概要
- Bluetooth 5.3では、より高速なモードへの切り替えを実現する接続サブレーティング、強化された暗号化制御、改善されたネットワーク効率が導入されました。
- Bluetooth 5.0ではデータ速度と範囲が向上し、Bluetooth 5.1では位置情報サービスと音質が向上しました。
- Bluetooth 5.4には、定期広告、暗号化データ、GATTセキュリティレベル、最適化されたパフォーマンスなどの機能が含まれています。
デバイスのBluetoothバージョンによって、データ転送速度、消費電力、接続の安定性が決まります。しかし、Bluetoothのバージョンがあまりにも多いため、自分が使用しているバージョンが最適かどうかを判断するのは難しいでしょう。
Bluetooth 5.3は、新しいデバイスの標準となりつつあります。しかし、最新のBluetooth規格に対応するために、本当にハードウェアをアップグレードする必要があるのでしょうか？
Bluetooth 5.3とは？
Bluetooth 5.3は2021年に発売され、消費者と開発者向けにいくつかの強化機能が導入されました。
主な改善点の1つは、接続サブレーティングです。多くの場合、デバイスは低デューティサイクル接続で動作して電力を節約します。しかし、高帯域幅のサポートが必要な場合、接続パラメータはほぼ瞬時に変更されるべきです。そうでなければ、遅延が発生します。
接続サブレーティングにより、低電力モードと高電力モード間の切り替えが高速になり、遅延が解消され、ユーザーエクスペリエンスが向上します。例えば、サブレーティング接続を使用するヘッドフォンのオーディオは、特にヘッドフォンがホストデバイスの近くにない場合、遅延が少なく済みます。
Bluetooth 5.3では、Bluetooth接続の確立時に暗号化キーのサイズを決定する役割を果たすコントローラであるBluetooth BR/EDRも強化されました。この変更により、ホストデバイスは最小限の許容キーサイズを定義することができ、暗号化プロセスをより細かく制御し、柔軟性を高めることができます。これにより、ホストは交換されるデータの機密性やセキュリティ基準の遵守に基づいて、必要なセキュリティレベルを決定することができます。
Bluetooth 5.3のアップデートの注目すべき特徴として、チャネル分類と定期広告の強化があります。チャネル分類は、周辺機器の実際の無線周波数条件に基づいて、周辺機器が中心デバイスと通信することを可能にし、干渉を回避して信頼性を高めます。
定期広告の強化は、デバイスが情報を共有する方法を簡素化します。通常、Bluetoothデバイスは同じデータを繰り返し送信して、確実に配信されるようにしています。Bluetooth 5.3を使用するデバイスは、重複を一度チェックして不要な繰り返しをスキップすることができるようになり、エネルギーを節約し、デバイスのバッテリー寿命を延ばすことができます。
Bluetooth 5.0 vs. 5.1 vs. 5.2 vs. 5.3
Bluetoothバージョン | 5.0 | 5.1 | 5.2 | 5.3 |
|---|---|---|---|---|
リリース年 | 2016年 | 2019年 | 2020年 | 2021年 |
データ転送 | 2Mbps | 大きな改善なし | 大きな改善なし | 大きな改善なし |
通信範囲 | 屋外で120フィート | 屋内での位置精度を1cmに向上。 | 大きな改善なし | 大きな改善なし |
新機能 | メッセージ容量255バイト | Bluetooth LEオーディオの強化 | EATT（より効率的なデータ転送）、LC3コーデック（音質向上）、CTKD（セキュリティ強化） | チャネル分類による周波数干渉の軽減と、定期広告の強化によるネットワーク効率の向上 |
Bluetooth 5.3では多くの新機能が提供されていますが、これまでのBluetooth 5のバージョンと比較してみましょう。
Bluetooth 5.0
Bluetooth 5.0は2016年に発売され、Bluetooth 4.2から大幅に改善されました。メッセージ容量は255バイトで、Bluetooth 4.2の31バイトの8倍になりました。これにより、データの移動速度が2倍になり、通信範囲が4倍になり、消費電力は低くなりました。
