- Potreba rýchlosti
- Rozsah prenosu
- Napájanie / výdrž batérie / veľkosť batérie
- Kompatibilita
- To najlepšie z dvoch svetov: Duálny režim Bluetooth
- Bezpečnosť
- Zhrnutie
- O autorovi
Pri vytváraní nového produktu máte k dispozícii množstvo bezdrôtových štandardov. Každá voľba má svoju vlastnú skupinu výhod a nevýhod. Naozaj to záleží od vášho cieľa. V tomto článku sa pozrieme na tri najobľúbenejšie bezdrôtové štandardy krátkeho dosahu vrátane: Bluetooth Classic, Bluetooth Low-Energy (BLE) a WiFi Direct.
Potreba rýchlosti
Ak je vysokorýchlostný prenos dát najdôležitejšou požiadavkou na váš produkt, bude s najväčšou pravdepodobnosťou najlepšou voľbou WiFi Direct. Každý už počul o WiFi, ale len málokto vie o WiFi Direct. Aj keď sa to mení. Štandardné Wi-Fi pripojenie vyžaduje prístupový bod. Ak teda chcete preniesť údaje z jedného zariadenia do druhého, musí prejsť cez prístupový bod. WiFi Direct má rýchlostné výhody Wi-Fi bez potreby prístupového bodu. Dáta je možné prenášať priamo z jedného zariadenia do druhého, rovnako ako pri použití technológie Bluetooth.
Porovnanie rýchlosti |
|
Bezdrôtový štandard | Rýchlosť |
Bluetooth s nízkou spotrebou energie | 1 Mb / s |
Bluetooth Classic | 2–3 Mb / s |
Wifi-Direct | 100 - 250 Mbps |
WiFi Direct má maximálnu rýchlosť prenosu dát asi 10-násobnú oproti rýchlosti, ktorú je možné dosiahnuť pomocou technológie Bluetooth Classic. Napríklad, ak váš produkt potrebuje na streamovanie videa, najmä videa vo vysokom rozlíšení, budete potrebovať čo najrýchlejšie bezdrôtové pripojenie. Neexistuje spôsob, ako bude Bluetooth dostatočne rýchle, takže budete takmer určite musieť ponúknuť pripojenie WiFi Direct.
Na druhom konci rýchlostného spektra je Bluetooth Low-Energy (tiež nazývaný Bluetooth Smart), ktorý je asi 2–3x pomalší ako Bluetooth Classic, alebo 20–30x pomalší ako WiFi Direct. Spravidla sa používa na prenos malého množstva prerušovaných údajov, ako sú údaje zo snímačov (teplota, zrýchlenie atď.) Alebo možno súradnice GPS.
Ak potrebujete neustále prenášať údaje, napríklad pri streamovaní zvuku, zvyčajne musíte použiť Bluetooth Classic. Bluetooth Classic je optimalizovaný pre streamovanie aplikácií, v porovnaní s BLE, ktorý je optimalizovaný pre krátke a nepravidelné dávky dát.
Je však možné použiť BLE na streamovanie zvuku, ale nie v takej kvalite ako pri Bluetooth Classic. Napríklad poskytovateľ zásobníka Bluetooth, spoločnosť Searan LLC, vám môže poskytnúť vlastný zásobník Bluetooth LE, ktorý umožňuje streamovanie zvuku.
Rozsah prenosu
WiFi Direct má maximálny dosah okolo 200 stôp, v porovnaní s iba okolo 50 stôp zvyčajne pre Bluetooth (klasický a nízkoenergetický). Zvýšený dosah WiFi Direct je možný z dôvodu vyššieho prenosového výkonu používaného WiFi Direct.
Nevýhodou je výdrž batérie a tento zvýšený vysielací výkon vybije malú batériu oveľa rýchlejšie ako v prípade ktoréhokoľvek zo štandardov Bluetooth.
Porovnanie rozsahu |
|
Bluetooth s nízkou spotrebou energie |
Typicky 50 stôp, ale až 1 500 stôp s predlžovačom dosahu |
Bluetooth Classic |
Typicky 50 stôp, ale až 3 000 stôp s predlžovačom dosahu |
Wifi-Direct |
200 stôp |
Ale počkajte chvíľu… veci nie sú vždy také jednoduché. Existuje niekoľko výnimiek. Po prvé, v skutočnosti existujú rôzne triedy vysielačov Bluetooth. Väčšina produktov Bluetooth používa vysielač triedy 2 s dosahom približne 50 stôp, ako už bolo uvedené. Je ale možné použiť vysielač triedy 1 s dosahom bližšie k asi 300 stopám. Rovnako ako v prípade WiFi Direct, aj tu platí, že vyšší prenosový výkon stojí za cenu zníženia výdrže batérie.
Použitím obvodu na predlžovanie dosahu (ktorý sa skladá väčšinou z veľmi citlivého prijímača) môžete pomocou Bluetooth ešte rozšíriť dosah. Napríklad poskytovateľ Bluetooth modulov Bluegiga ponúka modul BLE s dlhým dosahom (BLE121LR) s dosahom až okolo 1 500 stôp. Ponúkajú tiež modul Bluetooth Classic s dlhým dosahom (WT41) s dosahom až 3 000 stôp!
Existuje ešte ďalšia výnimka. V niektorých aplikáciách je skutočne možné, aby Bluetooth (dokonca aj verzia s nízkou spotrebou energie) vysielal vo väčšom rozsahu ako WiFi Direct a pritom stále používal veľmi málo energie. To je možné vďaka úžasnej funkcii nazývanej mesh networking.
