2020年1月，藍(lán)牙特別興趣小組（SIG）發(fā)布了最新一版的藍(lán)牙5.2規(guī)范，此舉也再次提醒人們——這個(gè)已經(jīng)伴隨了我們25年的無線技術(shù)，并沒有放緩自己的腳步，還在隨著市場的步伐一個(gè)勁兒地往前沖。
藍(lán)牙技術(shù)誕生于1994年，是由愛立信公司發(fā)明的，它最初的目的是希望通過無線音頻傳輸讓無線耳機(jī)成為可能。
再后來，藍(lán)牙成為一種允許在設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的無線技術(shù)，這使得數(shù)據(jù)傳輸更簡單、更獨(dú)立，而不必在更換設(shè)備或?qū)⑵浒l(fā)送給其他人時(shí)丟失任何重要信息。
如今，藍(lán)牙已經(jīng)無處不在，揚(yáng)聲器、無線耳機(jī)、汽車、可穿戴設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備，甚至我們穿的鞋子，都有藍(lán)牙的身影。特別是隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，藍(lán)牙的作用更是日益凸顯，它已經(jīng)成為了如今人們智能生活的“標(biāo)配”。
當(dāng)我們回望25年前藍(lán)牙誕生時(shí)的情景，有個(gè)細(xì)節(jié)可能是很多人沒有仔細(xì)去琢磨的——藍(lán)牙的名字是怎么來的？大家都知道藍(lán)牙是一種無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它是由藍(lán)牙特殊興趣小組（SIG）進(jìn)行管理的，但有意思的是他們并沒有用SIG來為這個(gè)無線技術(shù)命名。這是為什么呢？
實(shí)際上，“藍(lán)牙”是一個(gè)維京人的名字，這個(gè)名字是由Jim Kardach在1997年提出來并使用的。名字就源自Jim Kardach非常喜歡讀的一本書《長船》（The Long Ships），該書中有一位統(tǒng)一了丹麥和挪威的國王“Harald Bl?tand Gormsson”，“Harald Bl?tand”的英語版就是“Harald Bluetooth”，他以聯(lián)合維京人部落進(jìn)入丹麥王國而聞名，Jim Kardach用國王的名字來命名了新標(biāo)準(zhǔn)，藍(lán)牙的標(biāo)志也是Harald Bl?tand首字母H.B.的組合。
是不是從那時(shí)起，藍(lán)牙就有了“成為王者”的野心，我們不得而知，不多從過去20多年藍(lán)牙的進(jìn)化之路來看，它真的可以算是眾多無線技術(shù)中最努力、最活躍的那一個(gè)。
如上文所述，經(jīng)過20多年的發(fā)展，藍(lán)牙的最新版本已擴(kuò)展至“藍(lán)牙5.2”。為了清晰起見，我們制作了一張表格。從表1中可以看出，隨著技術(shù)的演進(jìn)，藍(lán)牙的性能也隨之有了很大提升。
藍(lán)牙版本 |
發(fā)布時(shí)間 |
最大傳輸速度 |
傳輸距離 |
藍(lán)牙1.0 |
1998 |
723.1 Kbps |
10米 |
藍(lán)牙1.1 |
2002 |
810 Kbps |
10米 |
藍(lán)牙1.2 |
2003 |
1 Mbps |
10米 |
藍(lán)牙2.0+EDR |
2004 |
2.1 Mbps |
10米 |
藍(lán)牙2.1+EDR |
2007 |
3 Mbps |
10米 |
藍(lán)牙3.0+HS |
2009 |
24 Mbps |
10米 |
藍(lán)牙4.0 |
2010 |
24 Mbps |
50米 |
藍(lán)牙4.1 |
2013 |
24 Mbps |
50米 |
藍(lán)牙4.2 |
2014 |
24 Mbps |
50米 |
藍(lán)牙5.0 |
2016 |
48 Mbps |
300米 |
藍(lán)牙5.1 |
2019 |
48 Mbps |
300米 |
藍(lán)牙5.2 |
