原文链接:https://tingxuanr.github.io/note/蓝牙发展历程--1999到2025/
摘要:随着蓝牙6.0对UWB级测距能力的整合,以及LE Audio重塑无线音视频体验,蓝牙正突破“连接工具”的定位,向环境感知与空间计算领域纵深拓展,成为构建智能世界的隐形桥梁。本文简要介绍蓝牙从1.0到6.0的发展历史。
蓝牙发展历程--1.0到6.0
参考链接
Bluetooth 1.0 to 6.0 explained: How do Bluetooth versions differ from each other?
蓝牙
蓝牙4.1
1.0
1994年,爱立信开始研究这个低功耗的无线连接协议。
1998年5月,爱立信联合IBM、诺基亚、英特尔等公司建立SIG(Bluetooth Special Interest Group)。
1999年发布蓝牙1.0版本。(然而2001才有了第一款自带蓝牙的手机--爱立信T39mc)
特性:支持短距离无线数据传输;使用2.4 GHz频段;传输速度最大1 Mbps(实际最大723.2kbps);距离最大10米。
2.0
2004年发布。
特性:引入EDR(Enhanced Data Rate),数据传输速度最大3 Mbps;融合A2DP(Advanced Audio Distribution Profile,一个控音轨分配技术,主要应用于立体声耳机),可以进行无线音频传输;最大传输距离达30米;一台电脑能够同时连接多个蓝牙设备。
2007年发布了2.1版本。
特性:添加了SSP(Secure Simple Pairing )机制。配对时通过输入PIN增强安全性。
3.0
2009年发布。
特性:引入HS(High Speed)功能,通过蓝牙建立连接后,使用802.11 Wi-Fi协议传输数据,理论速度高达24 Mbps;最大传输距离30米;引入增强电源控制,根据设备距离改变功率。
4.0
2010年发布4.0版本。
特性:在这一代蓝牙分为了Low Energy和Classic两条路径;最大传输距离60米。
BLE(BlueTooth Low Energy)主要目的是尽可能的减少电量消耗,这对于无线耳机和可穿戴设备非常重要。而Classic就是在原来的基础上进行常规发展。现在的设备大部分都同时支持两种模式并自动切换。
2013年发布4.1版本。
特性:单个数据包从20字节增加到23字节(广播包还是31字节);支持设备同时作为主机和从机;允许蓝牙设备连接到能上网的机器后,直接利用IPv6连接到网络,实现与WiFi相同的功能;降低与4G网络之间的干扰;
第二年发布4.2版本。
特性:单包增至255字节(广播包还是31字节);配对加密从对称加密改为非对称加密,安全性增强;引入了隐私功能,防止设备被追踪;支持6LoWPAN,允许多个蓝牙设备通过一个终端(蓝牙网关)接入互联网或者局域网。此时物联网条件已经具备。
5.0
2016年发布5.0版本。
特性:BLE速度从1 Mbps增至2 Mbps;支持2M PHY(Physical Layer),传输速度是4.2的两倍;广播包增至255字节;最大范围240米(室外理论值);支持Mesh网络拓扑结构;设备可以在“远距离连接”、“低能耗”、“高速传输”间自由切换选择。
2019年发布5.1版本。
特性:引入方向查找,可以通过AoA和AOD技术进行大致定距离推算,精度厘米级;
2020发布5.2版本。
特性:引入LE Audio(低功耗音频),使用LC3编解码器替代SBC,提升音质;支持单个设备向多个接收者推送同一个音频;
2021发布5.3版本。
特性:无。常规升级,如增强连接的稳定性。
2023发布5.4版本。
特性:支持PAwR( Periodic Advertising with Responses),单个设备可以同时最多向7000个设备推送同一消息。
6.0
2024发布。
