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蓝牙诞生25年,为什么能成功?正在做什么?

—— 孜孜不倦的技术和应用创新,看好Auracast™、电子货架标签和5、6 GHz频段
作者: 王莹时间:2023-10-19来源:电子产品世界收藏

1998年9月,由爱立信、IBM、东芝等五家创始企业发起成立了非盈利会员组织——(Bluetooth SIG)。经过25年的发展,联盟所推广的蓝牙在众多无线通信中脱颖而出,成为音频、手机、平板电脑乃至物联网连接的主要协议之一,预计2023年的出货量将达50亿个,2027年将达75亿,是包括Wi-Fi、蜂窝网络在内的三大主流无线通信中出货量最大的,且增长势头向好。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202310/451817.htm

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三大无线的出货量对比,2023年蓝牙预计比Wi-Fi高35%、是蜂窝的3倍

蓝牙成功的秘诀是什么?看好哪些潜在的应用?正在更新什么新技术?

近日,在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™体验展,值此机会,电子产品世界(EEPW)等媒体采访了首席市场官Ken Kolderup先生。

图1 蓝牙技术联盟首席市场官Ken Kolderup(孔德荣)在上海AuracastTM体验展.jpg

Ken Kolderup,蓝牙技术联盟首席市场官(CMO)

1 蓝牙:活跃并庞大

有一组数字可以反映蓝牙技术联盟的规模:

●   作为标准制定组织:在一年中任何一个时刻,都有超过50个更新项目在进行。

●   作为产品认证机构,仅仅在2022年就有超过7万多新产品完成了蓝牙资格认证流程。

●   作为专利和商标许可管理机构,超过4万家企业缔结了蓝牙技术交叉许可协议,其中6千家企业在中国内地。

●   作为行业协会,推动蓝牙技术的普及,蓝牙产品现在每年出货量超过了50亿台。

 蓝牙为何发展快?

首先,蓝牙技术联盟提供一站式的服务,涵盖标准制定、产品认证、专利和商标的许可管理、行业协会。这种组织结构简洁高效,促进了蓝牙新技术的诞生及落地。相比之下,Wi-Fi和蜂窝网络较为复杂,涉及有不同的组织机构。例如Wi-Fi,需要通过美国电子工程师协会(IEEE)做认证;对于蜂窝网络,就要寻找各种移动通信标准化组织。

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其次,蓝牙成功的更重要原因是蓝牙赶上了三大时代的浪潮,分别是:无线音频,互联消费电子产品,互联行业,并通过孜孜不倦的技术创新和市场拓展。


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3 从跟随到引领三大浪潮

●   无线音频。蓝牙首先淘汰了音频线,是蓝牙第一个非常成功的项目。在过去25年,蓝牙无线音频对社会产生了颠覆性的影响。有了耳麦之后,工作效率变得更高。随之演进,有了汽车等设备上的免提呼叫。此外,还有无处不在的耳机和音箱,使生活更加丰富多彩。最新的产品是助听器,使听损人员得到很大的帮助。

无线音频市场非常可观,据ABI Research数据,预计2023年出货量将达到13亿,2027年会持续增长到16亿。这背后是由蓝牙的技术创新来驱动的。新近的创新有:2020年1月,蓝牙技术联盟发布了新一代蓝牙音频技术标准——低功耗音频(LE Audio),在此基础上,2022年6月蓝牙技术联盟宣布推出全新音频分享消费品牌™广播音频。

™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。在近日举办的上海国际消费电子技术展(Tech G)期间,Auracast™体验展展示了Auracast™广播音频的三大特色:解除无声世界,分享音频内容,体验最佳音频(如下图)。

