Unterschiede zwischen BLE 5.2, BLE 5.1, BLE 4.0 und anderen BLE-Protokollen

NiceRF: Eine kurze Einführung in verschiedene BLE-Protokolle wie BLE 5.2, BLE 5.1 ​​und BLE 4.0.

Was ist das Bluetooth-Protokoll?

Das Bluetooth-Protokoll ist ein Bluetooth-Kommunikationsstandard, der von der Bluetooth Special Interest Group (SIG) definiert wurde. Es hat ausgereifte traditionelle Bluetooth- und Bluetooth Low Energy (BLE)-Technologien entwickelt.

Bei Bluetooth beträgt die Übertragungsentfernung 2 bis 50 M im vorherigen Bluetooth 4.0-Protokoll mit einer Rate von 1 Mbit/s und 300 M im aktuellen Bluetooth 5.2-Protokoll mit einer Rate von 2 Mbit/s. Unter anderem kann Bluetooth mit geringem Stromverbrauch den Stromverbrauch im Schlaf auf uA-Niveau senken.

Unterschiede zwischen B LE  5.2 , B LE  5.1, B LE  4.0 und anderen BLE-Protokollen

BLE 5.2 :

Merkmale: Die Übertragung ist die gleiche wie bei BLE 5.1. Basierend auf BLE 5.1 ​​umfasst es drei Funktionen: LE-Synchronisationskanal, erweitertes ATT-Protokoll und LE-Stromverbrauchskontrolle.

LE Sync Channel: Der LE Sync Channel legt den Grundstein für die Implementierung von Bluetooth-Audio der nächsten Generation für Multi-Stream-Audio- und Audio-Sharing-Anwendungen auf Basis von Broadcast-Audiostreams. Gemäß der Kernspezifikation von Version 5.2 kann eine Synchronisationsgruppe bis zu 31 verschiedene synchronisierte Audiostreams umfassen, und im Broadcast-Synchronisationsmodus kann eine unbegrenzte Anzahl von Audioempfängern innerhalb der Kommunikationsreichweite gleichzeitig die gemeinsam genutzten Audiostreams abhören.

Erweitertes ATT: Das ATT-Protokoll in der BLE 5.2-Version wurde verbessert (Enhanced Attribute Protocol), das zum schnellen Lesen von Attributwerten verwendet wird. Diese neue Funktion wird die Effizienz der Informationskommunikation basierend auf dem ATT-Protokoll verbessern und eine schnelle Serviceerkennung (Fast Service Discovery) ermöglichen. Service Discovery) und andere Funktionen. Es ist absehbar, dass die Funktion zur schnellen Serviceerkennung in der Bluetooth-Audiotechnologie der nächsten Generation zum Einsatz kommt, um den schnellen Austausch relevanter Serviceinformationen zwischen Audiogeräten zu realisieren.

LE Power Control: BLE  5.2 definiert ein bidirektionales Leistungssteuerungsprotokoll für Bluetooth Low Energy (LE Power Control), das zur Umsetzung verschiedener Anwendungsszenarien verwendet werden kann und dabei hilft, den Stromverbrauch weiter zu senken und die Gerätekonnektivität zu verbessern, während gleichzeitig die Stabilität und Zuverlässigkeit der Konnektivität erhalten bleibt.

BLE 5.1:

Merkmale: Die Übertragung ist die gleiche wie bei BLE 5.0. Der Unterschied zwischen BLE 5.1 ​​und BLE 5.0 besteht darin, dass ersteres Funktionen zur Peilung und Positionierung auf Zentimeterebene hinzufügt. Diese neu hinzugefügte Funktion von BLE 5.1 ​​kann die herkömmliche WiFi-gestützte Positionierung ersetzen, wodurch die Positionierung in Innenräumen genauer wird und auch die Position kleiner Objekte genau lokalisiert werden kann, um den Verlust von Gegenständen zu vermeiden.

BLE 5.0:

Im Vergleich zu BLE 4.2 verdoppelt BLE 5.0 die Datenübertragungsgeschwindigkeit von 1 Mbit/s auf 2 Mbit/s. Schnellere Übertragungsgeschwindigkeiten verdoppeln die Datenübertragungsraten bei gleichzeitiger Verbesserung der Spektral- und Energieeffizienz, reduzieren den Stromverbrauch erheblich und ermöglichen neue Anwendungen mit höherem Durchsatz wie Audio, wobei Einzelpaketdaten von ursprünglich 20 Byte auf maximal 256 Byte erweitert werden. Die Abdeckung des BLE 5.0-Standards wird viermal so groß sein wie die von BLE 4.2, was etwa 300 Metern entspricht. Die BLE 5.0-Broadcast-Kommunikationskapazität wird von 31 Bytes von BLE 4.2 auf 255 Bytes erhöht, und die verbesserte Broadcast-Fähigkeit wird bessere Beacons mit sich bringen, um mehr standortbasierte Indoor-Positionierungsdienste und Navigationsdienste zu erstellen, ohne dass eine Kopplung und Verkabelung zur Datenübertragung erforderlich ist realisiert, und die Indoor-Positionierungsgenauigkeit beträgt weniger als 1 Meter, was die Indoor-Positionierungsgenauigkeitsfunktion verbessert.

