ID.nl logo
De ontwikkelingen van Bluetooth Low Energy op een rij
© Reshift Digital
Huis

De ontwikkelingen van Bluetooth Low Energy op een rij

Bijna iedereen gebruikt bluetooth en dan vooral Bluetooth Low Energy. In de loop der jaren is die standaard voor draadloze communicatie sterk geëvolueerd. De nieuwste versies hebben modi voor een snellere gegevensoverdracht of een groter bereik en geavanceerde functionaliteit zoals het bepalen van je locatie.

Bluetooth is een draadloze standaard die in het frequentiedomein van 2,4 GHz werkt. Als een product adverteert met bluetooth-ondersteuning, is het tegenwoordig bijna altijd bluetooth low-energy. Alleen is die naam wat lang en is de naam bluetooth al vrij goed ingeburgerd. Vaak spreekt men dan ook over bluetooth, terwijl men eigenlijk bluetooth low-energy bedoelt. En toch is die benaming belangrijk, want beide protocollen verschillen sterk van elkaar. 

Het originele bluetooth, wat tegenwoordig ‘classic bluetooth’ wordt genoemd, is eigenlijk gewoon een draadloze vertaling van een seriële bekabelde verbinding. Als je audio wilt streamen, een document wilt afdrukken of een bestand doorsturen, dan moet dat zo snel mogelijk gebeuren en de focus van nieuwe ontwikkelingen lag dan ook op snelheid.

Classic bluetooth was echter niet aangepast voor apparaten die zo weinig mogelijk stroom mogen verbruiken, bijvoorbeeld omdat ze op batterijen werken. Nokia paste daarom de bluetooth-standaard aan voor deze scenario’s en bracht in 2006 de technologie op de markt onder de naam Wibree.

De Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), die de bluetooth-specificatie beheert, vond dit een interessante ontwikkeling en na gesprekken met Nokia werd besloten om Wibree in bluetooth 4.0 op te nemen onder de naam bluetooth low-energy, vaak afgekort tot bluetooth LE of BLE. Classic bluetooth bleef daarnaast bestaan. In de praktijk ondersteunen veel chipsets beide protocollen, bijvoorbeeld in laptops en smartphones.

Met of zonder verbinding

BLE kent twee manieren van communicatie tussen apparaten: met of zonder verbinding. Zonder verbinding betekent dat een apparaat gewoon informatie uitzendt: elk BLE-apparaat in de buurt kan die informatie opvangen. Dit zijn bijvoorbeeld temperatuursensoren. 

Maar ook de CoronaMelder-app voor je smartphone werkt zo: de app broadcast unieke maar anonieme getallen en de apps op smartphones van mensen waarbij je in de buurt komt pikken die informatie op. 

©PXimport

De andere manier van communiceren is met een verbinding. Een apparaat scant dan eerst naar broadcasts om het apparaat te vinden waarmee het wil verbinden. Dan vraagt het eventueel met een actieve scan welke diensten het apparaat aanbiedt. Daarna wordt de verbinding opgezet en kan de client (het apparaat dat de verbinding maakt) de diensten van de server gebruiken (het apparaat waarmee wordt verbonden). 

Een dienst is eigenlijk toegang tot specifieke data van de server. Die toegang kan lezen zijn (zoals de hartslag, een temperatuur of de batterijlading), maar ook schrijven (zoals een instelling aanpassen).

Snelheid verhogen

Hoewel BLE expliciet was ontwikkeld voor een laag verbruik met lage snelheid, werden er in nieuwere versies wel stappen gezet om de snelheid te verhogen, uiteraard altijd met aandacht voor het energieverbruik. Terwijl in bluetooth 4.0 en 4.1 de maximale doorvoersnelheid 305 kbit/s bedroeg, werd die in bluetooth 4.2 verhoogd tot 803 kbit/s door meer data in een payload te versturen.

Bluetooth 5 valt vooral op doordat het een keuze geeft. Je kunt nog altijd de snelheden van bluetooth 4.0 en 4.2 kiezen. Die modi werden 1M PHY genoemd, naar de bandbreedte van 1 MHz per kanaal. Een nieuwe modus met dubbel zo hoge bandbreedte werd geïntroduceerd: 2M PHY. Die heeft een maximale doorvoersnelheid van 1434 kbit/s. Omdat dit meer interferentie met andere kanalen oplevert (elk kanaal is 2 MHz breed), vermindert het bereik in de 2M PHY-modus wel met 25 procent.