データ転送速度は1Mbpsから2Mbpsに高速化され、屋内環境での範囲は120フィートにまで拡大され、Bluetooth 5を使用するデバイスは、古いデバイスよりもはるかに長く電源を入れたままにすることができました。
Bluetooth 5.1
Bluetooth 5.1のアップグレードは2019年1月にリリースされ、デバイスが短距離で接続されたデバイスの位置を特定し、信号の発生源を判断できるようになりました。位置情報サービスの強化により、屋内環境でのナビゲーションと追跡機能が向上しました。
その他のアップデートには、繰り返し行われるデータ転送の処理方法を変更するGeneric Attribute Profile (GATT) キャッシング、広告機能の強化、他のワイヤレステクノロジーとの共存性の向上が含まれています。また、Bluetooth Low Energy (LE) Audioも強化され、音質と同期性が向上しました。
Bluetooth 5.2
2020年初頭にリリースされたBluetooth 5.2は、音質の向上に重点を置いています。
低消費電力デバイスの消費電力を最適化するために、Bluetooth Low Energy Power Controlが導入されました。また、音楽ストリーミングやゲーム体験を向上させる高音質を提供するLow Complexity Communication Codec (LC3)機能も導入されました。この2つのコンポーネントを組み合わせたBluetooth Auracastにより、1つのデバイスから同時オーディオストリーミングが可能になります。
Bluetooth 5.2では、Enhanced Attribute Protocol (EATT)も導入されました。以前は、Bluetoothデバイスは非効率的に属性データを交換して、ステータスと機能に関する情報を伝えていました。EATTはこのデータ交換のプロセスを合理化し、より直接的でリソース効率が高くなり、通信チャネルを最適化します。
Bluetooth 5.2では、複数のトランスポートデバイス間で暗号化キーを管理することを簡素化するプロトコルであるCross-Transport Key Derivationも導入され、セキュリティが強化されました。
Bluetooth 5.4とは？
Bluetooth 5.4は最新のバージョンで、2023年初頭に正式にリリースされました。低消費電力デバイス間で双方向かつ安全な通信を可能にすることで、Bluetoothの機能を向上させるいくつかのアップデートがあります。これらの機能には以下が含まれます。
- 定期広告応答（PAwR）。観測者が同期して応答できるサブイベント内で送信される小さなパケットでデータをブロードキャストします。これにより、観測者は特定の時間にのみデータのスキャンを実行できるため、より電力効率が高くなります。
- 暗号化された広告データ。共有データの部分的または完全な暗号化を可能にする、広告データ暗号化の標準的な方法です。これは、Bluetooth対応デバイスはすべてホストから広告データを受信できますが、復号キー（承認されたデバイス）を持つデバイスのみが暗号化されたデータにアクセスできることを意味します。
- 低エネルギーGATTセキュリティレベル特性。デバイスは、特定の属性にアクセスする前に、アクセスに必要なセキュリティレベルを通信できます。デバイスがセキュリティレベルを満たしていない場合、クライアントはセキュリティレベルをアップグレードしてアクセスできるように促します。このシステムにより、アプリケーションの切り替えが中断されず、よりスムーズで安全なエクスペリエンスが提供されます。
- 広告コーディング選択。ホストデバイスは、コントローラに広告データを送信する際に使用するコーディングシステムを決定できます。この強化により、データレートと範囲のバランスをより細かく制御できるため、特定の通信ニーズに基づいて最適化されたパフォーマンスを実現できます。
これらのすべての進歩は、多数の接続された同期デバイスがある小売電子棚ラベル（ESL）アプリケーションなどの大量使用のユースケースに特に役立ちますが、ヘッドフォンやイヤホンなどのコンシューマー向けテクノロジー製品にも波及します。
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