Normálne na odosielanie údajov zo zariadenia A do zariadenia C musíte vytvoriť priame spojenie medzi A a C. Ale so sieťovými sieťami môžete namiesto toho odosielať údaje zo zariadenia A do zariadenia C cez zariadenie B. Takže ak sa zariadenie B stane na polceste medzi A a C, potom môžu byť A a C dvakrát tak ďaleko od seba, ako je to normálne povolené. Je to tak preto, lebo zariadenie B funguje ako relé alebo v mnohých ohľadoch ako zosilňovač signálu. Túto myšlienku je možné rozšíriť a umožniť tak rozsiahlu sieť vzájomne prepojených zariadení s nízkou spotrebou energie rozložených na veľkú vzdialenosť. Pomocou siete môže byť v skutočnosti prepojených až 65 000 zariadení.
Popredný výrobca Bluetooth mikročipov s názvom CSR začal s vytváraním sietí do sietí so svojimi Bluetooth Low-Energy čipmi v roku 2014. Zatiaľ sú jediným výrobcom čipov, ktorý ponúka mesh s BLE. Pochybujem však, že to tak bude oveľa dlhšie.
Existuje možnosť nechať si vytvoriť vlastný balík Bluetooth, ktorý umožní sieťové prepojenie s inými čipmi alebo s Bluetooth Classic. Viem, že poskytovateľ zásobníka Bluetooth Searan má schopnosť pridať do svojich zásobníkov Bluetooth sieťovú sieť.
Napájanie / výdrž batérie / veľkosť batérie
Vyššia rýchlosť a dlhší dosah priameho prenosu korelujú s vyššou spotrebou energie a tým pádom kratšou výdržou batérie. Takže ak je pre váš produkt dôležitá životnosť alebo veľkosť batérie, potom sa spotreba energie stáva kritickou.
Bluetooth Low-Energy (BLE) je jasným víťazom, pokiaľ ide o nízku spotrebu energie. Bol vyvinutý predovšetkým pre aplikácie Internet of Things, ktoré mnohokrát musia byť napájané z malej jedinej batérie hodiniek. Zariadenie BLE môže bežať rok alebo dva na jednu batériu hodiniek. Je to možné predovšetkým preto, že tieto typy výrobkov sú určené na vysielanie iba príležitostne. Napríklad zariadenie BLE môže prenášať údaje iba na 1 sekundu raz za minútu. To znamená, že zariadenie je nečinné 59/60 = 98,3% času.
Kompatibilita
Ak je pre váš produkt dôležitá kompatibilita so staršími smartfónmi, potom môže byť najlepšou voľbou Bluetooth Classic. Všetky smartphony podporujú Bluetooth Classic, ale iba mierne novšie telefóny podporujú BLE a WiFi Direct.
Porovnanie rozsahu |
||
Bluetooth s nízkou spotrebou energie |
Všetky verzie |
Všetky verzie |
Bluetooth Classic |
Verzia 4.3 alebo novšia |
Verzia 4S alebo novšia |
Wifi-Direct |
Verzia 4.0 alebo novšia |
Verzia 5S alebo novšia |
To najlepšie z dvoch svetov: Duálny režim Bluetooth
Pre niektoré aplikácie je niekedy najlepšia voľba Bluetooth Classic a inokedy je lepšia voľba Bluetooth Low-Energy. Napríklad možno uprednostňujete Bluetooth Low-Energy na zníženie životnosti batérie, ale tiež chcete povoliť kompatibilitu so staršími inteligentnými telefónmi.
Najlepším riešením môže byť duálny režim Bluetooth. Pri komunikácii s novšími telefónmi môžete použiť režim BLE šetriaci batériu, ale ak potrebujete prepojiť so staršími telefónmi, môžete zvoliť klasický režim. Väčšina výrobcov čipov Bluetooth a poskytovateľov modulov ponúka riešenia Bluetooth v dvojitom režime.
Bezpečnosť
Všetky tri bezdrôtové štandardy ponúkajú vysokú úroveň zabezpečenia. WiFi však používa 256 bitové šifrovanie oproti Bluetooth (Classic a LE) iba 128 bitové šifrovanie. Vo väčšine prípadov je úroveň zabezpečenia Bluetooth dostatočná, ale ak je pre váš produkt kritická bezpečnosť, môže byť lepšou voľbou WiFi Direct.
Zhrnutie
Ako to už v prípade strojárstva býva, medzi rôznymi riešeniami existujú kompromisy. Žiadne riešenie nie je najlepšie vo všetkých aplikáciách. Musíte sa rozhodnúť, ktoré kritériá sú pre váš produkt najdôležitejšie. Môže to byť jednoduché alebo zložité. Ak vám záleží iba na rýchlosti, potom je vaša voľba ľahká. Alebo ak je vaším primárnym záujmom výdrž batérie, váš výber je dosť jednoduchý. Ak vám však záleží na rýchlosti aj spotrebe energie rovnako, potom sa vaša voľba stáva zložitejšou.
Rozhodovanie, ktoré špecifikácie sú pre váš produkt najdôležitejšie, je vždy náročným aspektom vývoja produktu. Vitajte vo svete vývoja produktov, kde nič nie je skutočne jednoduché. Keby to bolo jednoduché, každá spoločnosť by bola rovnako úspešná ako Apple.