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(jīng)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(shù)據(jù)的無線技術，這使得數(shù)據(jù)傳輸更簡單、更獨立，而不必在更換設備或?qū)⑵浒l(fā)送給其他人時丟失任何重要信息。

如今，藍牙已經(jīng)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(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，藍牙的作用更是日益凸顯，它已經(jīng)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(tǒng)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(lián)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(jīng)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(chǎn)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(lián)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(xiàn)了3個目標，這也奠定了藍牙未來發(fā)展的主基調(diào)：一是安全簡易配對，為數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，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(nèi)進行數(shù)據(jù)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(xiàn)，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(lián)網(wǎng)應用發(fā)展的快車，于是藍牙的版圖也從傳統(tǒng)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(jīng)典，主要用于無線揚聲器、車載信息娛樂系統(tǒng)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(shù)據(jù)的應用中（比如傳感器應用），表現(xiàn)極其突出。由于許多物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)涉及小型設備和傳感器，因此BLE已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)中更常見的協(xié)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(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(xié)議，藍牙聯(lián)盟于2020年正式廢棄藍牙4.1及以下協(xié)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(wǎng)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(jù)藍牙技術聯(lián)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(shù)據(jù)與2015年的市場相對比形成了一個大反轉(zhuǎn)——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(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)”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(xiàn)這種便利性當然少不了藍牙提供的無線連接。

物聯(lián)網(wǎng)設備互連

藍牙在數(shù)據(jù)傳輸方面的低功耗特性使其成為很多互聯(lián)網(wǎng)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(shù)據(jù)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(lián)網(wǎng)（IoT）和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）的發(fā)展提供更大的潛力。

藍牙Mesh網(wǎng)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(xiàn)組網(wǎng)通信，這也使得藍牙Mesh具備了與其他無線網(wǎng)絡連接技術（如Thread、zigbee等）競爭的資本。這意味著除了傳統(tǒng)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(lián)網(wǎng)應用領域，分得一杯羹。據(jù)悉，現(xiàn)在藍牙Mesh認證產(chǎn)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(jù)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(xiàn)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(chǎn)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(xiàn)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