Bluetooth 5.0 ao 5.4: conheça os benefícios e diferenças de cada versão

Bluetooth 5.0 ao 5.4: conheça os benefícios e diferenças de cada versão

O Bluetooth 5.0 é uma evolução nos padrões de conexão sem fio de curto alcance, e traz recursos voltados para a Internet das Coisas (IoT). As variações Bluetooth 5.1, 5.2, 5.3 e 5.4 têm melhorias em taxa de transferência, consumo de energia, codecs de áudio, serviços de localização, segurança e estabilidade de conexão.

Bluetooth 5 e variações (imagem: Vitor Pádua/Tecnoblog)

Os avanços da tecnologia Bluetooth contribuem para a economia de bateria em aparelhos portáteis, melhoram a experiência com dispositivos de áudio sem fio, permitem monitoramento de objetos por meio de beacons, entre outros benefícios.

Conheça as especificações do Bluetooth 5.0 e suas variações, e entenda as diferenças entre elas, a seguir.

ÍndiceO que é o Bluetooth 5.0?O que é o Bluetooth 5.1?O que é o Bluetooth 5.2?O que é o Bluetooth 5.3?O que é o Bluetooth 5.4?Quais são as diferenças entre Bluetooth 5.0, 5.1, 5.2, 5.3 e 5.4?1. Consumo de energia2. Qualidade de áudio3. Serviços de localização4. Estabilidade da conexão5. Segurança e criptografia

O que é o Bluetooth 5.0?

O Bluetooth 5.0 é um padrão de conexão sem fio de curto alcance anunciado em dezembro de 2016 que se destaca por aumentar a taxa de transferência de dados dos dispositivos conectados.

São características do Bluetooth 5.0:

Maior taxa de transferência: a velocidade de transferência de dados máxima do Bluetooth 5.0 é 50 Mb/s, contra 24 Mbs/s da versão anterior, pois o Bluetooth 5.0 pode dobrar a largura de banda de cada canal de transmissão;

Alcance aumentado: o alcance típico de uma conexão Bluetooth 5.0 chega a 40 metros, contra até 10 metros nas versões anteriores. O alcance pode superar 200 metros em conexões com velocidade baixa ou em ambientes abertos;

Menos interferência: o Bluetooth 5.0 traz recursos para diminuir o risco de interferência por dispositivos que operam na frequência de 2,4 GHz (a mesma do Bluetooth), como roteadores Wi-Fi;

Retrocompatibilidade: o Bluetooth 5.0 e suas variações foram desenvolvidas para funcionar com dispositivos baseados nas versões anteriores da tecnologia, embora possa haver exceções.

Trackball Logitech Ergo M575 com Bluetooth 5.0 de baixo consumo (imagem: Darlan Helder/Tecnoblog)

O que é o Bluetooth 5.1?

O Bluetooth 5.1 é um tipo de comunicação wireless anunciado em janeiro de 2019 para aprimorar a capacidade da tecnologia de localizar dispositivos dentro da sua área de alcance. Isso leva aos seguintes avanços:

Localização de direção: o Bluetooth 5.1 permite localizar dispositivos próximos e determinar a sua direção. Com isso, a conexão pode ser estabelecida com mais rapidez e estabilidade;

Serviços de localização: o Bluetooth 5.1 usa recursos de direção e beacons (dispositivos de localização de baixo consumo) para identificação, rastreamento e monitoramento de objetos;

Otimização para IoT: o Bluetooth 5.1 tem maior eficiência energética e recursos de localização, o que é importante para dispositivos de Internet das Coisas, como equipamentos médicos e aparelhos de casa inteligente.

O que é o Bluetooth 5.2?

Bluetooth 5.2 é uma especificação para comunicação sem fio de curto alcance anunciada em dezembro de 2019 para melhorar a experiência do usuário com dispositivos de áudio sem fio, bem como otimizar o consumo de energia pela conexão.

