Чем отличается bluetooth 4.0 от 4.1. На что влияет версия bluetooth. Как разобраться в Bluetooth-версиях. Прием и передача данных без помех


Бренд Bluedio стремительно ворвался на рынок аудио аксессуаров и пытается завоевать себе место под солнцем.
В его потребительской корзине уже довольно много моделей гарнитур на любой вкус и цвет.
Я уже видел несколько обзоров других моделей Bluedio в прошлом, не все они были позитивные, особенно в плане качества звука.
Но об этой модели Q5 я видел в подавляющем большинстве хорошие отзывы.
Научились делать?
Давайте проверим, есть с чем сравнить.

Приезжают вот в такой фирменной коробочке.

Сбоку надпись ураган:)

Приятно удивляет присутствие ТТХ на русском на коробке.

* Bluetooth 4.1 (совместимость со всеми предыдущими версиями также есть)
* блютуз профили: A2DP, AVRCP, HFP, HSP
* заявлено время проигрывания музыки 7ч, проверим ниже
* защита от влаги пота
* силиконовый адаптер для уха
* электронное подавление шума
* одновременное подключение к 2 источникам звука
* крутая технология чистого звука в наушниках
* встроенный эквалайзер (че-то не работает)

Внутри в блистере:
* сама гарнитура
* кабель зарядный micro USB -> USB
* инструкция на нескольких языках (тут русского нет)
* две пары доп. насадок и силиконовые держатели на уши





Разъем micro USB обычного размера, не удлиненный, длина кабеля 1М.

Гарнитуры этой серии бывают трех цветов: зеленые, красные, голубые, жаль нет более спокойных цветов черного и белого.
Длина кабеля между двумя половинками 60см.

Черные части корпуса - глянцевый пластик, легко хватает отпечатки пальцев, я бы предпочел материал софттач.

Все управление сосредоточено на правом ухе.
Большая зеленая кнопка с надписью Bluedio выполняет роли:
* включения / выключения гарнитуры, для этого надо подержать секунд 5
* при однократном нажатии при прослушивании музыки ставит на паузу / продолжает играть
* при звонке отвечает на звонок / заканчивает звонок
* при удержании 2 сек при входящем дозвоне - отбросить звонок
* даблклик - перезвонить по последнему набранному номеру
* при одиночном нажатии запускается аудио плеер
* удержание 2 сек запускает голосовой набор, смартфон должен поддерживать это

Кнопки громкости находятся на вставке из зеленого пластика, в надетом состоянии они расположены спереди.
Они управляют громкостью музыки, разговора при звонке, при удержании переключают трек вперед / назад.

Гнездо зарядки прикрыто зеленой резиновой заглушкой.

Внешне гарнитура выглядит стильно, имеет комфортный размер и вес 17г.



Для монтажа так называемых T-light адаптеров есть специальные направляющие на корпусе гарнитуры.
Сразу же рекомендую это сделать, т.к. с ними действительно намного удобнее, гарнитура сидит в ушах очень хорошо, не выпадает и заглушает внешние шумы.


В ухе крепится вот так:

Каждый подбирает угол изгиба насадки под свое ухо, т.к. уши у всех очень разные.
Паруется с другими устройствами легко, пин код стандартный 0000.
Я спаровал гарнитуру со смартфоном с Bluetooth 4.0, с трансмиттером с Bluetooth 3.0 и с нетбуком с Bluetooth 2.1 + EDR.
Для спаривания достаточно подержать кнопку включения чуть дольше, чем для обычного включения, начнет мигать синий светодиод, далее смартфоном или компьютером ищем устройство и добавляем его.
Под Win8.1 создаются несколько устройств Q5 в разделах Bluetooth, звуковые устройства, устройства HID.

