不同蓝牙版本的综合指南

不同蓝牙版本的综合指南

蓝牙技术自1998年诞生以来，已经走过了26年的历程，从最初的音频传输发展到如今支持物联网应用的低功耗数据传输。本文将为您详细介绍蓝牙技术的发展历程及其不同版本的特点，带您了解这一无处不在的无线技术是如何演进的。

什么是蓝牙技术?

蓝牙是无线数据和语音传输的开放全球标准，其目的是实现低成本、不同电子设备之间的短距离无线连接。

蓝牙技术的起源

蓝牙技术的起源最早可以追溯到1942年，女演员海蒂·拉玛（Hedy Lamarr）与作曲家乔治·安塞尔（George Antheil）共同申请了专利。该专利的想法是扩大影响鱼雷的信号频率范围，使过程更加安全并且更少受到干扰。但军方后来在战争期间将其改造为无线通信，进一步的发展将其转变为蓝牙等现代无线技术的基础，无线上网，和3G。

蓝牙以中世纪丹麦国王哈拉尔·蓝牙（Harald Bluetooth）命名，他统一了丹麦和挪威的分裂王国。这个名字的意思是多个不同设备的集成和交互。英特尔的Jim Kardach提出了蓝牙一词；蓝牙标志是缩写HB，源自哈拉尔德的赐名，并以古挪威文字表示。

蓝牙技术发展简史

• 在1994年，爱立信开始研究手机及其配件的低功耗无线接口。
• 在1998年，爱立信、IBM公司、英特尔、诺基亚和东芝组建“蓝牙特别兴趣小组”，制定短程无线电标准。
• 1999年看到了蓝牙0.7-1.0指定2.4GHz并定义核心协议的规范发布。
• 在后半段1999年，微软、摩托罗拉和其他人加入了促销活动，引发全球蓝牙的采用。联盟已达1,500按年份划分的成员2000。
• 2001: 1.1电气工程师学会802.15.1。
• 2003: 1.2引入自适应跳频。
• 2004: 2.1采用EDR，最大传输速率为3Mbps。
• 2007: 2.1安全配对/连接，推出NFC。
• 2009: 3.0与WiFi集成，24Mbps速度。
• 2010: 4.0选择低功耗蓝牙。
• 2013: 4.1支持LTE。
• 2014: 4.2支持IPv6和6LoWPAN。
• 2016: 5.0加倍速度，完全满足仓库管理系统数据传输的传输需求。
• 2019: 5.1增强的位置，能源管理。
• 2020: 5.2支持LE音频，埃塔。
• 2021: 5.3添加了频率的连接子额定值。
• 2023: 5.4添加了PAwR和EAD
• 通过2023年，蓝牙SIG拥有超过40,000成员。
• 2024年，蓝牙6.0即将到来。

蓝牙经过多个不同的蓝牙版本演进升级，无线通信性能增强，应用范围更广。

经典蓝牙版本：蓝牙1.0 – 3.0

蓝牙1.0

在1999年7月，蓝牙SIG正式推出蓝牙1.0规格，将技术推进到商业可行的阶段。蓝牙1.0标准主要针对点对点无线连接，例如移动设备和计算设备之间的无线通信，计算机及外围设备，手机和耳机等。

原来的蓝牙1.0规范列出了基本功能，但它没有给出足够详细的说明如何实际付诸实践。这使得不同设备很难协同工作。由于这些互操作性问题，蓝牙1.0未能达到炒作的效果，也没有像希望的那样在科技界得到广泛关注。

蓝牙1.1

非官方的1.1版本于2000年10月推出，扩展功能以支持点对多点连接并解决版本中存在的问题1.0。官方1.1规范随后于2001年3月发布。确保通讯安全，蓝牙采用加密技术，设备在连接建立期间交换密钥以验证身份。如果密钥验证失败，则无法进行通信。蓝牙1.1解决版本中设备争夺主从角色的竞争问题1.0通过明确定义配对过程。

它标准化了使用79所有地区的2.4GHz跳频方案中的频道。另外，从设备可以报告支持的通道数和数据包大小，以允许传输参数调整。

蓝牙1.2

2003年11月，蓝牙SIG发布了蓝牙1.2规格。作为蓝牙1.1容易受到802.11b无线LAN的干扰，版本1.2介绍了AFH(自适应跳频)减少对蓝牙设备和其他无线通信设备的干扰。此外，蓝牙1.2扩展ESCO的设备(增强型同步面向连接)还确定了语音/音频传输的链路类型。虽然提供了更快连接的可能性，它仍然与蓝牙兼容1.1设备。

