Lorsque vous achetez un module Bluetooth, la version de la spécification core Bluetooth de la fiche technique décide des fonctions que vous obtenez réellement. Les fabricants impriment « 5.3 » ou « 5.4 » en grand, mais une étiquette de version n’est pas une liste de fonctions. Cet article relie chaque révision de spécification aux capacités concrètes radio, PHY et protocole qui changent portée, débit, localisation, audio et sécurité, afin que vous choisissiez un module selon ce que votre firmware utilisera vraiment.
Bluetooth 5.0 (2016)
Le premier grand remaniement LE :
- 2M PHY : double le débit symbole à 2 Msym/s. Le débit brut sur l’air double approximativement face au 1M PHY.
- LE Long Range (Coded PHY) : les codages S=2 et S=8 ajoutent un code correcteur. S=8 apporte environ +12 dB de budget de lien, soit ~4x de portée théorique en espace libre (2-3x en pratique).
- Advertising Extensions : paquets publicitaires plus grands (jusqu’à 255 octets en étendu, avec paquets aux chaînables) et Periodic Advertising pour des diffusions déterministes sans connexion.
Bluetooth 5.1 (2019)
- AoA / AoD Direction Finding : l’ajout de la Constant Tone Extension (CTE) permet au récepteur d’échantillonner des données IQ à 1 MHz par antenne et d’estimer l’angle. AoA exige un réseau d’antennes commutables au récepteur ; AoD au émetteur.
- Cela a transformé un simple module Bluetooth en un atout de localisation, mais seulement si le silicium expose la CTE et que la carte inclut (ou supporte) un réseau d’antennes.
Bluetooth 5.2 (2020)
- LE Audio : canaux isochrones et codec LC3, permettant l’audio par diffusion et un son de qualité à bas débit.
- EATT (Enhanced ATT) : exécute ATT sur un canal L2CAP séparé avec meilleure sécurité et transactions parallèles, corrigeant les blocages de l’ancien porteur unique.
- LE Power Control : ajustement graduel de la TX-power entre pairs, réduisant la puissance en champ proche et améliorant la coexistence.
Bluetooth 5.3 (2021)
- Periodic Advertising with ADI : filtrage des doublons à la couche de lien réduit les scans gaspillés.
- Connection Subrating : chute instantanée à un faible duty cycle et remontée rapide, mieux que de renégocier les intervalles.
- Channel Classification Enhancement : le périphérique peut indiquer au central quels canaux sont mauvais, pour que le lien les évite.
- Encryption key size enforcement : rejette les liens qui négocient en dessous du minimum.
Bluetooth 5.4 (2023)
- PAwR (Periodic Advertising with Responses) : bidirectionnel sans connexion, conçu pour les Electronic Shelf Labels et réseaux de diffusion de masse où des milliers d’étiquettes répondent dans des créneaux planifiés.
- Encrypted Advertising Data (EAD) : chiffre la charge utile tout en laissant voir l’en-tête aux scanners non appairés.
- LE GATT Security Levels : contrôle plus fin de quels attributs exigent quelle sécurité.
Matrice de fonctions
| Fonction | 5.0 | 5.1 | 5.2 | 5.3 | 5.4 |
|---|---|---|---|---|---|
| 2M PHY | Oui | Oui | Oui | Oui | Oui |
| LE Long Range | Oui | Oui | Oui | Oui | Oui |
| AoA / AoD | Non | Oui | Oui | Oui | Oui |
| LE Audio / LC3 | Non | Non | Oui | Oui | Oui |
| EATT | Non | Non | Oui | Oui | Oui |
| LE Power Control | Non | Non | Oui | Oui | Oui |
| Connection Subrating | Non | Non | Non | Oui | Oui |
| Channel Classification | Non | Non | Non | Oui | Oui |
| PAwR | Non | Non | Non | Non | Oui |
| Encrypted Adv Data | Non | Non | Non | Non | Oui |
Mathématiques du débit et de la portée
- 1M PHY brut ~1.4 Mbps ; débit applicatif après overhead ~0.27 Mbps. 2M PHY double les deux approximativement.
- Coded PHY S=8 brut ~125 kbps, mais le budget +12 dB est l’essentiel : en 1M PHY un lien ferme à -92 dBm ; avec Coded S=8 le même récepteur tolère ~-104 dBm, étendant la portée ~4x en perte de trajet idéale.
- Règle : chaque +6 dB ~ double la portée en espace libre, donc +12 dB ~ 4x, mais murs et bruit en mangent la moitié en pratique.
Version minimale par cas d’usage
| Cas d’usage | Version min. |
|---|---|
| Beacon / publicité seule | 5.0 |
| Traqueur avec angle (AoA) | 5.1 |
| Casque / LE Audio | 5.2 |
| Maillage de capteurs basse conso | 5.3 |
| ESL / diffusion de masse 2 voies | 5.4 |
Pièges
- « module Bluetooth 5.3 » ne signifie pas que LE Power Control est activé ; le fabricant doit l’implémenter.
- le vieux silicium précède parfois la spécification qu’il revendique ; vérifiez le Qualified Design ID (QDID) sur le site du SIG.
- Un module peut être qualifié SIG pour une version tout en livrant un firmware qui désactive la fonction.
- Acheter du 5.4 « au cas où » gaspille le BOM quand 5.0 suffit.
Choisissez la version selon la fonction que votre firmware appelle, pas selon le plus grand nombre sur la boîte. En référence qualifiée, notre ligne de module Bluetooth documente quelles fonctions Bluetooth chaque pièce implémente réellement.