(文/武守哲)蓝牙协议和传输速率,在过去几十年来不断演化,其所对应的应用场景也不断交叉变幻,推动了技术的迭代升级。近40年来,这项被爱立信推出的产品在国际标准化的过程中一直步履稳健。
经典蓝牙时代,度过了Basic Rate(基础速率)和EDR技术时代,却依然无法满足目前物联网大潮的发展,目前BR/EDR几乎成了经典蓝牙的代称,它曾在智能手机爆发的时期得到广泛支持。
这项古老的蓝牙“原生态”,目前的生存环境如何?
蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)于10月12日至14日上海国际消费电子技术展(Tech G)期间,与多家企业成员合作举办Auracast™体验展,让参与者感受Auracast™广播音频带来的改变生活的全新听觉体验。在展会上,爱集微聆听了蓝牙技术联盟首席市场官Ken Kolderup为大家介绍蓝牙技术和市场最新的进展。
Classic和BLE的“竞合”
与蓝牙低功耗(BLE)相比,经典蓝牙(Classic)可以携带和处理更多数据流信息,可以用来直接连接到几乎任何蓝牙设备,实现音频流无线传输,比如它可以用来连接几乎所有类型的手机,音乐播放器,平板电脑甚至电视,它输出功率更高,代偿的是信号延迟。对于信号传输速率要不高的场景,可以让音频流的音质和音效更好,几乎可以用来直接连接到几乎任何蓝牙设备,实现音频流无线传输。理论上这是经典蓝牙可以固守的地盘。
低功耗蓝牙(BLE)是指支持蓝牙协议4.0或更高的模块,也称为BLE模块,其最重要的特性是低功耗、低延迟、低吞吐量,目前正在被越来越多的对传输实时性要求比较高移动互联设备所采用,当然,受数据传输速度限制,主要用在数据速率比较低的产品。
然而,蓝牙低功耗未来的重大发展方向之一,是在优化功耗的基础上进一步对音频流的音效和音质进行处理,各厂商也进行了大量的音频编码工作,使得音频体验也足够好。物联网大潮凶猛澎湃,对设备功耗的要求变得更高。
到2027年,蓝牙设备的年出货量将达76亿台 ,未来五年的复合年增长率(CAGR)为9%(ABI Research)
蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)估计2023年依然有大约40亿台支持经典协议的设备发货。在未来一段时间内,个人电脑、智能手机和平板电脑等设备将需要经典协议,另外,在可能需要与使用蓝牙经典音频协议的旧设备兼容的设备上依然有巨大的需求。例如,耳机和扬声器等音频流设备。智能手机等设备需要与仅支持经典蓝牙配置文件的长寿命设备(例如旧车辆)也是一个不可忽视的应用场景。
在协议5.0 版本之后,低功耗蓝牙(BLE) 受欢迎的程度越来越高。BLE 针对需要长电池寿命但不需要高带宽的应用进行了优化。它广泛用于各种蓝牙设备,包括可穿戴设备、传感器、健身设备、信标、智能照明和键盘等IT外围设备。BLE 在独立设备和更复杂的设备(例如PC和智能手机)中得到广泛支持。仅采用BLE的设备(可以说跳过了经典蓝牙协议)是蓝牙市场中增长最快的细分市场之一,因为传感器等低成本电池解决了能量动力的优化问题。预计BLE标准将于2024年进行扩展,以支持新的、拥塞程度较低的频段和高数据吞吐量 (HDT)。
2027年,单模式低功耗蓝牙设备的年出货量将几乎与双模设备的年出货量持平(基于ABI Research预测),BLE还有明显的成本优势——硬件的成本非常低,在某些情况下每个芯片不到 1美元。低功耗和低成本正在推动蓝牙室内定位、标签和环境传感等领域的创新。
