2024년 12월 23일
BLE (Bluetooth Low Energy)
1. BLE (Bluetooth Low Energy)의 개념 및 특징
(1) BLE의 개념
- 블루투스 기반 저전력 통신을 위해 작은 데이터 전송 단위 및 Duty Cycle, 긴 수면(Sleep) 시간을 적용한 근거리 무선 통신 기술
(2) BLE의 특징
| 저전력 동작 | 동작 사이클을 줄여 긴 수면(Sleep) 시간을 통해 전력 소모 최소화 |
| 연결 절차 간소화 | GAP 기반 게시와 연결을 제어하여 연결 절차를 간소화 |
| 패킷 사이즈 감소 | GATT 프로파일 기반 작은 데이터 패킷을 짧은 시간에 전송 |
- 2.4 GHz 의 ISM 대역에서 에너지 사용을 효율화하여 센서, 스마트기기, 웨어러블, 헬스케어 등으로 쓰임새를 확장
2. BLE의 프로토콜 스택 및 구성 요소
(1) BLE의 프로토콜 스택
 |
(2) BLE의 프로토콜 구성 요소
| 구성 요소 | 역할 |
|---|---|
| GAP (Generic Attribute Profile) | 저에너지 디바이스 간 통신 위한 역할 선택 및 멀티 프로파일 작동 제어 |
| GATT (Generic Attribute) | 서비스 프레임워크, 서비스 포맷 및 절차를 정의 |
| ATT (Attribute Protocol) | 주변 장치의 서비스 및 능력을 발견하여 서비스를 검색하고 상대 장치의 특성값 읽기/쓰기 |
| SM (Security Manager) | GAP에서 수행하던 보안기능을 분리, 암호화와 사용자 인증 |
| L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol) | 상위 프로토콜의 다중화, 패킷 단편화 및 재조립, 흐름제어, 에러제어 등의 역할 |
| HCI (Host Controller Interface) | 컨트롤러와 호스트간 통신을 위해 사용, hciconfig, hcitool 명령어 사용 |
- IPSP(Internet Protocol Support Profile) 기술 채택으로 IPv6나 6LoWPAN을 통해 블루투스 기기가 직접 인터넷에 접속할 수 있어 유연하게 사물인터넷 구현 가능
3. BLE Specification
| 구분 | Spec. 유형 | 상세 Specification |
|---|---|---|
| 주파수 측면 | 주파수 대역 | 2.4 GHz (기존 블루투스와 동일) |
| 사용 채널 | 2 MHz 대역폭 40개 채널 | |
| 다중 접속 방식 | FDMA, TDMA | |
| 소모 전력 측면 | 전력 소모 | 15 mA 이내 |
| 전송 속도 | 1 Mbps | |
| 최대 전송 전력 | 10 mW |
- 최근 새로운 BLE 기술로 Bluetooth 5가 산업에 적용되어 전송 속도 향상, 전송 거리 향상, 다양한 비콘(Beacon) 서비스가 가능해지고, 실외에서 사물인터넷(IoT)의 연결 인프라로 활용이 증가
[참고]
- ktword, BLE(Bluetooth Low Energy) 블루투스 저에너지 기술
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