天空是藍色的，大海是藍色的，藍牙顯然也是藍色的。 2024年，全球藍牙設備的出貨量將達到天文數字 5.4十億 單位！這個數字還在逐年飆升。從傳輸音訊和文字/影像，到串流媒體視頻，再到為低功耗物聯網連接供電，藍牙技術確實為世界各地的人們帶來了更便捷的生活。它為互聯設備提供了無線傳輸資料的關鍵途徑。在本文中，我們將回顧藍牙版本從 1.0 到 6.0 的演進歷程，並探索日益增長的應用。如果您對這項無所不在的無線技術一無所知，那就準備好被不同的藍牙版本啟發吧！

什麼是藍牙技術？

藍牙是一種用於無線資料和語音傳輸的開放全球標準，旨在實現不同電子設備之間的低成本、短距離無線連接。

藍牙技術的起源

藍牙技術的起源可以追溯到1942年，當時女演員海蒂·拉瑪（Hedy Lamarr）與作曲家喬治·安塞爾（George Antheil）共同申請了FHSS（跳頻擴頻）專利。這項專利旨在將影響魚雷的訊號頻率範圍擴展至88個，進而提高魚雷的安全性和抗干擾能力。但後來，軍方在戰爭期間將其應用於無線通信，並經過進一步發展，使其成為藍牙、WiFi和3G等現代無線技術的基礎。

藍牙 (Bluetooth) 得名於中世紀丹麥國王哈拉爾·藍牙 (Harald Bluetooth)，他統一了分裂的丹麥和挪威王國。該名稱寓意著多種不同裝置的整合與互動。 「藍牙」一詞源自於英特爾的吉姆·卡達赫 (Jim Kardach)；藍牙標誌取自哈拉爾國王的賜名“HB”，並以古挪威語字母書寫。

藍牙科技發展簡史

1994 年，愛立信開始致力於手機及其配件的低功耗無線介面的研究。

1998年，愛立信、IBM、英特爾、諾基亞和東芝成立了“藍牙特別興趣小組”，以建立短距離無線電標準。

1999 年發布了藍牙 0.7-1.0 規範，指定 2.4GHz 並定義核心協定。

1999年下半年，微軟、摩托羅拉等公司也加入了藍牙的推廣行列，推動了藍牙在全球的普及。到1,500年，該聯盟的成員數量已超過2000家。

2001：1 IEEE 1。

2003年：1引入自適應跳頻。

2004年：2採用EDR，最高傳輸速率為1Mbps。

2007 年：2 安全配對/連接，引入 NFC。

2009年：3整合WiFi，速度0Mbps。

2010 年：4.0 選擇了低功耗藍牙。

2013 年：4 支援 LTE。

2014年：4支援IPv2和6LoWPAN。

2016 年：5 速度加倍，續航里程延長。

2019：5增強位置、電源管理。

2020：5支援LE Audio，EATT。

2021：5 增加了頻率的連接子額定值。

2023年：新增PAwR和EAD 5

到 2023 年，藍牙 SIG 擁有超過 40 名成員。

2024， 藍牙6.0 來了。

藍牙經過多個不同藍牙版本的演進升級，無線通訊效能增強，應用範圍更廣。

經典藍牙版本：藍牙 1.0 – 3.0

版本

發布年份

最大傳輸範圍

最大範圍

藍牙1.0

1999

732.2 kbit / s的

10米（33英尺）

藍牙1.1

2001

732.2 kbit / s的

10米（33英尺）

藍牙1.2

2003

1 Mbps

10米（33英尺）

藍牙2.0

2004

2.1 Mbps

30米（100英尺）

藍牙2.1

2007

2.1 Mbps

30米（100英尺）

藍牙3.0

2009

24 Mbps

30米（100英尺）

藍牙1.0

1999年1.0月，藍牙技術聯盟（SIG）正式發布藍牙1.0規範，標誌著此技術進入了商業化階段。藍牙XNUMX標準主要針對點對點無線連接，例如行動裝置與計算設備、電腦與週邊設備、行動裝置與耳機等之間的無線通訊。

最初的藍牙 1.0 規格雖然列出了基本功能，但並未提供足夠詳細的使用說明。這使得不同設備之間難以良好地協同工作。由於這些互通性問題，藍牙 1.0 未能達到預期的效果，也未能如預期的在科技界廣泛應用。

