藍牙4.0將開啟全新市場大門

本文作者:admin       點擊: 2010-08-13 00:00
前言:
進階規格正式採用,開啟醫療保健、健身、安全和家庭娛樂等全新市場大門

藍牙技術聯盟(Bluetooth Special Interest Group, SIG) 今年於西雅圖舉行的全體成員大會上,正式公布即將問世藍牙核心規格4.0版本的相關資料,其中包括該規格的標誌優勢 - 藍牙低功耗技術,預計在第2季度末上市。藍牙4.0版本具備強大的低功耗模式,是為了讓藍牙技術擴展到使用鈕扣型電池的市場應用而設計,如醫療保健、運動健身、保全與家庭娛樂等。

市場機會

無線產業分析公司West Technology Research Solutions(WTRS)在最新發佈的產業與市場報告中,指出藍牙4.0版本的最顯著特點,在於藍牙低功耗技術擁有巨大的市場潛力。WTRS 首席分析師Kirsten West說明:「藍牙低功耗技術將為整個無線感應網路市場,提供極大貢獻!預計在2015年,將達到近50%的市場佔有率。而藍牙低功耗技術更具備最優化設定,更有利於電池運作所需低功耗的需求。」
 
藍牙4.0版本猶如將三種規格容納為一 :傳統藍牙技術、藍牙低功耗技術及藍牙高速技術,以上規格可以同時或單獨依據其功能,應用於不同裝置中。舉例來說,如計步器和血糖儀等感測器,只需使用低功耗技術來節省電力、成本和空間;手錶則可同時利用低功耗技術、結合身上的健身感測器來收集數據,並透過傳統藍牙技術,將數據無線發送至個人電腦、或連結行動電話以顯示來電信息。當然,目前應用於最多用途的行動電話和個人電腦,均可以同時採用傳統、低功耗和高速技術。


藍牙核心規格4.0版本的功能特色如下:
Ø  超低峰值(Peak)、平均值與待機功耗
Ø  標準鈕扣電池足以使用數年
Ø  低成本的無線標準
Ø  多種設備之間的相容性
Ø  加強射程
 
此一規格有雙模、單模兩種應用。在雙模應用中,藍牙低功耗的功能會整合至現有的傳統藍牙控制器中,共享傳統藍牙技術既有的射頻和功能,相較於傳統的藍牙技術增加的成本更小。除此之外,製造商可利用升級版藍牙低功耗技術的堆疊,整合目前的藍牙3.0高速版本、或2.1+EDR等傳統藍牙晶片組,增進傳統藍牙裝置的新效能。
 
另外,低功耗的單模晶片組則是一個高度集成的裝置,具備輕量的鏈路層(Link Layer),能在最低成本的前提下,支援低功耗的待機模式、簡易的裝置發現、可靠的點對多點的資料傳輸、安全的加密連結等;位於上述控制器中的鏈路層,適用於網絡連接傳感器,並確保在無線傳輸中,皆能透過藍牙低功耗傳輸。
 
技術細節:

Ø數據傳輸(Data Transfers) – 藍牙低功耗技術支持很短的資料封包 (8 octet至27 octet) ,其傳輸速度高達1Mbps。所有連接均採用先進的嗅探性次額定(sniff-subrating)功能模式,以實現超低的負載循環 (duty cycle)。

Ø跳頻(Frequency Hopping) – 藍牙低功耗技術和其他版本的藍牙技術一樣都是使用調節性跳頻,以盡量減少2.4 GHz ISM波段其他技術的干擾。此技術還允許高效的多路徑優勢增加鏈路預算,從而加大射程。

Ø主機控制(Host Control)- 藍牙低功耗技術設計的高智慧控制器,讓主機長時間處於休眠狀態,並只在主機需要運作時由控制器來啟動。因主機較控制器消耗更多的能源,因此這樣的設計也節省了最多的能源。

Ø延遲(Latency) – 藍牙低功耗技術的連線建立僅需3毫秒(ms)即可完成;同時能以應用程式迅速啟動連結器,並以數毫秒的傳輸速度完成經認可的資料傳遞後並立即關閉連結。

Ø射程(Range) – 調變指數的增大可使低功耗無線技術的射程加大,射程將可超過100米。

Ø穩定度(Robustness) – 藍牙低功耗技術使用24位元的循環重複檢環(CRC),能確保所有封包在受干擾時的最大穩定度。

Ø高度安全(Strong Security) – 使用CCM的AES-128完全加密,為數據封包提供高度加密性及認證度。

Ø拓墣(Topology) – 藍牙低功耗技術在每個從裝置及每個封包上,使用32位元的存取地址,讓數十億個裝置能被同時連結。此技術不但將一對一的連結最佳化,同時也利用星狀拓樸來完成一對多點的連結。在連線和斷線切換迅速的情況下,資料能夠在網狀拓樸之間移動,但不至於為了維持此網絡而顯得過於複雜。
  
和以前的規格版本相比,藍牙4.0版本的射頻範圍可以根據不同應用達到最佳效果。目前市面上,大部分的藍牙裝置均採用基本距離為30英尺或10公尺的傳統藍牙射頻,而新的規格則不受此限制。透過藍牙4.0版本,業者可以選擇將距離最佳化至200英尺以上,特別是針對需要較長距離的室內感測器的應用。
 

應用時程

具備低功耗技術標誌功能的藍牙4.0版本,早在2009年12月首度先行推出。目前已有部分晶片廠商的感測器樣本採用了此項規格。而完整的藍牙低功耗無線技術和藍牙規格整合,將於2010年6月30日之前完成。屆時,行動電話和個人電腦生產商將可提供支持藍牙低功耗無線技術的藍牙產品。而內建藍牙4.0規格的終端消費性產品,預計將於2010年底或2011年初上市。

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