Процесс спаривания с двумя устройствами:
1) включаем гарнитуру в режим спаривания
2) смартфоном1 ищем ее и спариваемся
3) выключаем блютуз на смартфоне1 и выключаем гарнитуру
4) включаем гарнитуру в режим спаривания
5) ищем на смартфоне2 ее и спариваемся
6) включаем блютуз на смартфоне1, гарнитура подключится к нему тоже автоматически

Оба устройства будут выводить звуки на гарнитуру, причем кто последний, тот и папа:)
Например, вы спарили ее со смартфоном и нетбуком, сидите и смотрите фильм через нее по нетбуку, тут приходит смс на смартфон - звук от нетбука прерывается, в ушах звучит мелодия смс, затем звук от нетбука восстанавливается.
Если не смс, а запустить музыку на смартфоне, то гарнитура переключится на музыку и будет играть пока не выключите музыку, тогда она переключится на нетбук, если там еще будет идти фильм. Если же в процессе слушания музыки со смартфона вы закроете фильм на нетбуке и откроете его опять, звук переключится на нетбук, т.к. он последним дал звуковой поток. По-моему, вполне нормально, смотря фильм с нетбука или телевизора через трансмиттер, вы не пропустите звонок на смартфон, даже если он еле блеет где-то в сумке.

Заряжается гарнитура током 0.09А с последующим уменьшением до 0.04А в конце.

В процессе зарядки горит синий индикатор, в конце тухнет.
Во время зарядки можно пользоваться гарнитурой.
Кстати, у гарнитуры индикатор только один, красного нет, все события обозначаются горением или миганием с разной частотой.

Белый хвостатый тестер насчитал 113мАч, за 1ч15мин, еще 15мин ток зарядки уже был ниже предела хвостатого в 50мА, итого за 1.5ч вдулось где-то 120мАч.

Гарнитура имеет звуковое сопровождение событий включения, спаривания и т.п., говорит на английском, можно переключить на некоторые другие, русского нет, громкость в этот момент небольшая, не спугнет:)
Говорит фразы: power on, device connected, battery low…

А теперь сравним эту гарнитуру с другой из моего обзора.



Внешне обе выглядят стильно, материалы корпуса мне больше нравятся у черной, там есть вставки из софттач прорезиненного, правда снаружи тоже глянцевый маркий пластик.
В ушах обе держатся уверенно, но зеленая пожалуй лучше за счет доп. силиконовых крючков.

Дужка изголовья мне больше нравится у черной, т.к. она полностью закреплена на голове, ей не мешают ни воротник, ни другие части одежды, ни прилипание кабеля к телу. К зеленой в этом плане есть претензии, провод слишком длинный, его надо куда-то заправлять, а значит он может прилипнуть к телу, либо цепляться за одежду. Я пробовал его сложить в несколько раз и скрепить стяжками, чтобы он был полностью на голове, но он провисает и начинает цепляться, т.к. нельзя его прижать к волосам естественным путем. В итоге снял стяжки и нашел самый на мой взгляд лучший способ - опустить кабель не назад, а вперед и заправить его за пазуху. В этой позиции при вращении головы он не дергает уши, ни за что не цепляется (имею ввиду мужчин:) Так что тоже все ок.

Зеленый значительно быстрее цепляется к спаренным устройствам и начинает работать.
Сказывается более навороченное железо.
Также он чуть лучше держит сигнал, в том числе и потому, что у него больше буфер под кэш звука. Но это же стало его недостатком при проигрывании фильмов, задержка между видео и звуком хоть по-прежнему доли секунды, но уже заметно выше, чем у черного.

Если помните, у черного качество звука было так себе, бубнеж, недостаток высоких частот, эквалайзер плееров надо задействовать на полную.
А вот зеленый меня очень сильно порадовал качеством звука!
Все-таки они не зря проделали эту работу:

Я конечно понимаю, что каждый слышит по-своему и предпочитает что-то свое, но после черной гарнитуры зеленая просто земля и небо.
Громкость вполне достаточная, ставлю процентов на 70 на смарте и на гарнитуре.
Высоких и средних частот предостаточно, о басах тоже не забыли, хотя их и поменьше, чем я люблю.
Эквалайзер и Poweramp, и Music Folder Player Free легко прокачивают эту гарнитуру до нужного именно вам саунда.
Для этой гарнитуры для большинства композиций даже особенно не приходится настраивать эквалайзер, просто немного увеличиваю басы и увеличиваю общий пре-амп, т.к. звук становится более мощным и насыщенным.
Хрипов нет, все ок.
Думаю, не имеет смысла сравнивать гарнитуру за $20 с профессиональными дорогими решениями, но для обычного юзера она очень даже отличное решение!
При этом хорошо заглушает звуки окружающего мира.
Кто-то скажет, что он не любит внутриканалки, на это отвечу: а окружающие люди любят слушать ваш тяжелый металл, стоя рядом с вами в метро 30 минут? Ведь на накладных наушниках в большинстве случаев переорать окружающие шумы можно только врубив погромче трек, окружающие слышат его тоже очень сильно. У внутриканальных с окружающими вообще нет проблем, их еле слышно.
В громком метро тоже вполне слушаю музыку, на пике шума пока едем от станции к станции низкие частоты заглушаются, остальные по-прежнему слышны.
Так что по звуку зеленый явный лидер.

