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<BLE 이해하기_1> (Intro To BLUETOOTH LOW ENERGY)_정의 및 특징

Lazyju 2022. 7. 11. 16:52
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출처 및 인용: INTRO TO BLUETOOTH LOW ENERGY (by Mohammad Afaneh)

BLE
(Bluetooth Low Energy)


1. BLE 란?

- Bluetooth Low Energy(저전력 블루투스) 의 약자다.
블루투스 장치는 Bluetooth Classic (BR/EDF)Bluetooth Low Energy (BLE) 로 나눌 수 있다.

Bluetooth Classic 은 우리가 흔히 알고 있는 블루투스 장치로 볼 수 있으며, 무선 헤드셋, 자동차 인포테이션 시스템 등을 예로 들 수 있다.
그리고 우리가 알아볼 BLE는 블루투스 버전 4.0 에서 도입되었고, 이름 그대로 적은 에너지로 사용 가능한 블루투스 장치로써 전력 소비가 중요한 어플리케이션이자 소량의 데이터가 간헐적으로 전송되는 시스템에서 사용된다. (예를 들면 스마트 워치)
이 두가지 타입의 블루투스는 서로 호환되지 않지만, 듀얼 모드(Dual Mode) 블루투스 장치라고 분류되는 스마트폰 등을 통해 서로 통신 할 수 있다.

[BLE 참고 사항]

  • 공식 블루투스 사양서는 두가지 유형을 결합하여 사용되기에 각 BLE별 사양을 찾기가 어려울 수 있음.
  • 블루투스 버전 4.0 은 2010년에 출시됨.
  • BLE 는 Bluetooth Smart 나 BTLE 라고 불리기도 함.
  • Bluetoothe Classic 과 BLE 모두 동일한 주파수 스펙트럼(2.4GHz) 에서 동작함.


2. BLE에 대한 기술적 사실

  • 주파수 스펙트럼 : 2.4 - 2.4835 GHz
  • 주파수 스펙트럼은 40개의 "2MHz" 폭 채널로 분할
  • 무선에서 지원되는 최대 데이터 전송 속도는 2Mbps (블루투스 버전 5.0 기준)
  • BLE 장치 주변 환경과 사용되는 모드에 따라 크게 달라지며 일반적인 range는 10-30미터
  • BLE 칩셋 소비량은 일반적으로 15mA 미만
  • 보안(Security)은 선택 사항이며, 장치 및 어플리케이션에 달려있음.
  • 모든 암호화 작업(encryption operation)에 대해서는 128 비트 키와 함께 AES CCM을 사용함.
  • 저대역폭 데이터 전송 기능을 위해 설계됨.


3. BLE 강점과 한계

강점

  1. 전력 소모량이 낮다
  2. 공식 사양서가 무료로 배포된다.
  3. 모듈과 칩셋이 비교적 싸다.
  4. 대부분의 스마트폰에서 사용 된다.

한계

  1. 데이터 처리량 - 물리적 무선 데이터 속도에 의해 제한된다. (4.2 이전의 경우 1Mbps로 고정되어 있고, 5 이상은 PHY(물리 계층 섹션) 속도에 따라 달라짐)
  2. 범위 (Range) - 금속, 벽, 물(특히 인체) 등에 영향을 많이 받는 2.4GHz ISM 스펙트럼에서 작동한다. (따라서 주변 영향을 많이 받는다.)
  3. 인터넷 연결을 위한 게이트웨이가 요구된다.


이러한 강점과 한계를 조합하여 BLE를 활용할 수 있는 케이스들로는
- 저대역폭 데이터에 활용
- 장치 구성에 활용
- 스마트폰을 인터페이스로 사용
- 웨어러블(wearable) 장비
- 방송 전용 장비 등이 있다.

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