Kaj je Bluetooth Low Energy (BLE)?

Bluetooth je funkcija, ki jo večina izmed nas uporablja vsakodnevno. Brezžične slušalke, kot na primer FreeBuds 5i, se povezujejo prek Bluetooth povezave. Enako velja za velik delež brezžične računalniške periferije (tipkovnice, miške, naglavne slušalke …). Gre za funkcijo, brez katere bi bila sodobna povezljivost močno okrnjena.

Današnje pametne naprave pa podpirajo še en brezžični standard, in sicer Bluetooth Low Energy (BLE). Od samega lansiranja je BLE postal privzeta tehnologija za povezovanje s pametnimi napravami, kot so zvočniki, slušalke, pametne ure in sledilniki telesne pripravljenosti.

BLE ponuja enako brezžično povezljivost, kot smo je bili doslej vajeni pri standardnem Bluetoothu, a to stori pri občutno manjši porabi energije. Njegova uporaba ni omejena samo na zgoraj omenjene prenosljive in nosljive naprave, ampak lahko pričakujemo, da bodo v prihodnosti na avdio trgu prevladovali zvočni izdelki, ki bodo podpirali najnovejši standard Low Energy Audio. Slednji podpira nov zvočni kodek LC3 (angl. Low Complexity Communication Codec), ki obljublja prenos pri zelo nizkih bitnih hitrostih, hkrati pa ohrani dobro kakovost zvoka. Vse skupaj pa bo omogočal Bluetooth Low Energy.

Kaj je Bluetooth Low Energy (BLE)?

Bluetooth Low Energy (LE) je razcep prvotnega standarda Bluetooth, ki se zdaj pogosto imenuje Bluetooth Classic. Če ste kdaj prebrali specifikacije izdelka in opazili številke različic, kot na primer Bluetooth 5.2, že poznate klasično različico. Večina pametnih telefonov sicer podpira oba Bluetooth standarda.

BLE je luč sveta ugledal leta 2010 pod taktirko instituta Bluetooth Special Interest Group (SIG). Zasnovan je bil kot podskupina originalnega Bluetootha 4.0. Že samo ime pa takoj razkrije, da gre za standard, ki v ospredje postavlja varčnost.

Kako doseže to varčnost? BLE pri daljših časovnih intervalih pošlje manj paketov podatkov. To pomeni, da lahko naprave večino časa ostanejo v stanju globokega spanja in se povežejo le vsakih nekaj minut, da pošljejo nove pakete podatkov. Klasični Bluetooth za isto povezavo vključuje neprekinjen prenos in posledično večjo porabo.

Iz tega vidika je povsem razumljivo, zakaj je BLE idealen za pametne ure, zapestnice, slušalke in ostale manjše naprave. Te naprave ne potrebujejo stalne komunikacije. Nove informacije, na primer pretečena razdalja, srčni utrip, morebitna obvestila, niso kritične za naš vsakdanjik, zato jih ne potrebujemo točno v tistem trenutku. Naprave si lahko vzamejo čas in te paketke podatkov pošljejo po določenem časovnem intervalu.

Bluetooth Low Energy je zrela tehnologija. V Apple napravah je prisoten že od različice iOS 5.0, Android pa je tehnologijo vpeljal z Androidom Jellybean (4.3). Njegova uporaba se je razširila tudi izven komercialnih voda. Uporablja se v logistiki, navigaciji in športu.

Kakšne so prednosti Bluetootha LE?

