Nokia Wibree

Wibree — это технология беспроводной связи малого радиуса действия, разработанная компанией Nokia в 2006 году. Предназначалась для передачи небольших объёмов данных на короткие расстояния при сверхнизком энергопотреблении, что делало её пригодной для использования в устройствах с автономным питанием, таких как датчики, медицинские импланты, бытовая электроника и периферийные устройства. Впоследствии технология была интегрирована в стандарт Bluetooth Low Energy (BLE), став его основой.

История

Разработка и предпосылки

К середине 2000-х годов рынок мобильных устройств столкнулся с необходимостью создания беспроводного интерфейса, который бы сочетал малый радиус действия (до 10 метров) и минимальное энергопотребление, достаточное для работы от батарейки-таблетки в течение нескольких месяцев или лет. Существовавшие на тот момент технологии, такие как классический Bluetooth (версии 1.x и 2.x), потребляли слишком много энергии для непрерывной работы в фоновом режиме, а также имели избыточную пропускную способность для задач типа передачи показаний датчиков или сигналов от пультов дистанционного управления.

Nokia, как один из крупнейших производителей мобильных телефонов, начала внутренние исследования в 2004 году. Целью было создание протокола, который бы работал в том же диапазоне 2,4 ГГц, что и Bluetooth, но потреблял в 10–20 раз меньше энергии. Проект получил рабочее название Wibree (от англ. wireless и breeze — «ветерок»).

Анонс и партнёрство

4 октября 2006 года Nokia официально анонсировала Wibree как открытую технологию. В тот же день было объявлено о партнёрстве с рядом крупных компаний, включая Broadcom, CSR, Epson и Nordic Semiconductor. Эти компании должны были выпускать чипы, поддерживающие Wibree, и интегрировать их в свои устройства.

Nokia позиционировала Wibree не как замену Bluetooth, а как его дополнение. Предполагалось, что будущие мобильные телефоны будут оснащены двухрежимными чипами, поддерживающими как классический Bluetooth, так и Wibree. Это позволяло бы телефону одновременно обмениваться данными с гарнитурой (через Bluetooth) и с датчиками (через Wibree).

Интеграция в Bluetooth

В июне 2007 года Nokia и Bluetooth Special Interest Group (SIG) объявили о соглашении, по которому Wibree становится частью спецификации Bluetooth. Технология была включена в стандарт Bluetooth 4.0, принятый в 2010 году, под названием Bluetooth Low Energy (BLE) или Bluetooth Smart. Таким образом, Wibree перестала существовать как самостоятельный стандарт, но её технические решения легли в основу энергоэффективного режима Bluetooth, который впоследствии стал широко применяться в носимой электронике, «умных» домах и интернете вещей (IoT).

Технические характеристики

Wibree была спроектирована для передачи небольших пакетов данных (до 32 байт) на скорости до 1 Мбит/с. Основные параметры:

• Рабочая частота: 2,4 ГГц (ISM-диапазон).
• Радиус действия: до 10 метров (в зависимости от условий и мощности передатчика).
• Потребляемая мощность: в режиме передачи — около 10–15 мА, в режиме ожидания — единицы микроампер. Это позволяло устройству работать от батарейки CR2032 до одного года.
• Топология сети: «точка-точка» (один ведущий и один ведомый) или «звезда» (один ведущий и несколько ведомых).
• Модуляция: GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying).
• Число каналов: 40 (по аналогии с Bluetooth, но с более узкой полосой).

Ключевой особенностью Wibree было то, что она не требовала непрерывного соединения. Устройства могли «просыпаться» только для отправки или приёма данных, а в остальное время находиться в режиме глубокого сна. Это кардинально отличало её от классического Bluetooth, который поддерживал активное соединение постоянно.

Применение

Хотя Wibree как самостоятельная технология не вышла на массовый рынок, её концепция и прототипы были ориентированы на следующие сценарии:

• Медицинские устройства: пульсометры, глюкометры, термометры, передающие данные на мобильный телефон.
• Фитнес-трекеры: шагомеры, датчики активности, наручные часы с синхронизацией.
• Бытовая электроника: пульты дистанционного управления, ключи от автомобиля, датчики открытия дверей.
• Промышленные датчики: мониторинг температуры, влажности, вибрации на производстве.

В 2007–2008 годах несколько компаний, включая Nordic Semiconductor, выпустили пробные образцы чипов Wibree. Однако после интеграции в Bluetooth SIG все разработки были переориентированы на BLE.

Критика и наследие

Wibree подвергалась критике за то, что она была по сути «урезанной» версией Bluetooth, а не принципиально новой технологией. Некоторые аналитики отмечали, что Nokia могла бы добиться большего успеха, если бы сразу предложила BLE как часть Bluetooth, а не пыталась продвигать отдельный стандарт. С другой стороны, именно активная позиция Nokia и её готовность открыть технологию для партнёров ускорили развитие энергоэффективных беспроводных интерфейсов.

Наследие Wibree — это Bluetooth Low Energy, который сегодня используется в миллиардах устройств: от Apple Watch и фитнес-браслетов до «умных» лампочек и датчиков температуры. Без Wibree, вероятно, появление BLE затянулось бы на несколько лет.

Интересные факты

• Название «Wibree» было выбрано из-за ассоциации с лёгкостью и воздушностью (breeze — лёгкий ветерок), что подчёркивало малую мощность и простоту технологии.
• Первым устройством, в котором планировалось использовать Wibree, был мобильный телефон Nokia 6300, но в итоге он вышел без поддержки этой технологии.
• Спецификация Wibree была опубликована под лицензией, которая позволяла использовать её безвозмездно, но с обязательством не предъявлять патентные претензии к другим участникам.

Источники

• Nokia. «Nokia introduces Wibree — a new short-range radio technology for small devices». Пресс-релиз, 4 октября 2006.
• Bluetooth SIG. «Bluetooth Core Specification Version 4.0». 2010.
• «Wibree: The little brother of Bluetooth». EE Times, 2006.
• «Nokia’s Wibree becomes Bluetooth Low Energy». The Register, 2007.
• Nordic Semiconductor. «nRF24L01 — Single Chip 2.4 GHz Transceiver». Datasheet, 2008.