بلوتوث, أصبح, بلوتوث كلاسيك, بلوتوث ذكي…ماذا يعني كل ذلك?! مع التكنولوجيا اللاسلكية, الكثير من الأسماء المتشابهة تجعل رؤوسنا تدور مثل بي بليد. ربما ينبغي تسمية تقنية Bluetooth باسم BlueTeeth لأنها تساعد أجهزتنا على التواصل مع بعضها البعض. يكفي القول, في بدايتها، لم يتصور أحد مستقبلًا حيث لدينا سماعات رأس لاسلكية, الأجهزة المنزلية الذكية, تعقب اللياقة, والمزيد جميعها متصلة عبر البلوتوث. لكنها فعلت ذلك وقطعت شوطًا طويلًا مع إصدارات البلوتوث المختلفة. في هذه المقالة, سنقوم بتفصيل بعض الاختلافات الرئيسية بين البلوتوث الكلاسيكي والبلوتوث منخفض الطاقة (أصبح).
نظرة عامة على تقنية البلوتوث
عندما يتعلق الأمر بتعريف تقنية البلوتوث, من المحتمل أنك تعلم أنه معيار اتصال لاسلكي قصير المدى. ومع ذلك, قد تنبهر منذ أن قامت Bluetooth SIG بإصدار إصدارات مختلفة من مواصفات Bluetooth على مر السنين. في الواقع, يعد الحفاظ على جميع إصدارات Bluetooth المختلفة بشكل مستقيم أمرًا ممتعًا بقدر فك تشابك أسلاك سماعات الرأس القديمة. إليك أساسيات البلوتوث مقابل البلوتوث منخفض الطاقة:
ما هو البلوتوث الكلاسيكي?
التجسد الأصلي, المعروف اليوم باسم البلوتوث الكلاسيكي, هو حجر الأساس لمعرفتنا بالاتصال اللاسلكي. عموما, يشير Bluetooth Classic إلى تقنيات Bluetooth الأصلية – المعدل الاساسي (BR), معدل البيانات المحسن (إدر) وتضخيم (أمبير) – التي كانت متاحة قبل البلوتوث 4.0. انتهى التشغيل 79 القنوات في 2.4 نطاق التردد جيجاهرتز, فهو يمكّن الأجهزة مثل الهواتف وسماعات الرأس من تكوين شبكات منطقة شخصية (PANs) لنقل البيانات عبر مسافات قصيرة.
حقيقة, البلوتوث الكلاسيكي ليس مصطلحًا رسميًا. وهو مرجع ملائم لمجموعة تكنولوجيا BR/EDR/AMP الأصلية, كما هو محدد بواسطة Bluetooth SIG, عرض التطور الديناميكي للتكنولوجيا. بالإضافة إلى, أحد أبرز أدوارها هو كونها العمود الفقري لإقران الأجهزة الصوتية بالهواتف المحمولة. أصبحت تقنية Bluetooth Classic مهمة للحياة اليومية, خاصة مع استمرار الاتجاه نحو أجهزة الهواتف الذكية التي لا تحتوي على مقابس سماعات الرأس. أصبحت عملية توصيل جهازين عبر تقنية Bluetooth الكلاسيكية الآن مهارة شائعة.
ما هي تقنية Bluetooth منخفضة الطاقة?
تتميز كجزء من البلوتوث 4.0 المواصفات الأساسية, بلوتوث منخفض الطاقة (أصبح) يمثل قفزة نوعية في كفاءة الطاقة داخل نظام البلوتوث البيئي. يُعرف أيضًا باسم البلوتوث الذكي, تشترك BLE في نفس الإدارة والإشراف بواسطة Bluetooth SIG. تكمن ميزته المميزة في الحد الأدنى من استهلاك الطاقة وأوضاع النوم الموفرة للطاقة. بناء على ذلك, يتيح ذلك لأجهزة BLE العمل لفترات طويلة باستخدام بطاريات خلوية صغيرة تعمل بقطع النقود المعدنية.
بليه تعمل داخل نفسه 2.4 نطاق تردد جيجاهرتز كتقنية Bluetooth القياسية ولكنه يستخدم طيف انتشار متميز لقفز التردد (FHSS) مخطط. بينما تشترك تقنية BLE في نفس الطيف الراديوي مثل سابقتها, يعمل بنصف معدل البيانات تقريبًا, توفير التوازن بين الحفاظ على الطاقة ونطاق الاتصال الفعال.
