Es gibt nicht nur Mythen über das antike Griechenland

Mythos 1: Die Spezifikation von Bluetooth 5 ist nicht mit älteren Bluetooth-Geräten kompatibel

Die Stärke und der Vorteil von Bluetooth 5 liegen in der vollständigen Kompatibilität mit Bluetooth-Geräten 4.0, 4.1 und 4.2. Ein weiterer Vorteil ist, dass Sie Bluetooth 5 verwenden und alle Funktionen der alten Bluetooth-Basisspezifikation nutzen können. Um beispielsweise den optimalen Funktionsumfang für Ihr zu entwickelndes Gerät zu nutzen, können Sie die Wortdatenlänge von Bluetooth 4.2 erhöhen und gleichzeitig die hohe Geschwindigkeit von Bluetooth 5 nutzen. 

Mythos 2: Bluetooth 5 hat eine höhere Geschwindigkeit und eine größere Reichweite

Einer der größten Fehler bei Bluetooth 5 ist die Aussage, dass Benutzer mit 2 Mbit/s und erweiterter Reichweite arbeiten können. Dies entspricht in keiner Weise der Realität. Eigenschaften wie hohe Datenrate und hohe Reichweite sind zwei Gegensätze. Sie müssen selbst abwägen und eine fundierte, wichtigere Entscheidung treffen – Geschwindigkeit oder Kommunikationsreichweite –, da das Gerät nicht beides gleichzeitig bieten kann. Um beispielsweise eine maximale Reichweite zu erreichen, müssen Sie den Datenanteil opfern, der in diesem Fall auf 125 kbit/s sinkt.

Mythos 3: Eine größere Reichweite von Bluetooth 5 wird durch eine Erhöhung der Ausgangsleistung des Funksenders erreicht

Ein großer Vorteil für Geräte mit großer Reichweite ist sicherlich der fehlende Anstieg des Energieverbrauchs. Durch die Verwendung der PHY-Datenkodierung wird die Empfindlichkeit des Empfängers im Vergleich zu Bluetooth 4.0, 4.1 und 4.2 verbessert, indem im Sende- (TX) und Empfangsmodus (RX) der gleiche Strom beibehalten wird. Der Grund dafür ist, dass Bluetooth 5 die Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) verwendet, wodurch eine erneute Datenübertragung bei starken externen Störungen überflüssig wird. Diese Methode ermöglicht es, Fehler auf der Empfängerseite zu erkennen und zu korrigieren, anstatt eine erneute Paketübertragung anzufordern, wie dies bei Bluetooth 4.0 der Fall war. In diesem Fall wird die Erweiterung der Datenbitkodierung von 1 auf 2 (eine Logik wird als „10“-Sequenz dargestellt) oder von 1 auf 4 (dargestellt durch die „1100“-Sequenz) verwendet. In diesem Fall wird die Übertragungsgeschwindigkeit der Daten auf 500 kbps bzw. 125 kbps reduziert, aber dadurch kann der Empfänger das nützliche Informationssignal leichter im Hintergrund von Rauschen und Störungen unterscheiden und isolieren.

Mythos 4: Bluetooth 5 beinhaltet BLE für Mesh-Netzwerke

Alle Bluetooth-Hardwareentwickler haben der Veröffentlichung der Bluetooth Low Energy-Spezifikation (Bluetooth Low Energy, BLE oder Bluetooth Smart) zusammen mit Bluetooth 5 mit Spannung entgegengeblickt. Zur Überraschung vieler wurde die BLE-Spezifikation für das Mesh-Netzwerk (Mesh oder Mesh-Topologie ist die Netzwerktopologie eines Computernetzwerks, basierend auf dem Zellenprinzip, in dem die Netzwerkarbeitsplätze miteinander verbunden sind und die Rolle eines Switches für die anderen Teilnehmer übernehmen können) nach der Einführung als separate Spezifikation veröffentlicht. BLE für ein Mesh-Netzwerk bildet somit den Kern der Bluetooth-Spezifikation, was bedeutet, dass das Mesh-Netzwerk in Verbindung mit Bluetooth 4.0, 4.1, 4.2 oder Bluetooth 5 verwendet werden kann.

Mythos 5: Bluetooth 5 verbessert die Interoperabilität mit Wi-Fi-Geräten

Bluetooth 5 wurde bei der Markteinführung als Gerät zur Verbesserung der drahtlosen Kommunikation und Interoperabilität angekündigt. Diese Aussage könnte fälschlicherweise dahingehend interpretiert werden, dass es die Datenübertragung mit WLAN-Geräten verbessert. Tatsächlich verbessert sich die Leistung nur bei anderen BLE-Geräten in der Nähe. Die in Bluetooth 5 verwendete Random-Switching-Technologie verringert die Wahrscheinlichkeit, dass ein benachbartes BLE-Gerät gleichzeitig auf demselben HF-Kanal sendet, und erhöht so die Gesamtzuverlässigkeit einer separaten Funkverbindung.