Groter bereik

Tegelijk werkte de Bluetooth SIG ook aan een vergroting van het bereik met een nieuwe modus, Coded PHY, die in bluetooth 5 werd geïntroduceerd. Bij Coded PHY, ook weleens bluetooth long-range genoemd, wordt elke bit die je wilt doorsturen door 2 of 8 bits gecodeerd voor redundantie. Daardoor kunnen andere apparaten de berichten nog verder weg ontvangen, omdat een verzwakt signaal door de redundantie nog kan worden gereconstrueerd.

©PXimport

Met Coded PHY reiken de bluetooth-signalen twee (voor de codering met 2 bits) tot vier (voor de codering met 8 bits) keer zo ver, maar de snelheid vermindert wel tot 113 kbit/s in de modus met 8bit-code. Voor de meeste sensortoepassingen is dat overigens nog altijd meer dan voldoende. Bluetooth 5 geeft je dus de keuze tussen een groot bereik en lage snelheid, of een minder groot bereik en hoge snelheid, in diverse gradaties. Uit tests van Nordic Semiconductor, de grootste producent van BLE-chipsets, blijkt dat het signaal in open ruimte met Coded PHY maar liefst 1,3 km ver reikt.

Nog steeds in ontwikkeling

Bluetooth 5.1 introduceerde een andere interessante functie: direction finding. In eerdere versies van bluetooth kon je de afstand tot een apparaat al schatten aan de hand van de sterkte van het ontvangen signaal (RSSI of Received Signal Strength Indicator). Met direction finding is niet alleen de afstand, maar ook de hoek waaronder een signaal op de ontvangende antenne binnenvalt te bepalen. Daardoor is er preciezere lokalisatie van voorwerpen mogelijk.

De nieuwste ontwikkeling is BLE Audio. Voor bluetooth-audio wordt doorgaans nog gebruikgemaakt van classic bluetooth. Maar in bluetooth 5.2 is de Bluetooth SIG erin geslaagd om een nieuwe audiocodec te ontwikkelen, LC3 (Low Complexity Communication Codec), die via BLE werkt. Het resultaat is een langere batterijlevensduur op draadloze headsets en speakers.

De ontwikkeling van bluetooth low-energy

  • 1989 Ericsson begint de ontwikkeling van wat later bluetooth zou worden.
  • 1997 Jim Kardach van Intel leest over Harald Blauwtand en stelt de naam bluetooth voor.
  • 1998 De Bluetooth Special Interest Group wordt gevormd, die bluetooth 1.0 uitbrengt.
  • 2001 Nokia past bluetooth aan voor een lager energieverbruik.
  • 2006 Wibree komt op de markt.
  • 2010 Bluetooth 4.0 komt uit, met Wibree hernoemd naar bluetooth low-energy.
  • 2014 Bluetooth 4.2 verhoogt de snelheid tot 803 kbit/s.
  • 2016 Bluetooth 5.0 voegt 2M PHY en Coded PHY toe.
  • 2019 Bluetooth 5.1 voegt direction finding toe en bluetooth 5.2 introduceert BLE Audio.
▼ Volgende artikel
Wifi wel snel op je telefoon, maar traag op je laptop? Hier ligt dat aan!
© A Stockphoto
Huis

Wifi wel snel op je telefoon, maar traag op je laptop? Hier ligt dat aan!

Je zit op de bank en streamt probleemloos een 4K-video op je telefoon, maar zodra je je laptop openklapt om een webpagina te laden, lijkt het alsof de verbinding vastloopt. Ligt het aan de router of aan je computer? In dit artikel leggen we uit waarom wifi-snelheden zo sterk kunnen verschillen per apparaat en wat je eraan kunt doen.

Je betaalt voor een snelle internetverbinding, dus is de verwachting dat elk apparaat in huis die snelheid ook daadwerkelijk haalt. Toch voelt het surfen op je computer soms stroperig aan, terwijl je smartphone ernaast nergens last van heeft. Vaak wordt er direct naar de internetprovider gewezen, maar het probleem zit meestal in de apparatuur zelf. Het verschil in hardware, leeftijd en software tussen mobiele apparaten en computers is namelijk groter dan je denkt. Na het lezen van dit stuk weet je precies waar die vertraging vandaan komt.

