블루투스 4.0과 4.1의 차이점은 무엇입니까? 블루투스 란 무엇입니까?

/ 장치 설치
  • 무선 기술
  • 안녕하세요.

    2014년 12월 3일, Bluetooth SIG는 공식적으로 사양을 발표했습니다. 블루투스 버전 4.2.
    보도 자료에서는 3가지 주요 혁신을 식별합니다.

    • 데이터 수신 및 전송 속도 증가;
    • 인터넷 연결 능력;
    • 개인 정보 보호 및 보안 개선.
    보도자료의 주요 내용: 버전 4.2 - 사물 인터넷(IoT)에 이상적입니다.
    이번 글에서는 이 3가지 사항이 어떻게 구현되는지 알려드리고 싶습니다. 관심 있는 분이라면 누구나 환영합니다.

    아래에 설명된 모든 내용은 BLE에만 적용됩니다.

    1. 사용자 데이터 수신 및 전송 속도가 향상됩니다.


    BLE의 가장 큰 단점은 낮은 데이터 전송 속도였습니다. 어떻게 보든 BLE는 원래 장치에 전원을 공급하는 소스의 에너지를 절약하기 위해 발명되었습니다. 그리고 에너지를 절약하려면 간헐적으로 연락을 주고받거나 약간의 데이터를 전송해야 합니다. 그러나 그럼에도 불구하고 인터넷 전체는 느린 속도에 대한 분노와 속도 증가 가능성, 전송되는 데이터 크기 증가에 대한 질문으로 가득 차 있습니다.

    그리고 Bluetooth SIG 버전 4.2의 등장과 함께 전송 속도는 2.5배, 전송되는 패킷 크기는 10배 증가한다고 발표했습니다. 그들은 이것을 어떻게 달성했는가?

    이 두 숫자는 서로 연관되어 있습니다. 즉, 전송되는 패킷의 크기가 증가했기 때문에 속도가 증가했다는 것입니다.

    데이터 채널의 PDU(프로토콜 데이터 단위)를 살펴보겠습니다.


    각 PDU에는 16비트 헤더가 포함되어 있습니다. 따라서 버전 4.2의 이 헤더는 버전 4.1의 헤더와 다릅니다.

    버전 4.1 헤더는 다음과 같습니다.

    버전 4.2의 헤더는 다음과 같습니다.

    참고: RFU(향후 사용을 위해 예약됨) - 이 약어로 지정된 필드는 향후 사용을 위해 예약되어 있으며 0으로 채워집니다.

    보시다시피 헤더의 마지막 8비트가 다릅니다. 길이 필드는 페이로드 길이와 PDU에 있는 MIC(메시지 무결성 검사) 필드(후자가 활성화된 경우)의 합계입니다.
    버전 4.1에서 "길이" 필드의 크기가 5비트인 경우 버전 4.2에서는 이 필드의 크기가 8비트입니다.

    여기에서 버전 4.1의 "길이" 필드에는 0~31 범위의 값이 포함될 수 있고 버전 4.2에서는 0~255 범위의 값이 포함될 수 있다는 것을 쉽게 계산할 수 있습니다. MIC 필드의 길이를 빼면 (4옥텟) 최대값으로부터 페이로드는 버전 4.1과 4.2의 경우 각각 27옥텟과 251옥텟이 될 수 있음을 알 수 있습니다. 실제로 최대 데이터 양은 훨씬 적습니다. 페이로드에는 L2CAP(4옥텟) 및 ATT(3옥텟) 서비스 데이터도 포함되어 있지만 이를 고려하지는 않습니다.

    이로 인해 전송되는 사용자 데이터의 크기가 약 10배 증가했습니다. 어떤 이유로 10배가 아니라 2.5배만 증가한 속도에 관해서는 비례적인 증가에 대해 말할 수 없습니다. 왜냐하면 모든 것이 데이터 전달 보장에 달려 있기 때문입니다. 200바이트 전달을 보장하는 것은 20보다 조금 더 어렵습니다.

    2. 인터넷 연결 가능성.

    아마도 가장 흥미로운 혁신은 Bluetooth SIG 버전 4.2가 이 기능 덕분에 사물 인터넷(IoT)을 더 좋게 만든다고 발표한 이유일 것입니다.