В режиме прослушивания музыки со смартфона зеленая гарнитура продержалась 5.5ч
Не рекордный, но хороший результат, у черной было 4ч15мин.
Батарея у зеленого чуть больше и чип современнее, явно слышно, как он в отсутствие звука затихает типа как в спящем режиме. Если бы смартфон поддерживал Bluetooth 4.1, возможно, время проигрывания могло быть и больше, но и это неплохо для таких размеров.

А вот разговор в режиме гарнитуры не так хорош для вашего собеседника, вы слышите хорошо, а вас не очень, особенно если у вашего собеседника и так звук из динамика не особо громкий. Микрофон могли бы сделать и получше и разместить его поближе ко рту, хотя кто знает, может он и во время разговора занимается шумоподавлением, поэтому такой тихий и расположен сбоку?
Мне этот недостаток не мешает, т.к. предпочитаю разговаривать без гарнитуры, ведь, в отличие от обычных гарнитур в одно ухо, с подобными на два уха и с хорошей изоляцией шумов вы не можете контролировать громкость своей речи, разве что только по косым взглядам окружающих:)
Хотя поговорил еще по гарнитуре, собеседники говорят меня слышно тише, но вполне нормально. Так что это только у тихих мобилок проблемы:)
А вот задержка при просмотре видео это для меня уже похуже, т.к. планировал смотреть фильмы с телевизора через трансмиттер, придется привыкать…

Ну вроде все, немного затянулась повесть.
Хотел вам рассказать все, что сам знаю.
Всем спасибо за внимание.
Скидочный купон.

Передача данных посредством Bluetooth осуществляется на частоте 2.4 ГГц. Данный диапазон разделен на 79 каналов. При этом, каждому из них предоставлена полоса, шириной 1 МГц. Все имеющиеся специализации используют синхронный, либо асинхронный вид связи.

Последние модификации (основные)

Bluetooth 2.0

Вышедший в ноябре 2004 года, Bluetooth 2.0 обладает еще большей скоростью передачи данных, а также имеет обратную совместимость с предшествующими версиями. Увеличенная скорость обеспечивается за счет использовании технологии EDR. Ее заявленная скорость равняется 3 Мб/с .Однако, как показывает практика, за счет данной технологии максимальная скорость передачи данных доходит лишь до 2.1 Мб/с . В версии 2.0 удалось добиться не только улучшения скорость, но и значительно увеличить помехоустойчивость, что в итоге помогло снизить и энергозатраты.

Помимо этого, 2.0 отличается упрощением подключения к ней нескольких устройств. Добиться этого удалось в следствие увеличения разрядности адресации. Это позволило подключаться по локальной сети не 8 устройствам, как прежде, а уже 256.

2.0 + EDR спецификация обладает следующими особенностями:

  1. Ускоряет скорость передачи данных по Bluetooth в 3 раза (в действительность на 2.1 Мб/с ).
  2. Добавление дополнительной полосы пропускания частично решило проблему подключения к Bluetooth сразу нескольких устройств.
  3. Уменьшились энергозатраты, в следствие уменьшения нагрузки.

Bluetooth 3.0

Спецификация Bluetooth 3.0 была принята в 2009 году и произвела настоящий фурор, так как скорость передачи данных при ее использовании доходит до 24 Мб/с . Возможным это стало в следствие применения в ней двух модулей, один из которых был обычным Bluetooth 2.0, а другой работающий по протоколу 802.11, поддерживая скорость до 24 Мб/с . При этом выбираемый для передачи данных модуль зависит от размера файла. Так, медленный канал используется для передачи небольших файлов, а высокоскоростной для больших.

Основной негативной стороной Bluetooth 3.0 + HS является слишком большое энергопотребление при работе. как ни странно, такой минус стандарта 3.0 связан с высокой скоростью его работы. Однако, стандарте 3.0 имеется и одно неоспоримое преимущество. А именно, это возможность работать по протоколу 802.11 или, проще говоря, Wi-Fi. Благодаря этому скорость передачи данных значительно увеличилась. В теории, используя версию 3.0 скорость соединения должна достигать 54 Мб/с .

