Freigabe :	1.0.0
Dokument Version :	1.0
Zuletzt aktualisiert :	19. September 2023
Die Autoren :	Martin Woolley, Bluetooth SIG Szymon Slupik, SILVAIR Inc. Omkar Kulkarni, Nordischer Halbleiter Hannu Mallet, Silicon Labs Damon Barnes, Bluetooth SIG

Geschichte der Revision

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1.0.0	September 19, 2023	Martin Woolley, Bluetooth SIG Szymon Slupik, SILVAIR Inc. Omkar Kulkarni, Nordic Semiconductor Hannu Mallet, Silicon Labs Damon Barnes, Bluetooth SIG	Initial version

Hinweis

Die Bluetooth Mesh Profilspezifikation wurde umbenannt und heißt jetzt Bluetooth Mesh Protokoll Spezifikation. Referenzen in diesem und verwandten Papieren werden diesen Namen verwenden, wenn sie sich auf die Spezifikation der Version 1.1 beziehen, aber weiterhin die Spezifikation der Version 1.0 als Bluetooth Mesh Profil Spezifikation.

1. Einleitung

Die Bluetooth Special Interest Group (SIG) hat am 19. September 2023 Funktionserweiterungen für die Bluetooth^® Mesh Technologie angekündigt. Die Pressemitteilung kündigt eine Reihe von neuen Hauptfunktionen, kleineren Verbesserungen und völlig neuen mesh Geräteprofilen an. Dieses Dokument fasst die einzelnen Änderungsbereiche zusammen und verweist auf andere Dokumente, in denen die neuen Hauptfunktionen ausführlicher behandelt werden. Die kleineren Verbesserungen von mesh werden in diesem Dokument besprochen. In Abschnitt 3 werden die brandneuen Bluetooth^® Mesh Geräteprofile vorgestellt. In Abschnitt 4 wird eine Liste mit Referenzmaterial für alle Inhalts- und Spezifikationsdokumente bereitgestellt.

Lesern, die neu im Bereich Bluetooth Mesh sind, wird empfohlen, zunächst das Dokument Bluetooth SIG Bluetooth Mesh Networking - An Introduction for Developers zu lesen.

Beachten Sie, dass gelegentlich die Begriffe Mesh 1.1 oder Bluetooth Mesh 1.1 als Abkürzung für Bluetooth Mesh Protokoll- oder Modellspezifikation Version 1.1 verwendet werden und ebenso die Begriffe Mesh 1.0 oder Bluetooth Mesh 1.0 als Abkürzung für Bluetooth Mesh Profilspezifikation Version 1.0 verwendet werden.

2. Neu Bluetooth^® Mesh Merkmale

2.1 Bluetooth Mesh Gerichtete Weiterleitung

Eine Methode zur Weiterleitung von Nachrichten, bekannt als Bluetooth Mesh Managed Flooding, wurde in Version 1.0 des Bluetooth Mesh Profils definiert. Es bietet eine effektive, zuverlässige, flexible und wartungsarme Möglichkeit, Nachrichten über mehrere Sprünge an ihr Ziel in einem Bluetooth Mesh Netzwerk zu übermitteln. Die neue Funktion Bluetooth Mesh Directed Forwarding bietet eine zusätzliche Methode zur Übermittlung von Nachrichten über mehrere Sprünge, die in manchen Situationen effizienter ist als Bluetooth Mesh Managed Flooding.

Bluetooth Mesh Bei der gerichteten Weiterleitung werden Sammlungen von Relaisknoten eingerichtet, die die gezielte Zustellung von Nachrichten von einer Quelladresse zu einer Zieladresse übernehmen können. Diese Gruppen von Relaisknoten bilden einen Pfad von einer Quelle zu einem Ziel. Die Zugehörigkeit zu einem Pfad ist so geregelt, dass Nachrichten immer nur von Knoten weitergeleitet werden, die eine Nachricht an das beabsichtigte Ziel weiterleiten können. Dies kann zu einer effizienteren Nutzung des Netzes und der Funkkanäle führen.

