Что нового в Bluetooth 5.4: основные функции, добавленные в спецификации

Очередную версию протокола Bluetooth под номером 5.4 группа Bluetooth SIG, занимающаяся развитием этого интерфейса, выпустила 7 февраля 2023 года. А ближе к четвертому кварталу в линейках чипмейкеров начали появляться SoC, ее поддерживающие.

На сей раз основное внимание разработчиков было сосредоточено на работе с так называемыми ESL – электронными полочными этикетками.

Периодические оповещения с ответами

Функция под названием PAwR, также известная, как периодические оповещения с ответами, или, в некоторых переводах, периодическая реклама с ответами, позволяет вести обмен данными с большим количеством источников без установления соединения.

На текущий момент основной сферой ее применения являются так называемые электронные этикетки ESL (Electronic Shelf Label). Во многих крупных торговых центрах они давно вошли в обиход, вытеснив бумажные ценники.

Кроме того, имеются и другие возможности использования, например, карты пациентов в лечебных учреждениях или спецификаций на производствах.

До этого технология Bluetooth LE, представляющая особой отдельный протокол интерфейса относительно классического BR/EDR, предназначенный для использования в устройствах со сверхмалым энергопотреблением, подобных возможностей не имела.

Суть PAwR состоит в формировании вещателями, например, теми же ESL, небольших пакетов данных, которые с определенным интервалом периодически выдаются в эфир.

Делается это вне зависимости от наличия в зоне вещания получателя, или, как его еще называют, наблюдателя.

Сам же наблюдатель в рамках протокола может при необходимости установить асинхронного ACL-соединение (Asynchronous Connection Less), в отличие от синхронного SCO-соединения (Synchronous Connection Oriented), не требующее предварительного согласования.

Зашифрованные данные оповещений

Сети, использующие PAwR, нуждаются в обеспечении безопасности. В Bluetooth 5.4 впервые появился стандартизованный способ шифрования данных, заключенных в оповещениях.

В нем вводится новый тип оповещений под индексом 0x31, в котором поля, подлежащие шифрованию, инкапсулируются. Это дает возможность отделить их от данных, для которых шифрование не требуется.

Чтобы клиент мог работать с такими оповещениями, ему требуется ключ, содержащийся в характеристике GATT, который генерируется службой GAP (Generic Access Profile).

Он считывает его через зашифрованную и аутентифицированную ссылку, после чего получает возможность работать с зашифрованными данными.

Другие функции версии 5.4

1. Первая функция – это SLC (Security Levels Characteristic), представляющая собой характеристику уровней безопасности LE GATT.
   
   При любом обмене данных существует баланс между уровнем защищенности и расходом ресурсов. Если первый избыточен, то снижается скорость доступа и возрастает энергопотребление.
   
   SLC дает разработчикам возможность задавать уровень безопасности согласно заявленным требованиям.
   
2. Вторая функция – выбор кодирования оповещений. Параметр S определяет работу упреждающего исправления ошибок FEC (Forward Error Correction) и принимает одно из двух значений: S=2 или S=8.
   
   Это дает возможность серверу определять объем данных, требуемый для исправления ошибок. Чем он меньше, тем ниже энергопотребление и больше радиус действия. Таким образом появляется возможность согласовать данный параметр как для самого сервера, так и для клиента.
   

В заключение

На первый взгляд, Bluetooth 5.4 имеет довольно-таки слабое отношение непосредственно к смартфонам, если сравнивать, например, с такими событиями, как появление LE Audio и кодека LC3.

Но, с другой стороны, ведь именно при помощи смартфонов их владельцы получают возможность пользоваться ESL, а значит, пусть и неявное, но преимущество все же получают.

Таким образом, новые спецификации, направленные на улучшение работы торговых сетей, в перспективе будут полезны широкому кругу пользователей.