Co zkoumáme u Bluetooth 5? Propustnost, spotřebu i maximální dosah

Co jen může mít společného lesní porost, pole, centrum města nebo kancelář? Vyznavačům aktivního životního stylu to může připomínat cestu do zaměstnání a jiným třeba i práci samotnou. Moderní nástroje znamenají mobilitu a bezdrátová komunikace výzvy, které se prostě neodmítají. Pracovní stůl s notebookem proto již příště nepřekvapí ani někde „za bukem“.

Mezi řádky na bílém papíru

Jak se ale bude v takovém rozmanitém prostředí dařit technologii Bluetooth Low Energy ve verzi pět a kam až dosáhne? Aby to bylo možné zjistit, potřebujeme se vrátit zpátky do terénu a místo papírových údajů se spolehnout spíše na vlastní měření. Přesně jak to učinila i společnost Rutronik, která se spolu se svými více než 1 600 zaměstnanci pasuje do role třetího největšího evropského distributora elektronických součástek. A začíná rovnou ve svých kancelářích v německém Ispringenu.

Nápad spustit ve spolupráci s univerzitou vlastní experiment se vyplatil. Stál totiž za vznikem 38stránkového anglicky psaného dokumentu (White Paper) s názvem „Bluetooth 5 – stanovení skutečných mezí Bluetooth Low Energy v otázkách propustnosti dat, spotřeby energie a maximálního dosahu“, který firma představila a po jednoduché registraci rovněž nabídla zdarma ke stažení letos v srpnu [1]. Co přesně těchto sedm kapitol přináší?

Bluetooth 5 prostě není BLE 4.2, přičemž odlišnými parametry při konfiguraci spoje výrazně promlouváme jak do samotné výkonnosti systému, tak též jeho proudového odběru. A můžeme toho zvládnout ještě víc, na což dokument upozorňuje hned v úvodu. Jak venku, tak i uvnitř budov totiž testy probíhaly na čipech nRF52840 z dílny firmy Nordic Semiconductor umožňujících práci s různými protokoly a především pak znamenajících plnohodnotnou HW i SW podporu našeho Bluetooth 5. SoC v pouzdrech o rozměrech 7 × 7 mm se 48 dostupnými GPIO staví na 32bitovém procesoru ARM Cortex-M4F s FPU a nabízí 1 MB paměti typu Flash a k tomu 256 kB RAM [2]. Vzájemně provázané vývojové kity PDK, které se při měření od sebe postupně vzdalovaly, však byly společně s dostupným softwarem stále ve fázi prototypu, a je proto docela možné, že se s aktuální podobou hardwaru a příslušných stacků posuneme zase o kus dál. To by se pak vyplatila ještě jedna nezávislá kontrola textu.

Počítat metry nestačí

Teoretický rozbor úvodních kapitol vedle charakteristik neopomíjí ani faktory ovlivňující dosah, propustnost systému nebo spotřebu. Rozebírá se tak otázka přeplněného kmitočtového pásma, výkonu při vysílání nebo podmínek okolního prostředí. Intervaly, interference i IFS. Poté se již dostáváme k samotným testům, jejich srovnání, tabulkám, závislostem, zhodnocení, zamyšlení nad možným využitím např. v zemědělství, průmyslovém sektoru či přímo na pacientovi a zmínit musíme i přehled souvisejících produktů Nordic spolu s obrázky, popisem a odkazy vedoucími přímo na webové stránky rutronik24.com. Pracovat ve volném prostoru na vzdálenost více než 500 metrů to zní lákavě, stejně jako 10× menší dosah někde pod střechou. Výsledný dokument [3] však bude mít ještě jeden rozměr. Je totiž důkazem toho, že skončit v šuplíku nebo jen s pořadovým číslem vzadu v knihovně bakalářská práce nutně nemusí.