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O Bluetooth 5.0 Si tratta di un’evoluzione degli standard di connessione wireless a corto raggio e offre funzionalità mirate all’Internet delle cose (IoT). Le variazioni Bluetooth 5.1, 5.2, 5.3 e 5.4 presentano miglioramenti nella velocità di trasferimento, nel consumo energetico, nei codec audio, nei servizi di localizzazione, nella sicurezza e nella stabilità della connessione.
Bluetooth 5 e varianti (immagine: Vitor Pádua/)
I progressi nella tecnologia Bluetooth contribuiscono, tra gli altri vantaggi, a risparmiare la carica della batteria nei dispositivi portatili, a migliorare l’esperienza con i dispositivi audio wireless e a consentire il monitoraggio degli oggetti tramite beacon.
Scopri le specifiche di Bluetooth 5.0 e le sue varianti e comprendi le differenze tra loro, di seguito.
Cos’è il Bluetooth 5.0?
O Bluetooth 5.0 è uno standard di connessione wireless a corto raggio annunciato a dicembre 2016 che si distingue per aumentare la velocità di trasferimento dati dei dispositivi collegati.
Le caratteristiche del Bluetooth 5.0 sono:
- Velocità di trasferimento più elevata: la velocità massima di trasferimento dati di Bluetooth 5.0 è di 50 Mb/s, rispetto ai 24 Mbs/s della versione precedente, in quanto Bluetooth 5.0 può raddoppiare la larghezza di banda di ciascun canale di trasmissione;
- Portata aumentata: la portata tipica di una connessione Bluetooth 5.0 raggiunge i 40 metri, rispetto ai 10 metri delle versioni precedenti. La portata può superare i 200 metri su connessioni a bassa velocità o in ambienti aperti;
- Meno interferenze: Bluetooth 5.0 offre funzionalità per ridurre il rischio di interferenze da parte di dispositivi che operano sulla frequenza di 2,4 GHz (la stessa del Bluetooth), come i router Wi-Fi;
- Retrocompatibilità: Bluetooth 5.0 e le sue varianti sono progettate per funzionare con dispositivi basati su versioni precedenti della tecnologia, sebbene possano esserci delle eccezioni.
Trackball Logitech Ergo M575 con Bluetooth 5.0 a basso consumo (immagine: Darlan Helder/)
Cos’è il Bluetooth 5.1?
O Bluetooth 5.1 è un tipo di comunicazione wireless annunciata a gennaio 2019 per migliorare la capacità della tecnologia di localizzare i dispositivi nel suo raggio d’azione. Ciò porta ai seguenti progressi:
- Ricerca della direzione: Bluetooth 5.1 consente di localizzare i dispositivi vicini e determinarne la direzione. In questo modo la connessione può essere stabilita in modo più rapido e stabile;
- Servizi di localizzazione: Bluetooth 5.1 utilizza funzionalità di guida e beacon (dispositivi di localizzazione a basso consumo) per l’identificazione, il tracciamento e il monitoraggio degli oggetti;
- Ottimizzazione per l’IoT: Bluetooth 5.1 offre maggiore efficienza energetica e capacità di localizzazione, il che è importante per i dispositivi Internet of Things come apparecchiature mediche ed elettrodomestici intelligenti.
Cos’è il Bluetooth 5.2?
Bluetooth 5.2 è una specifica per la comunicazione wireless a corto raggio annunciata a dicembre 2019 per migliorare l’esperienza dell’utente con i dispositivi audio wireless e ottimizzare il consumo energetico attraverso la connessione.
Le principali novità del Bluetooth 5.2 sono:
- Audio Bluetooth LE: Bluetooth 5.2 introduce Bluetooth Low Energy Audio, uno standard che combina il basso consumo energetico di BLE (Bluetooth Low Energy) con codec Bluetooth ottimizzati per cuffie e altri dispositivi audio;
- Dispositivi multipli: Bluetooth 5.2 consente connessioni da uno a più dispositivi nelle trasmissioni audio tramite canali isocroni (flussi di trasmissione per la comunicazione simultanea).
