ลดการใช้พลังงาน ของ บลูทูธพลังงานต่ำ

อุปกรณ์ที่ใช้เทคโนโลยีไร้สายแบบบลูทูธพลังงานต่ำ ได้รับการคาดหมายว่าจะใช้พลังงานเพียงน้อยนิดเทียบกับอุปกรณ์บลูทูธแบบดั้งเดิม จะทำให้ผลิตภัณฑ์จำนวนหนึ่งสามารถสื่อสารผ่านทางบลูทูธได้ ในหลายกรณีผลิตภัณฑ์จะสามารถทำงานได้นานกว่าหนึ่งปีโดยอาศัยเพียงถ่านกระดุม (button cell) โดยไม่ต้องชาร์จพลังงาน จึงเป็นไปได้ที่เราจะสร้างอุปกรณ์ตรวจวัดเช่นเทอร์โมมิเตอร์ที่ทำงานอย่างต่อเนื่องและในขณะเดียวกันก็สื่อสารกับอุปกรณ์อื่นๆ เช่นโทรศัพท์มือถือไปด้วย ซึ่งอาจเพิ่มความกังวลต่อปัญหาความเป็นส่วนตัวเพราะการที่มีอุปกรณ์ตรวจวัดระยะไกลที่ใช้พลังงานต่ำและทำงานต่อเนื่องย่อมใช้ประโยชน์จากอุปกรณ์ชนิดนี้หรืออุปกรณ์ที่คล้ายคลึงกัน [1]

พึงระลึกว่าอัตราการใช้พลังงานต่ำของอุปกรณ์นั้นไม่ได้เป็นผลจากลักษณะการทำงานขณะที่ส่งข้อมูลทางคลื่นวิทยุ หากแต่เป็นผลจากการออกแบบโพรโทคอลเพื่อให้สามารถมีรอบทำงาน (duty cycle) ต่ำ พร้อมกับพิจารณากรณีการใช้งาน (use case) กรณีต่างๆ อุปกรณ์บลูทูธพลังงานต่ำ (BLA) เมื่อนำไปใช้เพื่อถ่ายโอนข้อมูลอย่างต่อเนื่องจะมีอัตราการใช้พลังงานไม่ต่ำไปกว่าอุปกรณ์บลูทูธปกติที่ส่งข้อมูลปริมาณเท่ากัน และอันที่จริงอุปกรณ์มีแนวโน้มจะใช้พลังงานสูงกว่าด้วย เนื่องจากโพรโทคอลนี้เหมาะสมสำหรับการส่งกลุ่มก้อนข้อมูลระยะเวลาสั้นๆ

ผู้ผลิตชิปคอมพิวเตอร์หลายรายได้ออกผลิตภัณฑ์ชิปบลูทูธพลังงานต่ำแล้ว และคาดว่าบริษัทเซมิคอนดักเตอร์รายอื่นก็จะออกผลิตภัณฑ์ชิปบลูทูธพลังงานต่ำในปี 2011 ผู้ผลิตดังกล่าวบางรายเสนอการออกแบบชิปพร้อมการสร้างโพรโทคอลทั้งชุด ในขณะที่รายอื่นๆ ยอมให้มีการกำหนดโพรโทคอลได้เฉพาะบางกรณี การออกแบบชิปเหล่านี้บางแบบอนุญาตให้มีการเปลี่ยนแปลงชุดโพรโทคอลได้อย่างยืดหยุ่นแม้กระทั่งนอกกรอบมาตรฐานบลูทูธหรือมาตรฐานบลูทูธพลังงานต่ำ ในขณะที่การออกแบบแบบอื่นถูกกำหนดให้ตรงตามชุดโพรโทคอลเพียงชุดเดียว ผู้ผลิตที่นำเสนอผลิตภัณฑ์ต่างๆ ดังกล่าวได้แก่ Broadcom[2][3] , CSR[4] , EM Microelectronic [5] Nordic Semiconductor[6] และ Texas Instrument[7]