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Auracast™带来了很多创新,例如在助听领域,尽管已经有很多相关科技存在一段时间了,诸如在公共场所辅助助听。利用的技术类似于感应线圈的方式,即公共广播发出来的声音变成信号传到助听器,使人听到声音,但是这种方式存在一些挑战:①声音/音频质量不理想。②部署成本较高,③并非所有的场所都可以去做相关的“感应线圈”设计。Auracast™被视为助听新一代的技术,特点在于虽然是同样的地点,可以把公共场所的广播、扬声器出来的声音变为由蓝牙发射器发出,当人们佩戴耳机、助听器这类具有蓝牙功能、Auracast™功能的听力设备就能以非常清晰、很好的音频质量的方式听到,并且部署成本较低,音频质量高,同时又能够保证安全和隐私。

●   互联消费电子产品

10年前开始了“互联消费电子产品”浪潮。蓝牙可将万物连接在一起,主要用于四大领域:①使工作效率变得更高的无线鼠标和键盘,②可提高运动成绩和健康水平的健康运动健身器材,③提升患者照护质量的医疗健康设备,④无数让生活更美好的消费电子产品。

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一切物品只要通过蓝牙,就可以和手机、平板电脑或笔记本电脑连接到一起,无论是用户的工具、玩具,甚至牙刷……。这个市场正在狂飙,据ABI Research数据,预计2023年的出货量将达16亿件,2027年将达30亿,并且这个增长势头还会继续维持。

那么,哪些新产品会成为潮品?实际上,消费电子行业总能够带给人们惊喜,每年都能够看到成百上千个不同品类、甚至意想不到的新产品涌现。其中有些品类较大,例如可穿戴设备,尽管现在世界经济起伏不定,但是由于人们对于健康的关注,所以这个领域发展得非常健康。医疗保健领域也面临很大的无线传输瓶颈,例如远程医疗监控等,这也是蓝牙的新机会。

 ●   互联行业

蓝牙现在已经扩展到了个人应用以外的更多领域,例如对安全性和鲁棒性要求高的商业和工业领域,以保证能够提升生产率和安全。例如,为了减少工厂停机时间的预测性维护系统;在照明控制系统领域,有望减少工业/商业大楼照明能耗高达75%;蓝牙追踪系统可用于资产追踪,保证员工的安全;蓝牙技术联盟有一个最新推出来的标准规范针对电子货架标签系统(ESL)。这是一个新市场,在货架中用电子墨水显示器取代以前的纸质显示。尽管这个市场目前较小,目前约有6亿个标签,但是预计未来几年会增长到几十亿个。

蓝牙技术联盟非常看好工业和商业,预计未来是蓝牙最大的增长领域,有潜力发展到大规模。除了电子货架标签,另一个行业类别是环境物联网,预计未来的体量可能很大。其实所有的这些无线电标准支持组织都很关注这个linguistic。因为这种物联网设备可以从周边获取能量的,无论热能还是光能等,不需要电池或只需要很小的电池,能够催生出很多新的用例。例如现在有很多公司在做的供应链可视度:采用极低成本的蓝牙标签,且这种蓝牙标签直接从周边获取能量,可以放在任何物品上。用在供应链行业中,例如:农产品从田地里出来,一直到运输/冷链运输、上货架,都可以使用这种标签来了解它的状态。药品行业也可以使用蓝牙标签。即从生产开始,一路追踪到运输,直到消费者端。它不仅能够定位/显示位置,还能够显示当时的状态,例如:温度和湿度等。预计这个市场有潜力达到万亿水平。从比较现实的角度来看,达到几十亿的水平应该是可以的。

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那么,市场上也有一些其它的无线技术去做电子标签,相比之下,蓝牙的优势是能够去实现不同货架标签的互操作性。Ken Kolderup称,蓝牙进入电子货架标签领域是由市场需求推动的。因为最开始是电子货架标签行业联系到蓝牙的。因该市场以往主要依赖于自己专属的无线技术,之后一些零售商找到了电子货架标签生产商,希望能够去实现不同货架标签的互操作性,应用广泛的蓝牙无疑是理想的连接解决方案之选。