    버전 4.1에서는 L2CAP에 "LE 크레딧 기반 흐름 제어 모드" 모드가 추가되었습니다. 이 모드를 사용하면 소위 말하는 데이터 흐름을 제어할 수 있습니다. 신용 기반 제도. 이 방식의 특징은 전송되는 데이터의 양을 나타내기 위해 시그널링 패킷을 사용하지 않고, 전송될 특정 양의 데이터에 대한 크레딧을 다른 장치에 요청하여 전송 프로세스의 속도를 높이는 것입니다. 이 경우 수신측에서는 프레임을 수신할 때마다 프레임 카운터가 감소하며, 마지막 프레임에 도달하면 연결이 끊어질 수 있습니다.

    L2CAP 명령 목록에 3개의 새로운 코드가 나타났습니다:
    - LE 크레딧 기반 연결 요청 – 크레딧 체계에 따른 연결 요청
    - LE 크레딧 기반 연결 응답 - 크레딧 체계 기반 연결에 대한 응답입니다.
    - LE 흐름 제어 크레딧 – 추가 LE 프레임 수신 가능성에 대한 메시지입니다.

    "LE 크레딧 기반 연결 요청" 패키지에서


    장치가 L2CAP 수준에서 보낼 수 있는 LE 프레임 수를 나타내는 2옥텟 길이의 "초기 크레딧" 필드가 있습니다.

    응답 패키지 “LE Credit Based Connection response”에서


    동일한 필드는 다른 장치가 보낼 수 있는 LE 프레임의 수를 나타내며 "결과" 필드도 연결 요청의 결과를 나타냅니다. 0x0000 값은 성공을 나타내고 다른 값은 오류를 나타냅니다. 특히 0x0004 값은 리소스 부족으로 인해 연결이 거부되었음을 나타냅니다.

    따라서 이미 버전 4.1에서는 L2CAP 수준에서 대량의 데이터 전송이 가능해졌습니다.
    이제 버전 4.2 출시와 거의 동시에 다음이 게시됩니다.

    • 서비스: "IP 지원 서비스"(IPSS).
    • BLE가 있는 장치 간의 IPv6 패킷 전송 지원을 정의하는 IPSP(인터넷 프로토콜 지원 프로필) 프로필입니다.
    L2CAP 수준 프로필의 주요 요구 사항은 버전 4.1에 등장한 "LE Credit Based Connection"으로, 이를 통해 MTU >= 1280 옥텟으로 패킷을 전송할 수 있습니다(그림의 힌트는 다음과 같습니다). 분명한).

    프로필은 다음 역할을 정의합니다.
    - 라우터 역할 – IPv6 패킷을 라우팅할 수 있는 장치에 사용됩니다.
    - 노드 역할(Node) – IPv6 패킷을 받거나 보낼 수만 있는 장치에 사용됩니다. 서비스 검색 기능이 있고 라우터가 검색할 수 있도록 하는 IPSS 서비스가 있습니다. 이 장치;

    다른 라우터에 연결해야 하는 라우터 역할이 있는 장치는 호스트 역할을 가질 수 있습니다.

    이상하게도 IPv6 패킷 전송은 프로필 사양의 일부가 아니며 IETF RFC "Transmission of IPv6 packets over Bluetooth Low Energy"에 지정되어 있습니다. 이 문서에서는 IPv6 패킷을 전송할 때 6LoWPAN 표준이 사용된다는 또 다른 흥미로운 점을 식별합니다. 이는 IEE 802.15.4 표준의 저전력 무선 개인 네트워크를 통해 IPv6 프로토콜을 사용하여 상호 작용하기 위한 표준입니다.

    사진을보세요 :


    프로파일은 IPSS, GATT, ATT가 서비스 검색에만 사용되고 GAP는 장치 검색 및 연결 설정에만 사용되도록 지정합니다.

    하지만 빨간색으로 강조된 부분은 프로파일 사양에 패킷 전송이 포함되지 않았다는 의미일 뿐입니다. 이를 통해 프로그래머는 자신만의 패킷 전송 구현을 작성할 수 있습니다.

    3. 개인 정보 보호 및 보안이 향상되었습니다.

    보안 관리자(SM)의 책임 중 하나는 두 장치를 페어링하는 것입니다. 페어링 프로세스에서는 통신을 암호화하는 데 사용되는 키를 생성합니다. 페어링 프로세스는 3단계로 구성됩니다.
    • 페어링 방법에 관한 정보 교환;
    • 단기 키 생성(STK(Short Term Key));
    • 키 교환.
    버전 4.2에서는 2단계가 두 부분으로 나누어졌습니다.
    • "LE 레거시 페어링"이라고 불리는 단기 키(STK) 생성
    • "LE Secure Connections"라고 불리는 장기 키(LTK) 생성
    그리고 1단계에는 2단계의 두 번째 옵션인 "LE Secure Connections"에서만 작동하는 페어링 방법인 "숫자 비교"가 하나 더 추가되었습니다.

