CC-Smart

Thu 21/04/2022 | 06:24 GMT+7

Giới thiệu

Thay đổi lớn được giới thiệu trong công nghệ Bluetooth 5.2 này là một tính năng mới được gọi là Isochronous Channels (ISOC) . ISOC đặt nền tảng cho việc triển khai LE Audio trong các thiết bị BLE (Bluetooth Low Energy), hỗ trợ Bluetooth 5.2 trở lên.

Tuy nhiên, ISOC không phải là tính năng mới được bổ sung duy nhất trong phiên bản mới nhất này. Trong bài đăng hôm nay, chúng ta sẽ xem xét ba tính năng chính được giới thiệu trong phiên bản 5.2, hai trong số đó không liên quan trực tiếp đến LE Audio.

Ba tính năng là:

• Giao thức thuộc tính nâng cao (EATT – Enhanced Attribute Protocol)
• Kiểm soát nguồn LE (LEPC – LE Power Control)
• Kênh đẳng thời (ISOC – Isochronous Channels )

1.Giao thức thuộc tính nâng cao (EATT)

Enhanced Attribute Protocol (EATT) là một phiên bản nâng cấp của bản gốc Attribute Protocol (ATT).

Trong khi ATT hoạt động theo cách tuần tự, thì Giao thức thuộc tính nâng cao (EATT) cung cấp đồng thời / song song kết nối giữa BLE máy khách và máy chủ. Đồng thời có khả năng giảm độ trễ của hoạt động trong một số ứng dụng.

Ví dụ: Điều này rất hữu ích trên thiết bị điện thoại, nơi nhiều ứng dụng có thể đang giao tiếp với thiết bị Bluetooth Low Energy. Bằng cách sử dụng EATT, kết nối thuộc tính (Attribute) của ứng dụng sẽ không bị chặn trong khi kết nối ATT của ứng dụng khác đang diễn ra, về cơ bản cho phép các ứng dụng khác nhau tương tác song song với thiết bị Bluetooth Low Energy và có khả năng giảm độ trễ.

Cách hoạt động của điều này là bằng cách tách đơn vị truyền tối đa (MTU – Maximum Transmission Unit) của lớp L2CAP khỏi MTU của lớp thuộc tính (A – Attribute). Đây là một ví dụ để hình dung rõ hơn điều này:

Giao thức thuộc tính nâng cao: ATT MTU so với MTU L2CAP

Nếu MTU của lớp L2CAP nhỏ hơn MTU của lớp thuộc tính (A – Attribute), thì điều này sẽ khiến lớp L2CAP chia nhỏ các PDU đến từ lớp thuộc tính (phía trên) thành các phần nhỏ hơn và xen kẽ các phần PDU đến từ các ứng dụng khác nhau.

Trong ví dụ này, chúng ta có ứng dụng A đang gửi một PDU lớn hơn kích thước L2CAP MTU, có nghĩa là nó sẽ được chia thành nhiều phần có kích thước lên đến L2CAP MTU. Điều này sẽ cho phép các PDU từ Ứng dụng A và Ứng dụng B được xen kẽ thay vì PDU của Ứng dụng B bị chặn bởi PDU của Ứng dụng B.

Một số điều cuối cùng chúng tôi muốn đề cập là:

• Giao thức thuộc tính nâng cao là tùy chọn theo đặc điểm kỹ thuật
• Nó yêu cầu mã hóa kết nối giữa hai thiết bị Bluetooth Low Energy. Điều này làm cho nó vốn đã an toàn thì nay an hơn nữa so với ATT.

2. Kiểm soát nguồn LE (LEPC)

Trong giao tiếp không dây, chỉ báo cường độ tín hiệu nhận được (RSSI) có thể được sử dụng để ước tính khoảng cách của bộ thu từ bộ phát nếu bộ thu đã biết công suất phát ban đầu.

Bộ thu không dây có dải cường độ tín hiệu nhận tối ưu. Vượt qua giới hạn phạm vi này có thể gây ra vấn đề với việc giải mã tín hiệu nhận được, vì vậy RSSI trong phạm vi này cung cấp chất lượng tín hiệu tốt hơn.

Với tính năng LE Power Control mới (LEPC), thiết bị nhận giám sát mức tín hiệu (RSSI) từ một thiết bị được kết nối có thể yêu cầu thay đổi mức công suất phát cảu thiết bị ngang hàng được sử dụng theo một trong hai hướng. Một máy phát cũng có thể thay đổi công suất phát một cách tự nguyện và chuyển tiếp thông tin đó đến máy thu.