المضمون, إن Bluetooth Low Energy ليست مجرد نسخة مبسطة من Bluetooth Classic, بل هو تكرار متخصص وفعال يلبي مجموعة من التطبيقات التي تتطلب اتصالاً لاسلكيًا موفرًا للطاقة.
البلوتوث الكلاسيكي مقابل Bال: مقارنة كل ميزة على حدة
الآن بعد أن قمنا بتغطية أساسيات Bluetooth LE وBluetooth, دعونا نقارن مباشرة بعض الاختلافات التقنية الرئيسية بين البلوتوث الكلاسيكي والبلوتوث منخفض الطاقة:
استهلاك البطارية
في حين أن تقنية Bluetooth الكلاسيكية تتميز بكفاءة عالية في استخدام الطاقة مقارنة بالمعايير اللاسلكية الأخرى, تمكن بليه من خفض استهلاك الطاقة إلى أبعد من ذلك. حيث تتطلب تقنية Bluetooth Classic متطلبات طاقة أعلى بكثير, يمكن تشغيل تقنية Bluetooth منخفضة الطاقة لسنوات باستخدام بطارية خلية واحدة تعمل بقطع النقود المعدنية. لتطبيقات إنترنت الأشياء التي تتطلب طاقة منخفضة متسقة, بليه هو الفائز الواضح.
معدلات نقل البيانات
يتمتع Bluetooth Classic بأقصى معدل بيانات متفوق يبلغ حوالي 100٪ 3 ميغابت في الثانية مقارنة بتقنية Bluetooth منخفضة الطاقة والتي تصل إلى حوالي 100 ميجابايت في الثانية 1 ميغابت في الثانية. ومع ذلك, يعتبر المعدل المنخفض لـ BLE كافيًا للنقل الدوري لكميات صغيرة من البيانات, وهي حالة استخدام شائعة لإنترنت الأشياء. تأتي الإنتاجية الأعلى لـ Bluetooth Classic على حساب استخدام طاقة أعلى.
وقت الإستجابة
يشير زمن الوصول إلى التأخير الزمني لإرسال حزمة البيانات بنجاح. هنا تحقق تقنية Bluetooth Low Energy أوقات زمن وصول أقل تبلغ حوالي 6 مللي مقارنة ب 100 مللي للبلوتوث الكلاسيكي. كنتيجة ل, يمكن لـ BLE تمكين اتصالات الأجهزة الأكثر استجابة, وهو أمر بالغ الأهمية لتطبيقات إنترنت الأشياء في الوقت الحقيقي.
نطاق
بلوتوث 5.0 زيادة الحد الأقصى لنطاق البلوتوث بشكل كبير إلى حوالي 800 قدم أو 240 أمتار. في الممارسة العملية بالرغم من ذلك, يظل النطاق الموثوق النموذجي عند حوالي 30 م للبلوتوث الكلاسيكي, و 50 م للبلوتوث منخفض الطاقة. في الهواء الطلق مع خط البصر, يمتد النطاق الأمثل لـ BLE إلى 150 م. على الرغم من البلوتوث 5.0 أشياء محسنة, يعود النطاق إلى تصميم الهوائي وقوة الإرسال بدلاً من الاختلافات بين التقنيات الأساسية نفسها.
البنية
تشير الهيكلية إلى كيفية اتصال الأجهزة وتواصلها داخل الشبكة. يستخدم Bluetooth Classic هيكلًا بسيطًا من نظير إلى نظير حيث يتواصل جهازان مباشرة. تدعم تقنية Bluetooth Low Energy تقنية نظير إلى نظير بالإضافة إلى البنية النجمية حيث تتواصل العديد من الأجهزة مع جهاز رئيسي مركزي. علاوة على ذلك, يوفر BLE أيضًا البث من جهاز واحد إلى العديد من الأجهزة وشبكات Bluetooth المتداخلة. توفر خيارات الهيكل الإضافية في Bluetooth LE بنى شبكية أكثر مرونة وقابلة للتطوير ومناسبة لتطبيقات إنترنت الأشياء.
