藍牙版本的演進及發(fā)展史介紹

藍牙名字的來源

這要源于一個小故事。

公元940-985年，哈洛德。布美塔特（Harald Blatand），后人稱Harald Bluetooth，統(tǒng)一了整個丹麥。他的名字“Blatand”可能取自兩個古老的丹麥詞語。“bla”意思是黑皮膚的，而“tan”是偉人的含義。和許多君王一樣 ，哈洛德四 處擴張，為政治、經(jīng)濟和榮譽而征戰(zhàn)。公元960年哈洛德到達了他權(quán)力的最高點，征服了整個丹麥和挪威。而藍牙是這個丹麥國王Viking的“綽號”，因為他愛吃藍梅，牙齒被染藍，因此而得這一“綽號”。

在行業(yè)協(xié)會籌備階段，需要一個極具有表現(xiàn)力的名字來命名這項高新技術(shù)。行業(yè)組織人員，在經(jīng)過一夜關(guān)于歐洲歷史和未來無線技術(shù)發(fā)展的討論后，有些人認為用Blatand國王的名字命名再合適不過了。Blatand國王將挪威，瑞典和丹麥統(tǒng)一起來；他的口齒伶俐，善于交際，就如同這項即將面世的技術(shù)，技術(shù)將被定義為允許不同工業(yè)領(lǐng)域之間的協(xié)調(diào)工作，保持著各個系統(tǒng)領(lǐng)域之間的良好交流，例如計算機，手機和汽車行業(yè)之間的工作。

藍牙的版本演進及其發(fā)展史

在5.4之前，藍牙經(jīng)過了多個版本的演進，主要為1.1、1.2、2.0、2.1、3.0、4.0、4.1、4.2、5.0、5.1、5.2和5.3。

◆藍牙1.1標準

1.1 為最早期版本，傳輸率約在748~810kb/s，因是早期設(shè)計，容易受到同頻率之產(chǎn)品所干擾下影響通訊質(zhì)量。

◆藍牙1.2標準

1.2 同樣是只有 748~810kb/s 的傳輸率，但在加上了（改善 Software）抗干擾跳頻功能。

◆ 藍牙2.0標準

2.0是1.2的改良提升版，傳輸率約在1.8M/s~2.1M/s，開始支持雙工模式——即一面作語音通訊，同時亦可以傳輸檔案/高質(zhì)素圖片，2.0版本當然也支持Stereo運作。

應(yīng)用最為廣泛的是Bluetooth2.0+EDR標準，該標準在2004年已經(jīng)推出，支持Bluetooth2.0+EDR標準的產(chǎn)品也于2006年大量出現(xiàn)。

雖然Bluetooth2.0+EDR標準在技術(shù)上作了大量的改進，但從1.X標準延續(xù)下來的配置流程復(fù)雜和設(shè)備功耗較大的問題依然存在。

◆ 藍牙2.1標準

2007年8月2日，藍牙技術(shù)聯(lián)盟今天正式批準了藍牙2.1版規(guī)范，即“藍牙2.1+EDR”，可供未來的設(shè)備自由使用。和2.0版本同時代產(chǎn)品，目前仍然占據(jù)藍牙市場較大份額，相對2.0版本主要是提高了待機時間2倍以上，技術(shù)標準沒有根本性變化。

◆ 藍牙3.0標準

2009年4月21日，藍牙技術(shù)聯(lián)盟(BluetoothSIG)正式頒布了新一代標準規(guī)范"BluetoothCoreSpecificationVersion3.0HighSpeed"(藍牙核心規(guī)范3.0版)，藍牙3.0的核心是"GenericAlternateMAC/PHY"(AMP)，這是一種全新的交替射頻技術(shù)，允許藍牙協(xié)議棧針對任一任務(wù)動態(tài)地選擇正確射頻。

藍牙3.0的數(shù)據(jù)傳輸率提高到了大約24Mbps(即可在需要的時候調(diào)用802.11WI-FI用于實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸)。在傳輸速度上，藍牙3.0是藍牙2.0的八倍，可以輕松用于錄像機至高清電視、PC至PMP、UMPC至打印機之間的資料傳輸，但是需要雙方都達到此標準才能實現(xiàn)功能。

