3. 增强广播功能
1. 引入 LE Audio
2. EATT 提升数据传输效率
3. LC3 编解码器改善音质
4. CTKD 增强安全性
1. 连接子分级减少延迟
2. 频道分类减少干扰
3. 周期性广播优化
4. 增强 BR/EDR 控制器功能
1. 引入 PAwR 节省能耗
2. 加密广播数据提升安全性
3. 低功耗 GATT 安全级别优化
4. 广播码选择
主要改进提升速度、范围和容量提高定位精度,优化能耗改善音频体验和数据传输效率提升连接稳定性和能效增强安全性和低功耗通信效率
向后兼容性与前代版本兼容与 5.0 兼容与 5.0/5.1 兼容与 5.0/5.1/5.2 兼容与 5.0/5.1/5.2/5.3 兼容

接下来我们将详细分析蓝牙 5.x 各版本的技术区别。

蓝牙 5.0

蓝牙 5.0 于 2016 年发布,相较于蓝牙 4.2 带来了显著升级。广播消息容量增加到了 255 字节,是蓝牙 4.2 的 8 倍,数据传输速率提升至 2 Mbps,通信范围增加了 4 倍,但依然保持了低能耗的特性。

在室内环境中,蓝牙 5.0 的最大通信范围可达 120 英尺(约 36.6 米),这意味着采用蓝牙 5.0 的设备能够在保持连接的同时,拥有更长的使用时间和更广阔的活动空间。

蓝牙 5.1

2019 年 1 月,蓝牙 5.1 问世,为设备带来了更精确的定位功能,其室内定位精度可达厘米级。它能够在短距离内判断连接设备的方向,大幅提升了室内导航和物品追踪的精确度。

此外,蓝牙 5.1 对通用属性配置文件(GATT)缓存进行了更新,优化了设备处理重复信息的方式,有效降低了能耗。同时,广播功能得到了进一步增强,改善了与其他无线技术的共存性。蓝牙低功耗(LE)音频的质量和同步性也得到了显著提升。

蓝牙 5.2

蓝牙 5.2 在 2020 年初正式推出,主要聚焦于提升音频体验。

该版本引入了蓝牙低功耗(LE)功率控制,进一步优化了低功耗设备的能耗管理。更重要的是,低复杂度通信编解码器(LC3)的加入,为用户带来了更高质量的音频享受,显著改善了音乐和游戏流媒体的表现。这些新特性为蓝牙广播音频(LE Audio)奠定了基础,使得用户能够从单一源设备向多个接收设备传输音频流。

蓝牙 5.2 还推出了增强型属性协议(EATT),解决了传统蓝牙设备在传输状态和功能信息时效率低下的问题。EATT 使得数据交换更加简洁高效,优化了通信通道的使用。

此外,蓝牙 5.2 引入了跨传输密钥派生(CTKD),这是一个新协议,简化了多设备之间的加密密钥管理,有效提升了安全性。

蓝牙 5.3

蓝牙 5.3 于 2021 年问世,为用户和开发者带来了多项性能升级。该版本通过智能管理设备的连接频率来实现节能,并在需要更高带宽时迅速调整连接参数,以降低延迟。

  • 连接子分级:该功能让设备能够迅速从低功耗模式切换到高功耗模式,可以在不中断连接的情况下动态调整连接参数,有效减少延迟,带来更流畅的操作体验。例如,耳机启用这一功能后,即使远离主设备,音频传输也能更加及时,延迟更低。当然,在低功耗模式下,延迟仍然存在,但已有所改善。
  • BR/EDR 控制器功能强化:蓝牙 5.3 对 BR/EDR 控制器进行了优化,负责在建立连接时协商加密密钥的大小。这一改进使得主设备能够设定最小可接受的密钥大小,从而增强 BR/EDR 连接的加密能力,提升了连接的稳定性。
  • 频道分类功能:这一新功能允许外围设备根据无线电频率的实际情况与主设备通信,减少干扰,提高连接稳定性,同时提升数据传输效率。
  • 周期性广播优化:蓝牙 5.3 对设备间信息共享方式进行了优化。在此之前,为确保数据传输可靠性,设备需反复发送相同数据。而在蓝牙 5.3 中,设备能够识别并忽略已接收的重复数据,这不仅节省了能源,还提升了周期性广播的效率,有助于延长电池续航。

蓝牙 5.4

蓝牙 5.4 于 2023 年初正式发布。这个版本在提升蓝牙功能方面取得了新的进展,尤其是在低功耗设备之间实现了更高效、双向且安全的通信。以下是蓝牙 5.4 引入的一些关键新特性:

  • 带响应的周期性广播(PAwR):这项技术允许设备以小型数据包的形式进行周期性广播,并在子事件中传输数据,以便与观察者同步并获取反馈。这种方式使得观察者能够在特定时刻对广播数据做出响应,从而有效节省能源。
  • 加密广播数据:蓝牙 5.4 引入了一种标准化的方法来加密广播数据,支持对传输数据进行部分或完全加密。这样,所有蓝牙设备都能接收广播数据,但只有拥有相应解密密钥的授权设备才能访问加密内容。
  • 低功耗 GATT 安全级别特征:这个特性允许设备在访问特定属性前,声明所需的安全通信级别。如果设备未达到这一级别,客户端将收到升级提示以获取访问权限。这一机制有助于避免应用程序切换时的中断,确保用户体验的流畅性和安全性。
  • 广播码选择:这个功能让主设备在向控制器传输广播数据时,能够选择使用的编码系统。这种灵活性有助于平衡数据传输速率和通信范围,根据具体需求优化性能。

这些新特性尤其适用于需要连接大量设备和高效数据同步的场景,比如零售的电子货架标签(ESL)应用。同时,蓝牙 5.4 也广泛应用于耳机等消费电子产品,为用户带来更优质的体验。

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