蓝牙的那些年
时过境迁,基于FHSS的蓝牙技术也发生了巨大的变化——其标准从蓝牙1.0升级到蓝牙5.0再到乐音响。在这个技术变革的过程中,蓝牙改变了什么?
蓝牙技术的起源
蓝牙技术可以追溯到199 4。当初爱立信致力于蓝牙技术的研究,作为RS-232数据线的替代品。RS-232是常用的串行通信接口标准之一,由美国电子工业协会(EIA)和贝尔系统公司、调制解调器制造商和计算机终端制造商在1970 * * *共同制定。RS-232总线规定了25条线路,包含两个信号通道,即第一通道(称为主通道)和第二通道(称为辅助通道)。RS-232采用点对点连接,通常一个串口只能连接一个外设。蓝牙技术可以连接多个设备,从而克服了数据同步的问题。因此,蓝牙技术被认为是一种低功耗、低成本的手机与其他配件之间的无线通信连接方式。
199 7年,爱立信以此理念与移动设备厂商接触,商谈其项目合作开发,并获得支持。199 8年,爱立信、诺基亚、东芝、IBM、Intel等五家公司成立了蓝牙技术联盟的前身“特殊利益集团”(SIG),目标是开发一种低成本、高效率的蓝牙技术标准,可以在短距离内任意无线连接。其中,关于蓝牙的命名,发生了一件有趣的事情。当时,SIG的合同框架已经接近完成,但这种短期无线连接技术的正式名称尚未确定。因为它的通俗名字潘,在当时的互联网搜索引擎中已经有了很高的流量,所以商标搜索失败。英特尔的Jim Kardach建议使用蓝牙作为临时代号。后来,卡尔达赫被引述说,“德国哈拉尔德国王蓝牙因联合斯堪的纳维亚而闻名,就像我们打算通过短程无线链接将PC和蜂窝产业结合起来一样。”
版本0.7是蓝牙的第一个标准版本,支持基带和LMP通信协议。然后SIG成立,蓝牙0.8、0.9、1.0草案、1.0a、1.0B版本相继发布。199下半年,微软、摩托罗拉、三星、朗讯、蓝牙任务组等五家公司联合成立了蓝牙技术推广组织,在全球掀起了一股蓝牙热潮。
蓝牙标准的演进推动了终端应用的变化。
在这股蓝牙热潮下,蓝牙标准也随着科技终端应用的需求而改变。
1999年发布的蓝牙版本1.0,因为技术上的数据泄露问题,并没有马上大规模使用。另外,当时对应蓝牙功能的电子设备种类很少,蓝牙设备也非常昂贵,这也是蓝牙没有被大规模采用的原因之一。直到2001,蓝牙1.1才成为第一个正式商用版本,开始上市。该版本的蓝牙标准也被正式纳入IEEE标准,也称为IEEE 802.15.1。同年,SIG成员公司超过2000家。
若干年后,蓝牙已经成为电子产品的必备功能,其价格也因技术的成熟而大幅下降。为了拓宽蓝牙的应用层次和传输速度,SIG在2003年推出了1.2,在2004年推出了2.0,增加了很多新功能。维基百科资料显示,2.0版本增加了EDR(增强数据速率,以2.0的技术标准,最大传输速度将提升至3Mbps)、A2DP(高级音频分发模式,主要用于立体声耳机)、AVRCP(A/V遥控模式)等东西。蓝牙2.0将传输速率提升至2Mbps和3Mbps,远高于1.x版本的1Mbps(实际约723.2kbps)。蓝牙2.0版本开始支持双工模式——即同时进行语音通信和数据传输。也是从这个版本开始,蓝牙得到了市场的认可。随后在2007年年中,SIG对存在的问题进行了改进,发布了蓝牙2.1版本。这时蓝牙技术的出现,使得手机之间可以互相传输音频、视频和图片。然而在当时,手机之间通过蓝牙的连接是复杂的。配对的两边都显示一个6位数,用户检查数字是否一致,输入是/否,两端都显示是匹配。虽然当时很繁琐,但是可以防止中间人攻击。
2009年,蓝牙3.0也开始面向市场,采用了全新的交变射频技术,取消了UMB应用。今年4月,蓝牙技术联盟发布了蓝牙核心规范3.0版(3.0 +HS),这是一种全新的替代射频技术。蓝牙3.0 +HS提高了数据传输速率,集成802.11PAL最高速度可达24Mbps,是蓝牙2.0的8倍。此外,还引入了增强的功率控制,实际空闲功耗明显降低。此功能还增加了闭环功率控制,这意味着在接收应答的同时可以扩展RSSI滤波。此外,该版本中还增加了“直奔ma mum power”的请求,以应对耳机的链路丢失,传统蓝牙耳机也逐渐进入市场。
2010年,三一蓝牙4.0的发布再次改变了蓝牙技术。该版本发布时,SIG还提出了三种模式:低功耗蓝牙、传统蓝牙和高速蓝牙。其中,高速蓝牙侧重于数据交换和传输;传统的蓝牙侧重于信息通信和设备连接。蓝牙低功耗,顾名思义,主要是基于不占用太多带宽的设备的连接。前身其实是诺基亚开发的Wibree技术。它最初是一种专门为移动设备开发的极低功耗移动无线通信技术。被SIG接受并标准化后,更名为蓝牙低功耗(以下简称低功耗蓝牙)。这三种协议规范还可以相互结合,实现更广泛的应用模式。此外,蓝牙4.0还将蓝牙的传输距离提升至100米以上(低功耗模式条件下)。至此,蓝牙4.0的发布也为物联网的下一步发展奠定了基础。