Automatisierung ist ein Hauptmerkmal von Bluetooth Mesh Directed Forwarding. Pfade werden automatisch erstellt, wenn sie benötigt werden, und sie werden in regelmäßigen Abständen automatisch überprüft, um sicherzustellen, dass sie im Netz noch benötigt werden und immer noch in der Lage sind, Nachrichten wie erforderlich zuzustellen. Der letzte Punkt ist eine wichtige Fähigkeit, wenn man bedenkt, dass sich Netzwerke und ihre Geräte im Laufe der Zeit verändern können.

Siehe Bluetooth Mesh Directed Forwarding Technical Overview für weitere Informationen zu diesem Thema.

2.2 Bluetooth Mesh Geräte-Firmware-Update

Bluetooth^® Mesh Geräte verfügen über Firmware, die Software, die die Hardware steuert und die wichtigsten Funktionen des Produkts implementiert. Die Firmware muss auf dem neuesten Stand gehalten werden. Die neue Funktion Bluetooth Mesh Device Firmware Update von Bluetooth Mesh ermöglicht es, Firmware-Updates für Geräte im gesamten Netzwerk zu erkennen und anzuwenden.

Eine Firmware-Aktualisierung erfordert die Übertragung einer großen Menge von Firmware-Daten an alle Knoten im Netzwerk. Daher bietet die Funktion Bluetooth Mesh Device Firmware Update mehrere Parameter zur Steuerung der Kadenz und Größe der einzelnen mesh Nachrichten, die Firmware-Daten enthalten, um die Übertragung der Firmware im Hintergrund zu ermöglichen, ohne die anderen Aktivitäten im mesh Netzwerk zu beeinträchtigen.

Das Bluetooth Mesh Geräte-Firmware-Update ermöglicht Multicast-Updates, was ideal für Installationen wie Beleuchtungsnetzwerke ist, die aus vielen identischen Geräten bestehen. Sobald die Firmware auf die Zielknoten übertragen wurde, kann das Update auf alle Knoten zu einem geplanten Zeitpunkt, z. B. außerhalb der Geschäftszeiten, angewendet werden, um Störungen zu minimieren.

Die Funktion Bluetooth Mesh zur Aktualisierung der Gerätefirmware ist so konzipiert, dass die Aktualisierung eines mesh Netzwerks mit mehreren Anbietern problemlos möglich ist.

Siehe Bluetooth Mesh Device Firmware Update Technical Overview finden Sie weitere Informationen zu diesem Thema.

2.3 Bluetooth Mesh Fernbereitstellung

Provisioning ist die Bezeichnung für den Prozess, mit dem ein Gerät zu einem mesh Netzwerk hinzugefügt wird. Er wird mit Hilfe eines Provisioners durchgeführt. Bisher musste sich der Provisioner in direkter Funkreichweite des neuen Geräts befinden und über eine Bluetooth Verbindung mit ihm kommunizieren. Dies wäre ein Problem für Geräte mit festem Standort und würde die Benutzer mobiler Provisioner dazu zwingen, sich physisch zu den Geräten zu begeben, um sie zu provisionieren und den Installationsbereich abzudecken. Die neue Funktion Bluetooth Mesh Remote Provisioning bietet die Möglichkeit, die Bereitstellung über das mesh Netzwerk durchzuführen, wobei die Bereitstellungsnachrichten einen oder mehrere Sprünge benötigen, um das entfernte, nicht bereitgestellte Gerät zu erreichen.

Nachdem ein neues Gerät bereitgestellt wurde, wird es konfiguriert. Einige Geräte sind komplex und haben entsprechend komplexe Konfigurationsanforderungen, und nach einem Firmware-Update, das neue Funktionen hinzufügt, müssen die Geräte möglicherweise ganz oder teilweise neu konfiguriert werden. Bluetooth Mesh Remote Provisioning umfasst auch Verfahren, die eine Plug-and-Play-Aktualisierung der Gerätezusammensetzung für komplexe Geräte ermöglichen.

Die Funktion Bluetooth Mesh Remote Provisioning bietet auch Verfahren zur Automatisierung wichtiger Ereignisse im Lebenszyklus eines Bluetooth Mesh Netzwerks, wie z. B. die sichere Übertragung der Eigentumsrechte nach der ersten Einrichtung des Netzwerks, indem die Geräteschlüssel aller Geräte neu generiert werden können.