藍牙1.1

非官方的1.1版本於2000年1.0月推出，擴展了功能以支援點對多點連接，並解決了1.1版本中存在的問題。官方的2001規範隨後於1.1年1.0月發布。為了確保安全通信，藍牙採用加密技術，設備在建立連接期間交換金鑰以驗證身份。如果金鑰驗證失敗，則無法進行通訊。藍牙XNUMX透過明確定義配對過程，解決了XNUMX版本中設備爭奪主從角色的問題。

該標準在所有地區標準化了79GHz跳頻方案中2.4個頻道的使用。此外，從裝置可以報告支援的頻道數量和資料包大小，以便調整傳輸參數。

藍牙1.2

2003年1.2月，藍牙技術聯盟（SIG）發布了藍牙1.1規格。由於藍牙802.11容易受到1.2b無線區域網路的干擾，1.2版引入了AFH（自適應跳頻）技術，以減少對藍牙設備和其他無線通訊設備的干擾。此外，還發現了擴展了ESCO（增強型同步連接導向）鏈路類型以用於語音/音訊傳輸的藍牙1.1設備。雖然它提供了更快的連接速度，但仍與藍牙XNUMX設備相容。

藍牙2.0

2.0 年 2004 月發布的藍牙 1.2 引入了 EDR（增強數據速率）技術，這是藍牙 3 版本向前邁出的一大步。 EDR 將資料傳輸速率提升至 1.2Mbps，頻寬較上一版本增加了兩倍。這使得大檔案傳輸的功耗比藍牙 2.0 低了一半。藍牙 XNUMX 支援全雙工通信，可同時傳輸語音和資料。它還擴展了多設備連接能力。

藍牙2.1

2007年2007月，在2.1年CTIA無線展上，藍牙0.1+EDR標準正式發表。其中一項關鍵特性是NFC集成，當設備近距離連接時，無需手動輸入密碼即可傳輸，簡化了配對過程。 Sniff Subrating功能透過將裝置間的訊號確認間隔從0.5秒延長至XNUMX秒，從而節省了功耗。此外，安全簡易配對(SSP)功能在提升可用性和安全性的同時，也改善了配對體驗。

藍牙3.0

2009 年，藍牙技術聯盟 (SIG) 推出了藍牙 3.0 + 高速 (HS) 版本，並維持了 2.0 版本的功能相容性。關鍵新增功能是可選的高速擴展，利用 IEEE 802.11PAL（協定適配層）支援高達 24Mbps 的吞吐量，比藍牙 8 的 2.0Mbps 最高速度快 3 倍。

核心創新在於備用 MAC/PHY (AMP)，它使藍牙堆疊能夠根據特定用例動態地使用合適的無線電。這透過 EPC（增強功率控制）帶來了一些功耗優化改進，並將較大的傳輸負載轉移到 802 的低空閒模式。此外，UCD（單向無連接資料）的出現也有助於改善廣播功能。

低功耗藍牙版本：藍牙 4.0 – 6.0

版本

發行年份

最大傳輸速度

最大範圍

藍牙4.0

2009

1 Mbps（低能耗）

3 Mbps（EDR）

60米（200英尺）

藍牙4.1

2013

1 Mbps（低能耗）

3 Mbps（EDR）

60米（200英尺）

藍牙4.2

2014

1 Mbps（低能耗）

3 Mbps（EDR）

60米（200英尺）

藍牙5.0

2016

2 Mbps（低能耗）

50 Mbps（EDR）

240米（800英尺）

藍牙5.1

2019

2 Mbps（低能耗）

50 Mbps（EDR）

240米（800英尺）

藍牙5.2

2020

2 Mbps（低能耗）

50 Mbps（EDR）

240米（800英尺）

藍牙5.3

2021

2 Mbps（低能耗）

50 Mbps（EDR）

240米（800英尺）

藍牙5.4

2023

2 Mbps（低能耗）

50 Mbps（EDR）

240米（800英尺）

藍牙6.0

2024

2 Mbps（低能耗）

50 Mbps（EDR）

240米（800英尺）

藍牙4.0

2009 年 4.0 月，藍牙 XNUMX 發布 - 經典藍牙、高速藍牙和創新的低功耗藍牙 (LE) 擴展的三模全面整合。

關鍵突破在於低功耗 (LE)。它透過超低功耗空閒模式，使用專為物聯網設備優化的低頻寬協定棧，將功耗降低高達 90%。這意味著物聯網感測器和設備僅需一顆小小的紐扣電池即可運作數年。

BLE 還提供了 3ms 低延遲、超過 100 公尺的覆蓋範圍、AES-128 加密以及其他強大的連接功能。同時，高速功能利用 802.11 無線電實現了高吞吐量，而經典藍牙則保持向後相容。