Так, благодаря стандарту 3.0 можно будет в самые сжатые временные отрезки прокачивать данные DVD-объема. Тем не менее, по словам разработчиков реальная скорость стандарта 3.0 составляет 22–26 Мб/с .

Bluetooth 4.0

Преимуществом Bluetooth 4.0 по сравнению с предыдущей спецификацией является его уменьшенное энергопотребление. Скорость передачи данных при использовании стандарта 4.0 достигает 1 Мб/с (размер пакета 8-27 байт). Кроме того, скорость соединения устройств, совместимых с спецификацией 4.0, уменьшена до 5 миллисекунд, а расстояние, на которое возможна передача данных, достигает 100 метров . Также, стандарт 4.0 предоставляет достаточный уровень безопасности, который гарантирует 128-битное AES-расширение.

Преимущества Bluetooth 4.0:

  1. Совмещает в себе предшествующие протоколы. Поддерживает основные функции предыдущих протоколов.
  2. Увеличение скорости.
  3. Значительное уменьшение энергопотребления устройства, использующего стандарт 4.0, достигнутое за счет измененного алгоритма работы (передатчик включается только в тот момент, когда происходит передача данных).

Как правило, стандарт 4.0 больше подходит для миниатюрных электронных датчиков. К примеру, для наручных измерителях давления, температуры, для тренажеров, различных миниатюрных устройств с небольшой энергоемкостью.

Технология передачи данных на небольшие расстояния появилась еще в 1994 году, когда два инженера из компании Ericsson решили навсегда покончить с проводами при обмене данными между мобильными устройствами. Такая технология получила название Bluetooth («Синий зуб»). Название технология получила от имени Харольда Первого Синезубого, который был королем Дании и Норвегии, прославившегося объединив скандинавские племена под свое правление в Х веке.

Описание стандарта связи

Изначально разработка велась на частотах, которые не подлежат дополнительному лицензированию. Это 79 каналов, работающих на частотах от 2402 МГц до 2480 МГц, которые специально выделены для работы медицинского и научного оборудования.

Обмен информацией между приемником и передатчиков ведется путем постоянной смены каналов приблизительно 1600 раз в секунду. На какой канал произойдет переключение знает только приемное и передающее устройство, уведомление происходит посредством специальных ключей идентификации. Такой способ сводит возможность возникновения помех к минимуму и позволяет сопряженным устройствам не конфликтовать друг с другом. Стандарт bluetooth является одним из самых защищенных способов обмена информацией, ведь подключиться к устройству без разрешения невозможно. Единственной проблемой такого вида связи является очень маленький радиус действия, но с другой стороны это тоже увеличивает уровень безопасности.

По мощности радиопередатчиков стандарт делится на три большие группы или класса:

  • Класс 1 используется в основном в медицинском оборудовании, для работы которого хватает передатчика с очень маленько мощностью.
  • Класс 2 с передатчиками средней мощности можно увидеть в современных мобильных телефонах, планшетах и других периферийных устройствах.
  • Класс 3 использует очень мощные передатчики и находит свое применение на промышленных предприятиях, например, для управления отдельными станками или всем процессом производства в целом.

Подключение возможно не только между двумя устройствами. Количество одновременно подключенных устройств ограничивается 71-м аппаратом, при этом одно устройство выступает в роли главного или master устройством, а все остальные работают как ведущие (slave). Аппарат, который работает в качестве ведомого, в свою очередь может выступать ведущим для подключенных к нему. Так можно создавать целую сеть, которая называется пикосеть. Одновременно не может быть объединено более десяти пикосетей.

Эволюция стандарта

С момента появления стандарта в 94-м году, стандарт получил название Bluethooth 1.0. Это был еще очень сырой продукт. У него было очень много уязвимостей по безопасности из-за того, что необходимо было передавать в открытом виде адрес устройства. Так же сложности были с сопряжением девайсов от разных производителей. Скорость блютуз также оставляла желать лучшего. В версии 1.1 появилась возможность видеть уровень сигнала и была добавлена поддержка не шифрованных каналов.

Исследования постоянно продолжались, но следующая версия блютуз 2.0 появилась только в 2007 году. Была существенно увеличена скорость bluetooth, которая достигла почти 2,5 Мб/с, а в версии 2.1 были существенно переработаны и уменьшены параметры энергопотребления. Улучшена безопасность и скорость сопряжения устройств.