2020 |
48 Mbps |
300米 |
表1：藍(lán)牙技術(shù)演進(jìn)路線圖
但是如果僅僅從傳輸速度和傳輸距離兩個(gè)維度來觀察，并不能反映出藍(lán)牙技術(shù)演進(jìn)的全貌，下面我們就隨這個(gè)過程進(jìn)行一次全面的梳理，為大家厘清藍(lán)牙每次進(jìn)步中最重要的關(guān)鍵點(diǎn)。
早期的藍(lán)牙1.0和1.1版本存在多個(gè)問題，不同廠商的產(chǎn)品基本互不兼容。藍(lán)牙1.2版本是商用的第一個(gè)版本，它做了一些改進(jìn)，可以向下兼容1.1版。不過藍(lán)牙真正在市場上獲得應(yīng)用，應(yīng)該是2004年推出的藍(lán)牙2.0。
2007年7月，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟通過了藍(lán)牙核心規(guī)范2.1+EDR，其向下對(duì)1.2版本完全兼容，并增加了Sniff省電功能，使得功耗大幅降低。藍(lán)牙2.1版本主要實(shí)現(xiàn)了3個(gè)目標(biāo)，這也奠定了藍(lán)牙未來發(fā)展的主基調(diào)：一是安全簡易配對(duì)，為數(shù)據(jù)交換雙方創(chuàng)建了加密功能；二是Sniff分級(jí)，可將藍(lán)牙設(shè)備的電池壽命延長5倍；三是擴(kuò)展查詢響應(yīng)，它可以防止設(shè)備與不需要的設(shè)備配對(duì)，精確性更高。
2009年推出的藍(lán)牙3.0+HS版本，大幅提高了數(shù)據(jù)傳輸速率，解決了藍(lán)牙傳輸大文件耗時(shí)長的問題。正是在這個(gè)版本中引入了單播無連接數(shù)據(jù)，使得該技術(shù)的響應(yīng)速度更快。總的來說，藍(lán)牙3.0+HS在很大程度上改進(jìn)了原有的藍(lán)牙技術(shù)，令其在激烈的競爭中沒有掉隊(duì)。
藍(lán)牙4.0是在2010年面世的，它允許在更大范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并改善了連接性能。不過藍(lán)牙4.0最大的一個(gè)變化還要算是低功耗藍(lán)牙（BLE）的出現(xiàn)，此舉有力地推動(dòng)了藍(lán)牙的應(yīng)用普及，特別是搭上了彼時(shí)方興未艾的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展的快車，于是藍(lán)牙的版圖也從傳統(tǒng)的IT周邊和無線音頻設(shè)備，擴(kuò)展到了更多的智能設(shè)備領(lǐng)域。
可以說從藍(lán)牙4.0開始，藍(lán)牙的發(fā)展路徑開始有了兩個(gè)分支——一個(gè)被稱為藍(lán)牙經(jīng)典，主要用于無線揚(yáng)聲器、車載信息娛樂系統(tǒng)和耳機(jī)；另一個(gè)就是低功耗藍(lán)牙（BLE），BLE在功耗敏感型的應(yīng)用中（如電池供電的設(shè)備），以及只需傳輸少量數(shù)據(jù)的應(yīng)用中（比如傳感器應(yīng)用），表現(xiàn)極其突出。由于許多物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)涉及小型設(shè)備和傳感器，因此BLE已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)中更常見的協(xié)議。市場上也因此有了藍(lán)牙雙模芯片。
2013年版的藍(lán)牙4.1有了更顯著的進(jìn)步，它擴(kuò)展了當(dāng)設(shè)備不在彼此附近時(shí)使用藍(lán)牙連接的能力。這個(gè)版本的另一個(gè)特性進(jìn)一步激活了藍(lán)牙市場：我們知道，藍(lán)牙設(shè)備之間的連接一直是主設(shè)備和外圍設(shè)備之間的連接，而在藍(lán)牙4.1中，共享同一集線器的任何2臺(tái)設(shè)備也可以通過藍(lán)牙交換數(shù)據(jù)，因此藍(lán)牙用戶可以獲得更佳的使用體驗(yàn)。
