Bluetooth 5.0 – co to jest, jakie ma zalety i po co nam to jest potrzebne?

Na początku tego roku świat obiegła informacja o pracach nad rewolucyjnym w założeniu modułem Bluetooth w wersji 5.1. Nowością ma być funkcja „radaru”, czyli wyszukiwania podłączonych urządzeń z dokładnością do kilku centymetrów. Rzecz wcale przydatna i pozwalająca oszczędzić sporo nerwów w sytuacji gdy akurat poszukujemy swojego smart-gadżetu. Jednakże, gdy BT 5.1 wciąż jest pieśnią przyszłości, obecna generacja nie taka w kij dmuchał i oferuje istotny przeskok jakościowy w stosunku do poprzedniczki. Jest duża szansa, że masz coś takiego w swoim smartfonie, ale czy kiedykolwiek z tego skorzystałeś?

Nowoczesne telefony obsługują z reguły do czterech różnych metod transmisji danych z użyciem fal radiowych. Są to kolejno: GSM, Wi-Fi, Bluetooth i NFC. I o ile jakość połączenia z siecią komórkową, z domowym routerem albo z terminalem płatniczym często decydują o zakupie danego telefonu, o tyle Bluetooth traktowany jest nieco po macoszemu. Nie wiem jak wy, ale ja częściej spotykam się z żalami, że dane urządzenie nie ma wejścia słuchawkowego niż najnowszej wersji BT.

Dlaczego tak jest? Czy warto mieć Bluetooth 5.0? Co ciekawego oferuje? Co kryją przed nami producenci? Tego wszystkiego i ciut więcej dowiecie się z dzisiejszego Tekstu.

Ale po kolei…

Zanim zaczniemy chciałbym wziąć pod uwagę fakt, że na tę stronę może wejść każdy: dzieci, młodzież i dziadkowie, technologiczni zapaleńcy i ci o zgoła odmiennych zainteresowaniach. Proszę zatem o wyrozumiałość, bo poniżej w dość łopatologiczny sposób opiszę czym różnią się poszczególne sposoby łączności. Spokojnie, przyda nam się to nieco później.

Transmisja komórkowa

Odpowiada za komunikację z nadajnikami naszego operatora, które mogą znajdować się w odległości kilkunastu kilometrów. Z tego właśnie powodu antena w telefonie musi być odpowiednio duża i dobrze umiejscowiona, a sam moduł zużywa najwięcej energii. To również budzi niepokój o wpływ fal radiowych na ludzki organizm, dlatego wielu producentów w specyfikacji podaje coś takiego jak SAR, czyli ilość promieniowania pochłanianego przez nasze ciała. Teoretycznie mówimy o bezpiecznym promieniowaniu niejonizującym, ale i tak można przyjąć, że im SAR mniejszy tym lepiej.

Wi-Fi

Dzięki Wi-Fi możemy połączyć się z routerem w domowym zaciszu albo w Starbuniu, leniwie sącząc „kapuczynę”. Nadajnik i odbiornik są z reguły w odległości kilku(nastu) metrów, dlatego moc anteny nie musi być zbyt duża. To bardzo pozytywnie wpływa na czas pracy telefonu i można śmiało uogólnić, że jeśli słuchawka na LTE podziała przez 4 godziny, to na Wi-Fi uciągnie sześć, a może nawet siedem. Dodatkową różnicą w stosunku do łączności komórkowej jest korzystanie z innych częstotliwości radiowych.

Bluetooth

BT bliższe osiągami jest do Wi-Fi aniżeli do GSM, bo wciąż rozmawiamy o zasięgu liczonym w metrach. Ponadto, podobnie korzysta z pasma 2,4 GHz co jednak może powodować zakłócenia w sytuacji kiedy wejdziemy na teren o dużym zagęszczeniu nadajników. A to z kolei bardzo negatywnie odbija się na naszych wrażeniach z odsłuchu muzyki przez zestaw bezprzewodowy. Bluetooth operuje też na mniejszych pakietach danych i jest bardzo energooszczędny, niestety kosztem szybkości transferu.

NFC

Wiele lat temu modne były specjalne światełka przyklejane na obudowę telefonu, które ożywały kiedy tylko nawiązywaliśmy połączenie. Jako bachor dziwiłem się jak to to działa bez prądu, teraz już wiem, że w grę wchodziła indukcja magnetyczna. Ta sama rzecz, która napędza karty zbliżeniowe w naszym portfelu. Czytnik np. w terminalu płatniczym puszcza sygnał, który „odbija się” od czipu w karcie i wraca w nieco zmienionej formie (naprawdę mocne uogólnienie, ale tak to sobie można tłumaczyć). NFC działa na relatywnie niskiej częstotliwości, o nikłym poborze prądu lub całkowicie pasywnie. Nie nadaje się do przesyłania większych ilości danych i może raczej służyć jako szybki aktywator połączenia Bluetooth pomiędzy urządzeniami. Zasięg rzadko kiedy przekracza kilka centymetrów.