В апреле 2007 года был представлен стандарт Bluetooth 3.0. совместно с применением технологии асинхронного мультипроцессирования скорость обмена данными составила 24 Мб/с, но увеличилось энергопотребление. Увеличение энергопотребления не давало покоя разработчикам, ведь для мобильных устройств это довольно критический момент. После доработок в конце года широка общественность смогла увидеть bluetooth 4, которая используется до сих пор.

Основное отличие от предыдущих версий это очень низкое потребление ресурса аккумулятора. Это достигается также тем, что сигнал передается не постоянно, а только по мере необходимости, т.е. передатчик находится в постоянном режиме ожидания, и включается в работу только при необходимости.

Соединение между устройствами теперь происходит за 5 мс, а расстояние между устройствами теперь может достигать 100 метров в пределах прямой видимости. Степень шифрования данных в блютуз 4 происходит по 128 битному алгоритму. Этот стандарт стал эталонным для подключения периферийных устройств, таких как наушники, внешние колонки, «умные» часы и многие другие.

В различных версиях bluetooth скорость передачи данных следующая:

  • 2 - до 1 Мб/с;
  • 0 - до 3 Мб/с;
  • 0 и v4.0 - до 24 Мб/с.

Производители стараются разрабатывать устройства таким образом, чтобы они поддерживали различные версии bluetooth, для большей совместимости между аппаратами.

Применение блютуз в быту

В настоящее время передача информации с использованием блютуз довольно популярна, и интерес к технологии постоянно растет. Можно назвать множество сфер деятельности где она нашла свое применение:

  • обмен данными между двумя мобильными телефонами;
  • загрузка фотографий с цифрового фотоаппарата без использования проводного подключения;
  • подключение мыши, клавиатуры, принтера, сканера и другой периферии к компьютеру или ноутбуку;
  • синхронизация данных между ПК и мобильным устройством;
  • подключение гарнитуры, смарт-часов и других устройств к мобильному телефону.

Фантазия разработчиков по поводу того, где можно использовать Bluetooth безгранична. Постоянно на рынок поставляются новые и новые изделия, поддерживающие работу по этой технологии.

Здравствуйте.

3 декабря 2014 года Bluetooth SIG официально анонсировала спецификацию bluetooth версии 4.2.
В пресс-релизе указаны 3 главных нововведения:

  • увеличение скорости приема-передачи данных;
  • возможность подключения к интернету;
  • улучшение конфиденциальности и безопасности.
Главный тезис пресс-релиза: версия 4.2 - идеальна для интернета вещей (IoT).
В этой статье я хочу рассказать, как реализованы эти 3 пункта. Кому интересно добро пожаловать.

Все, что описано ниже, относится только к BLE, поехали…

1. Увеличение скорости приема-передачи пользовательских данных.


Самым главным недостатком у BLE была малая скорость передачи данных. Хотя с какой стороны посмотреть, ведь изначально BLE придумывали ради сохранения энергии источника, питающего устройство. А чтобы беречь энергию, надо с перерывами выходить на связь и передавать немного данных. Однако, все равно, весь интернет заполнен возмущениями о малой скорости и вопросами о возможности ее увеличения, а также увеличения размера передаваемых данных.

И вот с появлением версии 4.2, Bluetooth SIG заявил об увеличении скорости передачи в 2,5 раза и размера передаваемого пакета в 10 раз. Как же они этого добились?

Сражу скажу, что эти 2 цифры связаны друг с другом, а именно: скорость увеличилась потому, что увеличился размер передаваемого пакета.

Посмотрим на PDU (protocol data unit) канала данных:


Каждый PDU содержит 16-ти битный заголовок (header). Так вот, этот заголовок в версии 4.2 отличается от заголовка в версии 4.1.

Вот заголовок версии 4.1:

А вот заголовок версии 4.2:

Примечание: RFU (Reserved for Future Use) - поле, обозначенное этой аббревиатурой зарезервировано для будущего использования и заполняется нулями.

Как мы видим, последние 8 бит заголовка отличаются. Поле «Length» - это сумма длин полезных данных и поля MIC (Message Integrity Check), находящегося в PDU (если последнее включено).
Если в версии 4.1 поле «Length» имеет размер 5 бит, то в версии 4.2 это поле размером 8 бит.