    이에 보안 관리자의 암호화 도구 상자에는 기존 3가지 기능 외에 5가지 기능이 추가로 등장했으며, 이 5가지 기능은 새로운 페어링 프로세스인 “LE Secure Connections” 서비스에만 사용됩니다. 이러한 함수는 다음을 생성합니다.

    • LTK 및 맥키;
    • 확증변수;
    • 인증 확인 변수;
    • 연결된 장치에 표시되는 데 사용되는 6자리 숫자입니다.
    모든 기능은 128비트 키와 함께 AES-CMAC 암호화 알고리즘을 사용합니다.

    따라서 "LE 레거시 페어링" 방법을 사용하여 2단계에서 페어링하는 동안 2개의 키가 생성되었습니다.

    • 임시 키(TK): STK를 생성하는 데 사용되는 128비트 임시 키입니다.
    • 단기 키(STK): 연결을 암호화하는 데 사용되는 128비트 임시 키
    그런 다음 "LE 보안 연결" 방법을 사용하여 1개의 키가 생성됩니다.
    • LTK(장기 키): 후속 연결을 암호화하는 데 사용되는 128비트 키입니다.
    이 혁신의 결과로 우리는 다음을 얻었습니다.
    • 추적을 방지하기 때문에 이제 "숫자 비교" 덕분에 장치에 연결하는 기능을 제어할 수 있습니다.
    • 에너지 효율성이 향상되기 때문입니다. 더 이상 각 연결에서 키를 재생성하기 위해 추가 에너지가 필요하지 않습니다.
    • 민감한 데이터를 보호하기 위한 업계 표준 암호화.
    이상하게 들리겠지만, 안전성을 향상함으로써 에너지 효율성을 향상시켰습니다.

    4. 이미 만지는 것이 가능합니까?


    네, 그렇습니다.
    NORDIC Semiconductor는 nRF51 시리즈 장치용 스택, 라이브러리, 예제 및 API가 포함된 "nRF51 IoT SDK"를 출시했습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

    • nRF51822 및 nRF51422 칩;
    • nRF51DK;
    • nRF51 동글;
    • nRF51822 EK.
    에 의해

    모든 최신 스마트폰에는 4세대 Bluetooth가 탑재되어 있습니다. 일부 버전은 4.0, 일부는 4.1, 일부는 4.2입니다. 그런 가운데 '블루투스' 다섯 번째 버전이 출시됐다. 이 기사에서는 Bluetooth 4.2에 비해 Bluetooth 4.2의 장점과 이러한 장점이 실제로 어떻게 적용되는지에 대해 설명합니다.

    두 배 빠른 속도

    이제 Bluetooth 5세대를 통한 데이터가 최대 속도로 전송됩니다.6.25MB/s – 이전 3.125MB/s. 이는 여전히 유선 경쟁사에 비해 훨씬 적습니다.

    • 애플 라이트닝 – 60MB/s
    • USB 2.0 - 60MB/초
    • USB 3.0 - 625MB/초
    • USB 3.1 – 1210MB/초

    하지만 그것이 바로 그들이 연결되어 있는 이유입니다!

    결과적으로 동기화 속도가 증가합니다. 스마트 시계스마트폰과 사물인터넷 요소가 서로, 그리고 베이스와 함께.

    4번 더 나아가

    실내 범위가 증가했습니다.10~40미터, 거리에서 - 50~200미터.

    주머니에 스마트폰이 없어도 경기장에서 러닝이 가능해진다. 배낭에 넣어두고 Bluetooth 헤드폰을 착용하고 달리세요. 주머니에 아무것도 걸려 있지 않을 것입니다. 어쩌면 당신이 마라톤을 뛰는 것을 방해한 것이 당신의 휴대폰이었을 수도 있습니다! 사실, 42km 195m s에서 무선 헤드폰당신은 탈출할 수 없습니다.

    아마도 파브레가스는 Bluetooth 4.2 헤드폰이 그를 방해하기 때문에 선수단에 포함되지 않았을 것입니다.