对于经典蓝牙和低功耗蓝牙的融合情况,Ken Kolderup谈到:“从经典蓝牙转变到低功耗蓝牙有哪些优势?过去七年间也有很多发展,包括未来推出的新的更新,都是用的低功耗蓝牙。的确会有一些少量的双模式蓝牙是需要提供持续更新的,因为还是有一些原设备只配备了经典蓝牙,包括汽车上的一些设备等等。我们认为在平台设备方面,比如:手机、电脑,在未来几年还是会继续支持双模。但是对于双向外围设备,比如:耳机等等,这一类设备的转变可能速度会更快一些。”
蓝牙Auracast对“Classic”的冲击
上海国际消费电子技术展(Tech G)上,蓝牙技术联盟与多家企业成员合作举办了Auracast体验展,让参与者感受AuracastTM广播音频带来的改变生活的全新听觉体验。
AuracastTM广播音频是一款全新的蓝牙功能,可用于手机、笔记本电脑、电视或公共广播系统等音频发送设备,向范围内不限数量的音频接收设备如耳机、扬声器或助听器进行广播。蓝牙技术联盟首席市场官Ken Kolderup对这一项新的蓝牙技术抱有很高的期待,他认为,蓝牙Auracast将在高精度距离测量和更高的数据吞吐量中拓展应用边界,他在技术展的现场做了相关介绍:“Auracast被视为助听新一代的技术。为什么人们对于Auracast感到非常兴奋呢?因为从助听行业来讲:第一,它的部署成本比较低(相较于传统技术);第二,它出来的音频质量非常好,同时又能够保证安全和隐私。所以现在整个助听行业,也希望以更快的方式部署这个技术。”
据海外知名咨询机构Gartner发表的相关调研报告分析,蓝牙Auracast大大降低了蓝牙音频产品的功耗,早期产品已提供28小时的电池续航时间,适合可穿戴和听力增强产品全天使用。 电池续航时间是现有蓝牙耳机的一个关键差异点,而蓝牙Auracast技术将为此带来关键性的变革。通过复制音频流功能,蓝牙Auracast将进一步挤压经典蓝牙的市场空间——因为蓝牙 Auracast通过BLE工作——虽然智能手机和计算机仍将支持传统设备,但纯音频产品,例如扬声器和耳机,仅支持BLE即可降低部件成本。
不过,蓝牙Auracast广阔的发展前景,在进一步落地和用户服务的路线指引下,仍有一些障碍需要克服,比如支持蓝牙 Auracast的软件和用户体验 (UX) 需要进行一些集成,因此仅支持BLE所节省的成本只会随着产品出货量的扩大而逐渐实现。
订阅和取消订阅音频广播的用户体验仍在标准化中,特别是在需要无屏幕支持的情况下。
定向放大和人工智能噪声消除均处于开发阶段,目前很少有产品能够提供明显积极的用户体验;此外,尽管行业(尤其是苹果)在减少全天佩戴耳塞的方便性方面已经取得了很大的进展,但仍需要进行开发以确保此类用例的舒适度。
结语 为何经典蓝牙协议依然难以被取代?
经典蓝牙是最初的蓝牙协议,旨在支持音频流和一系列数据传输任务。虽然它的许多功能配置文件已被蓝牙标准的最新元素所取代,经典蓝牙协议的使用正在减少,但出于兼容性原因,大多数蓝牙设备将继续支持它们。
另外,并不只有低功耗问题,还有组网需求。经典蓝牙的点对点模式以及低功耗蓝牙原本只有点对多点模式的结合。在2017年,基于蓝牙的核心协议,蓝牙技术联盟开发出了蓝牙Mesh组网技术,BLE4.0以上的芯片都可以支持。全新的Mesh功能提供设备间多对多传输,并特别提高构建大范围网络覆盖的通信能力。
总之,蓝牙协议的迭代进化是交叉替代进行的,对输出功率更高,传输速率要求一般的长寿命设备中,经典蓝牙依然可以稳扎稳打。
此外,支持蓝牙Auracast的软件和用户体验需要进行一些集成,所以需要庞大的出货量摊销研发和销售成本,这将会继续给经典蓝牙和低功耗蓝牙的协同作战提供足够的市场空间。