随着智慧装置蓬勃发展，装置之间的通讯互联成为另一种「沟通」日常。在「智慧化」与「无线化」趋势下，让各种装置在或长或短的距离之间交换资料以形成个人区域网路（PAN）的无线通讯技术标准扮演吃重角色，其中，智慧生活最常接触的无线网路运用之一就是蓝牙（Bluetooth）。

蓝牙的5个迭代与发展趋势

传统蓝牙的传输速度约1-3Mbps，传输距离约10公尺或100公尺；高速蓝牙（Bluetooth HS）的传输速度最高可达24Mbps，为传统蓝牙的8倍；低功耗蓝牙BLE（Bluetooth Low Energy，或称Bluetooth Smart）的传输距离约30公尺，传输速度为1Mbps。不同蓝牙版本的主要区别在於数据传输速率。

翻开蓝牙发展史，1999年公布的第一代蓝牙1.0版传输率约为748-810kb/s，容易受同频率之间类似通信产品的干扰，通讯品质易受影响，而且不同品牌间无法兼容，使用上较为不便，连结过程还可能泄漏资料，安全性有待强化。改进後的蓝牙1.2配对速度变得更快，具有自适应跳频功能，可阻止蓝牙干扰其他无线技术。

第二代蓝牙加入非跳跃窄频通道（Non-hopping narrowband channel）技术，可以将蓝牙讯号和资料传送至多个装置。以蓝牙2.1版来说，不仅安全性提升，也扩展了查询响应（EIR）及配对功能。2.1版加入Sniff Subtracting功能，可以设定2个装置之间互相确认讯号的发送间隔以节省功耗。第三代蓝牙3.0版的高速模式允许以高达802.11Mbps的速度传输数据，新增可选技术High Speed，可以调用Wi-Fi进行高速传输，传输率达24Mbps，是蓝牙2.0的8倍，而且功耗更低。

随着手机、游戏、笔电、汽车等传统应用逐步朝物联网、医疗、穿戴式装置等领域扩展，对於蓝牙的低功耗要求也越来越高。第四代4.0版本强化了蓝牙在数据传输上的低功耗性能，最重要的特性是省电，还加入低成本、跨厂商操作性、3毫秒低延迟、AES-128加密等特色，汇集三种规格：传统蓝牙技术、高速技术与低耗能技术，功耗较旧版本降低约90%，传输距离大幅提升至50公尺甚至100公尺。第四代蓝牙可以广泛应用於计步器、智能仪表、传感器（物联网）、心律监视器等产品，横跨医疗保健、运动、家庭娱乐、安全等领域，而且同时支持双模式和单模式。

图一 : 传统蓝牙死低功耗蓝牙的架构示意图

2016年发布的第五代蓝牙5.0频宽具有2Mbps的「高速」模式，以及125kbs或500kbps的「长距离」模式，发射及接收设备之间的有效工作距离可达300公尺，而且电池寿命更长，可以支援室内定位及导航等功能，若结合Wi-Fi可实现精度小於1公尺的室内定位。

蓝牙5.0可以增加更多数据传输功能以及更复杂的连接系统（如Beacon或位置服务），因此，透过蓝牙设备发送的数据或讯息无须配对即可发送至目标设备。Sony Xperia XZ Premium是率先使用蓝牙第五代技术的手机。

第四及第五代蓝牙版本都属於低功耗，而蓝牙技术从4.2到5.0都在持续改善物联网的连接性与体验性，至於传输距离，第五代的300公尺较第四代的50-100公尺增加了约6倍，最大传输速度则升级到48Mbps。低功耗蓝牙（LE）除了适合应用於环境物联网，也适合无线滑鼠等电脑周边、医疗设备、运动健身设备、工业监测感测器、家庭自动化、远程控制、公共交通、定位等应用。