蓝牙2.0

蓝牙2.0，2004年11月发布，引入了EDR(增强的数据速率)技术，这是较版本向前迈出的一大步1.2。与之前的版本相比，EDR将数据传输速率提高至3Mbps，带宽增加了三倍。这使得大文件传输的功耗比蓝牙低两倍1.2。蓝牙2.0支持全双工通信，可以同时传输语音和数据。还扩展了多设备连接能力。

蓝牙2.1

2007年3月，在CTIA无线2007，蓝牙2.1+EDR标准出现。一个关键功能是NFC集成，当设备距离很近时，无需手动输入即可传输密码，从而简化配对。嗅探子速率功能通过将设备之间的信号确认间隔从0.1秒延长至0.5秒来节省电量。另外，安全简单的配对(固相磷酸盐)改善了配对体验，同时增强了可用性和安全性。

蓝牙3.0

在2009年，蓝牙SIG推出蓝牙3.0+高速(HS)，维护版本2.0功能兼容性。关键的补充是利用IEEE 802.11PAL的可选高速扩展(协议适配层)支持高达24Mbps的吞吐量 - 8x比蓝牙2.0的最高3Mbps更快。

核心创新是备用MAC/PHY(安培) - 使蓝牙堆栈能够针对给定用例动态利用适当的无线电。这为EPC的功耗优化带来了一些改进(增强的功率控制)并将更大的传输卸载到802.11的较低空闲模式。此外，都柏林大学的出现(单向无连接数据)帮助改进广播功能。

蓝牙低功耗版本：蓝牙4.0 – 5.4

蓝牙4.0

在2009年12月，蓝牙4.0被揭幕 - 经典蓝牙的全面三模集成，高速，以及创新的蓝牙低功耗(这)延期。

关键突破是LE。它可降低功耗高达90%通过超低功耗空闲模式，使用专为物联网设备定制的优化低带宽协议栈。这意味着物联网传感器和小工具可以依靠微型纽扣电池运行数年。

BLE还提供3ms低延迟，超过100m范围，AES-128加密和其他强大的连接功能。在平行下，高速可实现高吞吐量，利用802.11收音机，而经典蓝牙仍然向后兼容。

这种三模式方法可以优化数据速率方面的多功能性，即高速，用于LAN应用中的高带宽利用率，用于超低功耗物联网的LE，和经典用于原始流媒体应用程序。

蓝牙4.1

引入于2013年，蓝牙4.1是一个主要版本，带来了围绕物联网的改进，主要是为了给设备带来无处不在的连接。基于蓝牙构建4.0这，它为批量数据传输提供更高的吞吐量，非常适合健身追踪器等可穿戴设备。设备可以同时作为“蓝牙智能”和“蓝牙智能就绪，”启用多设备连接。

此外，蓝牙4.1还引入了与最新蜂窝技术(包括LTE)共存的支持，以实现平滑的互连。它集成了基于IPv6的云同步支持，满足物联网应用需求。

蓝牙4.2

推出于2014年，蓝牙4.2通过IPv6和6LoWPAN协议支持互联网连接，迈出了更实质性的一步。这一创新主要使多个蓝牙设备能够通过一个网关终端连接到互联网或LAN。与蓝牙相比，它的传输速度提高了2.5倍，数据包容量提高了10倍4.1。

尤其，蓝牙4.2提高传输速率和隐私保护。新标准中的蓝牙信号只有在获得用户许可后才能连接或跟踪设备。这也让用户放心地使用可穿戴设备，无需担心未经授权的跟踪。

蓝牙5.0

蓝牙5.0早在2016年，提供比以前的蓝牙标准更高的性能。它显着提高了消息容量255字节 - 8比蓝牙容量多几倍4.2。结果是，数据传输率增加并达到甚至2低功耗模式下的Mbps，之前价格的两倍。此外，与蓝牙相比，通信范围扩大了四倍4.2，理论上可达300m。

尤其，它也在蓝牙中5.0引入室内定位和导航，并在与WiFi集成时实现亚米级精度。进一步发展之前的互联网格局和物联网，它进一步拓展了更大规模的智能家居概念。

蓝牙5.1

蓝牙版本5.1宣布于2019年，带来了突破性的测向和厘米级定位服务。此增强功能旨在借助蓝牙改进定位，事实证明，这对于室内导航和资产跟踪非常有益，该地区的一个主要问题。

这些改进包括更好的GATT缓存和冗余数据处理以减少功耗，增强广播功能，并与各种无线协议共存。蓝牙LE音频质量和同步也大幅提高。

早期的蓝牙，例如4.x，还可以处理网状网络和资产跟踪信标。然而，蓝牙5.1提供更大的多功能性和效率，它补充了上述应用程序，并且可用于任何其他现有或未来需要更高精度定位和定位的应用程序。