    사물 인터넷을 구성하는 데에는 활동 범위가 넓어지는 것이 특히 중요합니다. 이전 버전의 Bluetooth는 아파트에서는 ​​어느 정도 충분했지만, 큰 집에서는 타협해야 했습니다. 이제 일부 IoT 요소를 나머지 요소와 별도로 마당에 쉽게 배치할 수 있습니다.

    방송 채널을 통해 8배 더 많은 데이터

    사물 인터넷이 사전 연결 없이 타사 Bluetooth 장치와 작동하려면 방송 채널이 필요합니다. 이 모드에서는 이제 더 많은 정보를 전송할 수 있습니다.255바이트 대 31바이트블루투스 4.2에서.

    방송 채널이 필요한 이유를 예를 들어 설명하겠습니다. 사물 인터넷이 구현된 현대 병원을 상상해 봅시다. 사람이 들어오면 그가 가야 할 사무실에 대한 정보가 블루투스를 통해 즉시 그에게 전송됩니다. 그는 병원 사물 인터넷에 완전히 연결되어 있지 않기 때문에 다른 어떤 것도 얻을 수 없습니다.

    Bluetooth 4.2를 사용하므로 이 정보의 크기는 31바이트입니다. 그리고 버전 5에서는 의사의 이름, 대략적인 대기 시간, 불만 사항에 대한 주치의의 전화번호도 받게 됩니다. 이 데이터의 크기는 이미 255바이트입니다.

    2.5배 적은 에너지 소비

    속도와 범위가 증가하면 Bluetooth 5의 전력 소모가 더욱 커질 것으로 보입니다. 사실 모든 것이 정반대입니다. 새로운 표준에너지 소비 측면에서 훨씬 경제적입니다. 3,000mAh 배터리를 탑재한 스마트폰의 경우 Bluetooth 4.2 전력 소비는 중요하지 않았습니다. 스마트워치의 경우 자율성 증가가 눈에 띄게 나타날 수 있지만, 물론 실제로는 테스트가 필요하다.

    직렬 연결 시스템

    새로운 직렬 연결 시스템 덕분에 사물 인터넷 확장이 더 쉬워질 것입니다. 이전에는 각 장치가 공통 기본 장치에 연결되었지만 이제는 인접 요소에 연결하는 것만으로도 충분합니다.

    물리학을 기억하자!

    언젠가는 아파트나 주택이 아닌 전체 지역, 심지어 도시 내에서 도시 IoT 시스템을 보게 될 수도 있을까요? 그리고 에너지 효율적이고 쉽게 확장 가능한 Bluetooth 5를 기반으로 합니다.

    Bluetooth가 사물 인터넷에 연결되는 또 다른 이유는 무엇입니까? 사실 IoT의 요소는 너무 단편화되어 있습니다. 각 제조업체는 무언가(또는 모든 것)를 다르게 수행합니다. 블루투스는 이 모든 것을 하나로 묶는 것 중 하나입니다. 휴대폰, 시계, 노트북, 자동차 등 거의 모든 장치에 사용됩니다.

    그런데 새로운 표준은 이전 프로토콜과 역호환됩니다.

    언제쯤 예상해야 할까요?

    예, 우리는 이미 기다렸습니다. 장치 및 소프트웨어 개발에 필요한 모든 문서 블루투스 지원 5는 연초 공식 홈페이지에 등장했고, 얼마 전 '블루투스'의 5번째 버전이 탑재된 최초의 스마트폰이 출시됐다.

    Bluetooth 5는 결코 혁명이 아니라 오히려 기술의 진화적인 발전입니다. 새로운 표준은 이전 표준의 성능만 향상했을 뿐 "파란 치아"에게 새로운 작업을 수행하도록 가르치지는 않았습니다. 프로토콜 4.2는 Bluetooth 5가 할 수 있는 모든 기능을 수행하지만 그보다 몇 배 더 나쁩니다.

    몸을 준비하는 첫 번째 시간 쿨러마스터 MasterCase H500P Mesh White는 CES 2018에서 발표되었습니다. 이제 새로운 메커니즘이 공식적으로 발표되었으며 오늘 159.99유로의 가격으로 판매될 예정입니다.

    지정된 금액만큼 강철, 플라스틱 및 강화 유리를 조합하여 만든 상당히 세련되고 넓은 케이스를 얻을 수 있습니다. 신제품의 매개변수는 544 x 542 x 242 mm입니다. 내부에 쉽게 들어갈 수 있습니다. 마더보드유형 E-ATX, ATX, microATX 또는 Mini-ITX 가장 큰 숫자확장 포트 9개(일반 수평 배치용 7개, 수직 배치용 2개...