Cuffie Edifier Hecate GM5 con Bluetooth 5.2 (immagine: Darlan Helder/)
Cos’è il Bluetooth 5.3?
O Bluetooth5.3 è una tecnologia di comunicazione wireless tra dispositivi vicini annunciata nel luglio 2021 con un focus sull’Internet delle cose. I suoi principali vantaggi sono:
- Maggiore sicurezza: Bluetooth 5.3 consente a un dispositivo di determinare la dimensione minima della chiave crittografica affinché una connessione venga stabilita in modo sicuro;
- Stabilità: Bluetooth 5.3 divide la gamma di frequenze di connessione in un gran numero di canali in modo che sia possibile utilizzare solo quelli non congestionati, garantendo trasmissioni più stabili.
Cos’è il Bluetooth 5.4?
Bluetooth5.4 è uno standard di comunicazione wireless rivelato nel febbraio 2023 che migliora la connettività per i dispositivi a basso consumo.
A tal fine, la tecnologia offre funzionalità come Periodic Advertising with Response (PAwR), che organizza i dati che indicano che un dispositivo è pronto per la connessione in pacchetti inviati periodicamente.
Quali sono le differenze tra Bluetooth 5.0, 5.1, 5.2, 5.3 e 5.4?
I diversi aggiornamenti Bluetooth 5 hanno apportato miglioramenti nel consumo energetico, nella qualità audio, nelle funzionalità di localizzazione e nel risparmio energetico. Gli attributi principali delle versioni 5.1, 5.2, 5.3 e 5.4 sono presentati nella tabella seguente.
| Versione Bluetooth | Lancio | Caratteristiche principali |
|---|---|---|
| Bluetooth 5.0 | 12/2016 | Larghezza di banda raddoppiata, portata tipica fino a 40 metri |
| Bluetooth 5.1 | 01/2019 | AoA e AoD per una migliore localizzazione |
| Bluetooth 5.2 | 12/2019 | Bluetooth LE Audio, LEPC per la regolazione della potenza, EATT per connessioni multiple |
| Bluetooth5.3 | 07/2021 | Classificazione dei canali, dimensione minima della chiave crittografica |
| Bluetooth5.4 | 02/2023 | PAwR per l’affidabilità nelle trasmissioni uno-a-molti |
Confronto tra le principali caratteristiche di Bluetooth 5.0, 5.1, 5.2, 5.3 e 5.4
1. Consumo energetico
Le specifiche Bluetooth 5.2, 5.3 e 5.4 sono quelle che ottimizzano maggiormente il consumo energetico, in quanto dispongono di funzionalità come Bluetooth LE Audio e LEPC (LE Power Control), sviluppate per aumentare l’autonomia delle batterie dei dispositivi.
Bluetooth Le Audio è disponibile a partire da Bluetooth 5.2 e combina le funzionalità di efficienza energetica di Bluetooth Low Energy con il codec LC3 (Low Complexity Communication Codec), ottimizzando le trasmissioni audio per dispositivi con batteria scarica, come cuffie wireless, altoparlanti portatili e apparecchi acustici.
LEPC (LE Power Control), introdotto anch’esso in Bluetooth 5.2, consente a due dispositivi interconnessi di regolare la potenza di trasmissione per evitare sprechi energetici.
Oltre ad assorbire queste risorse, Bluetooth 5.3 aumenta l’efficienza energetica introducendo un sistema di sottoclassificazione delle connessioni. Il meccanismo consente ai dispositivi di passare rapidamente dallo stato di prestazioni elevate a quello di prestazioni basse. In questo modo, la connessione non è in modalità ad alta potenza durante i periodi di inattività.
Bluetooth 5.4 incorpora tutti questi progressi. Bluetooth 5.1 e Bluetooth 5.0 tendono a consumare più energia poiché si concentrano maggiormente sulle prestazioni. Nonostante ciò, le versioni 5.0 e 5.1 sono più efficienti delle precedenti ottimizzando il consumo energetico nei dispositivi con batterie a bassa capacità.