Siehe Bluetooth Mesh Remote Provisioning Technical Overview für weitere Informationen zu diesem Thema.

2.4 Bluetooth Mesh Zertifikatsbasierte Bereitstellung

Geräte, die für das Netz mesh bereitgestellt werden, werden durch UUIDs identifiziert. Um zu verhindern, dass sich ein rechtmäßiges Gerät als solches ausgibt, muss beim Einbinden eines Geräts in ein Netz mit einem außerhalb des Frequenzbands erhaltenen öffentlichen Schlüssel sichergestellt werden, dass der öffentliche Schlüssel wirklich zu einem Gerät mit einer bestimmten UUID gehört.

Die neue Funktion Bluetooth Mesh Certificate-based Provisioning nutzt die Public Key Infrastructure zur Authentifizierung des öffentlichen Schlüssels und der UUID-Informationen des nicht bereitgestellten Geräts. Die digitalen Zertifikate im X.509-Format können von Geräteherstellern oder -verkäufern bereitgestellt und im Bereitstellungsprozess verwendet werden. Diese Funktion verbessert die Bereitstellung von Bluetooth Mesh auf folgende Weise: Ermöglicht es, den öffentlichen Out-of-Band-Schlüssel (OOB) von Geräten auf interoperable Weise abzurufen und zu authentifizieren (während die Geräte außer Sichtweite bleiben), erhöht die Sicherheit durch ein besseres Authentifizierungsschema und eignet sich für die Massenbereitstellung vieler Geräte zur gleichen Zeit.

Siehe Bluetooth Mesh Certificate-based Provisioning Technical Overview für weitere Informationen zu diesem Thema.

2.5 Private Leuchttürme

Bluetooth^® Mesh verwendet die Technik des Beaconing in einer Reihe von Verfahren und definiert eine Netzwerk-Baken-Nachricht. Die neue Funktion "Private Beacons" verbessert die Sicherheit, indem sie gewährleistet, dass keine statischen Informationen in Beacon-Nachrichten für Geräte außerhalb des Netzes sichtbar sind. Dies verbessert den Datenschutz in Fällen, in denen es um tragbare Geräte geht, die sich in das Netz hinein- und wieder herausbewegen können und die andernfalls durch die Beobachtung von Klartextdaten in mesh network beacons verfolgt werden könnten.

Siehe Bluetooth Mesh Private Beacons Technical Overview für weitere Informationen zu diesem Thema.

2.6 Bluetooth Mesh Teilnetzüberbrückung

Ein Bluetooth^® Mesh Netzwerk kann ein oder mehrere Subnetze umfassen. Subnetze werden häufig verwendet, um Teile eines Netzwerks sicher voneinander zu isolieren, indem für verschiedene Teile des Netzwerks unterschiedliche Netzwerksicherheitsschlüssel verwendet werden.

Bisher konnten Geräte in verschiedenen Subnetzen nur dann miteinander kommunizieren, wenn sie auch Mitglieder eines gemeinsamen Subnetzes waren und beim Austausch von Nachrichten den NetKey dieses Subnetzes verwendeten. Die neue Funktion Bluetooth Mesh Subnet Bridging ermöglicht die Kommunikation zwischen Geräten in verschiedenen Subnetzen ohne vorherige Kenntnis eines gemeinsamen Subnetzes und dessen NetKey mit Hilfe eines zwischengeschalteten Bridge-Knotens, der diese Funktion implementiert. Darüber hinaus können getrennte Teile desselben Subnetzes überbrückt werden, um Anwendungsfälle zu unterstützen, wie z. B. einen Hotelgast, der in der Lobby des Hotels sitzt, aber dennoch in der Lage ist, intelligente Geräte in seinem Zimmer zu steuern, die sich alle in seinem eigenen Subnetz befinden.

Siehe Bluetooth Mesh Subnet Bridging Technical Overview für weitere Informationen zu diesem Thema.

2.7 Kleinere Erweiterungen Mesh

Eine Reihe kleinerer Funktionen, die hier zusammenfassend als kleinere mesh Verbesserungen bezeichnet werden, werden auch der Bluetooth^® Mesh Technologie hinzugefügt. Es sei darauf hingewiesen, dass die unter dieser Überschrift aufgeführten Änderungen zwar geringfügig sein mögen, in einigen Fällen jedoch erhebliche Vorteile mit sich bringen. Die folgenden Abschnitte geben einen zusammenfassenden Überblick über die einzelnen Verbesserungen und schließen mit informativen Aktualisierungen von Bluetooth Mesh ab.