BLE 4.2:

Merkmale: Verbesserung der LE-Verbindungssicherheit, Schutz der Privatsphäre, Implementierung der Big-Data-Übertragung

LE-Verbindungssicherheit: Gemäß der Definition von Spec basieren die Paarungsverschlüsselungsverbindungen von BLE 4.0 und 4.1 auf der AES-CCM-Verschlüsselung. Da jedoch beide Parteien von Bluetooth 4.1 denselben Schlüssel verwenden, besteht das Risiko und die Schwachstelle, geknackt zu werden. Der Pairing-Link von BLE 4.2 wird durch den Schlüsselaustauschalgorithmus Diffie-Hellman Key Exchange verschlüsselt. Jedes Gerät verfügt über ein Schlüsselpaar, einen öffentlichen Schlüssel und einen privaten Schlüssel. Der private Schlüssel wird von ihm selbst gespeichert und der öffentliche Schlüssel wird der anderen Partei offengelegt. Die verschlüsselte Datei wird mit seinem eigenen privaten Schlüssel und dem öffentlichen Schlüssel der anderen Partei verschlüsselt, und der Empfänger entschlüsselt sie mit seinem eigenen privaten Schlüssel und dem öffentlichen Schlüssel der sendenden Partei, wodurch das Auftreten des Vorfalls des Mittelsmann-Crackings wirksam verhindert wird der Schlüssel.

Datenschutz: Bluetooth trägt während des Sendevorgangs seine eigene BD-Adresse (Bluetooth-Geräteadresse), die die einzige Bluetooth-MAC-Adresse ist. Dies ist in einigen Anwendungen sehr hilfreich, z. B. bei Logistikverfolgungsanwendungen, und Logistikgeräte können entsprechend der BD-Adresse repariert werden. . Einige Anwendungen möchten jedoch nicht, dass ihre BD-Adresse der Überwachung des Master-Geräts ausgesetzt wird. BLE 4.2 bietet eine flexible Auswahl. BLE 4.2 legt fest, dass das Slave-Gerät im Broadcast-Modus eine zufällige BD-Adresse senden kann, sodass das Master-Gerät seine echte BD-Adresse erst erhalten kann, nachdem es mit dem Gerät verbunden ist. Darüber hinaus ist die BD-Adresse des Broadcast-Modus des Geräts eine zufällige Folge.

Realisierung der Big-Data-Übertragung: BLE 4.1 unterstützt die Einzelpaket-Datenübertragung von bis zu 23 Bytes, und BLE 4.2 unterstützt die Einzelpaket-Datenübertragung von bis zu 255 Bytes, was die Datenübertragungsrate erheblich verbessert.

BLE 4.1:

Merkmale: Verbesserte Datenübertragungsrate, ermöglicht Master-Slave-Koexistenz, unterstützt 32-Bit-UUID

Verbesserung der Datenübertragungsrate: Im Vergleich zu BLE 4.0 wurde die maximale Datenübertragung pro Paket von BLE 4.1 von 20 Byte auf 23 Byte erhöht, wodurch die Datenübertragungsrate um 15 % erhöht wurde.

Master-Slave-Koexistenz: Die Link-Layer-Topologie wurde aktualisiert, um die gleichzeitige Koexistenz eines einzelnen Master-Slave-Geräts (Zeitscheibenrotation) und einer Master-zu-mehreren-Slave-Verbindungstopologie zu ermöglichen.

Unterstützt 32-Bit-UUID: 32-Bit-UUID bezieht sich auf die im Broadcast-Paket enthaltene UUID. Die vollständige 128-Bit-UUID wird durch Zuordnung der Broadcast-32-Bit-UUID erhalten, sodass die effektive Broadcast-Datenlänge im Broadcast-Paket größer ist.

BLE 4.0:

Features: Low-Power-Physical Layer und Link Layer, AES-Verschlüsselung, Attribute Protocol (ATT), Generic Attribute Profile (GATT), Security Manager (SM)

Das Obige ist der Unterschied zwischen BLE 5.2, BLE 5.1, BLE 4.0 und anderen BLE-Protokollen. Ich hoffe, es kann Ihnen helfen.

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