วงจรวิทยุพื้นฐานของระบบนี้มีอัตราการใช้พลังงานคล้ายกันมากกับวงจรวิทยุบลูทูธมาตรฐาน (แน่นอนว่าในอุปกรณ์แบบทำงานสองระบบ มีแนวโน้มจะใช้วงจรเดียวกับบลูทูธมาตรฐาน) หากแต่มีจุดมุุ่งหมายให้อัตราการใช้พลังงานโดยรวมต่ำกว่า โดยวิธีหลักคือการทำให้รอบทำงานต่ำลง ระหว่างที่มีการรับส่งข้อมูล อุปกรณ์เหล่านี้จะมีกระแสสูงสุดประมาณช่วงหลักสิบมิลลิแอมป์ (mA) ทั้งแบบบลูทูธพลังงานต่ำและบลูทูธมาตรฐาน และระหว่างการทำงานช่วงพัก (sleep mode) มีเป้าหมายลดการใช้กระแสไฟฟ้าให้เหลือเพียงหลักสิบนาโนแอมป์ (nA) และเนื่องจากรอบทำงานที่ต่ำมาก (ช่วงประมาณ 0.25%) กระแสเฉลี่ยที่ใช้จึงอยู่ในหลักไมโครแอมป์ (mA) ทำให้สามารถอาศัยพลังงานจากถ่านกระดุม (button cell) เพื่อทำงานได้นานเป็นปี

การเปรียบเทียบเทคโนโลยีบลูทูธกับเอ็นเอฟซี (Near Field Communication)

	Bluetooth v2.1	เทคโนโลยีบลูทูธพลังงานต่ำ	NFC
โหมด RFID	active	active	มาตรฐาน ISO 18000-3
องค์กรผู้กำหนดมาตรฐาน	Bluetooth SIG	Bluetooth SIG	ISO/IEC
มาตรฐานเครือข่าย	มาตรฐาน IEEE 802.15.1	มาตรฐาน IEEE 802.15.1	มาตรฐาน ISO 13157 เป็นต้น
ประเภทของเครือข่าย	WPAN	WPAN	Point-to-point
การเข้ารหัส	ใช้ได้	ใช้ได้	ใช้ไม่ได้กับ RFID
ระยะทาง	~ 30 เมตร (คลาส 2)	~50 เมตร	< 0.2 เมตร
ความถี่	2.4-2.5 GHz	2.4-2.5 GHz	13.56 MHz
อัตราการส่งข้อมูล	1-3 Mbit/s	~200 kbit/s	424 kbit/s
เวลาเริ่มต้นทำงาน	< 6 วินาที	< 0.003 วินาที	< 0.1 วินาที

เทคโนโลยีบลูทูธ (2.45 GHz) และเอ็นเอฟซี (13.56 MHz) อาจใช้เพื่อการสื่อสารระยะใกล้ได้ทั้งคู่ อย่างไรก็ตาม กำลังส่งของระบบเอ็นเอฟซีที่ความถี่ 13.56 MHz ถูกจำกัดอย่างมากเพื่อให้ใช้สื่อสารระยะทางสั้นโดยปริยาย ในขณะที่เทคโนโลยีบลูทูธมีระยะการสื่อสารสูงสุดถึง 100 เมตรโดยขึ้นกลับคลาสของอุปกรณ์ การทำงานร่วมกับโทรศัพท์มือถือกำลังเพิ่มขึ้น ขณะที่ปัจจุบันเทคโนโลยีบลูทูธเป็นส่วนหนึ่งของโทรศัพท์แทบทุกประเภทแล้ว เทคโนโลยีบลูทูธพลังงานต่ำได้รับการออกแบบให้เริ่มต้นทำงานได้รวดเร็วกว่าเทคโนโลยีบลูทูธแบบดั้งเดิม

ระบบเครือข่ายไร้สายส่วนบุคคล (Wireless Personal Area Network: WPAN) ที่สร้างด้วยเทคโนโลยีบลูทูธนั้นไม่มีเป้าหมายในการออกแบบให้เข้ากันได้กับอาร์เอฟไอดีแบบพาสซีฟ อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีบลูทูธมีการกำหนดมาตรฐานอาร์เอฟไอดีแบบแอคทีฟแบบใหม่ไว้ ซึ่งกำหนดให้อัตราการใช้พลังงานต่ำกว่าเมื่อเทียบกับเอ็นเอฟซีในโหมดอ่านแบบพาสซีฟ และเนื่องจากลักษณะการเชื่อมต่อทางกายภาพ (ความถี่คลื่นวิทยุและวิธีเชื่อมต่อ) ที่แตกต่างกัน คลื่นระยะไกลจึงใช้สำหรับเทคโนโลยีบลูทูธ ในขณะที่คลื่นระยะใกล้/การเหนี่ยวนำจะใช้สำหรับเอ็นเอฟซี