4 25年孜孜不倦的创新

蓝牙应用不断出圈,背后的推动力之一是蓝牙技术的不断发展。蓝牙技术联盟是非常活跃的,每年任何一个时候都有超过50个项目在研发中。近几年在技术上有很多重要的里程碑。例如蓝牙5.3(注:2021年11月问世)的传输速度比5.0(注:2016年6月问世)提高了1倍以上;数据传递量也达到了蓝牙5.0的8倍左右。蓝牙5.0推出时,比之前的蓝牙4.2(注:2014年12月问世)的有效通讯距离扩大了4倍,至300米,使其在工业和商业领域中进行长距离的应用成为可能。

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在网状网络方面,通过蓝牙mesh网络增加了一种全新的设备通信拓扑结构,可用于照明控制或其他工商业应用。在定位功能中,也增加了“寻向”功能,包括:使用到达角/出发角做定位,可以实现高精度的室内定位。例如打冰球等很多室内训练就用上了这种技术做定位。另外,蓝牙技术联盟最新推出的低功耗音频(LE Audio)的相关用例,不仅能够带来更好的听觉体验,同时也有更低的功耗,而且也能够带来更多的新的应用,诸如Auracast™广播音频。有了这项功能之后,期待会有更多的新用例,能够使人们更好地与周边的世界连接起来。

5 即将发布的重要更新

主要有高精度的距离测量,更高的数据吞吐量,更高频段的低功耗蓝牙。

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①高精度距离测量

使两个蓝牙设备之间进行安全且高精度的测距功能,其误差不超过±10%,这可以优化定位解决方案。例如:寻物产品,同时可以赋能数字钥匙(例如汽车钥匙)解决方案,也可以在工业和商业场景中用于资产追踪。

目前,UWB也是一种高精度测距方案。相比之下,蓝牙可以达到厘米级精度,已能够满足大部分用例的需求。但是,对于少数需要极高精准性的测距功能,UWB能够很好地满足需求。

②更高的数据吞吐量

正在开发中。低功耗蓝牙的最高吞吐量将达8 Mbps。将优化许多应用。例如,在游戏手柄当中,或者在同步数据的时候;而且更有用的一点,是在低功耗音频领域能够带来更好的音频串流,包括:新的Auracast串流当中,也可以带来更高的数据吞吐量,以更好地去播放音频。

③更高频段中的低功耗蓝牙

蓝牙现在是在2.4 GHz频段,下一目标是低功耗蓝牙在5和6 GHz频段。蓝牙成功的一大理由,就是蓝牙技术联盟不断地推动和加强这一技术的性能,从而推动更多用例的出现。5和6 GHz频段就是希望带来更快的速度、更低的延迟,也带来更好的共存方式,使蓝牙能够实现更好地发展。

当然,蓝牙想从2.4 GHz向5/6 GHz发展,也会遇到一些技术挑战。因为频率提高以后,可能会带来更高的功耗,其实这一点具体要看用户到底要花多少额外的能耗,最后也要看具体的应用场景。当然,蓝牙不希望去和Wi-Fi比速率,而是希望为开发者提供更多的工具,打造他们所需要的性能和表现。

6 结语

蓝牙的名称来历很有趣:历史上有一位叫Harald Blatand(哈拉尔)的英雄经过四处扩张和征战,统一了丹麦并征服了挪威,成为国王(940—986年在位)。因这位国王喜欢吃蓝莓,牙齿经常是蓝色的,因此得了“哈拉尔蓝牙王”的绰号。后来蓝牙这项技术发明时,经过行业组织人员的讨论决定采用这位国王的绰号为这项高技术命名。

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蓝牙logo的左侧有点像蓝色的牙齿

今天看来,蓝牙继承了“蓝牙”国王的特点:成为了短距离无线通信的主角之一(使今天的无线通信技术没有那么多的协议/标准之争),并不断开拓新的技术和应用疆界

蓝牙为什么能成功?从满足用户的角度看,回顾过去25年间,蓝牙技术联盟一直在赋能,为世界带来有意义的连接,也改善了世界上很多人的生活质量,重新塑造了人们的生活方式,使世界变得更美好。未来,期待蓝牙为世界带来更多的惊喜。

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(本文刊登于EEPW 2023年11期)



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