进一步解析第五代蓝牙版本，2019年公布的蓝牙5.1是第一个支持Mesh结构的版本，同时增加定位功能，采用蓝牙5.1版本的装置不仅可以识别附近装置，还可以透过到达角（AoA）和出发角（AoD）取得装置方向，方便使用者透过蓝牙找到耳机，同时可以快速连接设备，降低耗能。2020年公布的蓝牙5.2已加入LE Audio技术，以Bluetooth Low Energy运行，采用新开发的LC3（Low Complexity Communication Codec）编码，耳机可以连接多个音讯，或者多组耳机分享同一音讯。

至於2021年公布的蓝牙5.3版本引进LE Coded PHY，传输距离更远，数据速率则提高至2Mbps，传输距离为5.0的4倍，工作距离达300公尺，穿墙能力更优秀，而且新增低速率模式、周期性广播增强功能，由於传输的数据包不同，有助降低传输过程中的信号损耗，更适合与物联网（如智慧灯泡、智能手表或手环）连结。此外，蓝牙5.3可以确定加密密钥的大小，以便与另一台装置连接，但如果周遭的装置无法提供安全保证，装置将无法连接。

2020年公布的LE Audio技术标准透过LC3编解码技术达到低功耗、音讯更隹的效果，而且纳入音讯共享功能，更针对听障者使用的助听器等装置增加更好连接使用的特性，同时支援Auracast广播音讯。使用者可以透过Auracast广播音讯在公共环境中取消电视静音。比方酒吧中有多台静音电视萤幕同时播放各种体育赛事，使用者可以透过智慧手机的Auracast应用程式选择自己喜欢的电视，透过Auracast相容耳塞收听，或者切换到另一台电视音讯，切换过程不会出现延迟。支援Auracast的耳塞和一部配备Auracast应用程式的智慧型手机，可以在使用环境中扫描、加入和收听Auracast广播。

图二 : Auracast广播音讯是新的蓝牙功能（source：Bluetooth）

蓝牙装置出货量稳定上升 低功耗与低延迟为核心

蓝牙技术联盟（Bluetooth SIG）发布的《2023年蓝牙市场趋势报告》指出，蓝牙装置出货量稳定上升，预计2027年将达76亿件，年复合成长率达9%。蓝牙技术联盟也公布了LE Audio及Bluetooth LE技术的未来趋势：更大传输频宽、支援5GHz或6GHz频段，以及位置资讯更精准。

此外，SIG已与Sony、Bose、OPPO、Qualcomm、NXP、Ericsson等多家业者合作，共同为游戏应用打造Gaming Audio Profile 1.0（GAP 1.0）技术标准，声音输出更快，直播过程延迟时间更短，大幅提高使用者体验。英特尔（Intel）已经拥有蓝牙LE音讯相容产品，并针对Auracast广播音讯进行概念验证 （POC） 。

图三 : 预计2027年蓝牙装置出货量将达76亿件（source：ABI Research）

事实上，蓝牙5.2版已经迎来三大技术更新，第一项技术更新是EATT（Enhanced Attribute Protocol）增强属性协议，蓝牙讯号可以更密集的传输，而且还进一步降低整体延迟、强化讯号加密性，以及提高传输讯号的安全性；第二项技术更新是LE同步传输通道（LE Isochronous Channels），透过蓝牙低功率音讯（LE Audio）讯号传输与时间同步，可以确保一对多音讯传输时，每个接收装置之间的音乐同步；第三项技术更新是低功耗蓝牙功率控制（LE Power Control），能透过动态调整的方式，提高装置的省电性以及连线的稳定度。

蓝牙广播音讯功能（Auracast）是一种一对多的蓝牙连线，类似传统的无线电广播。相容的蓝牙装置可以随时收听或取消收听广播，无需进行配对。由於蓝牙5.2已将LE Audio功能纳入核心低功耗规范，因此，蓝牙5.2开始就具备支援LE Audio规范的蓝牙广播音讯功能。使用者可以透过蓝牙广播音讯功能建立私人连线，比方将笔电或手机音讯共享到多个蓝牙耳机，这样的连线受密码保护，一如透过手机建立Wi-Fi热点的应用。

综上所述，不难看出蓝牙经过五个迭代後，相关技术正朝以下趋势迈进：