블루투스와 저전력 블루투스의 차이점

Classic Bluetooth와 Bluetooth Low Energy의 차이점에 대해 알아보겠습니다. 

 

Bluetooth 기술은 장치가 근거리에서 데이터를 연결하고 교환할 수 있도록 하는 무선 통신 표준입니다. IoT(사물 인터넷) 분야에서 인기 있는 기술이 되었으며 스마트폰, 노트북, 스피커 등과 같은 다양한 장치에 널리 채택되었습니다.

 

Bluetooth 기술은 Classic Bluetooth와 BLE(Bluetooth Low Energy)의 두 가지 주요 범주로 나눌 수 있습니다. 두 기술 모두 Bluetooth 프로토콜을 사용하지만 서로 다른 목적을 위해 설계되었으며 서로 다른 특성을 가지고 있습니다.

 

 

 

 

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1. 클래식 블루투스

Classic Bluetooth는 1999년에 처음 도입된 Bluetooth 기술의 원래 버전입니다. 스트리밍 오디오 및 비디오와 같은 고대역폭 응용 프로그램을 위해 설계되었으며 전력 요구 사항이 더 높은 장치를 지원합니다. Classic Bluetooth는 2.4GHz ISM (Industrial, Scientific, and Medical) 대역을 사용하며 최대 데이터 속도는 3Mbps입니다.

 

 

 

최대 100미터의 범위를 가지고 있어 실내 및 실외 사용에 적합합니다. Classic Bluetooth 장치는 오디오 스트리밍을 위한 A2DP(Advanced Audio Distribution Profile) 및 오디오 및 비디오 장치의 원격 제어를 위한 AVRCP(Audio/Video Remote Control Profile)와 같은 다양한 프로토콜을 사용하여 다른 장치에 연결할 수 있습니다.

 

 

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2. 저전력 블루투스 (BLE)

BLE(Bluetooth Low Energy)는 2010년에 도입된 Bluetooth 기술의 최신 버전입니다. Bluetooth Smart라고도 하는 BLE는 피트니스 트래커와 같은 저전력 애플리케이션용으로 설계되었습니다., 스마트 홈 장치, 및 비콘. BLE는 Classic Bluetooth와 동일한 2.4GHz ISM 대역을 사용하지만 전력 소비가 낮고 범위가 짧습니다.

 

 

 

BLE 장치는 코인 셀 배터리로 몇 달 또는 몇 년 동안 작동할 수 있습니다. BLE의 최대 데이터 속도는 1Mbps이고 범위는 최대 50미터입니다. BLE 장치는 데이터 교환을 위한 GATT(Generic Attribute Profile) 및 장치 검색 및 연결을 위한 GAP(Generic Access Profile)와 같은 다양한 프로토콜을 사용하여 다른 장치에 연결할 수 있습니다.

 

 

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3. Bluetooth Classic과 Bluetooth Low Energy(BLE)의 차이점

Classic Bluetooth와 BLE의 주요 차이점 중 하나는 전력 소비입니다. 클래식 Bluetooth 장치는 BLE 장치보다 더 많은 전력을 소비하므로 휴대용 및 배터리 구동 애플리케이션에 적합하지 않습니다.

 

BLE 장치는 매우 적은 전력을 소비하도록 설계되었으므로 소형 배터리로 작동하는 애플리케이션에 이상적입니다. 이것이 BLE가 피트니스 트래커, 스마트워치 및 기타 웨어러블 디바이스와 같은 IoT 디바이스에 일반적으로 사용되는 이유입니다.

 

 

 

 

Classic Bluetooth와 BLE의 또 다른 차이점은 통신 범위입니다. Classic Bluetooth는 BLE보다 범위가 더 길기 때문에 더 넓은 커버리지 영역이 필요한 애플리케이션에 적합합니다. BLE는 범위가 짧기 때문에 실내 내비게이션 또는 위치 기반 서비스와 같이 더 작은 커버리지 영역이 필요한 애플리케이션에 더 적합합니다.

 

보안 측면에서 Classic Bluetooth와 BLE는 모두 암호화 및 인증과 같은 유사한 보안 기능을 제공합니다. 그러나 BLE 장치는 보안 연결을 사용할 수도 있습니다., 보안 키 교환 프로토콜을 사용하여 장치 간에 보안 연결을 설정함으로써 추가 보안 계층을 제공합니다.

 

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No	기능	블루투스 클래식	저전력 블루투스
1	주파수 대역	2.4GHZ ISM 대역 (2.402GHz - 2.480GHz 사용)	2.4GHZ ISM 대역 (2.402GHz - 2.480GHz 사용)
2	채널 수	79 채널 (1MHz)	40 채널 (2 MHz)
3	채널 사용/확산	주파수 도약 확산 스펙트럼(FHSS)	주파수 도약 확산 스펙트럼(FHSS)
4	전력 소비	높음(약 1W)	낮음(약 0.001W-0.5W)
5	통신 범위	10m에서 30m	10m에서 30m
6	데이터 속도	BR의 경우 1Mbps, EDR의경우 2-3Mbps	500kbps-1Mbps
7	변조 기술	BR8-DPSK의 경우 GFSK EDR의 경우 π/4-DQPSK	GFSK
8	통신 방향	양방향	단방향
9	장치 페어링	필수	필수 아님
10	음성 지원	지원	미지원
11	지연	100ms	6ms
12	사용 사례	오디오 스트리밍, 파일 전송 및 헤드셋과 같은 스트리밍 응용 프로그램에 사용	센서 데이터, 장치 제어 및 저대역폭 애플리케이션에 사용

 

 

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4. BLE 동작방식

BLE는 Bluetooth 클래식에서 사용하는 것과 동일한 호핑 기술을 사용합니다. 2.4GHz 주파수 대역을 통해 데이터를 전송하고 여러 전자 장치에 연결합니다. 느린 데이터 전송으로 더 적은 전력을 소비하도록 설계되었습니다.