這種三模式方法允許在資料速率方面實現最佳化的多功能性，即用於 LAN 應用中高頻寬利用率的高速、用於超低功耗物聯網的 LE 和用於原始串流應用的經典。

藍牙4.1

藍牙 2013 於 4 年推出，是藍牙技術的一個重要版本，它圍繞物聯網 (IoT) 進行了多項改進，主要為設備帶來無處不在的連接。它基於藍牙 1 LE 構建，提供更高的吞吐量，可用於傳輸大量數據，非常適合健身追蹤器等可穿戴設備。設備可以同時以“藍牙智慧”和“藍牙智慧就緒”模式運行，從而實現多設備連接。

此外，藍牙 4.1 也支援與 LTE 等最新蜂窩技術共存，實現順暢互聯。它還整合了基於 IPv6 的雲端同步支持，滿足物聯網應用需求。

藍牙4.2

藍牙 2014 於 4.2 年推出，透過支援 IPv6 和 6LoWPAN 協定的網路連接，邁出了更實質的一步。這項創新主要使多個藍牙設備能夠透過一個網關終端連接到網際網路或區域網路 (LAN)。與藍牙 2.5 相比，它的傳輸速度提高了 10 倍，資料包容量增加了 4.1 倍。

值得注意的是，藍牙 4 提升了傳輸速率和隱私保護。新標準中的藍牙訊號只有在獲得用戶許可後才能連接或追蹤設備。這也讓用戶可以安心使用穿戴式設備，無需擔心未經授權的追蹤。

藍牙5.0

藍牙 5.0 於 2016 年初推出，其性能遠超先前的藍牙標準。它顯著提升了資訊容量，達到 255 字節，是藍牙 8 容量的 4 倍。因此，資料傳輸速率也得到了提升，在低功耗模式下甚至可達到 2 Mbps，是先前速率的兩倍。此外，與藍牙 2 相比，其通訊範圍也擴大了四倍，理論上可達 4.2 公尺。

值得注意的是，藍牙 5.0 還引入了室內定位和導航功能，並與 WiFi 整合後可實現亞米級精度。它進一步推動了先前的網路格局和物聯網的發展，並在更大範圍內擴展了智慧家庭的概念。

藍牙5.1

藍牙 5.1 版本於 2019 年發布，帶來了突破性的測向和厘米級定位服務。這項增強功能旨在藉助藍牙技術改善定位，事實證明，這在室內導航和資產追蹤方面非常有益，而這正是該領域的關鍵問題。

這些改進包括更好的 GATT 快取和冗餘資料處理，以降低功耗，增強廣播功能，以及與各種無線協定的共存。藍牙 LE 音訊品質和同步也得到了大幅提升。

早期的藍牙（例如 4.x）也可以處理網狀網路和用於資產追蹤的信標。然而，藍牙 5.1 提供了更高的多功能性和效率，這補充了上述應用，並且對於任何其他需要更高精度定位和本地化的現有或未來應用都非常有用。

藍牙5.2

藍牙 5.2 於 2020 年初推出，主要致力於提升音訊體驗。其中討論的一些關鍵功能包括 EATT（增強屬性協定）、LE 功率控制、CTKD 和 LE 等時通道支援。值得注意的是，LE Audio 在連接和廣播模式下支援立體聲串流媒體，同時增強了藍牙音訊效能。藍牙 Auracase 的整合使用戶能夠體驗到高品質音訊輸出的顯著提升。

藍牙5.3

2021年，藍牙5.3正式發布，在傳輸效率、安全性和穩定性方面均有顯著提升。與藍牙5.2相比，藍牙5.3降低了延遲，增強了抗干擾能力，並延長了電池續航時間。值得一提的是，藍牙5.3的傳輸速度和覆蓋範圍並未改變。以下是四項關鍵增強功能：

連接子評級

加密金鑰大小控制增強功能

定期廣告增強

通路分類增強功能

藍牙5.4

藍牙 2023 於 5 年發布，是最新的藍牙版本，它引入了多項增強功能，旨在為低功耗設備提供更高效、雙向且安全的通訊。藍牙 4 的一些新功能包括：

定期廣告回應 (PAwR)：透過在子事件中廣播小資料包來實現時間同步的雙向網絡，以促進同步和節省電力。

加密廣告資料 (EAD) – 在廣告資料包中啟用資料加密。只有擁有共用會話金鑰的裝置才能解密 EAD，並提供部分/完全加密選項，以提高安全性。

LE GATT 安全：允許設備指示安全模式和等級。

廣播編解碼器選擇：啟用編解碼器選擇以最佳化 BLE 擴充廣告的傳輸。

藍牙6.0

藍牙 6.0 於 2024 年 6.0 月發布，確實意義非凡。在先前版本的基礎上，XNUMX 版本更加重視精度和準確度，將藍牙推向了精細測距和追蹤應用的新領域。其中最引人注目的是藍牙頻道探測，它可以讓設備以公分級的精度測量彼此之間的距離。主要亮點包括：