Отсюда несложно вычислить, что поле «Length» в версии 4.1 может содержать значения в промежутке от 0 до 31, а в версии 4.2 в промежутке от 0 до 255. Если из максимальных значений вычесть длину поля MIC (4 октета), то получим, что полезных данных может быть 27 и 251 октет для версии 4.1 и 4.2 соответственно. На самом деле максимальное кол-во данных еще меньше, т.к. в полезной нагрузке находятся еще и служебные данные L2CAP (4 октета) и ATT (3 октета), но это мы рассматривать не будем.

Таким образом размер передаваемых пользовательских данных увеличился приблизительно в 10 раз. Что же касается скорости, которая, почему-то, увеличилась не в 10 раз, а всего в 2.5 раза, то тут нельзя говорить о пропорциональном увеличении, потому, что все упирается еще и в гарантированность доставки данных, ведь гарантировать доставку 200 байт немного сложнее чем 20-ти.

2. Возможность подключения к интернету.

Пожалуй, самое интересное нововведение, из-за которого Bluetooth SIG и объявила, что версия 4.2 делает интернет вещей (IoT) лучше именно благодаря этой возможности.

Еще в версии 4.1 в L2CAP появился режим «LE Credit Based Flow Control Mode». Этот режим позволяет управлять потоком данных, используя т.н. схему, основанную на кредите. Особенность схемы в том, что она не использует сигнальные пакеты, для обозначения кол-ва передаваемых данных, а запрашивает у другого устройства кредит на определенный объем данных для передачи, тем самым ускоряя процесс передачи. При этом, принимающая сторона каждый раз при получении фрейма, уменьшает счетчик фреймов, и при достижении последнего фрейма может разорвать соединение.

В списке команд L2CAP появилось 3 новых кода:
- LE Credit Based Connection request – запрос на соединение по схеме кредита;
- LE Credit Based Connection response – ответ на соединение по схеме кредита;
- LE Flow Control Credit – сообщение о возможности получить дополнительные LE-кадры.

В пакете «LE Credit Based Connection request»


есть поле «Initial Credits» длиной в 2 октета, указывающее на кол-во LE-фреймов, которое устройство может отправить на уровне L2CAP.

В ответном пакете «LE Credit Based Connection response»


в том же поле указано кол-во LE-фреймов, которое может отправить другое устройство, а также в поле «Result» указан результат запроса на соединение. Значение 0x0000 говорит об успехе, остальные значения указывают на ошибку. В частности, значение 0x0004 указывает на отказ в соединении из-за отсутствия ресурсов.

Таким образом уже в версии 4.1 появилась возможность передачи большого кол-ва данных на уровне L2CAP.
И вот, практически одновременно с выходом версии 4.2, публикуется:

  • сервис: «IP Support Service» (IPSS) .
  • профиль IPSP (Internet Protocol Support Profile) , который определяет поддержку передачи пакетов IPv6 между устройствами, имеющими BLE.
Главным требованием профиля для уровня L2CAP является «LE Credit Based Connection» появившееся в версии 4.1, которое, в свою очередь позволяет передавать пакеты с MTU >= 1280 октетов (надеюсь намек на цифру понятен).

Профиль определяет следующие роли:
- роль маршрутизатора (Router) – используется для устройств, которые могут маршрутизировать IPv6 пакеты;
- роль узла (Node) – используется для устройств, которые могу только принимать или отправлять пакеты IPv6; имеют функцию обнаружения сервисов и имеют сервис IPSS, позволяющий маршрутизаторам обнаруживать данное устройство;

Устройства с ролью маршрутизатора, которым необходимо подключение к другому маршрутизатору могут иметь роль узла.

Как ни странно, но передача пакетов IPv6 не является частью спецификации профиля, и указывается в IETF RFC «Transmission of IPv6 packets over Bluetooth Low Energy» . В этом документе опредлен еще один интересный момент, а именно то, что при передаче пакетов IPv6 используется стандарт 6LoWPAN - это стандарт взаимодействия по протоколу IPv6 поверх маломощных беспроводных персональных сетей стандарта IEE 802.15.4.

Посмотрите на рисунок:


В профиле определено, что IPSS, GATT и ATT используются только для обнаружения сервиса, а GAP используется только для обнаружения устройства и установки соединения.

