새 제품을 만들 때 사용할 수있는 수많은 무선 표준이 있습니다. 각 선택에는 고유 한 장점과 단점이 있습니다. 그것은 정말로 당신의 목표에 달려 있습니다. 이 기사에서는 Bluetooth Classic, Bluetooth Low-Energy (BLE) 및 WiFi Direct를 포함하여 가장 널리 사용 되는 3 가지 단거리 무선 표준 을 살펴 보겠습니다.
속도의 필요성
고속 데이터 전송이 제품의 가장 중요한 요구 사항 인 경우 WiFi Direct가 최선의 선택 일 가능성이 높습니다. 누구나 WiFi에 대해 들어 봤지만 WiFi Direct에 대해 아는 사람은 거의 없습니다. 그것이 변하고 있지만. 표준 WiFi에는 액세스 포인트가 필요합니다. 따라서 한 장치에서 다른 장치로 데이터를 전송하려면 액세스 포인트를 통과해야합니다. WiFi Direct는 액세스 포인트 없이도 WiFi의 속도 이점이 있습니다. Bluetooth를 사용하는 것처럼 데이터를 한 장치에서 다른 장치로 직접 전송할 수 있습니다.
속도 비교 |
|
무선 표준 | 속도 |
블루투스 저에너지 | 1Mbps |
블루투스 클래식 | 2-3Mbps |
와이파이 다이렉트 | 100 ~ 250Mbps |
WiFi Direct의 최대 데이터 전송 속도는 Bluetooth Classic에서 얻을 수있는 속도의 약 10 배입니다. 예를 들어 제품이 비디오, 특히 고화질 비디오를 스트리밍해야하는 경우 가능한 가장 빠른 무선 연결이 필요합니다. Bluetooth가 충분히 빠를 방법은 없으므로 Wi-Fi Direct 연결을 제공해야합니다.
속도 스펙트럼의 다른 쪽 끝에는 Bluetooth 저에너지 (Bluetooth Smart라고도 함)가 있는데 이는 Bluetooth Classic보다 약 2-3 배 느리거나 WiFi Direct보다 20-30 배 느립니다. 일반적으로 센서 판독 값 (온도, 가속도 등) 또는 GPS 좌표와 같은 소량의 간헐적 데이터를 전송하는 데 사용됩니다.
오디오를 스트리밍 할 때와 같이 지속적으로 데이터를 전송해야하는 경우 일반적으로 Bluetooth Classic을 사용해야합니다. Bluetooth Classic은 스트리밍 애플리케이션에 최적화되어 있으며, 짧고 간헐적 인 데이터 버스트에 최적화 된 BLE가 있습니다.
그러나 오디오 스트리밍에 BLE를 사용할 수 있지만 Bluetooth Classic과 동일한 품질이 아닙니다. 예를 들어 Bluetooth 스택 공급자 인 Searan LLC는 오디오 스트리밍을 허용하는 사용자 지정 Bluetooth LE 스택을 제공 할 수 있습니다.
전송 범위
WiFi Direct의 최대 범위는 약 200 피트이며 일반적으로 Bluetooth (클래식 및 저에너지)의 경우 약 50 피트에 불과합니다. WiFi Direct에서 사용하는 더 높은 전송 전력으로 인해 WiFi Direct의 범위가 늘어날 수 있습니다.
단점은 배터리 수명이며이 증가 된 전송 전력은 두 Bluetooth 표준보다 훨씬 빠르게 작은 배터리를 소모합니다.
범위 비교 |
|
블루투스 저에너지 |
일반적으로 50 피트이지만 범위 확장기를 사용하면 최대 1,500 피트 |
블루투스 클래식 |
일반적으로 50 피트, 범위 익스텐더 사용시 최대 3,000 피트 |
와이파이 다이렉트 |
200 피트 |
하지만 잠깐만 요… 모든 것이 항상 그렇게 간단한 것은 아닙니다. 몇 가지 예외가 있습니다. 우선, 실제로 다른 종류의 Bluetooth 송신기가 있습니다. 대부분의 Bluetooth 제품은 앞에서 언급 한대로 범위가 약 50 피트 인 클래스 2 송신기를 사용합니다. 그러나 범위가 약 300 피트에 가까운 클래스 1 송신기를 사용할 수 있습니다. 그러나 WiFi Direct와 마찬가지로 전송 전력이 높을수록 배터리 수명이 줄어 듭니다.
범위 확장기 회로 (대부분 매우 민감한 수신기로 구성됨)를 사용하면 Bluetooth로 범위를 더욱 늘릴 수 있습니다. 예를 들어, Bluetooth 모듈 제공 업체 Bluegiga는 최대 약 1,500 피트 범위의 장거리 BLE 모듈 (BLE121LR)을 제공합니다. 또한 최대 3,000 피트 범위 의 Bluetooth Classic 장거리 모듈 (WT41) 도 제공합니다 !
또 다른 예외가 있습니다. 일부 응용 프로그램에서는 실제로 Bluetooth (저에너지 버전 포함)가 Wi-Fi Direct보다 더 큰 범위에서 전송하면서도 전력을 거의 사용하지 않을 수 있습니다. 이것은 메시 네트워킹이라는 멋진 기능 덕분에 가능합니다.