藍牙®頻道探測

基於決策的廣告過濾

監控廣告商

ISOAL 增強

LL 擴充功能集

幀空間更新

藍牙版本比較：藍牙與低功耗藍牙

自 4.0 版本以來，藍牙技術已分為兩個不同的分支： 經典藍牙和低功耗藍牙我們目前對無線連接的理解主要基於經典藍牙，該技術已應用於無線揚聲器、車載資訊娛樂系統和耳機等領域。它工作在 2.4GHz 頻段，使設備能夠建立個人區域網路進行短距離資料傳輸，並已成為音訊設備與行動平台配對的關鍵技術。

另一方面，低功耗藍牙 (BLE) 代表了藍牙生態系在能源效率方面的重大進步。顧名思義，BLE 的顯著特徵是極低的功耗和高度最佳化的睡眠模式。雖然它使用與傳統藍牙相同的 2.4GHz 頻段，但採用了不同的 FHSS 方案，因此資料傳輸速率約為傳統藍牙的一半。

BT、BR、基本速率、EDR、BR/EDR 和 AMP 這些術語與經典藍牙同義，而 BLE、低功耗藍牙、智慧型藍牙和 LE 指的是低功耗藍牙。

雙模藍牙，顧名思義，是經典藍牙和低功耗藍牙的結合，允許設備同時支援這兩種標準。

鑑於小型低功耗設備和感測器在各種物聯網應用中的普及，低功耗藍牙 (BLE) 已成為物聯網領域更主流的藍牙協定。像 MOKOSmart 這樣的物聯網設備製造商已採用 BLE 技術，開發用於低功耗物聯網應用的專用藍牙信標、感測器和模組。因此，市場見證了雙模藍牙晶片的發展。本質上，BLE 不僅僅是經典藍牙的精簡版，而是專為功耗敏感和低資料速率應用而設計的節能無線連接的專業迭代。

藍牙的未來：對藍牙 6.X 的期待

自 1998 年誕生以來，藍牙經歷了 26 年的輝煌演變，從 1.0 版發展到目前的 5.0 版。最初，藍牙專注於音訊、文字和視訊傳輸，後來逐漸轉向專為物聯網應用量身定制的低功耗資料傳輸。在保持向後相容性（此技術的重要特徵）的同時，藍牙在眾多物聯網裝置中的應用日益廣泛。

隨著低功耗藍牙 (BLE) 變體在功率效率和傳輸方面的進步，經典藍牙版本在 3.0 版本後似乎遇到了瓶頸。這項技術似乎找到了最佳平衡點，決定將所有精力集中在低功耗方面。 BLE 4.0 改變了遊戲規則，開啟了我們今天所見的低功耗革命；隨後，5.0 的出現，為那些注重功耗的裝置在速度和範圍之間找到了平衡。如今，6.0 正在更進一步，尤其是在精確測距能力方面。

3，2024， Bluetooth SIG 正式發布了藍牙6.0版本，其中最突出的功能是藍牙通道偵測。這項功能聽起來很專業，但很可能會改變我們對設備定位和測距的認知。儘管如此，6.0版本在紙面上聽起來很棒，但它可能還需要幾年時間才能真正應用於消費性電子產品。事情就是這樣——技術發布後，製造商需要時間將其融入其中，然後產品才能上市。

但讓我興奮的是：如果這種模式持續下去，後續的 6.X 版本將建立在 6.0 所建立的一切基礎上。隨著藍牙繼續朝著新的領域邁進，我們很可能會迎來一些真正的驚喜。生態系統不斷發展，我迫不及待想看看接下來會發生什麼。

關於藍牙版本的常見問題解答

藍牙3.0設備可以與藍牙5.0設備建立連線嗎？

藍牙 3.0 設備本質上無法直接連接到藍牙 5.0 設備，因為它們使用不同的傳輸協定。但是，某些雙模藍牙 4.0 裝置可以同時支援藍牙 3.0 和藍牙 5.0 裝置。

藍牙5.0設備可以與藍牙3.0設備建立連線嗎？

藍牙 5.0 設備向下相容藍牙 3.0 設備，從而實現兩者之間的連接。然而，這種互通性的代價是傳輸速率降低和功耗增加。