| بلوتوث كلاسيك | بلوتوث منخفض الطاقة | |
| نطاق التردد | 2.4 نطاق GHZ ISM | 2.4 نطاق GHZ ISM |
| لا. من القنوات | 79 قناة واحدة ميغاهيرتز | 40 قناة 2 ميغاهيرتز |
| استهلاك الطاقة | منخفض | أقل |
| معدل البيانات | 1-3 ميغابت في الثانية | 1 ميغابت في الثانية |
| وقت الإستجابة | تقريبا. 100 السيدة | تقريبا. 6 السيدة |
| نطاق | < 30 م | 50 م ( 150 م في منطقة مفتوحة) |
| البنية | الند للند (1:1) | الند للند (1:1)
نجمة (كثير:1) إذاعة (1:كثير) مش (كثير:كثير) |
| اقتران الجهاز | مطلوب | غير مطلوب |
| صوت قادر | نعم | لا |
| العقد/العبيد النشطين | 7 | غير محدود |
| الأمان | 64ب/128 بت, طبقة التطبيق المحددة من قبل المستخدم | 128 بت الخدمات المعمارية والهندسية, طبقة التطبيق المحددة من قبل المستخدم |
| توافق الهاتف الذكي | 100% المتاحة على الهواتف الذكية | 100% المتاحة على الهواتف الذكية |
| استخدم حالات | تطبيقات البث مثل تدفق الصوت, نقل الملف, وسماعات الرأس | إشارات الموقع, تطبيقات المنزل الذكي, أجهزة طبية, المراقبة الصناعية, تعقب اللياقة |
إيجابيات وسلبيات بلوتوث كلاسيكي وBLE
نظرًا لتنوع تقنية Bluetooth إلى معايير تخدم الاحتياجات المختلفة, من المهم أن نفهم نقاط القوة والقيود الخاصة بكل منهما. الآن دعونا نلخص بعض المزايا والقيود الرئيسية لـ Bluetooth LE مقابل Bluetooth Classic:
مميزات البلوتوث الكلاسيكي
- إنتاجية أعلى: تتمتع تقنية Bluetooth Classic بمعدل نقل بيانات أعلى يبلغ حوالي 100٪ 3 ميغابت في الثانية, توفير نقل سريع للبيانات للملفات الكبيرة مثل التدفقات الصوتية.
- التوافق الوراء: تحافظ تقنية Bluetooth Classic على التوافق مع الأجهزة القديمة, الحفاظ على الاتصال بالملحقات القديمة.
- التكنولوجيا الناضجة: كمعيار أطول أمدا, تستفيد تقنية Bluetooth Classic من عقود من التحسين والتوافق واسع النطاق.
حدود البلوتوث الكلاسيكي
- استهلاك طاقة عالي: نظرًا لمتطلبات الطاقة العالية أثناء النقل والاكتشاف, يستنزف عمر بطارية أجهزة Bluetooth بسرعة.
- اتصالات بطيئة: مع الكمون حوالي 100 مللي ثانية, تتأخر تقنية Bluetooth الكلاسيكية في التطبيقات التي تحتاج إلى اتصال سريع ذهابًا وإيابًا.
- طبولوجيا واتصالات محدودة: توفر تقنية Bluetooth الكلاسيكية فقط طوبولوجيا نظير إلى نظير بسيطة وتحد من الاتصالات التابعة لها 7 الأجهزة.
مزايا البلوتوث منخفض الطاقة
- استهلاك منخفض للطاقة: يمكن أن يستمر لأشهر أو سنوات ببطارية صغيرة, مثالية لأجهزة إنترنت الأشياء.
- الكمون الأمثل: الكمون وصولا إلى 6 يتيح MS تطبيقات التحكم سريعة الاستجابة.
- تكلفة منخفضة: التكلفة المنخفضة للشرائح والمكونات تجعل تكاليف جهاز BLE منخفضة للغاية.
حدود طاقة البلوتوث المنخفضة
- أدنى البيانات معدلات: الحد الأقصى لمعدل البيانات حولها 1-2 ميغابت في الثانية, غير مناسب للاتصالات ذات النطاق الترددي العالي, وهو أقل بكثير من WiFi/الخلوي.
- نطاق محدود: تغطية نموذجية أقل من 200 متر حتى في خط البصر.
- تأثير بيئي: يتدهور الأداء بسبب العوائق مثل الجدران أو الأجسام.
بلوتوث مقابل بلوتوث منخفض الطاقة: حالات استخدام مختلفة
تتناسب تقنية Bluetooth Classic وBluetooth Low Energy مع التطبيقات المختلفة بناءً على قدراتها. كما اكتشفنا من قبل, يُستخدم Bluetooth Classic بشكل شائع في الأجهزة الصوتية مثل سماعات الرأس ومكبرات الصوت اللاسلكية, وكذلك لنقل الملفات بين الأجهزة. في الواقع, إنه مخصص للاستخدام المباشر من قبل المستهلكين العاديين الذين يمكنهم بسهولة شراء أجهزة Bluetooth واستخدامها.
