藍(lán)牙版本的演進(jìn)及發(fā)展史介紹

藍(lán)牙名字的來(lái)源

這要源于一個(gè)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(gè)丹麥。他的名字“Blatand”可能取自兩個(gè)古老的丹麥詞語(yǔ)。“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(kuò)張，為政治、經(jīng)濟(jì)和榮譽(yù)而征戰(zhàn)。公元960年哈洛德到達(dá)了他權(quán)力的最高點(diǎn)，征服了整個(gè)丹麥和挪威。而藍(lán)牙是這個(gè)丹麥國(guó)王Viking的“綽號(hào)”，因?yàn)樗麗?ài)吃藍(lán)梅，牙齒被染藍(lán)，因此而得這一“綽號(hào)”。

在行業(yè)協(xié)會(huì)籌備階段，需要一個(gè)極具有表現(xiàn)力的名字來(lái)命名這項(xiàng)高新技術(shù)。行業(yè)組織人員，在經(jīng)過(guò)一夜關(guān)于歐洲歷史和未來(lái)無(wú)線技術(shù)發(fā)展的討論后，有些人認(rèn)為用Blatand國(guó)王的名字命名再合適不過(guò)了。Blatand國(guó)王將挪威，瑞典和丹麥統(tǒng)一起來(lái)；他的口齒伶俐，善于交際，就如同這項(xiàng)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(gè)系統(tǒng)領(lǐng)域之間的良好交流，例如計(jì)算機(jī)，手機(jī)和汽車行業(yè)之間的工作。

藍(lán)牙的版本演進(jìn)及其發(fā)展史

在5.4之前，藍(lán)牙經(jīng)過(guò)了多個(gè)版本的演進(jìn)，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(lán)牙1.1標(biāo)準(zhǔn)

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

◆藍(lán)牙1.2標(biāo)準(zhǔn)

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(lán)牙2.0標(biāo)準(zhǔn)

2.0是1.2的改良提升版，傳輸率約在1.8M/s~2.1M/s，開(kāi)始支持雙工模式——即一面作語(yǔ)音通訊，同時(shí)亦可以傳輸檔案/高質(zhì)素圖片，2.0版本當(dāng)然也支持Stereo運(yùn)作。

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

雖然Bluetooth2.0+EDR標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)上作了大量的改進(jìn)，但從1.X標(biāo)準(zhǔn)延續(xù)下來(lái)的配置流程復(fù)雜和設(shè)備功耗較大的問(wèn)題依然存在。

◆ 藍(lán)牙2.1標(biāo)準(zhǔn)

2007年8月2日，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟今天正式批準(zhǔn)了藍(lán)牙2.1版規(guī)范，即“藍(lán)牙2.1+EDR”，可供未來(lái)的設(shè)備自由使用。和2.0版本同時(shí)代產(chǎn)品，目前仍然占據(jù)藍(lán)牙市場(chǎng)較大份額，相對(duì)2.0版本主要是提高了待機(jī)時(shí)間2倍以上，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有根本性變化。

◆ 藍(lán)牙3.0標(biāo)準(zhǔn)

2009年4月21日，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(BluetoothSIG)正式頒布了新一代標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范"BluetoothCoreSpecificationVersion3.0HighSpeed"(藍(lán)牙核心規(guī)范3.0版)，藍(lán)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(lán)牙協(xié)議棧針對(duì)任一任務(wù)動(dòng)態(tài)地選擇正確射頻。

藍(lán)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(shí)候調(diào)用802.11WI-FI用于實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸)。在傳輸速度上，藍(lán)牙3.0是藍(lán)牙2.0的八倍，可以輕松用于錄像機(jī)至高清電視、PC至PMP、UMPC至打印機(jī)之間的資料傳輸，但是需要雙方都達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)才能實(shí)現(xiàn)功能。

◆ 藍(lán)牙4.0標(biāo)準(zhǔn)

藍(lán)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(shí)加強(qiáng)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(kuò)大到100米(之前的版本為10米)。該標(biāo)準(zhǔn)芯片被大量的手機(jī)、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(jī)上帶有藍(lán)牙4.0功能。

◆ 藍(lán)牙4.1標(biāo)準(zhǔn)

藍(lán)牙4.1于2013年12月6日發(fā)布，與LTE無(wú)線電信號(hào)之間如果同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，那么藍(lán)牙4.1可以自動(dòng)協(xié)調(diào)兩者的傳輸信息，理論上可以減少其它信號(hào)對(duì)藍(lán)牙4.1的干擾。改進(jìn)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(shí)間，意味著用戶如果走出了藍(lán)牙4.1的信號(hào)范圍并且斷開(kāi)連接的時(shí)間不算很長(zhǎng)，當(dāng)用戶再次回到信號(hào)范圍中之后設(shè)備將自動(dòng)連接，反應(yīng)時(shí)間要比藍(lán)牙4.0更短。最后一個(gè)改進(jìn)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(shí)發(fā)送到接接收設(shè)備上。