Mythos 6: Im Hochgeschwindigkeitsmodus erhöht sich die Übertragungsgeschwindigkeit mit zunehmender Zeit zwischen den Paketübertragungen

Eine weitere grundlegend falsche Vorstellung von Bluetooth 5. Tatsächlich stimmt das nicht. Historisch war die Übertragungsrate bei BLE auf 1 Mbit/s begrenzt. Bluetooth 5 verdoppelt diese auf 2 Mbit/s. Das bedeutet, dass die Übertragung von Datenpaketen nur halb so lange dauert, der Zeitabstand zwischen den Paketen jedoch konstant bleibt.

Mythos 7: Eine 2 Mbit/s-Verbindung hat die gleiche Reichweite wie eine 1 Mbit/s-Verbindung

Bei Verwendung von Bluetooth 5 mit einer Datengeschwindigkeit von 2 Mbit/s im Vergleich zu 1 Mbit/s verringert sich die Empfindlichkeit des Empfängers. Eine höhere Datenrate reduziert somit die Reichweite von 1 Mbit/s. Dieser Reichweitenverlust wird durch eine fortschrittlichere Funkkanalarchitektur als bei den ersten BLE-Geräten ausgeglichen. Selbst im Vergleich zu einem Gerät mit Bluetooth 4.0-Protokoll bietet die Funkkommunikation mit Bluetooth 5 mit einer Geschwindigkeit von 2 Mbit/s eine deutlich höhere Bandbreite für Anwendungen in gleicher Entfernung.

Mythos 8: Bluetooth 5-Geräte können direkt mit 2 Mbit/s verbunden werden

Das stimmt nicht. Die beiden Bluetooth-5-Geräte müssen zunächst eine 1-Mbit/s-Verbindung herstellen und dann in den 2-Mbit/s-Modus wechseln. Diese Methode des Geräteaustauschs ähnelt der oben beschriebenen Funktion zur Verlängerung der Datenpaketlänge auf Bluetooth 4.2. Die funktionale Kopplung bietet die Flexibilität, die Baudrate dynamisch an die Anforderungen einer bestimmten Anwendung anzupassen und sorgt für Kompatibilität mit BLE-Geräten, die die Hochgeschwindigkeitsfunktion nicht unterstützen.

Mythos 9: Das Herstellen einer Bluetooth 5-Verbindung mit großer Reichweite sollte nur von kurzer Dauer sein

Wäre das wahr, wäre das eine erhebliche Einschränkung! Glücklicherweise kann ein Gerät mit Bluetooth 5 über die sogenannte Advertising Extension (auch bekannt als Advertising Extension) eine Verbindung über große Entfernungen aufbauen und herstellen. Dabei ist jedes gesendete Paket im Falle einer Paketübertragung für den Empfang durch alle Teilnehmer im Netzwerk bestimmt. Das Entladen von Advertising Channels und der Betrieb von Datenverbindungen bieten effizientere Fernverbindungen und erhebliche Vorteile bei Anwendungen, bei denen die Netzabdeckung entscheidend ist.

Mythos 10: Ein Gerät mit großer Reichweite kann mit einem Smartphone kommunizieren, das Bluetooth 5 nicht unterstützt

Dies ist ein weiterer wichtiger Mythos, der widerlegt werden muss. Um die Hochgeschwindigkeits- und Gamma-Funktionen von Bluetooth 5 nutzen zu können, müssen zentrale und periphere Geräte Bluetooth 5 unterstützen. Um einen Kommunikationskanal zwischen Sensor und Smartphone über eine große Distanz herzustellen, müssen das Smartphone und der Netzwerksensorknoten Bluetooth 5 unterstützen und Verschlüsselungsdaten auf physikalischer Ebene (Coded PHY) verwenden.

Mythos 11: BLE ist nur für vernetzte Anwendungen geeignet

Um dieses Thema auch in Zukunft relevant zu halten, lüften wir den mystischen Schleier von BLE-Anwendungen. Unmittelbar nach der Einführung der BLE-Technologie entstand das Klischee, sie sei für persönliche Netzwerke mit Schwerpunkt auf tragbarer Elektronik (wörtlich: tragbar, englisch: „wearable“ – also am Körper getragen) und Fitness-Trackern gedacht. Mit der Einführung von Bluetooth 5 fallen diese Barrieren, da die Technologie nun auch Anwendungen im Einzelhandel, im Haushalt, in der Industrie und im Automobilbereich umfasst. Die Vorstellung, dass hier, sagen wir, nur eine Abdeckung innerhalb eines Raumes möglich sei, gehört der Vergangenheit an, da Verbindungen nun im gesamten Haus möglich sind.

Bluetooth 5 erweitert die Möglichkeiten von Dingen, Orten und vernetzten Fahrzeugen. Von Industriesensoren bis hin zu Schlüsseln, die Autoschlüssel ersetzen, hält BLE Einzug in die innovativsten Bereiche. Wir können uns die vielen neuen Anwendungen vorstellen, in denen Entwickler die Bluetooth 5-Technologie in naher Zukunft einsetzen werden.

Fordewind.io ist ein IoT-Engineering- und Entwicklungsunternehmen mit Sitz in Kiew, Ukraine. Unsere Schwerpunkte und Expertise liegen in der Automobilindustrie und Smart Home/City-Projekten. Kontaktieren Sie uns jetzt und erfahren Sie mehr darüber, wie wir Sie bei der Gestaltung der Zukunft unterstützen können.