Việc sử dụng LEPC và giữ RSSI trong phạm vi tối ưu của bộ thu mang lại một số lợi ích bao gồm:

• Kiểm soát ổn định và tốt hơn chất lượng của tín hiệu.
• Giảm tỷ lệ lỗi khi nhận tín hiệu.
• Cải thiện khả năng hòa nhập với các tín hiệu khác trong băng tần 2,4 GHz, bao gồm cả các tín hiệu khác ngoài Bluetooth (chẳng hạn như Wi-Fi và Zigbee).
• Hỗ trợ cho tính năng này là tùy chọn, nhưng nếu hai thiết bị hỗ trợ tính năng này, thì chúng phải sử dụng nó để kiểm soát quản lý năng lượng.

3. Kênh đẳng thời (ISOC)

Nếu bạn tra cứu định nghĩa của từ “Isochronous”, bạn sẽ thấy rằng nó có nghĩa là “xảy ra cùng một lúc”. Trong ngữ cảnh của BLE, nó có nghĩa là hỗ trợ (1) truyền dữ liệu nhạy cảm với thời gian và (2) hiển thị đồng bộ các luồng dữ liệu này qua nhiều máy thu.

Nó giới thiệu một kênh Vật lý mới trong BLE: Kênh Vật lý Isochronous (ISOC) , có thể được sử dụng trên bất kỳ LE PHY nào: 1M, 2M PHY và LE PHY được mã hóa (bao gồm cả hai cấu hình s = 2 và s = ​​8) .

Giao tiếp định hướng kết nối và không kết nối

ISOC hỗ trợ cả giao tiếp định hướng và không kết nối. Theo thuật ngữ BLE, điều này có nghĩa là cả kết nối và chương trình phát sóng đều có thể được hỗ trợ.

Trong các kết nối, mỗi luồng được gọi là Luồng Isochronous được Kết nối (CIS). Khi các CIS cần được đồng bộ hóa, chẳng hạn như các CIS được gửi đến tai nghe bên trái và bên phải, chúng được định cấu hình để trở thành một phần của một nhóm duy nhất được gọi là Nhóm Isochronous được kết nối (CIG) .

Các luồng nằm trong cùng một CIG chia sẻ dữ liệu tham chiếu thời gian cần thiết để hiển thị luồng được đồng bộ hóa trên nhiều máy thu. CIG cho phép truyền dữ liệu hai chiều như trong tai nghe nhét tai có micrô và để gửi dữ liệu điều khiển tới thiết bị nguồn.

Lưu ý rằng một thiết bị có thể tạo ra nhiều Nhóm đồng thời được kết nối. 

Luồng đẳng thời được kết nối (CIS) và các nhóm đẳng thời được kết nối (CIG)

Đối với giao tiếp không kết nối (chương trình phát sóng), một nhóm các luồng đồng bộ có thể được sử dụng để truyền dữ liệu từ một nguồn duy nhất đến nhiều ổ chìm. Mỗi luồng được gọi là Luồng phát sóng Isochronous (BIS). Một nhóm BIS được gọi là Nhóm Phát sóng Isochronous (LỚN) .

Một ví dụ về điều này là một TV truyền dữ liệu âm thanh đến nhiều ổ chìm chẳng hạn như các cá nhân khác nhau đeo tai nghe. Cũng như trong trường hợp CIG, một thiết bị có thể tạo ra nhiều BIG.

Phát sóng Isochronous Streams (CIS) và Broadcast Isochronous Groups (CIG)

Khoảng thời gian ISO

Tham số quan trọng nhất liên quan đến ISOC là Khoảng thời gian ISO. Nó xác định khoảng thời gian mà Sự kiện xảy ra. Mỗi sự kiện được chia thành nhiều sự kiện con. Khoảng thời gian ISO nằm trong khoảng từ 5 mili giây đến 4 giây .

Trong giao tiếp hướng kết nối, trong mỗi hoạt động con, master sẽ gửi một gói tin đến slave, và slave sẽ trả lời bằng một gói tin. Tuy nhiên, trong giao tiếp không kết nối, chỉ có master mới gửi một gói trong mỗi subevent. Trong trường hợp này, các gói này có thể là dữ liệu đẳng thời hoặc thông tin điều khiển quảng bá.

