文/季平

隨著智慧裝置蓬勃發展，裝置之間的通訊互聯成為另一種「溝通」日常。在「智慧化」與「無線化」趨勢下，讓各種裝置在或長或短的距離之間交換資料以形成個人區域網路（PAN）的無線通訊技術標準扮演吃重角色，其中，智慧生活最常接觸的無線網路運用之一就是藍牙(Bluetooth)。

藍牙的5個迭代與發展趨勢

傳統藍牙的傳輸速度約1-3Mbps，傳輸距離約10公尺或100公尺；高速藍牙(Bluetooth HS)的傳輸速度最高可達24Mbps，為傳統藍牙的8倍；低功耗藍牙BLE (Bluetooth Low Energy，或稱Bluetooth Smart) 的傳輸距離約30公尺，傳輸速度為1Mbps。不同藍牙版本的主要區別在於數據傳輸速率。

翻開藍牙發展史，1999年公布的第一代藍牙1.0版傳輸率約為748-810kb/s，容易受同頻率之間類似通信產品的干擾，通訊品質易受影響，而且不同品牌間無法兼容，使用上較為不便，連結過程還可能洩漏資料，安全性有待強化。改進後的藍牙1.2配對速度變得更快，具有自適應跳頻功能，可阻止藍牙干擾其他無線技術。

第二代藍牙加入非跳躍窄頻通道（Non-hopping narrowband channel）技術，可以將藍牙訊號和資料傳送至多個裝置。以藍牙2.1版來說，不僅安全性提升，也擴展了查詢響應 (EIR) 及配對功能。2.1版加入Sniff Subtracting功能，可以設定2個裝置之間互相確認訊號的發送間隔以節省功耗。第三代藍牙3.0版的高速模式允許以高達802.11Mbps的速度傳輸數據，新增可選技術High Speed，可以調用Wi-Fi進行高速傳輸，傳輸率達24Mbps，是藍牙2.0的8倍，而且功耗更低。

隨著手機、遊戲、筆電、汽車等傳統應用逐步朝物聯網、醫療、穿戴式裝置等領域擴展，對於藍牙的低功耗要求也越來越高。第四代4.0版本強化了藍牙在數據傳輸上的低功耗性能，最重要的特性是省電，還加入低成本、跨廠商操作性、3毫秒低延遲、AES-128加密等特色，匯集三種規格：傳統藍牙技術、高速技術與低耗能技術，功耗較舊版本降低約90%，傳輸距離大幅提升至50公尺甚至100公尺。第四代藍牙可以廣泛應用於計步器、智能儀表、傳感器(物聯網)、心律監視器等產品，橫跨醫療保健、運動、家庭娛樂、安全等領域，而且同時支持雙模式和單模式。

2016年發布的第五代藍牙5.0頻寬具有2Mbps的「高速」模式，以及125kbs或500kbps的「長距離」模式，發射及接收設備之間的有效工作距離可達300公尺，而且電池壽命更長，可以支援室內定位及導航等功能，若結合Wi-Fi可實現精度小於1公尺的室內定位。藍牙5.0可以增加更多數據傳輸功能以及更複雜的連接系統(如Beacon或位置服務)，因此，透過藍牙設備發送的數據或訊息無須配對即可發送至目標設備。Sony Xperia XZ Premium是率先使用藍牙第五代技術的手機。

第四及第五代藍牙版本都屬於低功耗，而藍牙技術從4.2到5.0都在持續改善物聯網的連接性與體驗性，至於傳輸距離，第五代的300公尺較第四代的50-100公尺增加了約6倍，最大傳輸速度則升級到48Mbps。低功耗藍牙(LE)除了適合應用於環境物聯網，也適合無線滑鼠等電腦周邊、醫療設備、運動健身設備、工業監測感測器、家庭自動化、遠程控制、公共交通、定位等應用。

進一步解析第五代藍牙版本，2019年公布的藍牙5.1是第一個支持Mesh結構的版本，同時增加定位功能，採用藍牙5.1版本的裝置不僅可以識別附近裝置，還可以透過到達角(AoA)和出發角(AoD)取得裝置方向，方便使用者透過藍牙找到耳機，同時可以快速連接設備，降低耗能。2020年公布的藍牙5.2已加入LE Audio技術，以Bluetooth Low Energy運行，採用新開發的LC3（Low Complexity Communication Codec）編碼，耳機可以連接多個音訊，或者多組耳機分享同一音訊。

至於2021年公布的藍牙5.3版本引進LE Coded PHY，傳輸距離更遠，數據速率則提高至2Mbps，傳輸距離為5.0的4倍，工作距離達300公尺，穿牆能力更優秀，而且新增低速率模式、周期性廣播增強功能，由於傳輸的數據包不同，有助降低傳輸過程中的信號損耗，更適合與物聯網(如智慧燈泡、智能手錶或手環)連結。此外，藍牙5.3可以確定加密密鑰的大小，以便與另一台裝置連接，但如果周遭的裝置無法提供安全保證，裝置將無法連接。

2020年公布的LE Audio技術標準透過LC3編解碼技術達到低功耗、音訊更佳的效果，而且納入音訊共享功能，更針對聽障者使用的助聽器等裝置增加更好連接使用的特性，同時支援Auracast廣播音訊。使用者可以透過Auracast廣播音訊在公共環境中取消電視靜音。比方酒吧中有多台靜音電視螢幕同時播放各種體育賽事，使用者可以透過智慧手機的Auracast應用程式選擇自己喜歡的電視，透過Auracast相容耳塞收聽，或者切換到另一台電視音訊，切換過程不會出現延遲。支援Auracast的耳塞和一部配備Auracast應用程式的智慧型手機，可以在使用環境中掃描、加入和收聽Auracast廣播。(Learn More)