乘風破浪的NB-IoT，能否穩(wěn)居LPWAN技術C位

前言

2020年1月，藍牙特別興趣小組（SIG）發(fā)布了最新一版的藍牙5.2規(guī)范，此舉也再次提醒人們——這個已經伴隨了我們25年的無線技術，并沒有放緩自己的腳步，還在隨著市場的步伐一個勁兒地往前沖。

藍牙技術誕生于1994年，是由愛立信公司發(fā)明的，它最初的目的是希望通過無線音頻傳輸讓無線耳機成為可能。再后來，藍牙成為一種允許在設備之間傳輸數據的無線技術，這使得數據傳輸更簡單、更獨立，而不必在更換設備或將其發(fā)送給其他人時丟失任何重要信息。

如今，藍牙已經無處不在，揚聲器、無線耳機、汽車、可穿戴設備、醫(yī)療設備，甚至我們穿的鞋子，都有藍牙的身影。特別是隨著物聯網的快速發(fā)展，藍牙的作用更是日益凸顯，它已經成為了如今人們智能生活的“標配”。

藍牙，為什么叫“藍牙”？

當我們回望25年前藍牙誕生時的情景，有個細節(jié)可能是很多人沒有仔細去琢磨的——藍牙的名字是怎么來的？大家都知道藍牙是一種無線技術標準，它是由藍牙特殊興趣小組（SIG）進行管理的，但有意思的是他們并沒有用SIG來為這個無線技術命名。這是為什么呢？

實際上，“藍牙”是一個維京人的名字，這個名字是由Jim Kardach在1997年提出來并使用的。名字就源自Jim Kardach非常喜歡讀的一本書《長船》（The Long Ships），該書中有一位統一了丹麥和挪威的國王“Harald Bl?tand Gormsson”，“Harald Bl?tand”的英語版就是“Harald Bluetooth”，他以聯合維京人部落進入丹麥王國而聞名，Jim Kardach用國王的名字來命名了新標準，藍牙的標志也是Harald Bl?tand首字母H.B.的組合。

是不是從那時起，藍牙就有了“成為王者”的野心，我們不得而知，不多從過去20多年藍牙的進化之路來看，它真的可以算是眾多無線技術中最努力、最活躍的那一個。

藍牙技術的演進之路

如上文所述，經過20多年的發(fā)展，藍牙的最新版本已擴展至“藍牙5.2”。為了清晰起見，我們制作了一張表格。從表1中可以看出，隨著技術的演進，藍牙的性能也隨之有了很大提升。

表1：藍牙技術演進路線圖

但是如果僅僅從傳輸速度和傳輸距離兩個維度來觀察，并不能反映出藍牙技術演進的全貌，下面我們就隨這個過程進行一次全面的梳理，為大家厘清藍牙每次進步中最重要的關鍵點。

早期的藍牙1.0和1.1版本存在多個問題，不同廠商的產品基本互不兼容。藍牙1.2版本是商用的第一個版本，它做了一些改進，可以向下兼容1.1版。不過藍牙真正在市場上獲得應用，應該是2004年推出的藍牙2.0。

2007年7月，藍牙技術聯盟通過了藍牙核心規(guī)范2.1+EDR，其向下對1.2版本完全兼容，并增加了Sniff省電功能，使得功耗大幅降低。藍牙2.1版本主要實現了3個目標，這也奠定了藍牙未來發(fā)展的主基調：一是安全簡易配對，為數據交換雙方創(chuàng)建了加密功能；二是Sniff分級，可將藍牙設備的電池壽命延長5倍；三是擴展查詢響應，它可以防止設備與不需要的設備配對，精確性更高。

2009年推出的藍牙3.0+HS版本，大幅提高了數據傳輸速率，解決了藍牙傳輸大文件耗時長的問題。正是在這個版本中引入了單播無連接數據，使得該技術的響應速度更快?？偟膩碚f，藍牙3.0+HS在很大程度上改進了原有的藍牙技術，令其在激烈的競爭中沒有掉隊。

藍牙4.0是在2010年面世的，它允許在更大范圍內進行數據傳輸，并改善了連接性能。不過藍牙4.0最大的一個變化還要算是低功耗藍牙（BLE）的出現，此舉有力地推動了藍牙的應用普及，特別是搭上了彼時方興未艾的物聯網應用發(fā)展的快車，于是藍牙的版圖也從傳統的IT周邊和無線音頻設備，擴展到了更多的智能設備領域。

可以說從藍牙4.0開始，藍牙的發(fā)展路徑開始有了兩個分支——一個被稱為藍牙經典，主要用于無線揚聲器、車載信息娛樂系統和耳機；另一個就是低功耗藍牙（BLE），BLE在功耗敏感型的應用中（如電池供電的設備），以及只需傳輸少量數據的應用中（比如傳感器應用），表現極其突出。由于許多物聯網系統涉及小型設備和傳感器，因此BLE已經成為物聯網中更常見的協議。市場上也因此有了藍牙雙模芯片。

2013年版的藍牙4.1有了更顯著的進步，它擴展了當設備不在彼此附近時使用藍牙連接的能力。這個版本的另一個特性進一步激活了藍牙市場：我們知道，藍牙設備之間的連接一直是主設備和外圍設備之間的連接，而在藍牙4.1中，共享同一集線器的任何2臺設備也可以通過藍牙交換數據，因此藍牙用戶可以獲得更佳的使用體驗。