特性:引入Bluetooth Channel Sounding,通过RTT(round-trip time) 和 PBR(phase-based ranging)技术(类似苹果的UWB),能够准确测量蓝牙设备间的物理距离。
对比表格
蓝牙版本发展史
版本 | 发布时间 | 核心特性 | 技术突破与影响 | 备注 |
---|---|---|---|---|
1.0 | 1999年 | ✅ 基础功能: - 短距离无线数据传输(10米) - 2.4 GHz频段 - 理论速度1 Mbps(实际723.2kbps) |
里程碑:首个商用版本,奠定蓝牙技术基础。 | 💡 2001年首款蓝牙手机爱立信T39mc上市。 |
2.0 | 2004年 | 🚀 性能提升: - EDR(增强数据速率,3 Mbps) - A2DP支持无线立体声音频 - 传输距离扩展至30米 - 多设备同时连接 |
行业影响:推动无线耳机和车载系统的普及。 | A2DP协议成为无线音频传输标准。 |
2.1 | 2007年 | 🔒 安全性升级: - SSP(安全简易配对)机制,减少手动输入PIN的需求 |
用户体验:简化配对流程,降低安全风险。 | 支持NFC快速配对(部分设备)。 |
3.0 | 2009年 | ⚡ 速度革命: - HS(高速模式)整合Wi-Fi(802.11协议),理论速度24 Mbps - 动态功率调节(增强电源控制) |
局限性:实际应用较少,因需额外Wi-Fi硬件支持。 | 实际传输依赖Wi-Fi模块,未被广泛采用。 |
4.0 | 2010年 | 🌱 分支路径: - BLE(低功耗):待机功耗降低90% - Classic:传统性能优化 - 传输距离60米 |
划时代意义:BLE开启物联网时代,设备续航大幅提升。 | BLE与Classic可共存。 |
4.1 | 2013年 | 🌐 网络融合: - 支持IPv6直接联网 - 设备可同时作为主/从机 - 单包容量23字节(广播包仍31字节) |
互联性:蓝牙与互联网无缝衔接,推动智能家居发展。 | 改进与LTE网络的共存机制。 |
4.2 | 2014年 | 🔐 安全增强: - 非对称加密(椭圆曲线算法) - 隐私保护防追踪 - 单包容量255字节 - 6LoWPAN支持多设备组网 |
物联网奠基:为大规模设备组网提供技术基础。 | 6LoWPAN协议实现低功耗设备直接接入局域网络。 |
5.0 | 2016年 | 🌍 全场景覆盖: - BLE速度翻倍至2 Mbps - 广播包255字节 - 理论距离240米(室外) - Mesh网络支持 |
多领域应用:工业、智慧城市等场景的远距离与多节点需求得以满足。 | 设备可以在“远距离连接”、“低能耗”、“高速传输”间自由切换选择。 |
5.1 | 2019年 | 🧭 精准定位: - AoA(到达角)和AOD(出发角)技术实现厘米级定位 |
空间感知:为AR导航、室内追踪提供核心支持。 | 需多天线阵列硬件支持。 |
5.2 | 2020年 | 🎧 音频革新: - LE Audio(低功耗音频) - LC3编解码器(音质提升,功耗降低) - 音频广播(多设备同步) |
无线音频新标准:助力TWS耳机和助听器技术发展。 | LC3编码效率比SBC高50%。 |
5.3 | 2021年 | 🔧 稳定性优化: - 抗干扰能力增强 - 连接延迟降低 |
体验升级:电竞耳机、实时控制设备受益显著。 | 主要针对BLE协议优化。 |
5.4 | 2023年 | 📢 大规模通信: - PAwR(周期性广播响应),单设备可同步推送至7000个终端 - 支持加密广播频道 |
物联网扩展:适用于智能楼宇、物流追踪等海量设备场景。 | PAwR专为低功耗传感器网络设计。 |
6.0 | 2024年 | 📡 精准测距: - RTT(往返时间)和PBR(相位测距)技术 - 物理距离测量精度达厘米级 |
安全与交互:精确防中继攻击,提升数字钥匙、支付等场景安全性。 | 截至2025年3月,还没多少设备适配。 |