Alles, was Sie über USB Bluetooth 5.3 wissen müssen

Bluetooth ist eine drahtlose Technologie, die mit hoher Frequenz arbeitet. Sie ermöglicht es Geräten, Daten über relativ kurze Distanzen auszutauschen. USB-Bluetooth-Adapter, auch Bluetooth-Dongles genannt, ermöglichen die Nutzung dieser Technologie mit PCs und finden vielfältige Anwendung.

Grundlagen von Bluetooth Low Energy 5.3

Die Bluetooth Special Interest Group (SIG) hat den Low-Energy-Standard deutlich nützlicher gemacht, als ursprünglich geplant. Hersteller integrierten ihn in viele verschiedene Produkte, doch die Wearables-Branche und ihre Abhängigkeit vom nahezu allgegenwärtigen Smartphone gaben ihm den größten Schub. 2016 wurde der Bluetooth-Low-Energy-Standard 5.0 veröffentlicht.

Dies ist zweifellos die bisher bedeutendste Änderung an Bluetooth LE. Zwei neue Funktionen wurden eingeführt: der Hochgeschwindigkeits-PHY-Modus, der Übertragungsraten von bis zu 2 Mbit/s ermöglicht, und der erweiterte Werbemodus, der die Übertragung von mehr Datenbytes in ein einzelnes Werbepaket erlaubt.

Aufgrund der zunehmenden Verbreitung industrieller und innovativer Heimanwendungen wird die Vernetzung physisch getrennter Geräte immer wichtiger. Dies trifft auf die meisten Wearables zu. Um Abhilfe zu schaffen, entwickelte die SIG den Coded PHY, der Fehlerkorrekturcodes nutzt, um Übertragungsgeschwindigkeiten zugunsten größerer Reichweiten zu reduzieren.

Gleichzeitig arbeitete die SIG auch an Mesh-Netzwerken. Obwohl Mesh kein offizieller Bestandteil des Bluetooth-Protokolls ist, trägt es maßgeblich dazu bei, dass Bluetooth LE in innovativen Heimanwendungen gut funktioniert. Anstatt die Leistung in vielerlei Hinsicht zu verbessern, konzentrierten sich die beiden nachfolgenden Versionen des Bluetooth-Kernstandards auf engere Anwendungsfälle.

Bluetooth 5.1

Mit der Veröffentlichung von Bluetooth 5.1 im Jahr 2019 ermöglicht der Low-Energy-Standard nun auch die Navigation. Geräte, die den Ankunftswinkel eines empfangenen Datenpakets bestimmen oder den Abgangswinkel im Paket senden können, eröffnen neue Anwendungsmöglichkeiten für Bluetooth Low Energy in Bereichen wie Navigation und Ortung. Im Jahr 2020 veröffentlichte die Bluetooth Special Interest Group (SIG) die Version 5.2 des Standards.

Bluetooth 5.2

Die wichtigste Neuerung sind die isochronen Kanäle. Technisch bedeutet das, dass Stereoton über eine Bluetooth-Low-Energy-Verbindung übertragen werden kann. Diese Funktion wurde maßgeblich von Hörgeräten und Kopfhörern inspiriert.

Darüber hinaus schließt es eine wichtige Lücke in den Audioübertragungsfähigkeiten von Bluetooth Low Energy und Bluetooth Enhanced Data Rate.

Bluetooth 5.3

Im Jahr 2021 veröffentlichte die Bluetooth Special Interest Group (SIG) die Version 5.3 ihrer Basisspezifikationen. Im Vergleich zu den Vorgängerversionen stellt diese eher eine Verbesserung als eine grundlegende Änderung dar. Die enthaltenen Aktualisierungen sind jedoch in jedem Fall wichtige Schritte zur Optimierung der Gerätefunktion. Dazu gehört unter anderem die Anpassung des periodischen Werbeprozesses, die es Empfängern ermöglicht, Nachrichten schneller zu filtern, ohne mit dem Host-Stack kommunizieren zu müssen.

Dies optimiert das Duty Cycleing der Empfänger. Bisher konnte nur ein zentrales Gerät die Kanalgruppierung steuern. Peripheriegeräte können nun einem Hauptgerät ihre Liste bevorzugter Kanäle übermitteln, um Durchsatz und Zuverlässigkeit zu verbessern.

Sogenannte Subrating-Verbindungen werden Systemen hinzugefügt, die hauptsächlich selten und mit geringem Datenverkehr arbeiten. Gelegentlich kann jedoch ein Wechsel zu Spitzenlasten erforderlich sein. Die Umschaltzeit zwischen Verbindungen mit niedrigem und hohem Auslastungsgrad wird verkürzt.

Der Bluetooth-5.3-Standard mag auf den ersten Blick keine große Veränderung darstellen. Dennoch beinhaltet er einige Verbesserungen, die die Gerätefunktion optimieren, die Nutzerzufriedenheit steigern und Zeit sparen.

Bluetooth 5.3 vs. 5.2

Bluetooth 5.3 verfügt über einen Verbindungsunterklassifizierungsmodus, der den Wechsel zwischen Hochleistungs- und Niedrigleistungsmodus beschleunigt. Verbesserungen bei der Kanalkategorisierung sind ebenfalls in dieser neuen Version enthalten.Der Bluetooth-Frequenzbereich ist in viele Kanäle unterteilt, um das Risiko von Störungen zu verringern.