일반적으로 장치 A에서 장치 C로 데이터를 전송하려면 A와 C 사이에 직접 링크를 형성해야합니다. 그러나 메시 네트워킹을 사용하면 대신 장치 B를 통해 장치 A에서 장치 C로 데이터를 보낼 수 있습니다. 따라서 장치 B가 A 사이의 중간에있는 경우 그리고 C이면 A와 C는 일반적으로 허용되는 두 배만큼 떨어져있을 수 있습니다. 이는 장치 B가 릴레이 역할을하거나 여러면에서 신호 부스터 역할을하기 때문입니다. 이 아이디어는 확장되어 장거리에 걸쳐 분산 된 상호 연결된 저전력 장치의 대규모 네트워크를 가능하게 할 수 있습니다. 실제로 메시를 사용하여 최대 65,000 개의 장치를 상호 연결할 수 있습니다.
CSR이라는 Bluetooth 마이크로 칩의 선두 제조업체는 2014 년 Bluetooth 저에너지 칩을 사용한 메시 네트워킹을 포함하기 시작했습니다. 지금까지 BLE를 사용하여 메시를 제공하는 유일한 칩 제조업체입니다. 그러나 나는 그것이 훨씬 더 오래 지속될 것 같지 않다.
다른 칩 또는 Bluetooth Classic과의 메시 네트워킹을 허용하도록 개발 된 맞춤형 Bluetooth 스택을 갖는 옵션이 있습니다. Bluetooth 스택 공급자 인 Searan이 Bluetooth 스택에 메시 네트워킹을 추가 할 수 있다는 것을 알고 있습니다.
전원 / 배터리 수명 / 배터리 크기
더 빠른 속도와 더 긴 직접 전송 범위는 더 높은 전력 사용량과 관련되어 배터리 수명이 짧아집니다. 따라서 배터리 수명이나 배터리 크기가 제품에 중요한 경우 전력 사용량이 중요해집니다.
Bluetooth 저에너지 (BLE)는 저전력 사용과 관련하여 확실한 승자입니다. 주로 작은 단일 시계 배터리로 여러 번 실행해야하는 사물 인터넷 애플리케이션 용으로 개발되었습니다. BLE 장치는 단일 시계 배터리로 1 ~ 2 년 동안 실행할 수 있습니다. 이는 주로 이러한 유형의 제품이 가끔 전송하도록 설계 되었기 때문에 가능합니다. 예를 들어, BLE 장치는 분당 1 초 동안 만 데이터를 전송할 수 있습니다. 이는 장치가 59/60 = 98.3 % 동안 유휴 상태임을 의미합니다.
적합성
구형 스마트 폰과의 호환성이 제품에 중요한 경우 Bluetooth Classic이 최선의 선택 일 수 있습니다. 모든 스마트 폰은 Bluetooth Classic을 지원하지만 중간 정도의 최신 전화기 만 BLE 및 WiFi Direct를 지원합니다.
범위 비교 |
||
블루투스 저에너지 |
모든 버전 |
모든 버전 |
블루투스 클래식 |
버전 4.3 이상 |
버전 4S 이상 |
와이파이 다이렉트 |
버전 4.0 이상 |
버전 5S 이상 |
두 세계의 최고: 블루투스 듀얼 모드
일부 응용 프로그램의 경우 때때로 Bluetooth Classic이 최선의 선택이고 다른 경우에는 Bluetooth 저에너지가 더 나은 옵션입니다. 예를 들어 배터리 수명을 절약하기 위해 Bluetooth Low-Energy를 선호하지만 구형 스마트 폰과의 호환성도 허용하고 싶을 수 있습니다.
최상의 솔루션은 Bluetooth 듀얼 모드 일 수 있습니다. 최신 전화기와 통신 할 때 배터리 절약형 BLE 모드를 사용할 수 있지만 이전 전화기에 연결해야하는 경우 클래식 모드를 선택할 수 있습니다. 대부분의 Bluetooth 칩 제조업체 및 모듈 공급자는 이중 모드 Bluetooth 솔루션을 제공합니다.
보안
세 가지 무선 표준 모두 높은 수준의 보안을 제공합니다. 그러나 WiFi는 256 비트 암호화를 사용하는 반면 Bluetooth (Classic 및 LE)는 128 비트 암호화 만 사용합니다. 대부분의 경우 Bluetooth의 보안 수준으로 충분하지만 제품에 보안이 중요한 경우 WiFi Direct가 더 나은 옵션 일 수 있습니다.
요약
엔지니어링의 경우 항상 그렇듯이 다양한 솔루션간에 절충점이 있습니다. 모든 애플리케이션에서 가장 좋은 솔루션은 없습니다. 제품에 가장 중요한 기준을 결정해야합니다. 이것은 간단하거나 복잡 할 수 있습니다. 속도 만 중요하다면 선택은 쉽습니다. 또는 배터리 수명이 주요 관심사라면 선택은 매우 간단합니다. 그러나 속도와 전력 사용량을 동일하게 고려한다면 선택이 더 복잡해집니다.
제품에 가장 중요한 사양을 결정하는 것은 항상 제품 개발의 어려운 측면입니다. 진정으로 단순한 것이없는 제품 개발의 세계에 오신 것을 환영합니다. 그것이 쉬웠다면 모든 회사는 애플만큼 성공할 것입니다.