蓝牙5.2

蓝牙5.2其早期引入于2020年主要致力于增强音频体验。讨论的一些关键功能包括EATT(增强属性协议)，LE功率控制，CTKD，和LE同步通道支持。尤其，LE音频在连接和广播模式下启用立体声流媒体，同时增强蓝牙音频性能。蓝牙Auracase的集成使用户见证了高质量音频输出的显着改进。

蓝牙5.3

在2021年，蓝牙5.3被释放，传输效率显着提升，安全，和稳定性。与蓝牙相比5.2，蓝牙5.3减少延迟，增强抗干扰能力，并提高了电池寿命。尤其，蓝牙5.3不改变传输速度或范围。以下是四个关键增强功能：

• 连接子等级
• 加密密钥大小控制增强
• 定期广告增强
• 频道分类增强功能

蓝牙5.4

揭幕于2023年作为最新的蓝牙版本，蓝牙5.4引入了多项增强功能以提供更有效的，双向的，低功耗设备的安全通信。蓝牙的一些新方面5.4包括：

• 定期发布广告并回复(PAWR)：通过在子事件内广播小数据包来实现时间同步的双向网络，以促进同步和节能。
• 加密的广告数据(EAD) - 在广告数据包中启用数据加密。只有具有共享会话密钥的设备才能解密EAD，并且可以选择部分/完全加密来提高安全性。
• 关贸总协定安全：允许设备指示安全模式和级别。
• 广播编解码器选择：启用编解码器选择以优化BLE扩展广告的传输。

蓝牙版本比较：蓝牙与蓝牙低功耗

自版本以来4.0，蓝牙技术已分为两个不同的分支：经典蓝牙和低功耗蓝牙。我们目前的无线连接理念主要基于经典蓝牙，其应用领域包括无线扬声器等，汽车信息娱乐系统，和耳机。工作在2.4GHz频段，它使设备能够建立个人局域网以进行短距离数据传输，并已成为将音频设备与移动平台配对的重要技术。

低功耗蓝牙，另一方面，代表蓝牙生态系统内能源效率的重大进步。顾名思义，BLE的显着特点是其极低的功耗和高度优化的睡眠模式。虽然它使用与经典蓝牙相同的2.4GHz频段，它使用不同的FHSS方案，数据传输速率约为经典蓝牙的一半。

术语BT，BR，基本费率，EDR，BR/EDR，和AMP是经典蓝牙的代名词，而BLE，低功耗蓝牙，蓝牙智能，LE指的是低功耗蓝牙。

双模蓝牙，顾名思义，是经典蓝牙和蓝牙LE的结合，允许设备同时支持两种标准。

鉴于小号的受欢迎程度，各种物联网应用中的低功耗设备和传感器，BLE已成为物联网领域更占主导地位的蓝牙协议。因此，市场见证双模蓝牙芯片的发展。在本质上，BLE不仅仅是经典蓝牙的精简版，而是专为功耗敏感和低数据速率应用而设计的节能无线连接的专门迭代。

蓝牙的未来：对蓝牙有何期待6.0

自成立以来1998年，蓝牙已经经历了26年的非凡演变，从版本进展1.0到目前的5.0发布。最初专注于音频，文本，和视频传输，其范围已逐渐转向为物联网应用量身定制的低功耗数据传输。在保持向后兼容性的同时，该技术的标志，蓝牙在无数物联网设备中的应用越来越广泛。

由于BLE变体在功率效率和传输方面取得了进步，经典蓝牙版本后期停滞3.0。最新的主要更新是蓝牙5.0在2016年，优化低功耗设备的速度和范围平衡。与典型的发布节奏保持一致，蓝牙6.0预计在未来几年内。主要发展方向预计将集中在物联网领域，超越历史上移动设备的限制。蓝牙的推出5.0网格技术的成熟扩大了物联网应用的可能性。

在2024年9月3日，蓝牙信号刚刚发出有关版本蓝牙的官方声明6.0，引入新的增强功能和功能。此次更新的一大亮点是蓝牙通道探测。尽管蓝牙前景广阔6.0更新，可能需要几年时间6.0版本在消费设备和物联网产品中广泛使用。保持耐心！

有关蓝牙版本的常见问题解答

可以蓝牙吗3.0设备与蓝牙建立连接5.0设备？

蓝牙3.0设备本质上无法直接连接到蓝牙5.0设备，因为它们使用不同的传输协议。然而，某些双模蓝牙4.0设备可以同时支持蓝牙3.0和蓝牙5.0设备。

可以蓝牙吗5.0设备与蓝牙建立连接3.0设备？

蓝牙5.0设备表现出与蓝牙的向后兼容性3.0设备，从而实现两者之间的连接。不过，这种互操作性的代价是传输速率降低和功耗增加。