А вот выделенное красным, как раз говорит о том, что передача пакетов не входит в спецификацию профиля. Это позволяет программисту написать свою реализацию передачи пакетов.

3. Улучшение конфиденциальности и безопасности.

Одной из обязанностей менеджера безопасности (Sequrity manager) (SM) является сопряжение двух устройств. В процессе сопряжения создаются ключи, которые затем используются для шифрования связи. Процесс сопряжения состоит из 3-х фаз:
  • обмен информацией о способах сопряжения;
  • генерация краткосрочных ключей (Short Term Key (STK));
  • обмен ключами.
В версии 4.2 2-я фаза разделилась на 2 части:
  • генерация краткосрочных ключей (Short Term Key (STK)) под названием «LE legacy pairing»
  • генерация долговременных ключей (Long Term Key (LTK)) под названием «LE Secure Connections»
А 1-я фаза добавилась еще одним способом сопряжения: «Numeric Comparison» который работает только со вторым вариантом 2-й фазы: «LE Secure Connections».

В связи с этим в криптографическом тулбоксе менеджера безопасности помимо 3-х существующих функций, появилось еще 5 и эти 5 используются только для обслуживания нового процесса сопряжения «LE Secure Connections». Эти функции генерируют:

  • LTK и MacKey;
  • подтверждающие переменные;
  • переменные проверки аутентификации;
  • 6-ти значные числа, используемые для отображения на связываемых устройствах.
Все функции используют алгоритм шифрования AES-CMAC с 128-ми битным ключом.

Так вот, если при сопряжении во 2-й фазе по методу «LE legacy pairing» генерировалось 2 ключа:

  • Temporary Key (TK): 128-ми битный временный ключ, используемый для генерации STK;
  • Short Term Key (STK): 128-ми битный временный ключ, используемый для шифрования соединениЯ
то по методу «LE Secure Connections» генерируется 1 ключ:
  • Long Term Key (LTK): 128-ми битный ключ, используемый для шифрования последующих соединениЙ.
Результатом этого нововведения мы получили:
  • предотвращение отслеживания, т.к. теперь за счет «Numeric Comparison» есть возможность контролировать возможность подключения к Вашему устройству.
  • улучшение энерго-эффективности, т.к. теперь не требуется дополнительная энергия для повторных генераций ключей при каждом соединении.
  • отраслевой стандарт шифрования для обеспечения конфиденциальных данных.
Как это ни странно звучит, но за счет улучшения безопасности мы получили улучшение энерго-эффективности.

4. Есть ли уже возможность пощупать?


Да, есть.
NORDIC Semiconductor выпустил «nRF51 IoT SDK» который включает в себя стек, библиотеки, примеры и API для устройств серии nRF51. Сюда входят:

  • чипы nRF51822 и nRF51422;
  • nRF51 DK;
  • nRF51 Dongle;
  • nRF51822 EK.
По ссылке можно загрузить:
  • краткое описание;
  • архив с описанным SDK;
  • архив ядра для Raspberry Pi, включая его исходники.

5. Заключение.


Самым ожидаемым лично для меня конечно было увеличение скорости передачи и размера пакета передаваемых данных.
В первом квартале 2015 года должны появиться первые чипы, поддерживающие версию 4.2, потом будут обновления мобильных платформ и все это позволит добавлять новые возможности в мир интернет вещей.

Спасибо за внимание.

Едва ли какой-либо технологии предрекали кончину чаще, чем Bluetooth. При этом невозможно не признать идею беспроводной связи довольно успешной: версия Bluetooth I.0 появилась на рынке более 15 лет назад, и никогда еще Bluetooth не использовался в таком количестве устройств, как сейчас. Все благодаря версии Bluetooth 4.0, которая теперь уже, впрочем, кажется довольно медленной. На смену приходит Bluetooth Low Energy (или Bluetooth Smart) - версия, экономящая заряд аккумулятора. При этом радиус действия ограничен 10 м, а скорость передачи данных - 1 Мбит/с, но при передаче потребляется не более 10 мА. И вот наступает следующий этап: организация Special Interest Group Bluetooth, в которую входят более 8000 компаний, готовит спецификацию версии Bluetooth 4.1. Безусловно, не стоит ожидать никаких революционных изменений, однако пользователей мобильных устройств ожидают некоторые важные нововведения.