Podsumujmy to w tabelce:

[table id=16 /]

Dla wyjaśnienia – celowo użyłem Bluetooth w przestarzałym standardzie 4.2, w dalszej części artykułu porównamy różne generacje.

Po co wymyślono Bluetooth skoro to samo można zrobić przy pomocy Wi-Fi?

To trochę jak z biegami w samochodzie. Niby wszędzie dojedziesz na dwójce, ale po co się tak użerać? Wi-Fi ma swoje początki trochę wcześniej, jednakże śmiało można stwierdzić, że obie technologie weszły na rynek konsumencki w latach dziewięćdziesiątych. Niby podobne, ale miały zgoła odmienne przeznaczenie. Wi-Fi było bardziej skomplikowane, ale miało też trudniejsze zadanie – umożliwić dostęp do Internetu przy maksymalnych możliwych transferach. Bluetooth natomiast tworzony był z myślą o obsłudze zestawów słuchawkowych i przesyłaniu drobnych plików. Tutaj celem była prostota obsługi i energooszczędność. Pół żartem, pół serio:

Bluetooth w naszym telefonie to typowy facet – maczo, który próbuje „sparować się” ze wszystkim co ma w zasięgu. Z kolei Wi-fi przedstawia kobietę, a w sumie zwykłą lambadziarę, która łączy się tylko z tym, który jest najsilniejszy.

Jak rozwijała się transmisja Bluetooth?

To wszystko co było przed drugą generacją możemy przykryć zasłoną milczenia, bo naprawdę nie ma o czym gadać. Wolne to to było, pełne błędów i komplikacji. Zabawa zaczęła się od dwójki, po roku 2004. To właśnie gdzieś od tego momentu Bluetooth stał się integralną częścią telefonów i wyparł technologię IrDA, jeśli chodzi o przesyłanie empetrójek i gierek w javie. Potem przyszła wersja 3.0 i zabawiła się w przebiegły marketing – niby specyfikacja oferowała znacznie większe transfery niż poprzedniczka, ale tak właściwie to po nawiązaniu połączenia przez BT dalszą robotę przekazywano modułowi Wi-Fi. Ot spryciarze.

Prawdziwa, może nie rewolucja, ale z pewnością dobra zmiana nadeszła wraz z czwartą odsłoną technologii Niebieskiego Zęba. Oto bowiem inżynierowie zauważyli co się dzieje na rynku i trafnie przepowiedzieli nastanie ery IoT. Nowe wymogi stawiane przez użytkowników zmusiły twórców Bluetootha do wdrożenia czegoś takiego jak Bluetooth LE od Low Energy czyli Niskiego Poboru Mocy. Kosztem transferu udało się uzyskać naprawdę długi czas pracy na minimalnym zasilaniu. Mam w domu termometr z BT LE, który na jednej bateryjce AAA działa spokojnie przez pół roku.

[table id=17 /]

Co nam daje Bluetooth 5. generacji?

W skrócie – więcej wszystkiego. Specyfikacja „piątki” zakłada nie tylko przyspieszenie transferów i zwiększenie zasięgu, ale również zmniejszenie poboru mocy i możliwość jednoczesnego korzystania z kilku urządzeń na raz. Ale to tylko marketingowa papka, a teraz czytajcie jak jest w rzeczywistości:

Po pierwsze primo: Uzyskujemy ALBO szybszy transfer, ALBO dalszy zasięg. Nie jednocześnie.

Po drugie primo: To tyczy się przede wszystkim Bluetooth LE. Większość usprawnień polegała na tym, aby połączyć zalety zwykłego Bluetooth i tego o niskim poborze mocy.

Po trzecie primo (ultimo!): Wszystko i tak zależy od producentów, którzy niekoniecznie muszą zaimplementować komplet nowości z Bluetooth 5.0, aby szczycić się tym tytułem w specyfikacji.

Jak nie wiadomo o co chodzi to chodzi o pieniądze.

Tajemnicą poliszynela jest fakt, że taki np. Qualcomm sprzedaje swoje układy-platformy w różnych cenach pomimo tego, że fizycznie to są te same kawałki krzemu. Ale jeśli jakaś firma chce, aby w jej sprzęcie działało przykładowo szybkie ładowanie albo dodatkowe pasma LTE to trzeba wyłożyć srogie cebuliony na odblokowanie danej opcji. Nie wiem, ale wypowiem się, że podobnie to musi wyglądać w ramach obecnej generacji Bluetooth.

Czas ma mały eksperyment. Jeśli w swoim telefonie macie Bluetooth 5.0 i chcecie sprawdzić, czy ktoś was nie zrobił w… ekhem… konia to wchodzicie do Sklepu Google Play, pobieracie i instalujecie zalinkowaną aplikację, przebijacie się przez tutorial i wbijacie na zakładkę Device Information.