Überlastete oder sehr laute Bereiche sind weniger geeignet und sollten vermieden werden. Diese Kanalkategorisierung wurde ausschließlich vom Hauptgerät in einem Gespräch vorgenommen. Hauptgerät und Peripheriegerät sind an der Bluetooth-5.3-Kanalkategorisierung beteiligt.

Dies verbessert die Verbindungsstabilität, indem die zu vermeidenden Kanäle präziser identifiziert werden. Die Integration des AdvDataInfo-Elements in Werbepakete von Bluetooth 5.3 ist eine weitere Neuerung, die Energie spart. In manchen Fällen kann sie die Effizienz des Verbindungsaufbaus – also der Art und Weise, wie das Gerät signalisiert, dass es für eine Verbindung verfügbar ist – steigern.

Bluetooth 5.3 verbessert die Verbindungssicherheit, indem es eine bessere Kontrolle über die Größe der Verschlüsselungsschlüssel ermöglicht.

Vorteile und Funktionen

Bluetooth ermöglicht Ihnen eine Vielzahl von Aufgaben. Dazu gehören die Nutzung einer kabellosen Tastatur und Maus, die Übertragung von Dateien, das kabellose Drucken, die gemeinsame Nutzung von Netzwerken und das Telefonieren mit Mobilgeräten. Ein Bluetooth-5.3-Adapter für Ihren Desktop- oder Laptop-Computer kann in vielen Situationen hilfreich sein.

Bluetooth ermöglicht eine schnelle und kostengünstige Datenübertragung mit exzellenter Sicherheit. Dank des Frequenzsprungverfahrens von Bluetooth (Spread-Spectrum Frequency Hopping) besteht selbst bei gleichzeitiger Verbindung mehrerer Geräte kaum Anlass zur Sorge. Dieser leichte, drahtlose Audio-Sender und -Empfänger eignet sich perfekt für diverse Anwendungen, die drahtlose Audioübertragung erfordern.

So funktioniert es

Da Bluetooth-5.3-Adapter mit der Plug-and-Play-Funktionalität von Windows und Mac OS X kompatibel sind, lassen sie sich leicht entfernen und austauschen. Beim Anschließen eines Geräts empfängt und interpretiert das Betriebssystem die auf dem Gerät installierte Treibersoftware.

Die meisten Geräte sind sofort nach dem Auspacken einsatzbereit. Bei anderen Adaptern müssen jedoch möglicherweise die Treiber von einer CD installiert werden, bevor sie verwendet werden können. Nach dem Anschließen blinkt der Adapter häufig und sendet Signale aus, um Bluetooth-Geräte in der Nähe zu finden.

Was Sie wissen sollten

Es herrscht der weitverbreitete Irrglaube, Bluetooth funktioniere nur in kurzer Entfernung. Mit teureren Adaptern lässt sich jedoch eine stabile Verbindung bis zu einer Entfernung von 90 Metern aufrechterhalten. Allerdings beeinflussen verschiedene wichtige Faktoren, wie die folgenden, die tatsächliche Reichweite einer stabilen Bluetooth-Verbindung.

Die verschiedenen Methoden zur Datenübertragung in einem bestimmten Funkfrequenzband werden durch die physikalische Schicht der drahtlosen Technologie definiert. Dazu gehören die physikalische Schicht, die Sendeleistung, das Funkspektrum, der Antennengewinn, die Dämpfung und die Empfängerempfindlichkeit. Viele Faktoren spielen dabei eine Rolle, wie beispielsweise die Anzahl der verfügbaren Kanäle, deren Nutzungseffizienz, das Vorhandensein oder Fehlen einer Fehlerkorrektur und das Vorhandensein oder Fehlen von Schutzmechanismen gegen Störungen.

Die Sendeleistung stellt den Kompromiss zwischen Übertragungsreichweite und Stromverbrauch dar. Eine Erhöhung der Sendeleistung vergrößert die effektive Reichweite. Der Frequenzbereich von Funkwellen liegt zwischen 30 Hz und 300 GHz.

Die Antenne wandelt die vom Sender ausgesendeten Funkwellen in elektromagnetische Energie um und empfängt diese am Empfänger. Mit sinkender Frequenz verringert sich auch die Reichweite. Die Datenrate kann jedoch den Frequenzabfall kompensieren. Daher müssen bei der Wahl der Funkfrequenz Kompromisse zwischen Reichweite und Datenrate eingegangen werden.

Die Position, Größe und Bauart einer Antenne spielen eine entscheidende Rolle für die Qualität der Signalübertragung und des Empfangs. Wenn sich eine Radiowelle durch die Luft ausbreitet, erfährt sie einen Effekt namens Pfadverlust, der zu einer Abschwächung der Signalstärke führt.Pfadverlust, auch Pfaddämpfung genannt, ist ein natürliches Phänomen, das mit zunehmender Entfernung auftritt und von der Umgebung beeinflusst wird.

Abschließend sei noch erwähnt, dass ein USB-Bluetooth-Adapter unverzichtbar ist und von einem vertrauenswürdigen Hersteller bezogen werden sollte. Für weitere Informationen füllen Sie bitte das Kontaktformular aus.