藍牙5(Bluetooth 5)新標準上路,目標鎖定在智慧家庭、物聯網(IoT)、音訊等三大應用。終端產品廠商必須更換晶片以符合最新標準。新藍牙標準是否對物聯網有推波助瀾的效果?產品設計開發時應該注意哪些?藍牙認證需要符合哪些?以下將一一說明。
隨著手機成為消費者黏著度最高的3C產品,以手機做為物聯網控制中樞帶動其他周邊產品,是這次藍牙5標準訂定的主要目標。Bluetooth SIG官方網站預估,截至2020年全球產出的無線產品中,每三個就會有一個使用藍牙技術。而根據Lux Insights在2016年發布的統計,藍牙技術的全球認知度已高達92%。
藍牙與其他無線傳輸標準一直處於競爭的狀態,但是藍牙的最大優勢在於每支手機都具有藍牙功能,當標準改版時,各家手機都會很快銜接,因為每一家手機晶片商一定會支援最新的藍牙標準,使得其他經由手機控制的家電或周邊產品,就會把新技術納入,再加上新標準可以傳輸的距離更遠,因而原本符合藍牙低耗能標準的感應器勢必也會跟著升級。
藍牙標準可區分為傳統藍牙與藍牙低功耗(BLE)標準。這次的新標準是在低耗能標準的基礎上再強化,傳播速度、距離、廣播(Broadcasting)資料量分別提升二倍、四倍及八倍,尤其針對無連線狀態(Connectionless)通訊方式,強化在物聯網中自動控制方面的應用場景,也就是控制器(Controller)與感測器(Sensor)之間微量資訊的單向傳輸。
在物聯網無線傳輸技術方面,藍牙5新版標準公布影響最大的應該是ZigBee標準,同樣是低耗能、近距離小、傳輸量。以前透過手機配對藍牙裝置,常會因為使用者將手機或平板帶到另一個房間而導致斷線或收訊不良,藍牙5標準將傳輸距離提升四倍,消費者也可以在家裡任一處控制智慧電燈、智慧門鎖、智慧空調、居家安防設備等。傳輸距離堪比無線區域網路(Wi-Fi),但比Wi-Fi更省電,因此可成為定位相關應用的新選擇。至於傳輸微量數據的穿戴裝置,例如可記錄並傳送脈搏數、步行數、心跳、睡眠情形的智慧型手表,或是控制溫度、濕度控制空調的智慧溫控器,藍牙5對於穿戴裝置能否開拓新局具有決定性影響。
通過藍牙5認證 產品開發更容易
目前已經有符合藍牙5標準的晶片。無論是全球最大手機晶片製造商高通(Qualcomm)或是台灣聯發科(MediaTek),雖然他們只賣晶片,但是為了確保晶片沒有問題,都會做出一整支手機的完整應用方案。一旦通過認證,代表晶片、硬體、軟體同時通過,在銷售晶片的時候就可提供整套參考設計(Reference Design)給客戶。
回到產品端,產品端要符合藍牙5,若是使用已經認可的藍牙晶片並經授權機構測試及認證,一般來說,測試方面的問題不會太多。德國萊因(TÜV)建議產品端設計開發人員更應該著眼使用者的應用端,思考如何能利用藍牙5的優點以及新增功能,創造產品優勢,突顯產品差異。該機構是台灣與大中華地區第一個合格的藍牙認證測試部門(BQTF)實驗室,更是大中華區唯一可針對晶片進行藍牙認證的第三方檢測機構。自2000年開始提供藍牙認證測試服務,累積豐富產品經驗以及藍牙通訊與應用協定(Bluetooth Protocol Stack)的獨家經驗,能有效除錯及解決產品測試問題,協助企業以經濟有效的方式通過藍牙認證和多國法規性認證。其藍牙測試實驗室BQTF有完整的藍牙測試能力,可針對所有藍牙標準提供射頻(RF)、藍牙通訊/應用協定與相容性測試服務。
以藍牙5廣播資料量提升八倍至每秒256位元組(Bytes)為例,速度比遠古時代撥接上網還要慢,但是對商場、店面的以藍牙技術為基礎的定位服務(Location Based Service, LBS)定位廣告而言,卻能夠讓藍牙推播廣告的型式內容更加豐富、有趣。
藍牙強化LBS應用 驅動物聯網成長
藍牙5是透過廣播(Broadcasting)通訊模式,無須進行連線設定,因此非常適合LBS的產品應用。根據ABI Research一份調查報告,截至2020年出貨的藍牙Beacon(以藍牙技術定位的訊息推播服務)將超過3.71億個,藍牙5將有助於Beacons與LBS在智慧家庭、企業與產業市場的擴大應用。
此外,藍牙5不需要額外連接設定,適合智慧城市基礎設施使用,幫助視障人士在公共空間移動,或是停車場的室內定位導航路徑規劃,這些都是零售廣告用途外的可能應用。
符合當地測試和驗證 產品方能上市銷售
除了藍牙5的最新標準值得關注外,無線產品,不管是筆記型電腦、電話、醫療設備或其他產品,都必須經過符合當地國家的測試和驗證流程才能上市銷售,這裡以北美市場的FCC+IC以及歐洲市場的R&TTE/RED來做說明。
北美市場主打FCC+IC
凡是任何銷往北美的無線射頻產品,在美國必須取得聯邦通訊委員會(Federal Communications Commission, FCC)核可證書,在加拿大則須取得加拿大工業局(Industry Canada, IC)的無線電核可證書,例如無線網路產品、手機等。台灣德國萊因已成為美國電信驗證機構(TCB)及加拿大境外驗證機構(FCB),可就近提供服務。
歐洲市場核可R&TTE/RED
R&TTE(Radio and Telecommunications Terminal Equipment)以及RED(Radio Equipment Directive)無線及通訊指令所涵蓋的協調標準一直不斷在更新,產品若是屬於R&TTE及RED指令規範的範圍,就須通過認證評估產品的設計是否符合各項協調標準。歐洲電信標準協會(ETSI)已經發布一個新的適用標準EN300328 v2.1.1,涵蓋了高功率2.4GHz短距離設備。在2.4GHz頻段運行並符合本標準的無線電設備,進口商將要求進口產品根據新版EN300328進行測試,以符合RED指令的要求。
由於RED是一個新的指令,於2017年6月開始強制之前,廠商必須在有限的時間內重新測試其產品以符合新指令的要求。最重要的更改會影響接收機阻塞測試,現在必須在正常的數據傳輸模式下完成。
選擇合格試驗室 加快上市流程
在歐盟國家,所有無線電產品和電信終端設備的銷售和操作都受RED 2014/53/EC管轄。選擇合格的實驗室進行測試將更能確保產品的安全性、品質和功能性並達到一站式的經濟高效。