في المقابل, تم تحسين تقنية Bluetooth LE لأجهزة إنترنت الأشياء التجارية نظرًا لكفاءتها في جمع البيانات الدورية منخفضة الطاقة. بينما يتم استخدامها أيضًا في الأجهزة الشخصية مثل أجهزة تتبع اللياقة البدنية التي تركز على جمع البيانات, يتم استخدام BLE بكثافة في الرعاية الصحية للشاشات والإعدادات الصناعية لخدمات الموقع ومراقبة الحالة. إن الطاقة المنخفضة والكفاءة العالية تجعل BLE مثاليًا لحالات استخدام إنترنت الأشياء التي تتضمن عمليات نقل صغيرة متكررة للبيانات.
مع أخذ المقارنة أعلاه بعين الاعتبار, فيما يلي حالات الاستخدام المختلفة للبلوتوث الكلاسيكي مقابل البلوتوث منخفض الطاقة:
حالات استخدام البلوتوث الكلاسيكية الشائعة تتضمن:
– دفق الموسيقى إلى سماعات الرأس ومكبرات الصوت اللاسلكية
– توصيل لوحات المفاتيح اللاسلكية, الفئران, والطابعات
– الاتصال بدون استخدام اليدين في السيارات
– نقل الملفات بين الأجهزة
– توفير الاتصال بالإنترنت من خلال الربط
تم تحسين Bluetooth Low Energy لأجهزة إنترنت الأشياء المدمجة التي تجمع كميات صغيرة من بيانات المستشعر.
تشمل حالات استخدام بليه الشائعة:
– توصيل أجهزة تتبع اللياقة البدنية القابلة للارتداء والتي تراقب الخطوات, معدل ضربات القلب, إلخ.
– أجهزة استشعار منزلية ذكية لدرجة الحرارة, اقتراح, إلخ.
– إشارات الموقع لتوفير الخدمات على أساس القرب
– شبكات استشعار إنترنت الأشياء الصناعية لمراقبة الحالة
– أجهزة الرعاية الصحية مثل أجهزة مراقبة الجلوكوز التي تحتاج إلى طاقة منخفضة
– تطبيقات النقل العام التي تكتشف الحافلات / القطارات القريبة
ما هو التالي للبلوتوث
آخر تحديث رئيسي للبلوتوث هو البلوتوث 5.0 ارجو ارفاق سيرتك الذاتية مع الرسالة 2016, مما أدى إلى تحسين مقايضات السرعة/النطاق لأجهزة Bluetooth منخفضة الطاقة. في الآونة الأخيرة في 2022, أعلنت شركة Bluetooth SIG عن إمكانية بث صوتي جديدة عبر تقنية Bluetooth تسمى أوراكاست من شأنها تمكين تطبيقات صوت المستهلك الجديدة متعددة المستمعين عن طريق نقل الصوت إلى عدد غير محدود من أجهزة استقبال Bluetooth القريبة.
أتطلع قدما, التكرار الرئيسي التالي للبلوتوث 6.0 يمكن أن يصل خلال السنوات القليلة المقبلة بناءً على دورات الإصدار النموذجية. لم تصدر Bluetooth SIG أي إعلانات رسمية حول الإصدار 6.0 حتى الآن, ولكن من المرجح أن تستمر في تحسين كفاءة الطاقة, نطاق, وسرعات لتوسيع إمكانيات إنترنت الأشياء والتطبيقات الصوتية. مع إنترنت الأشياء وسماعات الأذن اللاسلكية تشهد نموًا سريعًا, يستمر الطلب على التكنولوجيا اللاسلكية منخفضة الطاقة والقوية في الارتفاع. تهدف Bluetooth SIG إلى تلبية هذه الاحتياجات مع الجيل التالي مع الحفاظ على التوافق مع الإصدارات السابقة.
شاملة, إذا كنت تعمل باستخدام تقنية Bluetooth منخفضة الطاقة, يمكن أن يساعد MOKOSmart في توفير سلسلة من منارات BLE وأجهزة استشعار لمختلف التطبيقات لخلق أفضل تجربة ممكنة للمستخدم.
واصل القراءة عن البلوتوث
