Wie viele Bluetooth-Funkgeräte besitzen Sie? Antwort: Mehr als Sie wahrscheinlich denken. Diese Chips befinden sich in Ihren Smartphones, Autos, Laptops, Tablets, drahtlosen Lautsprechern, Headsets, Mäusen, Tastaturen, Game Controllern und anderen Geräten. Vielleicht besitzen Sie Dutzende davon. Doppelt so viele, wie Sie denken, denn es sind zwei Funkgeräte nötig, um zu kommunizieren.
Deshalb ist Bluetooth die meistverkaufte drahtlose Technologie der Welt. Es wurden bereits Milliarden von Funkgeräten hergestellt und verkauft. Jetzt ist Bluetooth bereit, dieses beeindruckende Ergebnis mit der Ankündigung seiner neuesten Version Bluetooth 5 noch zu steigern.
Letzten Monat, am 7. Dezember, hat die Bluetooth Special Interest Group (SIG) Bluetooth 5 als die neueste Version der Bluetooth-Kernspezifikation angenommen. Zu den wichtigsten Neuerungen von Bluetooth 5 gehören eine größere Reichweite, eine höhere Geschwindigkeit und eine größere Kapazität für Broadcast-Nachrichten sowie eine verbesserte Interoperabilität und Koexistenz mit anderen Funktechnologien. Kürzlich wurde ich von Steve Hegenderfer, Director of Developer Programs der Bluetooth SIG, über den neuen Standard unterrichtet. Hier sind einige Highlights:
1. Zwei Bluetooth-Klassen: Es gibt im Wesentlichen zwei Bluetooth-Stämme, den älteren Legacy- oder klassischen Stamm, der die Versionen 1.0 bis 3.0 (einschließlich EDR) umfasst. Die andere Variante ist das energiesparende Bluetooth, das die Versionen 4.0, 4.1 und 4.2 umfasst. Die Low-Energy-Version verwendet eine andere Funktechnologie als die klassische Variante. Sie nutzt das Frequenzsprungverfahren (Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS) im Frequenzbereich von 2,4 bis 2,483 GHz, verwendet aber 40 Kanäle mit einer Breite von 2 MHz anstelle der 79 Kanäle mit 1 MHz des klassischen Bluetooth. Die maximale Datenrate beträgt 1 Mb/s. Die meisten neueren Bluetooth-Chips enthalten beide Arten von Funkgeräten.
2. Bluetooth 5 ist eine Verbesserung der stromsparenden Version: Mit Version 5 wird die Datenrate auf 2 Mb/s erhöht. Es wird jedoch weiterhin die gleiche GFSK-Modulation verwendet. Durch die höhere Datenrate wird die Übertragungszeit der gesendeten Nachrichten verkürzt, um den Stromverbrauch zu senken. Die Grundausgangsleistung beträgt 0 dBm oder 1 mW, es können aber auch höhere Leistungsklassen von Bluetooth verwendet werden. Die Optionen sind 4, 10 oder 20 dBm für erweiterte Reichweite.
3. Erweiterte Reichweite: Low-Energy-Bluetooth hat eine nominale Reichweite von 10 bis 30 Metern. Bluetooth 5 erweitert diese Reichweite auf 30 oder 50 Meter. Die tatsächliche Reichweite hängt ganz von der Umgebung ab, aber eine größere Reichweite bedeutet mehr Einsatzmöglichkeiten. Bei direkter Sichtverbindung kann die Reichweite mehrere hundert Meter betragen. Die größere Reichweite von Bluetooth 5 wird durch ein starkes Vorwärtsfehlerkorrekturverfahren (FEC) zur Fehlerkorrektur erreicht. Dadurch wird die Geschwindigkeit gegen die Reichweite eingetauscht, was für einige Anwendungen von Vorteil ist.
4. Größere Nachrichtenkapazität: Mit der neuen Version 5 wird die Nutzlastkapazität der it-Pakete erhöht. Die Datenpakete können jetzt zwischen 31 und 255 Oktett lang sein, was weniger Übertragungen und weniger Sendezeit bedeutet.
5. Störungsminderung: Bluetooth 5 enthält auch Funktionen zur besseren Minimierung von Interferenzen. Zur Erinnerung: Bluetooth teilt sich das 2,4-GHz-ISM-Band mit Wi-Fi, ZigBee und einer Reihe anderer drahtloser Geräte, so dass die Wahrscheinlichkeit von Interferenzen größer ist. Die neuen Funktionen erkennen und verhindern Interferenzen an den Bandgrenzen.
Mit diesen wichtigen Verbesserungen ist Bluetooth 5 für eine größere Verbreitung im Bereich des Internets der Dinge (IoT) gerüstet. Dies gilt insbesondere für das industrielle IoT, wo die neuen Bluetooth 5-Funktionen für die Erfassung von Sensoren mit niedriger Datenrate und größerer Reichweite, Sicherheit und Zuverlässigkeit geeignet sind.
Ein Faktor, der dazu beitragen kann, dass Bluetooth 5 in IoT-Anwendungen für Unternehmen und die Industrie Einzug hält, sind die neuen Router und Access Controller von Cassia Networks. Diese Produkte erleichtern die Verbindung von Bluetooth-Geräten mit dem Internet und öffnen damit die Tür zu vielen neuen Anwendungsmöglichkeiten. Mit der Version 5 soll auch die Reichweite von Beacons für Näherungssensorik und Standortmitteilungen erweitert werden. Dabei ist Bluetooth 5 rückwärtskompatibel mit den 4.x-Versionen.
Wenn Sie nach einer drahtlosen Technologie für Ihr bevorstehendes IoT-Projekt suchen, sollten Sie Bluetooth in Betracht ziehen. Sie ist heute konkurrenzfähiger denn je mit den Technologien ZigBee, ANT und Thread. Das Marktforschungsunternehmen ABI Research prognostiziert, dass bis zum Jahr 2021 mehr als fünf Milliarden Geräte mit Bluetooth Low Energy Version ausgeliefert werden.
Wenn Sie übrigens weitere Informationen zu Bluetooth 5 benötigen, empfehle ich Ihnen, die Website der SIG zu besuchen. Die SIG bietet auch eine Auswahl an Entwickler-Kits an, die das Design neuer Produkte beschleunigen und vereinfachen. Wenn Sie außerdem ein gutes Hintergrundwissen über die Low-Energy-Versionen benötigen, sollten Sie sich das neue Buch Inside Bluetooth Low Energy von Naresh Gupta besorgen, das kürzlich von Artech House veröffentlicht wurde.