    EVGA 조직은 2013년에 발표된 EVGA SuperNOVA G1 전원 공급 장치 시리즈를 업데이트하기로 결정하고 EVGA SuperNOVA G1+ 라인을 출시했습니다. 여기에는 네 가지 옵션이 포함됩니다: EVGA SuperNOVA 650 G1+(120-GP-0650), EVGA SuperNOVA 750 G1+(120-GP-0750), EVGA SuperNOVA 850 G1+(120-GP-0850) 및 EVGA SuperNOVA 1000 G1+(120-GP- 1000). 각각의 힘은 이름에 표시됩니다.

    모든 새로운 메커니즘은 신뢰성이 높은 일본산 커패시터, 완전한 모듈식 설계, 강력한 단일 +12V 라인, 저전압 회로의 DC-DC 컨버터, FDB 베어링의 저속 및 내구성이 뛰어난 135mm 쿨러 및 모든 범위의 보호(OCP, OVP, OTP, OOP, SCP, UVP). ...

    Transcend는 새로운 DDR3 메모리 모듈 출시가 임박했다고 발표했습니다. 이 릴리스는 32GB DDR3-1333MHz Registered DIMM과 16GB DDR3-1600MHz Very Low Profile Registered DIMM의 두 가지 모델로 제공됩니다. 메모리 모듈에는 모니터링 기능을 향상시키는 온도 센서가 장착되어 있습니다. 두 모델 모두 다음을 위한 충분한 확장 옵션을 제공합니다. 시스템 관리자다양한 기능을 제공하여 시스템 작동 및 제어의 최대 빈도를 제공합니다.

    주니어 16GB DDR3 모델은 블레이드 서버에 사용하기에 적합하며...


    Bluetooth 4.1 사양이 승인된 지 1년 후, 조직은Bluetooth SIG(Special Interest Group)는 업데이트 4.2를 도입했습니다. Bluetooth 4.2는 서로의 정보 교환 속도를 높였습니다. 블루투스 장치스마트함: 데이터 패킷 크기가 10배 증가하고 성능이 2.5배 증가했습니다.

    Bluetooth 4.1 사양이 승인된 지 1년 후, 조직은 Bluetooth SIG(Special Interest Group)는 업데이트 4.2를 도입했습니다. Bluetooth 4.2에서는 Bluetooth Smart 장치 간의 정보 교환 속도가 향상되었습니다. 즉, 데이터 패킷 크기가 10배 증가하고 성능이 2.5배 증가했습니다. 덕분에 사물 인터넷 장치와의 작업이 향상되었습니다. IPSP(인터넷 프로토콜 지원 프로필)는 이제 프로토콜을 통한 직접 인터넷 연결을 지원합니다. Ipv6/6LoWPAN 및 Bluetooth Smart 장치 관리.

    다시 말해서, 장치는 추가 연결이나 송신기 없이 액세스 포인트나 라우터를 통해 인터넷에 직접 연결할 수 있습니다.또한 Bluetooth 연결 및 데이터 암호화를 통한 추적에 대한 높은 수준의 보호를 약속합니다. 일방적인 추적 프로세스는 더 이상 가능하지 않으며 연결 확인이 필요합니다. 물론 그들은 에너지 소비를 줄일 것을 약속합니다. Bluetooth 4.2를 탑재한 첫 번째 제품은 2015년 상반기에 출시될 예정입니다.

    출처: 블루투스

    워싱턴 주 커클랜드 - 2014년 12월 3일

    Bluetooth SIG(Special Interest Group)는 이번 주에 Bluetooth 핵심 사양 버전 4.2를 공식적으로 채택했습니다. 4.2의 주요 업데이트는 개인정보 보호를 개선하고 속도를 높이며, 곧 승인될 프로필을 통해 IP 연결이 가능해집니다. Bluetooth 4.2는 개발자, OEM 및 업계가 소비자를 위한 더 나은 사용자 경험을 구축하는 동시에 이전에는 상상하지 못했던 사용 사례를 만들 수 있는 새로운 기회를 열어줍니다.

