무선 연결을 고려할 때에는, 다양한 기술 중에서 특정 용도에 가장 적합한 방식을 정확하게 선택하는 것이 중요합니다. 각 기술이 갖는 장점과 단점을 이해하면, 주어진 요구 사항에 가장 적절한 기술을 선택하는 데 도움이 됩니다.
블루투스 클래식(Bluetooth Classic)
블루투스 클래식의 장점:
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네트워크 유형 - 블루투스 클래식은 근거리 통신용으로 설계되었으며, 피어 투 피어(Peer-to-Peer) 및 스타 토폴로지와 같은 네트워크 유형을 지원합니다.
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처리량(Throughput) - 블루투스 클래식은 최대 3Mbps의 데이터 속도를 지원하여 오디오 스트리밍과 같은 고속 데이터 전송 응용 분야에 적합하도록 설계되었습니다.
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주요 응용 분야 - 무선 헤드셋, 스피커, 사운드바 등을 통한 오디오 스트리밍 등에 널리 사용됩니다.
블루투스 클래식의 잠재적 단점:
- 전력 소비 - 블루투스 클래식은 저전력 응용 분야에 최적화되어 있지 않습니다.
텍사스 인스트루먼트의 대표적인 블루투스 클래식 부품: CC2564C
저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy)
저전력 블루투스(이하 BLE)는 기존의 (일반적으로 "클래식"이라고 부르는) 블루투스 기본 속도(BR) / 향상된 데이터 속도(EDR) 프로토콜과는 구별되는 기술이지만, 하나의 장치가 두 프로토콜을 동시에 지원할 수 있습니다. 블루투스 4.0 사양을 통해 장치에 LE와 BR/EDR 시스템 중 하나 또는 둘 다 구현될 수 있게 되었습니다.
BLE는 클래식 블루투스와 동일한 2.4GHz 무선 주파수를 사용하며, 이를 통해 듀얼 모드 장치가 하나의 무선 안테나를 공유할 수 있지만 BLE가 보다 단순한 변조 시스템을 사용합니다.
저전력 블루투스의 장점:
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네트워크 유형 - BLE는 근거리 통신용으로 설계된 기술로 피어 투 피어, 스타, 브로드캐스터 역할을 지원합니다. BLE는 건강 모니터, 개인용 전자기기, 자산 추적기 등 다양한 응용 분야에 널리 사용되고 있습니다. 블루투스는 스마트 카 액세스와 같이 두 장치를 빠르게 연결하고 데이터를 교환할 수 있는 뛰어난 무선 통신 기술입니다
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전력 소비 - BLE는 초저전력 무선 통신을 위해 설계되었으며, 하나의 코인셀 배터리로 수년간 동작할 수 있습니다. 이 프로토콜은 매우 가볍게 설계되어, 예를 들어 1초 간격으로 브로드캐스팅하는 것처럼 다양한 연결 간격 파라미터를 유연하게 조정할 수 있습니다.
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처리량(Throughput) - BLE 4.0 및 이후 버전의 표준 데이터 속도는 1 Mbps로, 이는 대부분의 통신 유형에 충분합니다. 한편, BLE 5.0은 더욱 빠르게 데이터를 전송하기 위해 최대 2 Mbps까지도 지원합니다.
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무선 안정성 - BLE는 2.4GHz 주파수 대역을 사용하며, 이는 와이파이, 지그비, 스레드와 같은 다른 무선 기술들도 공유합니다. 이러한 혼잡한 주파수 대역에서 충돌을 최소화하기 위해, 블루투스는 주파수 호핑(frequency hopping) 방식을 사용해 통신에 앞서 사용 가능한 채널을 찾아냅니다.
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보안 - 블루투스 네트워크의 보안에 대해 더 알고 싶다면, 다음 텍사스 인스트루먼트의 백서를 참조하시기 바랍니다: Understanding Security Features of SimpleLink™ Bluetooth® Low Energy CC13x2 and CC26x2 Wireless MCUs
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주요 응용 분야 - 무선 키보드, 심박수 측정기, 혈압 측정기, 스마트 카 액세스 등에 널리 사용됩니다. BLE는 거의 모든 스마트폰과 태블릿에 탑재되어 있는 무선 기술로, 현재 가장 널리 사용되고 있습니다.
저전력 블루투스의 잠재적 단점:
- 통신 거리 - 블루투스는 장거리 연결을 필요로 하는 응용 분야를 위해 설계된 기술은 아닙니다. 블루투스를 IP 네트워크에 연결하려면 게이트웨이 브리지가 필요합니다.
텍사스 인스트루먼트의 저전력 BLE 제품군을 여기에서 확인할 수 있습니다.
블루투스 메시(Bluetooth Mesh)
블루투스 메쉬의 장점:
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네트워크 유형 - 기존 BLE 기술을 기반으로 하는 블루투스 메시는 다중 홉(multiple hop)을 통해 메시 네트워크 내에서 무선 통신 범위를 확장합니다. 메시지 전송 성능이 산업 수준인 소규모에서 대규모(최대 100개의 노드) 네트워크까지 지원하며, 단일 장애 지점(single point of failure, SPOF)이 없는 자가 치유형(self-healing) 다중 경로(multi-path) 네트워크를 형성합니다. 장치 간 연결과 통신은 1:1 관계로, 네트워크 내에서 하나의 장치는 여러 장치와 1:1 관계를 가질 수 있으며, 이를 통해 허브형 메시 구조를 형성합니다.
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전력 소비 - BLE와 마찬가지로 블루투스 메시도 초저전력 무선 통신을 위해 설계되었으며 하나의 코인셀 배터리로 수년간 동작할 수 있습니다. 무선 회로의 동작 간격을 길게 설정할 수 있어서 장치는 대기 상태를 장시간 유지할 수도 있습니다.
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주요 응용 분야 - 조명, 냉난방 공조(HVAC), 무선 센서 네트워크, 데이터 수집 등에 널리 사용됩니다.Advantages of Bluetooth Mesh:
블루투스 메시의 잠재적 단점:
- 처리량(Throughput) - 블루투스 메시는 고속 데이터 전송을 위해 설계된 기술은 아니며, 지연 시간이 긴 애플리케이션입니다. 고속 데이터 전송이 요구되는 경우에는 BLE 사용이 권장됩니다.
텍사스 인스트루먼트의 블루투스 메시 제품군을 여기에서 확인할 수 있습니다.