Manjša poraba ni edina prednost varčnega standarda Bluetooth Low Energy. Vsebuje tudi nekaj drugih uporabnih funkcij:

• Hitro in poenostavljeno seznanjanje: Ste že kdaj opazili, da številne sodobne brezžične naprave ne zahtevajo vnosa gesla ali kode PIN med seznanjanjem? To je zato, ker Bluetooth LE ponuja poseben način združevanja, imenovan »Just Works«, ki omogoča, da se dve napravi združita brez ročnega vnosa uporabnika. To je še posebej uporabno za naprave, ki nimajo zaslona ali tipkovnice, za zvočne izdelke in nosljive naprave.
  • Enako funkcijo ima tudi NFC, ki pa ima manjši doseg, a nudi boljšo zaščito na obljudenih mestih.
• Oglaševalski način: Naprava Bluetooth LE lahko oddaja, »oglašuje« ali je javno dostopna. To omogoča, da jo odkrijejo druge naprave v bližini in vzpostavijo povezavo.
• Pozicioniranje in sledenje: Običajna uporaba BLE je sledenje lokaciji predmetov prek brezžičnih oddajnikov. To so v bistvu majhne naprave z nizko porabo energije, ki prenašajo signal bližnjim napravam. Oddajniki BLE, identificirani s svojimi edinstvenimi identifikacijskimi številkami, vam omogočajo, da natančno določite lokacijo predmeta. Podobno športna industrija uporablja BLE v športni opremi za merjenje uspešnosti in drugih meritev.
  • Za iskanje predmetov se uporabljajo tudi RFID oznake in spremna tehnologija, s katero so pred kratkim dokazali, da je rentgenski vid (angl. x-ray vision) koncept z veliko potenciala.
• Avtomatizacija doma: Zaradi svoje nizke porabe energije se BLE odlično prilega baterijskim senzorjem, ki beležijo temperaturo, vlažnost, svetlobo in človeško prisotnost.
• Učinkovito pretakanje zvoka: Do nedavnega so morali vsi brezžični izdelki za pretakanje zvoka uporabljati klasični Bluetooth. Vendar pa je leta 2022 Bluetooth SIG predstavil nov standard, ki končno prinaša zvočno podporo za varčni BLE. Na kratko, Bluetooth Low Energy Audio uporablja nov zvočni kodek LC3 za izboljšano kakovost zvoka pri nižjih bitnih hitrostih.

Bluetooth in Bluetooth LE. Kakšna je razlika?

Prvotni standard Bluetooth, ki je bil predstavljen 1999, je bil zasnovan za hiter prenos podatkov. Takratna infrardeča tehnologija ni zadoščala potrebam uporabnikov, zato je bil Bluetooth sprejet z odprtimi rokami. 10 let kasneje so zahteve uporabnikov sprožile razvoj brezžičnega protokola z nizko porabo.

Bluetooth LE je slabši od klasičnega v dveh pogledih: doseg in hitrost prenosa podatkov. Nizka poraba pomeni, da lahko vzdržuje le največji doseg približno 30 metrov. To je manj kot tretjina standarda Bluetooth (seveda je doseg odvisen od vrste dejavnikov, kot so vrsta naprave in ostali motilci v okolju). To pa niti ni hiba. Nosljive naprave in večina drugih naprav BLE ne delujejo na dolge razdalje.

• Bluetooth nudi neprekinjeno dvosmerno komunikacijo. BLE komunicira v kratkih intervalih in nekatere povezave so enosmerne.
• Bluetooth BLE dosega hitrosti med 125 Kbps in 2 Mbps. Klasični Bluetooth pa med 1 in 3 Mbps.
• Bluetooth se lahko uporablja za prenos glasu, BLE praviloma ne. Enako velja za video signale.
• Latenca pri povezavah Bluetooth se giblje okoli 100 milisekund. BLE se lahko pohvali z nižjimi zakasnitvenimi časi – okoli 6 milisekund.
• BLE porabi med 0,01 in 0,5 W, medtem ko Bluetooth porabi okoli 1 W energije.

Kako varen je Bluetooth LE?

Vse povezave BLE so opremljene s šifriranjem od konca do konca AES-128. To preprečuje branje podatkov, če so kdaj prestreženi.

Možni so napadi s posrednikom, vendar se to lahko zgodi le za obdobje, ko se dve napravi BLE seznanjata. Omejen obseg BLE je koristen tudi z varnostnega vidika. Vsak poskus vdora v napravo BLE bo zahteval, da se ji heker fizično približa.