    “Bluetooth 4.2는 Bluetooth Smart를 개인 센서부터 연결된 가정에 이르기까지 삶의 모든 기술을 연결하는 최고의 솔루션으로 계속해서 만드는 것입니다. 사양 자체의 개선 외에도 IPSP로 알려진 새로운 프로필은 Bluetooth용 IPv6을 활성화하여 장치 연결에 대한 완전히 새로운 문을 열어줍니다.”라고 Bluetooth SIG의 전무이사인 Mark Powell은 말했습니다. "Bluetooth Smart는 시장에 맞춰 확장할 수 있고 개발자에게 혁신을 위한 유연성을 제공하며 IoT의 기반이 될 수 있는 유일한 기술입니다."

    개인 정보 보호 및 보안
    Bluetooth 4.2에는 전력 소비를 낮추고 Bluetooth 사양의 정부 등급 보안 기능을 기반으로 하는 업계 최고의 개인 정보 보호 설정이 도입되었습니다. 새로운 개인 정보 보호 기능은 도청자가 허가 없이 Bluetooth 연결을 통해 장치를 추적하는 것을 어렵게 만들어 소비자의 손에 제어권을 다시 부여합니다. 예를 들어, 비콘이 있는 소매점에서 쇼핑할 때 비콘이 장치와 연동되도록 권한을 활성화하지 않으면 추적할 수 없습니다.

    속도
    Bluetooth 4.2는 Bluetooth Smart 장치 간의 데이터 전송 속도와 안정성을 향상시킵니다. Bluetooth Smart 패킷의 용량을 늘려 장치는 이전 버전보다 최대 2.5배 빠르게 데이터를 전송합니다. 데이터 전송 속도와 패킷 용량이 증가하면 전송 오류가 발생할 가능성이 줄어들고 배터리 소모가 줄어들어 연결이 더욱 효율적으로 이루어집니다.

    인터넷 연결
    이전에 Bluetooth 4.1에서 출시된 기능과 4.2에서 출시된 새로운 기능을 기반으로 하는 IPSP(인터넷 프로토콜 지원 프로필)를 사용하면 Bluetooth Smart 센서가 IPv6/6LoWPAN을 통해 직접 인터넷에 액세스할 수 있습니다. IP 연결을 통해 기존 IP 인프라를 사용하여 Bluetooth Smart "에지" 장치를 관리할 수 있습니다. 이는 개인 및 광역 제어가 모두 필요한 연결된 홈 시나리오에 이상적입니다. 이 프로필은 연말까지 비준될 예정입니다.

    안녕하세요.

    2014년 12월 3일, Bluetooth SIG는 공식적으로 Bluetooth 사양 버전 4.2를 발표했습니다.
    보도 자료에서는 3가지 주요 혁신을 식별합니다.

    • 데이터 수신 및 전송 속도 증가;
    • 인터넷 연결 능력;
    • 개인 정보 보호 및 보안 개선.

    보도자료의 주요 내용: 버전 4.2 - 사물 인터넷(IoT)에 이상적입니다.
    이번 글에서는 이 3가지 사항이 어떻게 구현되는지 알려드리고 싶습니다. 관심 있는 분이라면 누구나 환영합니다.

    아래에 설명된 모든 내용은 BLE에만 적용됩니다.

    1. 사용자 데이터 수신 및 전송 속도가 향상됩니다.

    BLE의 가장 큰 단점은 낮은 데이터 전송 속도였습니다. 어떻게 보든 BLE는 원래 장치에 전원을 공급하는 소스의 에너지를 절약하기 위해 발명되었습니다. 그리고 에너지를 절약하려면 간헐적으로 연락을 주고받거나 약간의 데이터를 전송해야 합니다. 그러나 그럼에도 불구하고 인터넷 전체는 느린 속도에 대한 분노와 속도 증가 가능성, 전송되는 데이터 크기 증가에 대한 질문으로 가득 차 있습니다.

    그리고 Bluetooth SIG 버전 4.2의 등장과 함께 전송 속도는 2.5배, 전송되는 패킷 크기는 10배 증가한다고 발표했습니다. 그들은 이것을 어떻게 달성했는가?

    이 두 숫자는 서로 연관되어 있습니다. 즉, 전송되는 패킷의 크기가 증가했기 때문에 속도가 증가했다는 것입니다.

    데이터 채널의 PDU(프로토콜 데이터 단위)를 살펴보겠습니다.


    각 PDU에는 16비트 헤더가 포함되어 있습니다. 따라서 버전 4.2의 이 헤더는 버전 4.1의 헤더와 다릅니다.

    버전 4.1 헤더는 다음과 같습니다.