 

두 개의 장치가 BLE 네트워크를 통해 연결된 경우 통신은 몇 초 동안만 발생합니다. 즉, BLE는 절전 모드를 활성화하거나 각 연결 간의 활동을 종료합니다. 즉, BLE 장치는 필요할 때 데이터를 효과적으로 통신하고 전송할 수 있으므로 에너지를 덜 소비합니다.

 

BLE 장치 통신은 두 가지 다른 방식으로 발생할 수 있습니다. 연결 지향적이고 방송 기반의 커뮤니케이션입니다.

 

1) 연결 지향 커뮤니케이션

연결 지향 통신에서, BLE 장치는 중앙 장치 또는 주변 장치로 작동할 수 있습니다. 기본 장치 역할을 하며 컴퓨터 네트워크에서 클라이언트 컴퓨터가 수행하는 역할을 수행합니다. 네트워크에서 연결할 수 있는 다른 장치를 검색하는 역할을 합니다. 일부 장치를 찾으면 연결 및 데이터 전송 요청을 보냅니다.

 

동일한 BLE 장치가 주변 장치로도 작동할 수 있습니다. 이 경우 서버 역할을 합니다. 중앙 장치에서 전송된 페어링 요청을 수신합니다.

 

전체 통신 프로세스는 4단계로 이루어집니다.광고, 시작, 연결 및 데이터 교환입니다. 광고 단계에서 주변 장치는 시간이 지정된 광고 패킷을 보내고 중앙 장치는 광고 패킷을 스캔하고 사용하여 주변 장치를 찾습니다. 시작 단계에서 기본 장치는 연결 요청을 시작합니다. 연결은 연결 단계에서 설정되고 마지막으로 데이터 전송은 데이터 전송 단계에서 발생하며 데이터 전송은 양방향이 될 수 있습니다.

 

2) 방송 기반 통신:

방송 기반 통신은 작동하기 위해 연결이 필요하지 않습니다. 이러한 형태의 통신에서 데이터는 한쪽 끝에서만 나가고 데이터를 감지할 수 있는 방송사 주변의 모든 BLE 장치에서 수신됩니다. 즉, BLE 장치는 원시 데이터를 단방향 형식으로 브로드캐스트합니다.

 

브로드캐스트 기반 통신은 제어 없이 누구나, 모든 장치에서 공유 데이터에 액세스할 수 있으므로 공유 문서에 데이터 보안을 제공하지 않습니다. 그러나 이러한 공유 데이터의 보안이 문제가 되지 않는 자체 응용 프로그램이 있습니다.

 

 

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5. BLE의 응용분야 및 장단점

 

BLE(Bluetooth Low Energy)는 여러 영역에 적용할 수 있습니다. BLE의 몇 가지 일반적인 응용 프로그램은 다음과 같습니다.:

• 실내 위치 추적
• 자산 및 연결된 개체 추적
• 연락처 및 직원 추적
• 스마트 가전제품 및 건강 또는 피트니스 트래커
• 출입 통제
• 재고 관리
• 길 찾기 및 내비게이션
• 근접 마케팅
• 보안 및 홈 자동화 기기
• 모바일 결제
• 오디오 장치

 

1) BLE의 장점

다음은 BLE(Bluetooth Low Energy)의 주요 장점입니다.

• 낮은 전력 소비
• 긴 대기 시간
• 낮은 개발 비용
• 추적 기능 개선
• 문서에 대한 개방형 액세스
• 보다 정확한 자동 재고
• 스마트폰에서의 보급

 

2) BLE의 단점

다음은 BLE(Bluetooth Low Energy)의 단점입니다.

• 제한된 커버리지 영역
• 장거리 통신 지원 불가 (가시선 200m까지 지원)
• Wi-Fi 및 셀룰러 통신에서 제공하는 더 높은 데이터 속도를 지원할 수 없음(1Mbps 및 2Mbps 데이터 속도 지원)
• 주변 환경(예: 벽, 인체 등)의 영향을 쉽게 받습니다.

 

요약하면, Classic Bluetooth와 BLE는 모두 Bluetooth 프로토콜을 사용하는 무선 통신 기술이며 다른 목적을 위해 설계되었으며 다른 특성을 가지고 있습니다.

 

Classic Bluetooth는 높은 데이터 전송 속도가 필요하고 전원에 액세스할 수 있는 애플리케이션에 더 적합한 반면, BLE는 IoT 장치와 같은 소형 배터리로 실행해야 하는 저전력, 낮은 데이터 속도 애플리케이션에 더 적합합니다. 둘 다 고유한 장점과 단점이 있으며 둘 사이의 선택은 응용 프로그램의 특정 요구 사항에 따라 다릅니다.