As principais novidades do Bluetooth 5.2 são:

Bluetooth LE Audio: o Bluetooth 5.2 introduz o Bluetooth Low Energy Audio, padrão que reúne o baixo consumo de energia do BLE (Bluetooth Low Energy) com codecs Bluetooth otimizados para fones de ouvido e outros dispositivos de som;

Múltiplos dispositivos: o Bluetooth 5.2 permite conexões de um para vários dispositivos em transmissões de áudio via canais isócronos (fluxos de transmissão para comunicação simultânea).

Fones Edifier Hecate GM5 com Bluetooth 5.2 (imagem: Darlan Helder/Tecnoblog)

O que é o Bluetooth 5.3?

O Bluetooth 5.3 é uma tecnologia de comunicação sem fio entre dispositivos próximos anunciada em julho de 2021 com foco em Internet das Coisas. Seus principais benefícios são:

Segurança reforçada: o Bluetooth 5.3 permite que um dispositivo determine o tamanho mínimo da chave criptográfica para que uma conexão seja estabelecida de forma segura;

Estabilidade: o Bluetooth 5.3 divide a faixa de frequência da conexão em um grande número de canais para que seja possível utilizar somente aqueles que não estão congestionados, garantindo transmissões mais estáveis.

O que é o Bluetooth 5.4?

Bluetooth 5.4 é um padrão de comunicação sem fio revelado em fevereiro de 2023 que melhora a conectividade de dispositivos com baixo consumo energético.

Para tanto, a tecnologia traz recursos como a Publicidade Periódica com Resposta (PAwR), que organiza em pacotes enviados periodicamente os dados que indicam que um dispositivo está apto para conexão.

Quais são as diferenças entre Bluetooth 5.0, 5.1, 5.2, 5.3 e 5.4?

As diferentes atualizações do Bluetooth 5 trouxeram melhorias em consumo de energia, qualidade de áudio, recursos de localização e economia de energia. Os principais atributos das versões 5.1, 5.2, 5.3 e 5.4 são apresentados na tabela a seguir.

Versão BluetoothLançamentoPrincipais recursosBluetooth 5.012/2016Largura de banda dobrada, alcance típico de até 40 metrosBluetooth 5.101/2019AoA e AoD para localização aprimoradaBluetooth 5.212/2019Bluetooth LE Audio, LEPC para ajuste de potência, EATT para múltiplas conexõesBluetooth 5.307/2021Classificação de canais, tamanho mínimo da chave criptográficaBluetooth 5.402/2023PAwR para confiabilidade em transmissões de um para muitosComparativo entre principais recursos do Bluetooth 5.0, 5.1, 5.2, 5.3 e 5.4

1. Consumo de energia

As especificações Bluetooth 5.2, 5.3 e 5.4 são as que mais otimizam o consumo de energia, pois contam com recursos como Bluetooth LE Audio e LEPC (LE Power Control), desenvolvidos para aumentar a autonomia das baterias dos dispositivos.

O Bluetooth Le Audio está disponível desde o Bluetooth 5.2, e reúne as características de eficiência energética do Bluetooth Low Energy com o codec LC3 (Low Complexity Communication Codec), otimizando transmissões de áudio para dispositivos com bateria de baixa capacidade, como fones sem fio, caixas de som portáteis e aparelhos auditivos.

O LEPC (LE Power Control), também introduzido no Bluetooth 5.2, possibilita que dois dispositivos interconectados ajustem a potência de transmissão para prevenir o desperdício de energia.

Além de absorver esses recursos, o Bluetooth 5.3 aumenta a eficiência energética ao trazer um sistema de subclassificação de conexão. O mecanismo permite aos dispositivos alternar rapidamente entre estados de alto e baixo desempenho. Assim, a conexão não fica em modo de alta potência nos momentos de ociosidade.