◆ 藍牙4.0標準

藍牙4.0規(guī)范于2010年7月7日正式發(fā)布，新版本的最大意義在于低功耗，同時加強不同OEM廠商之間的設(shè)備兼容性，并且降低延遲，理論最高傳輸速度依然為24Mbps(即3MB/s)，有效覆蓋范圍擴大到100米(之前的版本為10米)。該標準芯片被大量的手機、平板所采用，如蘋果TheNewiPad平板電腦，以及蘋果iPhone5、魅族MX4、HTCOneX等手機上帶有藍牙4.0功能。

◆ 藍牙4.1標準

藍牙4.1于2013年12月6日發(fā)布，與LTE無線電信號之間如果同時傳輸數(shù)據(jù)，那么藍牙4.1可以自動協(xié)調(diào)兩者的傳輸信息，理論上可以減少其它信號對藍牙4.1的干擾。改進是提升了連接速度并且更加智能化，比如減少了設(shè)備之間重新連接的時間，意味著用戶如果走出了藍牙4.1的信號范圍并且斷開連接的時間不算很長，當用戶再次回到信號范圍中之后設(shè)備將自動連接，反應(yīng)時間要比藍牙4.0更短。最后一個改進之處是提高傳輸效率，如果用戶連接的設(shè)備非常多，比如連接了多部可穿戴設(shè)備，彼此之間的信息都能即時發(fā)送到接接收設(shè)備上。

除此之外，藍牙4.1也為開發(fā)人員增加了更多的靈活性，這個改變對普通用戶沒有很大影響，但是對于軟件開發(fā)者來說是很重要的，因為為了應(yīng)對逐漸興起的可穿戴設(shè)備，那么藍牙必須能夠支持同時連接多部設(shè)備。

◆ 藍牙4.2標準

2014年12月4日，最新的藍牙4.2標準頒布。藍牙4.2標準的公布，不僅改善了數(shù)據(jù)傳輸速度和隱私保護程度，還接入了該設(shè)備將可直接通過IPv6和6LoWPAN接入互聯(lián)網(wǎng)。

首先是速度方面變得更加快速。盡管藍牙4.1版本已在之前的基礎(chǔ)上提升了不少，但遠遠不能滿足用戶的需求，同Wi-Fi相比，顯得優(yōu)勢不足。而藍牙4.2標準通過藍牙智能(Bluetooth Smart)數(shù)據(jù)包的容量提高，其可容納的數(shù)據(jù)量相當于此前的10倍左右，兩部藍牙設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸速度提高了2.5倍。

其次，隱私保護程度地加強也獲得眾多用戶的好評。我們知道，藍牙4.1以及其之前的版本在隱私安全上存在一定的隱患——連接一次之后便無需再確認便自動連接，容易造成隱私泄露。而在藍牙4.2新的標準下，藍牙信號想要連接或者追蹤用戶設(shè)備必須經(jīng)過用戶許可，否則藍牙信號將無法連接和追蹤用戶設(shè)備。

當然，最令人期待的還是新版本通過IPv6和6LoWPAN接入互聯(lián)網(wǎng)的功能。早在藍牙4.1版本時，藍牙技術(shù)聯(lián)盟便已經(jīng)開始嘗試接入，但由于之前版本傳輸率的限制以及網(wǎng)絡(luò)芯片的不兼容新，并未完全實現(xiàn)這一功能。而據(jù)藍牙技術(shù)聯(lián)盟稱，藍牙4.2新標準已可直接通過IPv6和6LoWPAN接入互聯(lián)網(wǎng)。相信在此基礎(chǔ)上，一旦可IPv6和6LoWPAN廣泛運用，此功能將會吸引更多的關(guān)注。