2014年的藍(lán)牙4.2增加了安全性、速度和數(shù)據(jù)傳輸范圍，它能保護(hù)自己的設(shè)備，以防止不必要的跟蹤和設(shè)備在線跟蹤，同時(shí)其速度也比上一個(gè)版本提高了2.5倍。
2016年12月，SIG發(fā)布了藍(lán)牙5.0版，這個(gè)版本支持2倍傳輸速率、4倍覆蓋范圍、8倍廣播數(shù)據(jù)長度，同時(shí)在低功耗特性上也進(jìn)一步優(yōu)化。為了更好地推行藍(lán)牙5.0+協(xié)議，藍(lán)牙聯(lián)盟于2020年正式廢棄藍(lán)牙4.1及以下協(xié)議，預(yù)計(jì)在2024年后，市面上所有的筆記本、平板、手機(jī)設(shè)備都將采用藍(lán)牙5.0 + BLE雙模芯片。
在5.0之后的版本更新中，藍(lán)牙技術(shù)也一直在為用戶“送驚喜”，比如將藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)納入了規(guī)范；在藍(lán)牙5.1中新增了“尋向功能”，讓基于藍(lán)牙的厘米級(jí)精準(zhǔn)定位成為可能；在最新的5.2中又增加了低功耗音頻（LE Audio）……這些新技能都在將藍(lán)牙推向更廣闊的市場。
不斷擴(kuò)張的藍(lán)牙應(yīng)用版圖
據(jù)藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟最新發(fā)布的《2020年藍(lán)牙市場最新資訊》預(yù)測，今年藍(lán)牙設(shè)備總出貨量可以達(dá)到46億；到2024年，設(shè)備年度出貨量將高達(dá)62億。其中，三分之二的藍(lán)牙設(shè)備將來自于非手機(jī)、平板和個(gè)人電腦，這一數(shù)據(jù)與2015年的市場相對(duì)比形成了一個(gè)大反轉(zhuǎn)——2015年，非手機(jī)、平板和個(gè)人電腦的設(shè)備出貨量僅僅占到33%。這也再一次地證明了市場上藍(lán)牙設(shè)備的多樣化趨勢。
圖2：藍(lán)牙全球市場年度出貨量（資料來源：ABI Research）
當(dāng)我們仔細(xì)觀察未來藍(lán)牙市場走向時(shí)，也會(huì)發(fā)現(xiàn)其中有很多亮點(diǎn)可圈可點(diǎn)。
音頻傳輸是藍(lán)牙技術(shù)的第一大應(yīng)用領(lǐng)域，到2024年，該領(lǐng)域設(shè)備年出貨量將達(dá)到15億以上并在未來呈現(xiàn)持續(xù)增長趨勢。真無線耳機(jī)（TWS）堪稱近年來的市場大熱門。這也會(huì)讓藍(lán)牙在“不忘初心”的基礎(chǔ)上，更上層樓。
有了藍(lán)牙技
術(shù)，大部分外圍設(shè)備，如鼠標(biāo)、鍵盤、打印機(jī)、揚(yáng)聲器等都能以無線方式連接到電腦上。
在這個(gè)“傳統(tǒng)”的領(lǐng)域一些創(chuàng)新的概念將成為未來市場發(fā)展的重要推手，比如虛擬鍵盤就是藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用案例之一，它可以在用戶希望的任何地方使用，并且做到像物理鍵盤
那樣工作，實(shí)現(xiàn)這種便利性當(dāng)然少不了藍(lán)牙提供的無線連接。
藍(lán)牙在數(shù)據(jù)傳輸方面的低功耗特性使其成為很多互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的首選互連技術(shù)，比如可穿戴設(shè)備、運(yùn)動(dòng)健康監(jiān)測設(shè)備，以及各種植入設(shè)備等。
預(yù)計(jì)到2024年，整個(gè)基于藍(lán)牙的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)
備年出貨量將達(dá)到15億以上。