然后在2013年底,蓝牙技术联盟推出了蓝牙4.1规范,旨在让蓝牙智能技术成为物联网发展的核心驱动力。该版本改进了对LTE和批量数据交换速率的支持,并通过允许设备同时支持多个角色来帮助开发人员实现创新。蓝牙4.1版,支持该标准的耳机、手表、键盘、鼠标可以独立收发数据,无需使用PC、平板、手机等数据集线器。比如智能手表、计步器,可以绕过智能手机,直接实现对话。2014年,SIG更新了蓝牙标准,推出了蓝牙4.2,不仅速度提升了2.5倍,而且更加私密,还可以通过IPv6连接网络。该技术允许多个蓝牙设备通过一个终端接入互联网或局域网,使得大多数智能家居产品可以抛弃相对复杂的WiFi连接,转而采用蓝牙传输,使得个人传感器与家庭的互联更加方便快捷。
2016随着物联网应用的爆发,蓝牙标准不断演进。在此期间,SIG发布了蓝牙5.0版本。与蓝牙4.0版本相比,5.0传输速度提高了2倍,传输距离提高了4倍,数据传输容量提高了8倍。同时可以用Wi-Fi ***存储,互不干扰。2019年,SIG推出蓝牙5.1,增加了测向功能,将蓝牙定位精度提升到厘米级,功耗更低,传输更快,距离更远,定位更准确。随着蓝牙5.1标准的出台,业界看到了蓝牙技术应用于室内定位的前景,这也是蓝牙技术未来的发展前景之一。
此外,随着万物互联时代的到来,蓝牙技术也被吸收和扩展。除了蓝牙1、2、3、4、5系列标准,蓝牙技术联盟在2017年7月正式宣布蓝牙技术开始全面支持Mesh网状网络。据悉,蓝牙Mesh将兼容蓝牙4和5系列协议。全新的Mesh功能提供了设备间多对多的传输,尤其提高了构建大规模网络覆盖的通信能力。它适合楼宇自动化和无线传感器网络等IOT解决方案,这些解决方案需要数万台设备在可靠、安全的环境中进行传输。随着蓝牙Mesh的引入,智能家居得到了极大的发展,该领域也被视为蓝牙未来发展的另一个方向。在2018国际消费电子展上,阿里巴巴与联发科宣布将共同推进蓝牙Mesh技术,并签署合作协议,从而开创了首个支持蓝牙Mesh技术的智能Mesh无线连接方案。
新的蓝牙标准将再次改革终端应用。
5438年6月+2020年10月,蓝牙技术联盟在拉斯维加斯举办的CES2020上发布了其新一代蓝牙音频技术标准——低功耗音频LE Audio。随着TWS耳机的爆发,这一方案引起了关注。因此,有业内人士认为,乐音频蓝牙标准将再次对终端应用产生重大影响。
众所周知,传统的蓝牙耳机因为音质和续航不尽如人意,之前并没有得到广泛的应用。采用乐Audio蓝牙标准的TWS耳机可以在更长的距离上传输更好的声音,并且能耗更低。根据SIG官网介绍,在提升音质方面,乐音频蓝牙标准包含了一种新的高质量、低功耗的音频编解码器,即低复杂度通信编解码器(LC3)。LC3甚至可以在低数据速率下提供高质量,这将为开发人员提供极大的灵活性,使他们能够在音频质量和功耗等关键产品属性之间做出更好的设计妥协。据相关报道,LC3的音质提升了3倍,但传输音频时的能耗却降低了3倍。
据相关报道,SIG将在今年推出乐音响的独立功能,SIG预计芯片厂商将在未来一年至18个月内发布支持乐音响的新设计。这是因为在TWS耳机更有意义之前,乐音频需要手机支持乐音频标准。因此,在这种情况下,TWS耳机离他们真正的爆发期还很远。
同时,SIG还在其官网介绍,乐音响不仅会给TWS耳机带来发展机遇,这一标准也会促进其他音响产品的发展。例如,乐音响将推动蓝牙助听器的发展,从而将蓝牙音响的所有好处带给越来越多的听障人士。LE Audio还将添加广播音频,以便音频源设备可以向无限数量的音频接收设备广播一个或多个音频流。广播音频为创新提供了重要的新机遇,包括支持新的蓝牙用例“音频* * *”。蓝牙音频享受可以是个人的或基于位置的。通过个人音频享受,人们将能够与周围的人一起享受蓝牙音频体验。例如,与家人和朋友一起欣赏智能手机上的音乐。通过基于位置的音频享受,机场、酒吧、健身房、电影院和会议中心等公共场所现在都可以享受蓝牙音频,从而增强游客的体验。
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根据以上数据,蓝牙已经从最初的音频传输、图形传输、视频传输,发展成为物联网传输的主角。尤其是在去年,蓝牙技术的发展也导致了TWS耳机市场的转变。从蓝牙技术的变化来看,其发展对下游终端产品的影响很大。随着近年来终端产品的多样化趋势,也为蓝牙的发展带来了新的机遇。
同时,作为无线通信的一员,蓝牙技术还需要与WiFi等其他无线传输技术竞争,而蓝牙技术如何在这场竞争中保持优势,值得业界关注。