另外不得不提的是，對較老的藍牙適配器來說，藍牙4.2的部分功能將可通過軟件升級的方式獲得，但并非所有功能都可獲取。藍牙技術(shù)聯(lián)盟稱：“隱私功能或可通過固件升級的方式獲得，但要視制造商的安裝啟用而定。速度提升和數(shù)據(jù)包擴大的功能則將要求硬件升級才能做到。”而到目前為止，藍牙4.0仍是消費者設(shè)備最常用的標準，不過Android Lollipop等移動平臺已經(jīng)開始添加對藍牙4.1標準和藍牙4.2標準的原生支持。

◆ 藍牙5.0標準

美國時間2016年6月16日，藍牙技術(shù)聯(lián)盟(SIG)在華盛頓正式發(fā)布了第五代藍牙技術(shù)(簡稱藍牙5.0)，不僅速度提升2倍、距離遠4倍，還優(yōu)化IoT物聯(lián)網(wǎng)底層功能。

性能方面，藍牙5.0標準傳輸速度是之前4.2LE版本的兩倍，有效距離則是上一版本的4倍，即藍牙發(fā)射和接收設(shè)備之間的理論有效工作距離增至300米。

另外，藍牙5.0還允許無需配對接受信標的數(shù)據(jù)，比如廣告、Beacon、位置信息等，傳輸率提高了8倍。同時藍牙5.0標準還針對IoT物聯(lián)網(wǎng)進行底層優(yōu)化，更快更省電，力求以更低的功耗和更高的性能為智能家居服務(wù)。

藍牙技術(shù)聯(lián)盟稱，目前全球的藍牙設(shè)備已經(jīng)超過了82億。并預(yù)計藍牙5.0標準將于2016年年底或2017年年初正式推出，搭載藍牙5.0芯片的旗艦級手機將于2017年問世，據(jù)稱蘋果將為成為第一批使用該項技術(shù)的廠商之一。

◆ 藍牙5.1-5.4標準

2019年藍牙5.1發(fā)布，加入了測向功能和厘米級的定位服務(wù)，這項功能的加入使得室內(nèi)的定位會變得更加精準，并且在小物體的位置上也能準確定位避免物品遺失。

2020年藍牙5.2發(fā)布，主要的特性是增強版ATT協(xié)議、 LE功耗控制和信號同步，連接更快，更穩(wěn)定，抗干擾性更好。

其中與我們相關(guān)緊密的，還得是LE Audio。不僅支持連接狀態(tài)及廣播狀態(tài)下的立體聲，還將通過一系列的規(guī)格調(diào)整增強藍牙音頻性能，包括縮小延遲，通過LC3編解碼增強音質(zhì)等，這對于無線耳機的發(fā)展來說無疑是好的。

2021年藍牙5.3版本發(fā)布，主要提升在傳輸效率、安全性、穩(wěn)定性三個方面：解決5.2版本無法傳輸?shù)退俾蕯?shù)據(jù)，加密控制增強，周期性廣播增強。

2023年公布了藍牙5.4版本，主要更新了廣播數(shù)據(jù)加密、廣播編碼選擇、帶響應(yīng)的周期性廣播、以及LE GATT 安全級別特征。

進一步增強了藍牙無線通信技術(shù)的安全性、有助于提升藍牙Mesh網(wǎng)絡(luò)及基于GATT的各類藍牙應(yīng)用的用戶體驗、并將在新特性的基礎(chǔ)上開發(fā)全新藍牙應(yīng)用規(guī)范。

至此，藍牙從一開始的1.0到如今的5.4版本，在25年的時間里不斷更新與提升，從音頻傳輸、圖文傳輸、視頻傳輸，再到以低功耗為主打的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸，讓我們能夠更簡便且高效的提高工作與生活效率。

藍牙技術(shù)的應(yīng)用

• 智能穿戴設(shè)備（如藍牙手環(huán))
• 物聯(lián)網(wǎng)
• 藍牙音箱
• 藍牙耳機
• 藍牙鍵鼠
• 智能手機
• 平板電腦
• 高清電視
• 筆記本電腦
• 各種短距離無線傳輸應(yīng)用（如打印機）
• 其他應(yīng)用