O Bluetooth 5.4 incorpora todos esses avanços. Já o Bluetooth 5.1 e o Bluetooth 5.0 tendem a consumir mais energia por terem maior foco em desempenho. Apesar disso, as versões 5.0 e 5.1 são mais eficientes do que as anteriores por otimizar o consumo de energia em dispositivos com baterias de baixa capacidade.

2. Qualidade de áudio

Bluetooth 5.2, 5.3 e 5.4 são versões que otimizam a qualidade de áudio por meio da especificação Bluetooth LE Audio. Baseada no codec LC3, ela usa uma taxa de bits variável e um sistema de codificação bastante eficiente para transmitir áudio com menos dados, mas com pouco ou nenhum prejuízo para a reprodução do som.

Para tanto, o LC3 suporta valores de profundidade de bits como 16-bit, 24-bit e 32-bit, bem como uma taxa de amostragem entre 8 e 48 kHz. Os valores exatos são definidos de acordo com as condições da conexão ou com base nas características dos dispositivos que se comunicam.

O Bluetooth 5.2 introduziu o LE Audio, com as versões 5.3 e 5.4 incorporando suporte ao padrão quando lançadas. O Bluetooth 5.0 e o Bluetooth 5.1 também transmitem áudio, mas por meio de protocolos menos eficientes, como SBC e AAC.

3. Serviços de localização

As versões Bluetooth 5.1, 5.2, 5.3 e 5.4 aprimoram os recursos de localização com a adição de dois mecanismos:

AoA (Angle of Arrival): faz o dispositivo emitir um sinal por meio de uma antena para ser localizado. O outro dispositivo, que faz a busca, é composto por várias antenas. A diferença do sinal entre elas é então analisada para que a localização do primeiro dispositivo seja determinada;

AoD (Angle of Departure): o dispositivo que faz a busca tem uma única antena, mas o dispositivo a ser localizado emite sinais usando várias antenas. As variações entre esses sinais são analisadas para a localização ser definida.

Introduzidas no Bluetooth 5.1 e incorporada pelas versões posteriores, o AoA e o AoD permitem que a transmissão seja direcionada com maior precisão ao dispositivos participantes. No Bluetooth 5.0 e anteriores, a sinalização é mais difusa, podendo tornar a localização mais demorada ou suscetível a interferências.

Busca de dispositivos para conexão via Bluetooth (imagem: Emerson Alecrim/Tecnoblog)

4. Estabilidade da conexão

Os Bluetooth 5.2, 5.3 e 5.4 deixam a conexão mais estável por meio do EATT (Enhanced Attribute Protocol), protocolo que permite que vários fluxos de dados sejam transmitidos ao mesmo tempo. Ele também otimiza a troca de pacotes entre os dispositivos de forma a reduzir a latência.

Já as versões Bluetooth 5.3 e 5.4 adicionam um sistema de classificação de canais que divide a conexão em vários segmentos. Isso faz os dispositivos priorizarem os canais menos congestionados para evitar interferência ou latência alta.

O Bluetooth 5.4 traz ainda o PAwR, recurso que permite comunicação bidirecional quando um equipamento faz transmissão para muitos dispositivos (teoricamente, até 32.640 aparelhos) usando BLE, o que melhora a qualidade do sinal no rastreamento de objetos, por exemplo.

As versões Bluetooth 5.0 e 5.1 não têm EATT e PAwR, mas suportam múltiplos canais. Contudo, somente o dispositivo principal (como um celular) consegue fazer a classificação deles.

5. Segurança e criptografia

O Bluetooth 5.3 e o Bluetooth 5.4 permitem a um dispositivo determinar o tamanho mínimo da chave criptográfica necessária para a conexão ser estabelecida. Isso torna a comunicação mais eficiente, pois o tamanho da chave de criptografia é informado logo no início do procedimento.

Nos Bluetooth 5.0, 5.1 e 5.2, o tamanho da chave é negociado durante o estabelecimento da conexão, o que pode tornar o procedimento mais demorado ou menos eficiente.
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Fonte: Tecnoblog