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データ転送速度が向上!ワイヤレス通信技術Bluetooth 4.2とBluetooth 5.0の基本的な違いとバージョンの互換性を徹底比較

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本記事は、Top Difference Between Bluetooth 4.2 and Bluetooth 5.0
翻訳・再構成したものです。
配信元または著者の許可を得て配信しています。

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    読了時間 : 約6分20秒

    Bluetoothはワイヤレス通信技術としてずっと有名で、現在はほとんどの電子機器にこの技術が使われています。Bluetoothの技術は年々進化していますが、その進化はまだまだ続いています。それどころか、IoTデバイスへの需要が高まる中で、ユーザーはより新しくて高度なBluetoothの機能を求めるようになっています。

     

     

    Bluetooth 5.0の具体的な進化とは?

     

    最新のBluetooth 5は最高の通話品質をユーザーに提供しています。Bluetooth 5では性能と機能性が格段に改善されました。

     

    この記事では、Bluetooth 4.5とBluetooth 5を比較し、進化したポイントをすべて書き出して、IoTやBluetoothビーコンのおかげで有名になったBluetooth 5の主な機能をすべて明らかにします。Bluetooth 5 は最新のBluetoothで、Bluetooth 4.5の後継バージョンにあたります。

     

    BluetoothはBluetooth Special Interest Group(SIG)という、3万社以上の通信、コンピューター、ネットワーク、家電関連の企業が加盟する会社により提供されています。IEEEがBluetoothをIEEE 802.15.1として標準化しています。Bluetooth SIGにより、Bluetoothの技術開発、認定計画の管理、商標の保護が行われています。メーカーが製品をBluetoothデバイスとして販売するには、Bluetooth SIGの規格を満たす必要があります。この技術はそれぞれの関連機器に対して認可を受ける特許権の網の対象となっています。

     

    BluetoothはRS-232ケーブルの代替として開発され、1994年に完成しました。

     

    2017年4月に、MicrosoftのWindows,、Linux、AppleのiOS、GoogleのAndroidといったプラットフォーム上でBluetoothの脆弱性がセキュリティの専門家によって複数発見されました。こうした脆弱性はまとめて「BlueBorne」と呼ばれました。この脆弱性は攻撃者に認証なしでのデバイスへのアクセス、そしてそのデバイスのほぼ完全な制御権を与えることを許してしまいました。研究所はGoogle、Microsoft、Apple、Samsung、Linuxの開発者を集め、脆弱性の公式発表前にソフトウェアを修復させました。

     

     

    開発者はBluetooth 5に高度なプライバシーとセキュリティーを与えました。Bluetoothは未来への礎を築き上げています。IoTの認知度を革命的に上げました。新しいBluetoothは、電力消費が少なく、ハードウェアの価格も低く、実装も少なくなっています。

     

    Bluetooth 5.0はBluetooth Low Energyの延長線上にあります。速度は48 Mbit/s(直近のバージョンの2倍)です。300メートル(前のバージョンの約4倍)の距離で通信可能です。ISMの範囲は2.4-2.485 GHzです。前のバージョンと互換性がないのは一部のユーザーにとっては少し残念かもしれません。Bluetooth 5.0の要件を満たすデバイスでスムーズな操作を行うには最新の高度な設備が必要です。

     

    Bluetooth 5の速度は1 MbpsだったBluetooth 4の2倍速い2 Mbpsフォーマットだった4.2よりもさらに速く、IoTの必要条件を速度の面では満たしています。これはBluetooth 4の帯域が2.1 Mbpsだったのに対し、5は5 Mbps になったことで実現できました。IoT対応のBluetooth 5はその幅広い帯域と速いデータ転送速度により数多くのIoTデバイスの条件を楽々満たしています。Bluetooth 4では、速度が遅く動作範囲が小さかったため、デバイスの要件を満たすことができませんでした。つまり、IoTデバイスで十分にBluetooth 5を使うことができ、機能をすべて正しく使えるということです。

     

    Bluetooth 4は他の4.xバージョンとの互換性はありますが、Bluetooth 5との互換性はありませんでした。一方、Bluetooth 5はBluetooth 1から4までのバージョンと互換性がありますが、Bluetooth 5の新機能を使うことはできません。

     

    Bluetooth 5.0の通信範囲

     

    Bluetooth 4は屋外で半径50メートル、屋内で半径10メートルの範囲で通信可能で、あまり便利とは言えませんでした。対するBluetooth 5は、屋外で半径200メートル、屋内で半径40メートルの範囲で十分通信できます。

     

    通信範囲の拡大で、例えば、スタジアムの中でランニングする際にワイヤレスヘッドフォンをスマホから離しても使うことができるようになります。ロッカールームにスマホを置いておけばいいので、走っている間に邪魔になることもありません。

     

    この通信範囲の拡大は、IoT業界にとっては非常に重大です。アパートでは古いバージョンで十分だったとしても、大きな家では不十分でした。Bluetooth 5なら家から離れた庭でも簡単にIoT機器を使うことができます。

     