Jeśli wszystko jest na zielono to super, producent waszego telefonu jest dobrym człowiekiem, kocha bliźniego swego jak siebie samego i zasługuje na wasz szacunek. Ale jeśli wygląda to tak jak na screenie wyżej, to ja na waszym miejscu zrobiłbym test na choroby weneryczne, bo właśnie się okazało, że zostaliście wydymani.

Ale to nie wszystko!

Nie wiem czy słyszeliście o czymś takim jak Dual Audio, ale jeśli macie jakiś droższy telefon od Samsunga to istnieje taka możliwość. Chodzi o to, że z jego pomocą można JEDNOCZEŚNIE używać dwóch par słuchawek albo głośników bezprzewodowych. Jest to funkcja oferowana dopiero przez obecną generację Bluetooth, ale sęk w tym, że Koreańczycy mieli to już chyba od Galaxy S7. Jak to możliwe?

Głowy nie dam, ale wieść gminna niesie, że w swoich Exynosach mają po prostu zamontowane dwa moduły Bluetooth, specjalnie na takie okazje. Niestety nie działa to idealnie, bo do zabawy wtrąca się zauważalny lag i głośniki rzadko kiedy odtwarzają muzykę synchronicznie. Prawdziwe Dual Audio z 5. generacji Bluetooth podobno rozwiązało problem z opóźnieniami, a w dodatku powinno się raczej nazywać OctaAudio czy coś w tym stylu bo specyfikacyjnie umożliwia podłączenie do 8 głośników na raz. Niestety nie spotkałem się jeszcze z urządzeniem, które by na to pozwalało. Podobno niektóre topowe Motorole. Podobno…

Jak na razie same narzekania, zatem czy jest jakiś element nowej generacji, który nie tylko przyda się każdemu użytkownikowi, ale jednocześnie jest implementowany przez każdego producenta?

Na szczęście tak: mowa o zwiększonej odporności na zakłócenia.

Teraz właśnie przyda nam się to porównanie łączności bezprzewodowych z pierwszej tabeli. Jak zapewne zauważyliście – każda z nich (prócz NFC) operuje na stosunkowo podobnych częstotliwościach. Wi-Fi i Bluetooth są w zasadzie tożsame, ale i LTE, które czasami korzysta z 2300 i 2500 MHz może wpłynąć na jakość połączenia. Jeśli nastąpi jakieś zakłócenie w czasie korzystania z Internetu to pewnie tego nawet nie zauważymy – ot strona wczyta się sekundę dłużej i tyle. Sprawy komplikują się gdy mówimy o sprzęcie do odsłuchu muzyki – tam każda przerwa, każdy lag, każda desynchronizacja boli po stokroć bardziej. Na szczęście projektanci Bluetooth usłyszeli żale użytkowników i popracowali nad usprawnieniami. Nazwali to Frequency Hopping, które działa w ten sposób, że urządzenie w czasie rzeczywistym skanuje otoczenie w poszukiwaniu najmniej zatłoczonego pasma częstotliwości. A jako, że użytkownik często porusza się i te wolne sloty ulegają zmianie, tak i sam sygnał BT dynamicznie skacze z jednego na drugi pilnując, aby jakość przesyłu danych stała na możliwie najwyższym poziomie. Już testowałem i potwierdzam, że faktycznie działa – dla mnie jest to właśnie największy killer feature obecnej generacji.

Super, teoria zaliczona. Ale jak to się przekłada na praktykę?

Muszę się wam przyznać, że z pomysłem na ten tekst nosiłem się już od zeszłej jesieni. Jedyne co mnie powstrzymywało to brak czegoś na czym ten Bluetooth 5.0 można by było sensownie przetestować. Na szczęście to już przeszłość.

W chwili kiedy to czytacie ja pracuję nad dwoma kolejnymi tekstami – jeden o opasce Mi Band 4, która ma przecież nowy moduł Bluetooth. Ale o tym już wiecie, bo pierwsze wrażenia na łamach galaktycznego już się pojawiły. Drugi tekst będzie natomiast o Redmi AirDots, budżetowych, w pełni bezprzewodowych słuchawkach od submarki Xiaomi. Również wyposażonych w technologię Bluetooth 5.0.

Tyle na dzisiaj. Tak, wiem, że kończę w najciekawszym momencie, ale mam nadzieję, że tym chętniej zerkniecie później na testy nowych słuchawek i opaski, gdzie temat będzie kontynuowany.

Póki co zaś zostawiam was z trzema pytaniami:

1. 1. Czy macie i korzystacie z jakichś urządzeń z Bluetooth 5?
   2. Jeśli tak, to czy zauważyliście jakąś różnicę w stosunku do poprzednich generacji?
   3. Jakie macie urządzenie i co u was pokazała apka nRF Connect for Mobile?

Źródła:
Wikipedia – rozwój
Android Authority/Gary explains – wyjaśnienie działania, testy
XDA – o sztuczkach producentów
Digikey – pobór mocy
UKE – częstotliwości GSM w Polsce
MOUSER – funkcje BT 5.0
bluetooth.com – informacje techniczne