除此之外，藍(lán)牙4.1也為開(kāi)發(fā)人員增加了更多的靈活性，這個(gè)改變對(duì)普通用戶沒(méi)有很大影響，但是對(duì)于軟件開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)是很重要的，因?yàn)闉榱藨?yīng)對(duì)逐漸興起的可穿戴設(shè)備，那么藍(lán)牙必須能夠支持同時(shí)連接多部設(shè)備。

◆ 藍(lán)牙4.2標(biāo)準(zhǔn)

2014年12月4日，最新的藍(lán)牙4.2標(biāo)準(zhǔn)頒布。藍(lán)牙4.2標(biāo)準(zhǔn)的公布，不僅改善了數(shù)據(jù)傳輸速度和隱私保護(hù)程度，還接入了該設(shè)備將可直接通過(guò)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(lán)牙4.1版本已在之前的基礎(chǔ)上提升了不少，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶的需求，同Wi-Fi相比，顯得優(yōu)勢(shì)不足。而藍(lán)牙4.2標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)藍(lán)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(dāng)于此前的10倍左右，兩部藍(lán)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(hù)程度地加強(qiáng)也獲得眾多用戶的好評(píng)。我們知道，藍(lán)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(wú)需再確認(rèn)便自動(dòng)連接，容易造成隱私泄露。而在藍(lán)牙4.2新的標(biāo)準(zhǔn)下，藍(lán)牙信號(hào)想要連接或者追蹤用戶設(shè)備必須經(jīng)過(guò)用戶許可，否則藍(lán)牙信號(hào)將無(wú)法連接和追蹤用戶設(shè)備。

當(dāng)然，最令人期待的還是新版本通過(guò)IPv6和6LoWPAN接入互聯(lián)網(wǎng)的功能。早在藍(lán)牙4.1版本時(shí)，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟便已經(jīng)開(kāi)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(shí)現(xiàn)這一功能。而據(jù)藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟稱，藍(lán)牙4.2新標(biāo)準(zhǔn)已可直接通過(guò)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(yùn)用，此功能將會(huì)吸引更多的關(guān)注。

另外不得不提的是，對(duì)較老的藍(lán)牙適配器來(lái)說(shuō)，藍(lán)牙4.2的部分功能將可通過(guò)軟件升級(jí)的方式獲得，但并非所有功能都可獲取。藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟稱：“隱私功能或可通過(guò)固件升級(jí)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(kuò)大的功能則將要求硬件升級(jí)才能做到。”而到目前為止，藍(lán)牙4.0仍是消費(fèi)者設(shè)備最常用的標(biāo)準(zhǔn)，不過(guò)Android Lollipop等移動(dòng)平臺(tái)已經(jīng)開(kāi)始添加對(duì)藍(lán)牙4.1標(biāo)準(zhǔn)和藍(lán)牙4.2標(biāo)準(zhǔn)的原生支持。

◆ 藍(lán)牙5.0標(biāo)準(zhǔn)

美國(guó)時(shí)間2016年6月16日，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(SIG)在華盛頓正式發(fā)布了第五代藍(lán)牙技術(shù)(簡(jiǎn)稱藍(lán)牙5.0)，不僅速度提升2倍、距離遠(yuǎn)4倍，還優(yōu)化IoT物聯(lián)網(wǎng)底層功能。

性能方面，藍(lán)牙5.0標(biāo)準(zhǔn)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(lán)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(lán)牙5.0還允許無(wú)需配對(duì)接受信標(biāo)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(shí)藍(lán)牙5.0標(biāo)準(zhǔn)還針對(duì)IoT物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)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(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟稱，目前全球的藍(lán)牙設(shè)備已經(jīng)超過(guò)了82億。并預(yù)計(jì)藍(lán)牙5.0標(biāo)準(zhǔn)將于2016年年底或2017年年初正式推出，搭載藍(lán)牙5.0芯片的旗艦級(jí)手機(jī)將于2017年問(wèn)世，據(jù)稱蘋果將為成為第一批使用該項(xiàng)技術(shù)的廠商之一。

◆ 藍(lán)牙5.1-5.4標(biāo)準(zhǔn)

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

2020年藍(lán)牙5.2發(fā)布，主要的特性是增強(qiáng)版ATT協(xié)議、 LE功耗控制和信號(hào)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(guò)一系列的規(guī)格調(diào)整增強(qiáng)藍(lán)牙音頻性能，包括縮小延遲，通過(guò)LC3編解碼增強(qiáng)音質(zhì)等，這對(duì)于無(wú)線耳機(jī)的發(fā)展來(lái)說(shuō)無(wú)疑是好的。

2021年藍(lán)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(gè)方面：解決5.2版本無(wú)法傳輸?shù)退俾蕯?shù)據(jù)，加密控制增強(qiáng)，周期性廣播增強(qiáng)。

2023年公布了藍(lán)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(jí)別特征。

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

至此，藍(lán)牙從一開(kāi)始的1.0到如今的5.4版本，在25年的時(shí)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(jiǎn)便且高效的提高工作與生活效率。

藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用

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