    버전 4.2의 헤더는 다음과 같습니다.

    참고: RFU(향후 사용을 위해 예약됨) - 이 약어로 지정된 필드는 향후 사용을 위해 예약되어 있으며 0으로 채워집니다.

    보시다시피 헤더의 마지막 8비트가 다릅니다. 길이 필드는 페이로드 길이와 PDU에 있는 MIC(메시지 무결성 검사) 필드(후자가 활성화된 경우)의 합계입니다.
    버전 4.1에서 "길이" 필드의 크기가 5비트인 경우 버전 4.2에서는 이 필드의 크기가 8비트입니다.

    여기에서 버전 4.1의 "길이" 필드에는 0~31 범위의 값이 포함될 수 있고 버전 4.2에서는 0~255 범위의 값이 포함될 수 있다는 것을 쉽게 계산할 수 있습니다. MIC 필드의 길이를 빼면 (4 옥텟) 최대값으로부터 페이로드는 버전 4.1과 4.2에서 각각 27옥텟과 251옥텟이 될 수 있음을 알 수 있습니다. 실제로 최대 데이터 양은 훨씬 적습니다. 페이로드에는 L2CAP(4옥텟) 및 ATT(3옥텟) 서비스 데이터도 포함되어 있지만 이를 고려하지는 않습니다.

    이로 인해 전송되는 사용자 데이터의 크기가 약 10배 증가했습니다. 어떤 이유로 10배 증가했지만 2.5배에 불과한 속도에 관해서는 비례적인 증가에 대해 말할 수 없습니다. 왜냐하면 모든 것이 데이터 전달 보장에 달려 있기 때문입니다. 20보다 조금 더 어렵습니다.

    2. 인터넷 연결 가능성.

    아마도 가장 흥미로운 혁신은 Bluetooth SIG 버전 4.2가 이 기능 덕분에 사물 인터넷(IoT)을 더 좋게 만든다고 발표한 이유일 것입니다.

    버전 4.1에서는 L2CAP에 "LE 크레딧 기반 흐름 제어 모드" 모드가 추가되었습니다. 이 모드를 사용하면 소위 말하는 데이터 흐름을 제어할 수 있습니다. 신용 기반 제도. 이 방식의 특징은 전송되는 데이터의 양을 나타내기 위해 시그널링 패킷을 사용하지 않고, 전송될 특정 양의 데이터에 대한 크레딧을 다른 장치에 요청하여 전송 프로세스의 속도를 높이는 것입니다. 이 경우 수신측에서는 프레임을 수신할 때마다 프레임 카운터가 감소하며, 마지막 프레임에 도달하면 연결이 끊어질 수 있습니다.

    L2CAP 명령 목록에 3개의 새로운 코드가 나타났습니다:
    - LE 크레딧 기반 연결 요청 – 크레딧 체계에 따른 연결 요청
    - LE 크레딧 기반 연결 응답 - 크레딧 체계 기반 연결에 대한 응답입니다.
    - LE 흐름 제어 크레딧 – 추가 LE 프레임 수신 가능성에 대한 메시지입니다.

    "LE 크레딧 기반 연결 요청" 패키지에서


    장치가 L2CAP 수준에서 보낼 수 있는 LE 프레임 수를 나타내는 2옥텟 길이의 "초기 크레딧" 필드가 있습니다.

    응답 패키지 “LE Credit Based Connection response”에서


    동일한 필드는 다른 장치가 보낼 수 있는 LE 프레임의 수를 나타내며 "결과" 필드도 연결 요청의 결과를 나타냅니다. 0x0000 값은 성공을 나타내고 다른 값은 오류를 나타냅니다. 특히 0x0004 값은 리소스 부족으로 인해 연결이 거부되었음을 나타냅니다.

    따라서 이미 버전 4.1에서는 L2CAP 수준에서 대량의 데이터 전송이 가능해졌습니다.
    이제 버전 4.2 출시와 거의 동시에 다음이 게시됩니다.

    • 서비스: "IP 지원 서비스"(IPSS).
    • BLE가 있는 장치 간의 IPv6 패킷 전송 지원을 정의하는 IPSP(인터넷 프로토콜 지원 프로필) 프로필입니다.

    L2CAP 수준 프로필의 주요 요구 사항은 버전 4.1에 등장한 "LE Credit Based Connection"으로, 이를 통해 MTU >= 1280 옥텟으로 패킷을 전송할 수 있습니다(그림의 힌트는 다음과 같습니다). 분명한).