    Bluetooth 4ビーコンはその速度の遅さと通信範囲の狭さ、さらに31バイトというメッセージの制限も相まってあまり人気がありませんでしたが、Bluetooth 5ビーコンは範囲も速度も改善し、人気を高めています。

     

    Bluetooth 5は約255バイトの大規模なメッセージの容量があります。このおかげで実際の読み込みデータに余裕があります。一方Bluetooth 4は約31バイトで、実際に読み込めるデータは17から20バイトでした。

     

    Bluetooth 5.0の改良による具体的な恩恵

     

    ここからは、こうした改良がどのぐらい重大かを例を使って説明したいと思います。IoT設備のある病院を訪れたとします。4.2の場合、病院に入ると、どの科を受ければいいかという情報をメッセージで受け取ることができますが、それ以上の情報を得るのにはこのバージョンは適していません。ですがもしBluetooth 5を使ったならば診療科に関する情報だけでなく、担当医の名前、必要な書類、待ち時間、院長の電話番号といった情報が受け取れてしまいます。これは5が31バイトではなく、255バイトの容量を持っているが故実現できるのです。

     

    Bluetooth 5は4に比べて、デバイスの消費電力が少なく済むように設計されています。つまりは消費電力の多かったBluetooth 4に比べて、長時間の間Bluetoothをつけっぱなしでもアクティブにデバイスを使うことができるのです。

     

    Bluetooth 5は4.2に比べて、負荷の高い環境でも動作に信頼性があります。この新しいバージョンのBluetoothは、Bluetoothを重要な目的で利用するのは、動作に悪影響を起こしかねない負荷の高い環境であることが多いことを考慮に入れて設計されているのです。

     

    Bluetooth 5は前のバージョンに比べ、バッテリーの消費への影響も少ないです。3000 mAhのバッテリー容量を持つスマホなら4.2でも問題ありませんが、スマートウォッチとなると話は別です。改良された電力消費システムのおかげで、Bluetooth 5を使えばスマートウォッチのバッテリーを長持ちさせられます。

     

    Bluetooth 4と5のデータ転送速度は、2つの観点から見て違っています。まず、4.2の転送速度が3.125 MB/sだとすると、5は6.25 MB/sです。つまりはこの技術の概念そのものが改善されたことになります。ちなみに、これはデータ転送速度が60 MB/sのApple Lightningのような有線通信とは比較に値しない速さです。

     

    ちなみに、データ送信速度の上昇のため、スマートフォンとスマートウォッチ、IoT機器同士、そして何よりもPCと周辺のワイヤレス機器の同期のスピードも自動的に上がることになります。

     

    Bluetooth 5により、IoTのスケーリングもより簡単になります。以前は、それぞれのデバイスが共通のベースに接続されていましたが、隣にあるIoTデバイスとつながるだけで事が足りるようになるにです。

     

    いつかはアパートや家の中だけでなく地区や街全体がIoT化する時代もやってくるかもしれません。きっとBluetooth 5の省電力でスケーラブルな性能が、その礎となってくれることでしょう。

     

    Bluetooth 5のビーコン分野での活用は、メッセージ容量の拡大で大幅に性能を改善してくれるでしょう。接続を確立することなく不特定の相手に情報を送ることができるため、ビーコンにBluetoothが活用されています。

     

    今回の改良はすべて従来の電力消費量の多いBluetooth無線ではなく、Bluetooth 4.0で初めて使われたBluetooth Low Energyの仕様に基づいています。Bluetooth Low EnergyはもともとBluetooth関連機器の消費電力を抑えるために開発されました。もともとはストレージ、ビーコン、その他の電力消費の少ない機器に使われましたが、厳しい制限がありました。

     

    例えば、Bluetooth Low Energyを使ってワイヤレスヘッドフォンでメッセージをやり取りすることはできませんでした。これにはより強力なBluetoothの音声基準を学習しなければならなかったからです。Bluetooth 5.0では、すべてのオーディオデータがBluetooth Low Energyで共有できるため、消費電力を抑えバッテリーを長持ちさせることができます。

     

    不思議なことに、AppleのAirPodsにはBluetooth 5が使われていません。Bluetooth 4.2がベースになっており、デバイス間の接続を改善するためのApple W1 chipという特殊なチップが搭載されています。

    Bluetooth 5.0には、音声を同時に2つのデバイスで再生できるという新機能があることも忘れてはなりません。ヘッドフォン、スピーカー、テレビなど、デバイスに関わらず同じ「コマンドセンター」に接続されます。

     

    ほかにも、注意するべき点があります。デバイスによって、何が重要であるかは様々です。情報伝達速度の増加の場合もあれば、デバイス同士が通信できる距離の増加の場合もあります。

     

     

     

    Bluetooth 5.0のスペック進化まとめ

    こういうわけで、Bluetooth 5.0はその前身である4.2よりかなり優れていることがお分かりになったかと思います。Bluetooth 5は接続している機器の性能をグンと引き上げます。Bluetooth自体のスペックも何倍にもなっており、人気に拍車をかけることでしょう。新バージョンには見逃せないたくさんのメリットが存在します。

     

    概して、開発企業が機能改善によい仕事をしたといえるでしょう。

     

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