自從劍橋無線半導體展示全球首顆低功耗藍牙晶片之後，低功耗藍牙的能源效率與超低功耗，便吸引了不少關注的目光。雖然低功耗藍牙晶片目前仍僅止於工程樣本階段，標準也必須等到2009年才會正式拍板定案，但低功耗藍牙的應用潛力已經逐漸開始發酵。
自2007年6月起，原本由諾基亞(Nokia)所倡導的Wibree技術正式成為藍牙成員中的一員，並展開一連串標準化的動作。時至今日，整個標準制定的工作已大致完成，目前市場上亦有晶片供應商開始提供少量樣本供設計評估之用。這是藍牙技術近年來最重大的演進里程碑之一，而此一新技術也可望將藍牙帶到家電遙控器、醫療電子等以往甚少出現的應用裝置中。根據ABI Research所做的研究顯示，到2011年時，低功耗藍牙的市場規模將可達五億一千三百萬美元，出貨量則可望突破八億大關。
然而，由於目前低功耗藍牙仍處於發展早期階段，因此業界低功耗藍牙與標準藍牙之間的技術差異，以及雙模共存(標準/低功耗)的機制究竟如何，多半只有粗略理解。本文將著重於兩者間的比較，及各自的應用市場作一初步介紹。
精打細算 低功耗藍牙節能有術
早在Wibree尚未納入藍牙標準的時代，這項技術所設定應用目標之一，除了各類遠端控制與可攜式醫療電子設備之外，便是各種以電池供電的儀表應用，其所設定的功耗目標，是希望能達到在產品使用3～5年內，甚至整個產品生命週期中都不須更換電池的目標。在Wibree納入藍牙標準之後，雖然低功耗藍牙不再強調水表、電表等儀表類應用，但省電仍是此一技術的主要設計目標。
與標準藍牙相比，低功耗藍牙雖然沿襲了許多標準藍牙的設計理念，但根據劍橋無線半導體(CSR)的官方文件，低功耗藍牙的媒體存取控制層(MAC Layer)是從零開始發展的全新設計，而且在晶片開發的過程中，均以降低功耗為主要設計目標，因此其晶片架構本身就具備節能優勢。而在通訊機制上，低功耗藍牙從建立通訊連線開始，便一直停留在監聽低功率模式(Sniff Subrating Mode)，與標準藍牙會試圖維持在全速運作，直到裝置進入待機或休眠模式時才進入此一模式不同。在此一模式下，低功耗藍牙裝置每5～10秒才會送出一次短暫的訊號，以保持裝置與主機間的連線狀態，其餘大部分時間，低功耗藍牙的射頻都會保持關閉。
事實上，在絕大多數的使用模式下，低功耗藍牙都是處於休眠狀態，跟另一個低功耗射頻技術ZigBee相比，若同樣採用星狀拓撲網路架構，兩者都可以達到以單芯電池(Single Cell)運作長達10年以上。但值得注意的是，由於ZigBee的主要應用--儀錶自動讀取必須做大規模網狀網路(Mesh Network)部署，因此其每個節點都必須保持在待命狀態才能不斷傳送與接收資訊，而非如低功耗藍牙般，絕大多數的時間都保持在休眠狀態，因此在實際部署時，ZigBee的耗電量往往比低功耗藍牙要高出許多。
更值得注意的是，在某些應用情境中，低功耗藍牙不須建立連線或保留服務協定，甚至連通訊協定都不需要，即可傳輸資料。這種機制稱之為掃描模式，使用者只要靠一台掃描裝置，就可以讀取到資料。這種使用模式類似於無線射頻辨識系統(RFID)，其典型應用為感測器讀數讀取。
單模低功耗藍牙具備大規模 部署潛力
為了解決標準藍牙與低功耗藍牙之間的互通問題，低功耗藍牙與標準藍牙雙模元件將是橋接兩種不同藍牙技術的關鍵。因此，目前藍牙協定堆疊除了標準藍牙與低功耗藍牙之外，還特別定義了雙模協定堆疊，以規範這類雙模元件(圖1)。
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| 圖1 現有藍牙堆疊架構種類與互通性示意圖 |
由圖1可知，這類雙模元件的低功耗協定堆疊將負責與其他單模低功耗藍牙裝置的溝通工作，而標準藍牙協定則與一般藍牙裝置進行通訊。就應用別來分，雙模元件最主要的應用市場將可望落在各種具備主機(Master)功能的裝置，如手機、心跳監測器主機等裝置，而單模低功耗藍牙的應用範圍則是各種從屬裝置(Slave)，如感應器等資料擷取裝置。
純粹的低功耗藍牙網路也有可能存在在工廠環境監測等工業應用中，因為低功耗藍牙與標準藍牙一樣採用跳頻技術(Frequency Hopping)，而且其所占用的頻道僅標準藍牙的十分之一左右，因此有更大的餘裕來閃避干擾訊號，進而提升訊號強固性(Robustness)。這種精簡化的傳輸模式也有助於降低低功耗藍牙元件運作時的功耗數字，因為其工作週期僅有標準藍牙的十分之一，可以迅速完成連線建立、資料傳輸、進入待機狀態這一整個循環。
目前業界有些見解認為，由於低功耗藍牙採用星狀拓撲架構，因此一個低功耗藍牙網路所能支援的節點數量較小，難以部署大規模監測器網路。這種見解理論上是正確的，因為網狀網路的延伸性(Scalability)確實較佳，但在實際部署案例中，只要系統規畫得當，一個低功耗藍牙的節點數量一樣可以高達數百個之多，而且單模低功耗藍牙元件設計相對簡單，待市場成熟後，其元件成本的降價空間相當可觀。
與標準藍牙相輔相成
雖然就傳輸的能源效率來看，低功耗藍牙的效率遠勝過標準藍牙，但低功耗藍牙仍有其應用局限。首先，低功耗藍牙的頻寬與傳輸延遲都不足以應付大量與即時型態的資料傳輸，如高傳真語音、甚至音樂等對傳輸延遲極為敏感的應用。
這項技術在定義之初，也不認為這類資料傳輸的需求是低功耗藍牙應該擔負的任務。但是在傳輸文字、數字與簡單圖形方面，低功耗藍牙就是比標準藍牙更經濟實惠的技術選擇。這也是藍牙技術之所以與低功耗藍牙可以不應視為競爭技術，反而合則兩利的原因。
展望未來，低功耗藍牙的出現以及雙模元件的導入，將使得消費者手中的手機可望成為各種隨身裝置、甚至家電設備的遙控器，若再輔以另一個即將完成標準定義工作的高速藍牙，人們的生活恐將更離不開手機了。