Generatiekloof: waarom je laptop vaak achterloopt

Het snelheidsverschil tussen je telefoon en je computer komt vaak neer op een simpele generatiekloof. We vervangen onze telefoons gemiddeld elke twee tot drie jaar, waardoor ze vaak uitgerust zijn met de nieuwste wifi-chips (zoals wifi 6 of 6E). Een laptop gaat vaak veel langer mee, soms wel vijf tot zeven jaar. Hierdoor probeert een verouderde netwerkkaart in je laptop te communiceren met een moderne router, wat resulteert in een lagere maximumsnelheid.

Daarnaast speelt de manier waarop data wordt verwerkt een grote rol. Een telefoon is geoptimaliseerd voor directe consumptie: apps op de achtergrond worden gepauzeerd om de app die je nú gebruikt voorrang te geven. Een computer werkt anders. Terwijl jij probeert te surfen, kan Windows of macOS op de achtergrond bezig zijn met zware updates, het synchroniseren van clouddiensten of het maken van back-ups. Je laptop snoept dus al bandbreedte weg zonder dat jij het doorhebt, waardoor er voor je browser minder overblijft.

Wanneer je laptop de strijd wél wint

De laptop wint het van de telefoon wanneer de omstandigheden optimaal zijn voor stabiliteit in plaats van pure mobiliteit. Als je beschikt over een moderne laptop met een recente netwerkkaart en je bevindt je in dezelfde ruimte als de router, kan de laptop vaak stabieler grote bestanden binnenhalen.

Dat geldt vooral als je laptop verbonden is met de 5GHz-frequentieband. Deze frequentie is veel sneller dan de oude 2.4GHz-band, maar heeft een korter bereik. Als je dicht bij het toegangspunt zit, profiteert je laptop van zijn krachtigere processor om complexe webpagina's sneller op te bouwen dan een telefoon dat kan, mits de verbinding zelf niet de bottleneck is.

Waarom je telefoon soepeler aanvoelt

Het verschil wordt pijnlijk duidelijk zodra je verder van de wifi-bron af gaat zitten, bijvoorbeeld op zolder of in de tuin. Smartphones zijn vaak agressiever geprogrammeerd om het sterkste signaal te pakken of snel tussen frequenties te schakelen. Veel laptops blijven daarentegen te lang plakken op een zwak 5GHz-signaal of vallen onnodig terug op de trage en vaak overvolle 2.4GHz-band (het zogeheten 'sticky client'-probleem).

Daarnaast hebben smartphones een trucje dat laptops helaas moeten missen: wifi-assist (of een vergelijkbare term). Als de wifi even hapert, gebruikt de telefoon ongemerkt een beetje 4G- of 5G-data om de stroom stabiel te houden. Je laptop heeft die optie meestal niet en laat direct een laadicoontje zien. Hierdoor voelt de telefoon sneller aan, terwijl hij eigenlijk een beetje vals speelt door mobiele data bij te schakelen.

Harde grenzen: wanneer traagheid onvermijdelijk is

Er zijn situaties waarin je laptop de strijd sowieso verliest, ongeacht hoe dicht je bij de router zit. Dit zijn de harde grenzen:

  • Verouderde standaarden: Als je laptop alleen wifi 4 (802.11n) ondersteunt, zul je nooit de snelheden halen van een telefoon met wifi 6 (802.11ax). De hardware kan het simpelweg niet aan.

  • Actieve VPN-verbinding: Veel werklaptops hebben een actieve VPN-verbinding voor beveiliging. Dit vertraagt de internetsnelheid aanzienlijk vergeleken met een 'open' telefoonverbinding.

  • De 2,4GHz-valkuil: In dichtbevolkte wijken is de 2,4GHz-band zo vervuild door signalen van de buren, dat een laptop die hierop vastzit nauwelijks vooruitkomt.

  • Batterijbesparing: Als je laptop niet aan de lader ligt en in Eco-modus staat, wordt de stroom naar de wifi-kaart vaak geknepen, wat direct ten koste gaat van het bereik en de snelheid.

Zo check je of jouw hardware het probleem is

Om te bepalen of je laptop de boosdoener is, moet je eerst kijken naar de verbinding. Klik op het wifi-icoon op je laptop en controleer of je verbonden bent met een 5GHz-netwerk (vaak te zien bij Eigenschappen of netwerkinformatie). Is dat niet het geval en sta je wel dicht bij de router? Dan is je netwerkkaart waarschijnlijk verouderd of staan de instellingen niet goed.

