Стандарт Bluetooth LE Audio: качество, скорость, мультиприем, снижение потребления и обратная совместимость
Bluetooth SIG (Special Interest Group) — отраслевая группа, отвечающая за стандарт Bluetooth — представила на CES 2020 спецификации и новые возможности беспроводного соединения Bluetooth LE Audio. Предстоящие улучшения коснутся повышения качества звучания, поддержки слуховых аппаратов, возможности вещания для множества приемников одновременно, улучшения синхронизации и уменьшения потребления питания. Все это можно также связать с 20-летием Bluetooth, которое приходится на 2020 год.
Прежде всего, входящий в Bluetooth LE Audio новый кодек LC3, согласно SIG, способен обеспечить улучшенное качество звука по сравнению со стандартным Bluetooth — даже на вдвое уменьшенных скоростях передачи. Кроме того, обещано серьезно пониженное энергопотребление — беспроводные наушники смогут работать дольше (либо серьезно уменьшиться).
В свою очередь, это позволит применить Bluetooth LE Audio в слуховых аппаратах. В LE Audio включена функция Multi-Stream Audio, которая обеспечит лучшую синхронизацию звука. Обещано, что в результате работа с голосовыми помощниками и переключение между аудиоисточниками станет быстрее и комфортнее.
Еще одна функция LE Audio — Broadcast Audio — предусмотрит возможность раздавать потоковый сигнал на «теоретически неограниченное», по данным SIG, количество приемников. Например, многие люди смогут использовать одни и те же публичные плейлисты в аэропортах, спортивных залах, барах и других общественных местах.
Пожалуй, не менее важно и то, что новый пакет Bluetooth будет по-прежнему включать и используемый до сих пор аудиокодек как часть набора Bluetooth Classic Audio. В Bluetooth SIG также сообщили, что в полном объеме «спецификации Bluetooth, которые определяют LE Audio, как ожидается, будут выпущены в течение первой половины 2020 года». То есть использующие его устройства, в лучшем случае, появятся до конца 2020, а скорее всего — уже в 2021 году.
Комментарии
новый кодек LC3, согласно SIG, способен обеспечить улучшенное качество звука по сравнению со стандартным Bluetooth — даже на вдвое уменьшенных скоростях передачи
Ну то-есть несжатый (flac, wav) или любой другой кодек, по-прежнему не предвидится.
20 лет. Десяток версий. Десяток кодеков. Но всё упирается в те-же 350 кбпс
Только авторизованные пользователи могут отвечать на вопросы, пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
Bluetooth Sig: новый стандарт для качественного звука или выманивание денег?
Bluetooth SIG представили новый стандарт беспроводной передачи данных, что стало большим скачком в технологии Блютуз. Вышла новинка под названием Bluetooth LE Audio, в которой реализованы фишки от Apple и Qualcomm.
В чем же преимущества обновленной технологии? Новый стандарт направлен на улучшенную работу с аудио. Многие знают, что Bluetooth сталкивается с проблемой передачи качественного звука, так как не хватает ширины канала. С Bluetooth LE Audio такая проблема сводится к минимуму, так как в нем реализован кодек с названием LC3. Он нацелен на большее качество звука, при этом потребляет меньше энергии. По данным разработчиков кодек может сжимать поток 1,5 Мбит/с 48 кГц до 192 кБит/с.
LC3 оказался более эффективным, за счет меньшего использовании битрета. Кроме того, новый стандарт делает по умолчанию функцию, доступную только на AirPods — одновременное прямое подключение обоих наушников.
На данный момент принцип подключения работает так: подключается один наушник, который в свою очередь передает данные другому. Это провоцирует задержку и ухудшение качество звука.
Еще одна функция, которая включена в LE Audio — аудиовещание. Она дает возможность устройству передавать поток на неограниченное число аудиоприемников.
Первые устройства с поддержкой нового стандарта выйдут в конце 2020 года или начале 2021 года. Следите за новинками в мире технологий вместе с нами!
Bluetooth SIG анонсирует bluetooth mesh сеть
На Хабре уже была статья с данным анонсом, но автор решил более подробно описать концепцию и архитектуру сети bluetooth-mesh.
Сначала было желание в одной статье описать и обзор и базовые составляющие сети и архитектуру, но написав обзор, автор понял, что читатель устанет. Поэтому будут еще 2 статьи: «Базовые понятия сети bluetooth-mesh» и «Архитектура сети bluetooth-mesh».
В мире технологий продолжается гонка за первое место в объединении всех окружающих нас вещей с помощью протоколов беспроводной связи, главной особенностью которых является низкое энергопотребление.
В то время, когда альянс Wi-Fi разрабатывает стандарт «802.11ah», а консорциум Telecom — стандарт 5G, в который будет включен протокол с низким энергопотреблением, Bluetooth SIG анонсировала сеть bluetooth mesh, использующая технологию BLE (Bluetooth Low Energy). Все мы знаем, что BLE как раз и является технологией с малым энергопотреблением и, учитывая её остальные возможности, Bluetooth SIG, в конечном итоге, предлагает решение промышленного уровня. Да, именно так: «Industrial-grade Solution».