    프로필은 다음 역할을 정의합니다.
    - 라우터 역할 – IPv6 패킷을 라우팅할 수 있는 장치에 사용됩니다.
    - 노드 역할(Node) – IPv6 패킷을 받거나 보낼 수만 있는 장치에 사용됩니다. 서비스 검색 기능이 있고 라우터가 이 장치를 검색할 수 있도록 하는 IPSS 서비스가 있어야 합니다.

    다른 라우터에 연결해야 하는 라우터 역할이 있는 장치는 호스트 역할을 가질 수 있습니다.

    이상하게도 IPv6 패킷 전송은 프로필 사양의 일부가 아니며 IETF RFC "Transmission of IPv6 packets over Bluetooth Low Energy"에 지정되어 있습니다. 이 문서에서는 IPv6 패킷을 전송할 때 6LoWPAN 표준이 사용된다는 또 다른 흥미로운 점을 식별합니다. 이는 IEE 802.15.4 표준의 저전력 무선 개인 네트워크를 통해 IPv6 프로토콜을 사용하여 상호 작용하기 위한 표준입니다.

    사진을보세요 :


    프로파일은 IPSS, GATT, ATT가 서비스 검색에만 사용되고 GAP는 장치 검색 및 연결 설정에만 사용되도록 지정합니다.

    하지만 빨간색으로 강조된 부분은 프로파일 사양에 패킷 전송이 포함되지 않았다는 의미일 뿐입니다. 이를 통해 프로그래머는 자신만의 패킷 전송 구현을 작성할 수 있습니다.

    3. 개인 정보 보호 및 보안이 향상되었습니다.

    보안 관리자(SM)의 책임 중 하나는 두 장치를 페어링하는 것입니다. 페어링 프로세스에서는 통신을 암호화하는 데 사용되는 키를 생성합니다. 페어링 프로세스는 3단계로 구성됩니다.

    • 페어링 방법에 관한 정보 교환;
    • 단기 키 생성(STK(Short Term Key));
    • 키 교환.

    버전 4.2에서는 2단계가 두 부분으로 나누어졌습니다.

    • "LE 레거시 페어링"이라고 불리는 단기 키(STK) 생성
    • "LE Secure Connections"라고 불리는 장기 키(LTK) 생성

    이에 보안 관리자의 암호화 도구 상자에는 기존 3가지 기능 외에 5가지 기능이 추가로 등장했으며, 이 5가지 기능은 새로운 페어링 프로세스인 “LE Secure Connections” 서비스에만 사용됩니다. 이러한 함수는 다음을 생성합니다.

    • LTK 및 맥키;
    • 확증변수;
    • 인증 확인 변수;
    • 연결된 장치에 표시되는 데 사용되는 6자리 숫자입니다.

    모든 기능은 128비트 키와 함께 AES-CMAC 암호화 알고리즘을 사용합니다.

    따라서 "LE 레거시 페어링" 방법을 사용하여 2단계에서 페어링하는 동안 2개의 키가 생성되었습니다.

    • 임시 키(TK): STK를 생성하는 데 사용되는 128비트 임시 키입니다.
    • 단기 키(STK): 연결을 암호화하는 데 사용되는 128비트 임시 키

    그런 다음 "LE 보안 연결" 방법을 사용하여 1개의 키가 생성됩니다.

    • LTK(장기 키): 후속 연결을 암호화하는 데 사용되는 128비트 키입니다.

    이 혁신의 결과로 우리는 다음을 얻었습니다.

    • 추적을 방지하기 때문에 이제 "숫자 비교" 덕분에 장치에 연결하는 기능을 제어할 수 있습니다.
    • 에너지 효율성이 향상되기 때문입니다. 더 이상 각 연결에서 키를 재생성하기 위해 추가 에너지가 필요하지 않습니다.
    • 민감한 데이터를 보호하기 위한 업계 표준 암호화.

    이상하게 들리겠지만, 안전성을 향상함으로써 에너지 효율성을 향상시켰습니다.

    4. 이미 만지는 것이 가능합니까?

    네, 그렇습니다.
    NORDIC Semiconductor는 nRF51 시리즈 장치용 스택, 라이브러리, 예제 및 API가 포함된 "nRF51 IoT SDK"를 출시했습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

    • nRF51822 및 nRF51422 칩;
    • nRF51DK;
    • nRF51 동글;
    • nRF51822 EK.

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