2014年的藍牙4.2增加了安全性、速度和數據傳輸范圍，它能保護自己的設備，以防止不必要的跟蹤和設備在線跟蹤，同時其速度也比上一個版本提高了2.5倍。

2016年12月，SIG發(fā)布了藍牙5.0版，這個版本支持2倍傳輸速率、4倍覆蓋范圍、8倍廣播數據長度，同時在低功耗特性上也進一步優(yōu)化。為了更好地推行藍牙5.0+協議，藍牙聯盟于2020年正式廢棄藍牙4.1及以下協議，預計在2024年后，市面上所有的筆記本、平板、手機設備都將采用藍牙5.0 + BLE雙模芯片。

在5.0之后的版本更新中，藍牙技術也一直在為用戶“送驚喜”，比如將藍牙Mesh網絡納入了規(guī)范；在藍牙5.1中新增了“尋向功能”，讓基于藍牙的厘米級精準定位成為可能；在最新的5.2中又增加了低功耗音頻（LE Audio）……這些新技能都在將藍牙推向更廣闊的市場。

不斷擴張的藍牙應用版圖

據藍牙技術聯盟預計到2024年，設備年度出貨量將高達62億。其中，三分之二的藍牙設備將來自于非手機、平板和個人電腦，這一數據與2015年的市場相對比形成了一個大反轉——2015年，非手機、平板和個人電腦的設備出貨量僅僅占到33%。這也再一次地證明了市場上藍牙設備的多樣化趨勢。

當我們仔細觀察未來藍牙市場走向時，也會發(fā)現其中有很多亮點可圈可點。

音頻傳輸

音頻傳輸是藍牙技術的第一大應用領域，到2024年，該領域設備年出貨量將達到15億以上并在未來呈現持續(xù)增長趨勢。真無線耳機（TWS）堪稱近年來的市場大熱門。這也會讓藍牙在“不忘初心”的基礎上，更上層樓。

無繩桌面

有了藍牙技術，大部分外圍設備，如鼠標、鍵盤、打印機、揚聲器等都能以無線方式連接到電腦上。在這個“傳統”的領域一些創(chuàng)新的概念將成為未來市場發(fā)展的重要推手，比如虛擬鍵盤就是藍牙技術的應用案例之一，它可以在用戶希望的任何地方使用，并且做到像物理鍵盤那樣工作，實現這種便利性當然少不了藍牙提供的無線連接。

物聯網設備互連

藍牙在數據傳輸方面的低功耗特性使其成為很多互聯網應用的首選互連技術，比如可穿戴設備、運動健康監(jiān)測設備，以及各種植入設備等。預計到2024年，整個基于藍牙的數據傳輸設備年出貨量將達到15億以上。隨著藍牙5.0的誕生，藍牙將為物聯網（IoT）和工業(yè)物聯網（IIoT）的發(fā)展提供更大的潛力。

藍牙Mesh網絡

由于藍牙5.0集成了Mesh標準，讓藍牙設備不用借助集線器即可實現組網通信，這也使得藍牙Mesh具備了與其他無線網絡連接技術（如Thread、zigbee等）競爭的資本。這意味著除了傳統的點對點的連接和通信，藍牙也可以在智能樓宇、智能工業(yè)、智能家居及智慧城市等新興物聯網應用領域，分得一杯羹。據悉，現在藍牙Mesh認證產品正在以每6個月翻一番的速度成長。

藍牙位置服務

藍牙位置服務的年出貨量雖然不是最大的，但卻是增長最快的解決方案領域，這主要得益于藍牙5.1中推出的增強功能和尋向服務。根據ABI的預測，2024年藍牙位置服務將覆蓋18億部手持設備，藍牙個人標簽設備以及庫存追蹤標簽設備的出貨量將會達到1.3億，至2024年用于定位和位置服務的標簽年出貨量將增長3.4倍。

藍牙LE Audio

這一功能被認為是藍牙5.2送給開發(fā)者的“大禮包”，憑借多重串流音頻的特性，LE Audio可以讓音頻信號同時到達多個設備，比如在TWS中，利用LE Audio可以同時將音頻信號傳輸至兩個耳機，而不是現在的先到一個主耳機再連接到另一個副耳機，在連接穩(wěn)定性和降低延遲方面的體驗都會有很大提升，會給TWS未來的產品和市場帶來極大的影響。此外，在私人音頻分享、一對多的音頻教學、多語言的實時翻譯等新興應用中，LE Audio也將讓用戶的腦洞大開。預計在LE Audio的推動下，至2024年藍牙音頻傳輸設備年出貨量將達到15億，較2019年增長40%。

面對一個20多年的“老友”，我們應該是十分熟悉的，但是面對藍牙這個伴隨了我們20多年的無線互連技術，我們卻會時不時地被它的不斷變化搞得有些“陌生”。而也正是這種陌生感，讓藍牙保持住了它的活力，你對它了解得越多，越是能發(fā)現它身體里蘊藏的巨大能量。所以今天，是時候好好認識一下我們這位“老朋友”了。

審核編輯：郭婷