Ключевыми составляющими данной сети, по заявлению Bluetooth SIG, являются:
— надежность;
— масштабируемость;
— безопасность.
В этой статье мы кратко рассмотрим указанные выше составляющие.
Ключевые составляющие
Надежность
Как известно, надежность сети оценивается в том числе и по ее способности доставлять сообщения от одного устройства к другому. Для обеспечения бесперебойной доставки сообщений, сеть используют 2 типа связи.
Масштабируемость
Bluetooth-mesh позволяет тысячам устройств взаимодействовать друг с другом при этом удовлетворяя коммерческие и промышленные требования к производительности. Какие же это требования?
Безопасность
Bluetooth-mesh использует архитектуру безопасности, которая предназначена для решения проблем безопасности компаний, развертывающих широкомасштабные сети беспроводных устройств.
Bluetooth v4.2: что же действительно нового и как это работает?
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.
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.
4. Есть ли уже возможность пощупать?
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.
Bluetooth SIG: настоящий интернет вещей на основе BLE — вопрос ближайшего времени
В Bluetooth SIG уверены, что у BLE есть все шансы стать тем стандартом, который превращает так называемый «Интернет вещей» (IoT) в нечто значительно более реальное и более перспективное в первую очередь на потребительском уровне.
Сегодня то, что в настоящее время называют Интернетом вещей, скажем так, несколько не соответствует тем ожиданиям, которые сформировались в обществе в отношении этой технологии (точнее целого комплекса технологий).
Ведь с точки зрения простого обывателя, умные устройства в современной логистике или полностью автоматизированные производственные линии — это хорошо, но не так интересно и гораздо менее осязаемо, чем, к примеру, холодильник и кофеварка, которые умеют самостоятельно заказывать молоко в магазине.
Есть мнение, что полномасштабный Интернет вещей в нашем быту — это тоже дело самого ближайшего будущего. И отделяет нас от него лишь небольшой период времени, необходимый на окончательную доработку и принятие новых стандартов связи.
В нынешнем своем виде IoT — это полнейший беспорядок во всем, что касается использования стандартов и протоколов передачи данных между умными вещами. Это привычный всем нам Bluetooth везде один и тот же и работает всегда одинаково, в Интернете вещей со связью всё пока не так просто и очень запутанно.
Именно поэтому в Bluetooth SIG (организации, объединяющей компании и частных специалистов) крайне серьезно относятся к делу развития IoT и считают, что раз и навсегда убрать разнобой со стандартами связи в Интернете вещей способны новые сетчатые (mesh) протоколы Bluetooth с низким энергопотреблением и устройства на основе технологии Bluetooth LE (Bluetooth Low Energy, она же Bluetooth Smart, она же BLE).
В сети типа Mesh устройства могут передавать данные друг другу напрямую без центрального сервера и даже без непосредственного контакта, т.е. «каждый с каждым» (это и есть mesh), являясь одновременно и ретрансляторами, благодаря чему каждая такая сеть может иметь множество конфигураций и значительную зону покрытия при высокой устойчивости к сбоям и ошибкам в передачи данных.
К примеру, если расстояние и/или низкая мощность не позволяют узлу А подключиться непосредственно к узлу B, но он может передать данные через другие доступные узлы (скажем, через C, D, E и т.д.), не обращаясь к центральному серверу. Проще говоря, через Bluetooth LE ваш персональный фитнес-трекер может получать данные с ваших домашних весов без посредничества смартфона.
Впрочем, специалисты Bluetooth SIG приводят гораздо более интересные и масштабные примеры. С помощью BLE технологии автоматизации зданий, включая «умные дома», обретают второе дыхание. Так как у пользователь может создавать множество автономных «умных систем» в каждом помещении с возможностью управления всеми такими системами посредством простых команд, а также с возможностью тончайшей настройки всех имеющихся датчиков и тех данных, которыми они обмениваются между собой.
При этом пресловутый 33-футовый (10 метров) радиус действия Bluetooth можно смело считать вчерашним днем, так устройства в mesh-сетях транслировать сигнал могут на какое угодно расстояние. А теперь представьте, возможности IoT в таком его варианте при использовании mesh-технологий в медицинских учреждениях, в промышленном производстве, для управления дорожным трафиком и в жилищно-коммунальном хозяйстве.
В Bluetooth SIG отмечают, что объем работы проделан значительный, и совместные усилия компаний-участниц наряду с активным содействием со стороны таких гигантов IT-рынка, как Google, Apple, Microsoft, и ведущих производителей электронного оборудования, так или иначе приведут к требуемому результату. Так что, обычному пользователю нужно просто еще немного подождать… источник