Kijk ook eens kritisch naar je gebruik. Heb je toevallig nog applicaties openstaan zoals Steam, OneDrive of Dropbox? Deze programma's kunnen de verbinding volledig dichttrekken. Op een telefoon gebeurt dit zelden automatisch op de achtergrond. Als je laptop ouder is dan vijf jaar, kan een simpele upgrade met een moderne wifi-usb-dongle het probleem vaak al verhelpen, zonder dat je een hele nieuwe computer hoeft aan te schaffen.

Kortom: leeftijd en software maken het verschil

Dat je telefoon sneller is op wifi dan je laptop, komt meestal doordat telefoons nieuwere netwerkchips hebben en slimmer omgaan met datastromen. Laptops hebben vaak last van zware achtergrondprocessen of blijven hangen op een tragere frequentieband. Daarnaast schakelen telefoons bij zwak wifi soms ongemerkt over op 4G/5G, wat de ervaring vloeiender maakt. Controleer of je laptop op de 5GHz-band zit en sluit zware achtergrondprogramma's af om snelheid te winnen.

▼ Volgende artikel
Tomodachi Life: Waar Dromen Uitkomen arriveert op 16 april
Huis

Tomodachi Life: Waar Dromen Uitkomen arriveert op 16 april

Tomodachi Life: Waar Dromen Uitkomen komt op 16 april uit voor Nintendo Switch.

Dat heeft Nintendo vanmiddag aangekondigd in een speciale Direct-uitzending die om de game draait. Ondanks dat de game voor de eerste Switch verschijnt, zal hij via backwards compatibility ook speelbaar zijn op Nintendo Switch 2.

In de Tomodachi Life-games van Nintendo kunnen spelers zelf Mii-personages creëren en bijvoorbeeld baseren op het uiterlijk van henzelf, vrienden en familie of beroemdheden. Deze Mii's leiden vervolgens hun eigen leven op een eiland, wat allerlei gekke en hilarische situaties oplevert. Spelers kunnen zelf ook invloed uitoefenen op deze verschillende situaties.

Watch on YouTube

Over Tomodachi Life: Waar Dromen Uitkomen

In de Direct-uitzending werd meer informatie gegeven over het aankomende Tomodachi Life: Waar Dromen Uitkomen. Zo is duidelijk dat spelers hun Mii-personages unieke persoonlijkheden, gewoontes en woningen kunnen geven. Spelers kunnen tijdens de game zien waar de personages aan denken, en ze helpen bij problemen. De tijd in de game verstrijkt daarbij net zo snel als in de echte wereld, wat het de moeite waard maakt om het spel op verschillende momenten op te starten.

Het is daarbij mogelijk om de verschillende Mii-personages kennis met elkaar te laten maken, om te zien wat er vervolgens gebeurd. Personages kunnen bijvoorbeeld praten over hun favoriete eten en filmgenres. Het is daarnaast mogelijk om acht Mii-personages bij elkaar in een huis te laten wonen, wat weer unieke reacties van de personages veroorzaakt.

Op het eiland waar de game zich afspeelt kunnen spelers de personages winkels te laten bezoeken. Bijvoorbeeld een supermarkt waar allerlei etenswaren worden verkocht, of de mogelijkheid om kleding en kostuums te kopen. In een speciale marktkraam worden redelijk geprijsde artikelen meerdere malen per dag ververst.

Ook is er een ontwerpatelier, waar spelers verschillende voorwerpen kunnen maken, waaronder kledingstukken, versiering voor huizen en zelfs huisdieren. Het eiland kan sowieso naar eigen smaak worden ingedeeld, met bankjes, bomen, planten en meer.

Nieuw op ID: het complete plaatje

Misschien valt het je op dat er vanaf nu ook berichten over games, films en series op onze site verschijnen. Dat is een bewuste stap. Wij geloven dat technologie niet stopt bij hardware; het gaat uiteindelijk om wat je ermee beleeft. Daarom combineren we onze expertise in tech nu met het laatste nieuws over entertainment. Dat doen we met de gezichten die mensen kennen van Power Unlimited, dé experts op het gebied van gaming en streaming. Zo helpen we je niet alleen aan de beste tv, smartphone of laptop, maar vertellen we je ook direct wat je erop moet kijken of spelen. Je vindt hier dus voortaan de ideale mix van hardware én content.