隨著藍(lán)牙5.0的誕生，藍(lán)牙將為物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）的發(fā)展提供更大的潛力。
圖3：藍(lán)牙互聯(lián)設(shè)備出貨量（資料來源：ABI Research）
由于藍(lán)牙5.0集成了Mesh標(biāo)準(zhǔn)，讓藍(lán)牙設(shè)備不用借助集線器即可實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)通信，這也使得藍(lán)牙Mesh具備了與其他無線網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)（如Thread、zigbee等）競爭的資本。這意味著除了傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接和通信，藍(lán)牙也可以在智能樓宇、智能工業(yè)、智能家居及智慧城市等新興物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，分得一杯羹。據(jù)悉，現(xiàn)在藍(lán)牙Mesh認(rèn)證產(chǎn)品正在以每6個(gè)月翻一番的速度成長。
藍(lán)牙位置服務(wù)的年出貨量雖然不是最大的，但卻是增長最快的解決方案領(lǐng)域，這主要得益于藍(lán)牙5.1中推出的增強(qiáng)功能和尋向服務(wù)。根據(jù)ABI的預(yù)測，2024年藍(lán)牙位置服務(wù)將覆蓋18億部手持設(shè)備，藍(lán)牙個(gè)人標(biāo)簽設(shè)備以及庫存追蹤標(biāo)簽設(shè)備的出貨量將會(huì)達(dá)到1.3億，至2024年用于定位和位置服務(wù)的標(biāo)簽?zāi)瓿鲐浟繉⒃鲩L3.4倍。
這一功能被認(rèn)為是藍(lán)牙5.2送給開發(fā)者的“大禮包”，憑借多重串流音頻的特性，LE Audio可以讓音頻信號(hào)同時(shí)到達(dá)多個(gè)設(shè)備，比如在TWS中，利用LE Audio可以同時(shí)將音頻信號(hào)傳輸至兩個(gè)耳機(jī)，而不是現(xiàn)在的先到一個(gè)主耳機(jī)再連接到另一個(gè)副耳機(jī)，在連接穩(wěn)定性和降低延遲方面的體驗(yàn)都會(huì)有很大提升，會(huì)給TWS未來的產(chǎn)品和市場帶來極大的影響。
此外，在私人音頻分享、一對(duì)多的
音頻教學(xué)、多語言的實(shí)時(shí)翻譯等新興應(yīng)用中，LE Audio也將讓用戶的腦洞大開。
預(yù)計(jì)在LE Audio的推動(dòng)下，至2024年藍(lán)牙音頻傳輸設(shè)備年出貨量將達(dá)到15億，較2019年增長40%。
面對(duì)一個(gè)20多年的“老友”，我們應(yīng)該是十分熟悉的，但是面對(duì)藍(lán)牙這個(gè)伴隨了我們20多年的無線互連技術(shù)，我們卻會(huì)時(shí)不時(shí)地被它的不斷變化搞得有些“陌生”。而也正是這種陌生感，讓藍(lán)牙保持住了它的活力，你對(duì)它了解得越多，越是能發(fā)現(xiàn)它身體里蘊(yùn)藏的巨大能量。所以今天，是時(shí)候好好認(rèn)識(shí)一下我們這位“老朋友”了。
該發(fā)布文章為獨(dú)家原創(chuàng)文章，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來源。對(duì)于未經(jīng)許可的復(fù)制和不符合要求的轉(zhuǎn)載我們將保留依法追究法律責(zé)任的權(quán)利。
貿(mào)澤電子設(shè)計(jì)圈由貿(mào)澤電子（Mouser Electronics）開發(fā)和運(yùn)營，服務(wù)全球廣大電子設(shè)計(jì)群體。貿(mào)澤電子原廠授權(quán)分銷超過800家知名品牌，可訂購500多萬種在線產(chǎn)品，為客戶提供一站式采購平臺(tái)，歡迎關(guān)注我們，獲取第一手的設(shè)計(jì)與產(chǎn)業(yè)資訊信息！