2. Qualità dell’audio
Bluetooth 5.2, 5.3 e 5.4 sono versioni che ottimizzano la qualità audio attraverso la specifica Bluetooth LE Audio. Basato sul codec LC3, utilizza un bitrate variabile e un sistema di codifica molto efficiente per trasmettere audio con meno dati, ma con pochi o nessun danno alla riproduzione del suono.
A tal fine, l’LC3 supporta valori di profondità di bit come 16 bit, 24 bit e 32 bit, nonché una frequenza di campionamento compresa tra 8 e 48 kHz. I valori esatti sono definiti in base alle condizioni di connessione o in base alle caratteristiche dei dispositivi comunicanti.
Bluetooth 5.2 ha introdotto LE Audio, con le versioni 5.3 e 5.4 che incorporano il supporto per lo standard quando vengono rilasciate. Anche Bluetooth 5.0 e Bluetooth 5.1 trasmettono l’audio, ma attraverso protocolli meno efficienti come SBC e AAC.
3. Servizi di localizzazione
Le versioni Bluetooth 5.1, 5.2, 5.3 e 5.4 migliorano le capacità di localizzazione con l’aggiunta di due meccanismi:
- AoA (angolo di arrivo): fa sì che il dispositivo emetta un segnale attraverso un’antenna per essere localizzato. L’altro dispositivo, che effettua la ricerca, è composto da più antenne. La differenza di segnale tra loro viene quindi analizzata per determinare la posizione del primo dispositivo;
- AoD (angolo di partenza): Il dispositivo che effettua la ricerca ha una sola antenna, ma il dispositivo da localizzare emette segnali utilizzando più antenne. Le variazioni tra questi segnali vengono analizzate per definire la posizione.
Introdotti in Bluetooth 5.1 e incorporati nelle versioni successive, AoA e AoD consentono di indirizzare la trasmissione con maggiore precisione ai dispositivi partecipanti. Nel Bluetooth 5.0 e nelle versioni precedenti, la segnalazione è più diffusa, il che può rendere la localizzazione più dispendiosa in termini di tempo o suscettibile alle interferenze.
Cerca dispositivi da connettere tramite Bluetooth (immagine: Emerson Alecrim/)
4. Stabilità della connessione
Bluetooth 5.2, 5.3 e 5.4 rendono la connessione più stabile tramite EATT (Enhanced Attribute Protocol), un protocollo che consente di trasmettere più flussi di dati contemporaneamente. Ottimizza inoltre lo scambio di pacchetti tra i dispositivi per ridurre la latenza.
Le versioni Bluetooth 5.3 e 5.4 aggiungono un sistema di classificazione dei canali che divide la connessione in più segmenti. Ciò fa sì che i dispositivi diano la priorità ai canali meno congestionati per evitare interferenze o latenza elevata.
Bluetooth 5.4 porta anche PAwR, una funzionalità che consente la comunicazione bidirezionale quando un dispositivo trasmette a molti dispositivi (teoricamente, fino a 32.640 dispositivi) utilizzando BLE, che migliora la qualità del segnale durante il tracciamento degli oggetti, ad esempio.
Le versioni Bluetooth 5.0 e 5.1 non dispongono di EATT e PAwR, ma supportano più canali. Tuttavia solo il dispositivo principale (come un cellulare) può classificarli.
5. Sicurezza e crittografia
Bluetooth 5.3 e Bluetooth 5.4 consentono a un dispositivo di determinare la dimensione minima della chiave crittografica richiesta per stabilire una connessione. Ciò rende la comunicazione più efficiente poiché la dimensione della chiave di crittografia viene comunicata all’inizio della procedura.
In Bluetooth 5.0, 5.1 e 5.2, la dimensione della chiave viene negoziata durante la creazione della connessione, il che può rendere la procedura più lunga o meno efficiente.
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