Большая часть новинок Bluetooth 4.1. относится к защите от помех. Сейчас Bluetooth является стандартным компонентом смартфонов и планшетов: вскоре в эти устройства начнут внедряться и в LTE-модули. К сожалению, Bluetooth использует нелицензируемый частотный диапазон 2,45 ГГц (наряду с 2,6 ГГц) а также диапазон LTE в России и в других странах. Это может привести к взаимным помехам. Проблема заключается в том, что пользователь никак не может повлиять на сигнал LTE. От Bluetooth требовались определенные действия, чтобы избежать помех. И именно это было сделано в новой версии. Для минимизации помех в Bluetooth 4.1 будет встроен фильтр диапазона LTE. Если передатчик LTE создает помехи для передаваемых по Bluetooth данных, Bluetooth 4.1 моментально на это отреагирует. Так называемая система адаптивного переключения Bluetooth 4.1 будет искать другой канал, где меньше помех, передавая и принимая данные на другой частоте. Если для Bluetooth 4.0 LTE создает помехи в 75% случаев, с Bluetooth 4.1 этот показатель снижается до 25%.

Прием и передача данных без помех

Сейчас особенно популярны устройства с Bluetooth Low Energy. Специально для этого режима экономии энергии в версии 4.1 имеется новый способ передачи данных, который продлевает работу аккумулятора. Наученные горьким опытом пользователи Bluetooth знают о проблеме разобщенных соединений. Зачастую случалось так, что если пользователь уходил в другую комнату, соединение прерывалось. После этого приходилось настраивать соединение вручную. С Bluetooth 4.1 производители могут установить фиксированные интервалы, чтобы пользователь мог не настраивать каждый раз новое соединение после отключения. Bluetooth 4.1 может работать при прерванном соединении до трех минут - ранее этот показатель составлял не более 30 с. То, что для использования Bluetooth не обязательно подключаться к компьютеру, демонстрирует нововведение, разработанное специально для 3D-очков, работающих совместно с телевизором. Как правило, это требовало соединения с несколькими устройствами сразу, поэтому изображение на телевизорах часто отставало. Теперь все должно работать лучше. Бесконтактный Slave Broadcast в Bluetooth 4.1 — это вторая новая функция, от которой выиграют фанаты трехмерного кино. Bluetooth-соединение осуществляется только в одном направлении, телевизор в фиксированные интервалы посылает данные, 3D-очки принимают данные, но не посылают никаких ответных соединений телевизору.

Гибкие соединения с Bluetooth 4.1

Архитектура соединений Bluetooth 4.1 функционирует в соответствии с принципом Master-Slave. Одно устройство при этом действует как ведущее (Master), а второе - как ведомое (Slave). Все устройства могут работать как в качестве ведущих, так и в качестве ведомых. Таким образом, данные фитнес-браслета или пульсомера теперь можно передавать непосредственно в смартфон, который затем произведет их анализ. Ранее прямое взаимодействие фитнес-браслета и смартфона было невозможным.
Два преимущества обновления Bluetooth: во-первых, не нужно беспокоиться о совместимости. Bluetooth 4.0 и Bluetooth 4.1 абсолютно совместимы. Новый чип для Bluetooth 4.1 тоже не нужен. Bluetooth 4.1 будет доступен при помощи обновления прошивки Bluetooth 4.0. Эксперты также прогнозируют, что Bluetooth 4.1 будет поддерживать IPv6. Сейчас этого нет. Поскольку новая версия Bluetooth полностью поддерживает IPv6, всем устройствам Bluetooth будет присвоен IP-адрес, и к ним будет открыт доступ через Интернет. Так что можно говорить о том, что революция Bluetooth уже началась.

Bluetooth 4.1 Bluetooth 4.0 Bluetooth 3.0 Bluetooth 2.x Bluetooth 1.х
Базовая скорость 1 Мбит/с 1 Мбит/с 1 Мбит/с 1 Мбит/с 1 Мбит/с
EDR* 3 Мбит/с 3 Мбит/с 3 Мбит/с 3 Мбит/с
High Speed 54 Мбит/с 54 Мбит/с 54 Мбит/с
Дальность (макс./мин. мощность) 100 м/10 м 100 м/10 м 100 м/□ 100 м/□ 100 м/□
Режим низкого энергопотребления
Двойной профиль (одновременная роль в качестве Slave и Master)
Поддержка IPv6 готовится
Сопряжение с NFC
128-битное шифрование AES