Truyền lại

Việc truyền lại dữ liệu được hỗ trợ bởi các kênh Isochronous, nhưng chúng khác nhau giữa truyền thông hướng kết nối và truyền thông không kết nối. Trong trường hợp Broadcast Isochronous Streams, việc truyền lại được gửi bởi Master mà không bị ảnh hưởng từ slave và trong trường hợp Connected Isochronous Streams, truyền lại được gửi khi một Slave không nhận một gói.

Ngoài ra, lưu ý rằng việc truyền lại được gửi trên các kênh khác với gói ban đầu để giảm nguy cơ mất hoặc hỏng gói.

Công nghệ Bluetooth 5.2 mở ra kỷ nguyên mới: Âm thanh LE

Ngoài ba tính năng mới của công nghệ Bluetooth 5.2, hãy nói một chút về LE Audio và ý nghĩa của nó đối với cả người tiêu dùng và các nhà phát triển.

Ngay từ đầu, công nghệ Bluetooth đã chứng tỏ mình là giải pháp hàng đầu cho âm thanh không dây. Ngày nay, các thiết bị âm thanh Bluetooth có ở khắp mọi nơi từ loa không dây và hệ thống thông tin giải trí trên xe đến tai nghe không dây và tai nghe True Wireless. Trên thực tế, việc sử dụng Bluetooth phổ biến nhất là trong các ứng dụng âm thanh trực tuyến.

Sản phẩm có tích hợp Bluetooth 5.2:

Theo truyền thống, đài Bluetooth được sử dụng cho các ứng dụng này là đài Bluetooth gốc thường được gọi là Bluetooth Classic hoặc BR / EDR (Tốc độ cơ bản / Tốc độ dữ liệu nâng cao) đã tồn tại từ phiên bản 1.0 của thông số kỹ thuật.

Như đã nói, LE Audio dựa trên nền tảng của ISOC, đồng thời hoạt động trên Bluetooth Low Energy (BLE). LE Audio không chỉ hoàn thiện các tính năng và thông số kỹ thuật tương tự của Bluetooth Classic mà còn giới thiệu một số tính năng mới cũng như cải tiến trên những tính năng hiện có.

Dưới đây là một số điểm nổi bật của LE Audio mới:

• Giới thiệu codec âm thanh mới chất lượng cao với công suất thấp được gọi là Mã giao tiếp phức tạp thấp (LC3).
• LC3 cung cấp chất lượng cao ngay cả với tốc độ dữ liệu thấp hơn codec SBC tiêu chuẩn được sử dụng trong triển khai Bluetooth Classic.
• Hỗ trợ nhiều luồng dữ liệu âm thanh đồng bộ. Đặc tính này cho phép tối ưu tai nghe True Wireless (luồng âm thanh đồng bộ độc lập trực tiếp đến từng tai nghe: L & R) cũng như phát luồng âm thanh đến nhiều người nghe.
• Khả năng đa luồng cũng cung cấp hỗ trợ phát trực tuyến các luồng âm thanh bằng nhiều ngôn ngữ. Nó cũng cho phép chia sẻ nội dung âm thanh cho dù trong trường hợp sử dụng cá nhân như chia sẻ âm thanh với bạn bè và gia đình hoặc sử dụng dựa trên vị trí như địa điểm công cộng, TV trong phòng tập thể dục hoặc thông báo công khai ở sân bay.
• Một trong những ứng dụng chính sẽ được hưởng lợi từ LE Audio là thiết bị trợ thính Bluetooth. Các thiết bị trợ thính yêu cầu mức tiêu thụ điện năng thấp và hiệu quả. Sử dụng BLE với đặc tính tiêu thụ điện năng hiệu quả, máy trợ thính không chỉ có tuổi thọ lâu hơn trong một lần sạc mà các nhà sản xuất còn có thể làm cho các thiết bị này nhỏ hơn và kín đáo hơn.
• Hãy nhớ rằng việc triển khai LE Audio trong các thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau trong khi vẫn đạt được khả năng tương tác dựa trên nhiều cấu hình LE Audio được thiết lập để phát hành vào cuối năm 2020.

Tóm tắt & Kết thúc

Trong bài đăng này đã xem xét ba tính năng chính được giới thiệu trong phiên bản mới nhất của công nghệ Bluetooth 5.2. Các tính năng là:

• Kênh đẳng thời (ISOC)
• Kiểm soát nguồn LE (LEPC)
• Giao thức thuộc tính nâng cao (EATT)

Tai nghe True Wireless được áp dụng công nghệ Bluetooth 5.2 mới nhất này là sản phẩm TrueAir2 thuộc thương hiệu SoundPeats. Cảm ơn mọi người đã theo dõi bài viết.