Bluetooth技術は、さまざまな民生機器や業務用アプリケーションで、他の機器とワイヤレスで接続することを可能にする技術であり、この分野では過去10年間に多くの変化と発展がありました。本稿執筆時点(2022年12月)では、Bluetoothの最新版は2021年に策定されたBluetooth 5.3です。現在のBluetooth対応製品の多くは、2010年登場したBluetooth 4.0で確立された原則を基に、Low Energy (BLE)または「Bluetooth Smart」規格で動作するようになっています。
この記事では、Bluetooth LE/4.0の導入以降に導入されたBluetooth技術の最も重要な開発、新機能と利点、およびBluetooth規格が現代の民生機器やIoT機器でどのように活用されているかの例を見ていきます。
Bluetooth 4.0 Low Energy (2010年) - Bluetooth技術にとって重要なマイルストーン
Bluetooth 4.0は、消費電力が高い代わりにWi-Fi通信による高速データ転送が可能な「HS (High Speed)」Bluetooth 3を筆頭に、以前のバージョンよりも電力効率を高めるために2010年に仕様化されました。Bluetooth 4+の大きな特徴のひとつは、バッテリー駆動時間の長さで、Bluetooth 4を使用する製品は、以前のBluetoothバージョンと比較して最大3倍長く使用することができます。また、Bluetooth 4+のデバイスは、シングルモードとデュアルモードの両方の機能で動作することができ、下位互換性を提供することも重要な特徴です。
これらの機能は、使用するアプリケーションによってさまざまに活用することができます。例えば、Bluetooth LE+規格をワイヤレスヘッドセットやスピーカーシステムに使用する場合、シングルモード機能で効率的なオーディオストリーミングを行い、デュアルモード機能でよりクラシックな機能や以前のバージョンとの互換性を確保して使用することができます。
Bluetooth 4.1 (2013年)
Bluetooth 4.1は、無線接続範囲を拡大し、より多くの機器をインタラクティブに接続できるようになり、IoTや商用アプリケーションにおけるBluetoothの可能性を広げると同時に、民生機器の性能も向上させました。また、Bluetooth 4.1では、消費電力をさらに削減するとともに、高速での双方向通信を可能にし、より高速で信頼性の高い通信を実現しました。このBluetoothの改良版により、企業や個人が日常生活で通信技術を使用する方法が向上し、機器間の信頼性の高い接続を維持することが容易になりました。
また、Bluetooth 4.1では、近接ペアリングなどのユーザーフレンドリーな機能が導入され、ユーザーはアクセスコードやパスキーを入力する代わりに、ペアリングしたデバイスの近くにいるだけで利用できるようになりました。旧バージョンのデータスループットは最大2Mb/sであったのに対し、Bluetooth 4.1では10倍の24Mb/sに向上しています。
Bluetooth 4.2 (2014年)
Bluetooth 4.2は2014年に策定され、Internet of Things (もののインターネット)アプリケーションへの適用性を向上させるいくつかの革新的な技術を通信規格にもたらしました。このプロトコルにより、デバイス間の相互運用性の向上、より高い暗号化、高速化、低消費電力化 (Enhanced Power Control)により、デバイスが必要に応じて素早くアイドル状態に移行することでエネルギーを節約が可能になり、さらに無線範囲の改善とデータ通信の安全性の向上も実現されました。また、最大8台のBluetooth Smart Readyコントローラをグループ化し、同時に複数の機器にデータを送信することが可能になりました。また、より強力なデータ暗号化を可能にするハードウェアバックアップキーディストリビューションのサポートを強化するなど、プライバシー対策も強化されました。
Bluetooth 5.0 (2016年)
Bluetooth 5.0は、従来のバージョンよりも長距離で堅牢かつ信頼性の高い接続を実現するために開発されました。例えば、従来のプロトコルは最大33フィート (約3.5メートル)までしか届きませんでしたが、Bluetooth 5.0ではこの距離が特定の条件下で最大300フィート (約9メートル)までと大幅に伸び、産業用途に最適な近距離無線データ転送システムとして利用できるようになりました。また、Bluetooth 5.0の通信速度は従来の2倍となり、機器間のデータ転送をより高速に行えるようになったため、業務用としてより実用的なソリューションとなっています。
Bluetooth 5.1 (2019年)
Bluetooth 5.1は、2019年に策定されたBluetooth技術のメジャーアップデートで、Bluetooth LE接続の速度、安定性、範囲が向上し、近接センサーなどのIoTデバイスの接続に使用できるようになりました。さらに、5.1はAoA (Angle of Arrival)とAoD (Angle of Departure)をサポートし、ノードが信号がどこから来ているのかを正確に特定できるようになりました。この機能は、トラッキング目的の高い方向解像度を提供することで、ロケーションベース・サービスの精度を向上させます。方向精度が向上した5.1では、周囲の信号や障害物からの干渉に対する耐性が強化されたため、長距離でのセキュリティも強化されています。
Bluetooth 5.2 (2020年) & 5.3 (2021年)
2020年に策定されたBluetooth 5.2は、旧来のプロトコルが提供するスピードと範囲をアップグレードする一方で、ユーザーデータの漏洩を防ぐためにセキュリティ暗号化を強化しました。5.2は位置精度の向上も実現し、フィットネストラッカーのようなウェアラブルデバイスで歩数や距離などの指標をより正確に測定できるようになる可能性があります。また、IoTアプリケーションでの複数デバイスの利用を想定し、より多くの同時接続をサポートしています。
一方、Bluetooth 5.3は、Bluetoothネットワークにさらなる効率性、セキュリティ、安定性を追加するために2021年にロールアウトされたマイナーアップグレードでした。5.2からの最大の変更点は、周辺機器が中央の機器と優先チャンネルをリストアップできるようになったことです(以前のバージョンでは中央の機器のみがチャンネルを設定できました)。
次のステップ
2010年以降に導入されたBluetooth LE技術とその規格は、電力効率、スピード、セキュリティを強化し、消費者とビジネスユーザーの接続デバイスとの付き合い方に革命をもたらしました。当社のBluetoothテストサービスおよびNextgenがお客様のプロジェクトをどのようにサポートするかについての詳細は、今すぐお問い合わせください。
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