2.7.1 Privater GATT-Proxy auf Abruf

2.7.1.1 Hintergrund

Proxy-Knoten unterstützen sowohl Bluetooth^® LE (mit GAP und GATT) als auch Bluetooth Mesh . Der Proxy fungiert als Vermittler und ermöglicht es Anwendungen auf Geräten wie Smartphones, über eine GATT-Verbindung zum Proxy mesh Nachrichten an das Netz zu senden und von dort zu empfangen.

Bei der Konfiguration von Bluetooth Mesh 1.0 Proxy-Knoten hat der Auftraggeber nur die Möglichkeit, Proxy-Anzeigen zu aktivieren oder zu deaktivieren. Aus Sicht der Benutzer ist die Aktivierung des Proxys auf allen Knoten vorzuziehen, was sich jedoch auf die verfügbare Bandbreite auswirkt und folglich die Leistung des mesh Netzwerks beeinträchtigen kann.

2.7.1.2 Erweiterung des privaten GATT-Proxys auf Abruf

Proxy-Clients (z. B. Smartphones) können nun einem Proxy-Knoten signalisieren, dass er mit der Werbung beginnen soll. Dies wird erreicht, indem der Proxy-Client nicht verbindbare, nicht scannbare, ungerichtete Werbeaufforderungs-PDUs sendet.

Ein Proxy-Knoten muss nicht mehr kontinuierlich Werbung gemäß Bluetooth Mesh 1.0 Verhalten machen. Stattdessen führt er ein passives Scanning durch und beginnt beim Empfang einer Solicitation PDU von einem Proxy-Client, die Netzidentitätsdaten enthält, die mit dem Netz des Proxy-Knotens übereinstimmen, mit der Werbung unter Verwendung des Typs Private Network Identity. Der Proxy-Client kann sich dann mit dem Proxy verbinden.

Das On-Demand Private GATT Proxy Feature macht die RF-Nutzung effizienter und verbessert somit die Skalierbarkeit. Das Fehlen von unaufgeforderten GATT-Proxy-Dienstanzeigen und die Tatsache, dass das Senden einer gültigen Anfrage die Kenntnis eines NetKey erfordert, macht es für einen Angreifer schwieriger, Proxy-Knoten im Netzwerk zu identifizieren.

2.7.2 Leistungsverbesserungen

2.7.2.1 Verbesserungen bei der Segmentierung und Neuzusammensetzung (SAR)

2.7.2.1.1 Hintergrund

Die obere Transportschicht des Bluetooth^® Mesh Stacks kann eine Segmentierung und Neuzusammensetzung von mesh Zugangsnachrichten vornehmen, die zu lang sind, um in einer einzigen Übertragung gesendet zu werden. Solche Nachrichten werden in Segmente von jeweils 12 Oktetten Länge aufgeteilt, mit Ausnahme des letzten Segments, das kürzer sein kann. Nach dem Empfang der einzelnen Segmente wird die ursprüngliche Zugangsnachricht durch einen Wiederzusammensetzungsprozess wiederhergestellt.

Dies kann zu ineffizienten mesh Nachrichtenübertragungen innerhalb eines mesh Netzwerks führen, wenn Geräte verschiedener Hersteller zufällig unterschiedliche Standardwerte für das SAR-Verhalten verwenden.

2.7.2.1.2 SAR-Konfigurationsmodelle

Parameter, die die Hauptaspekte des Segmentierungs- und Wiederzusammensetzungsprozesses (SAR) regeln, können jetzt innerhalb des neuen SAR-Konfigurationsservermodells unter Verwendung des neuen SAR-Konfigurationsclientmodells konfiguriert werden. Dieses Modell enthält zwei zusammengesetzte Zustände: SAR-Sender und SAR-Empfänger.

Der SAR-Senderstatus enthält Parameter, die zu verwenden sind, wenn man als Sender einer segmentierten Nachricht fungiert. Er enthält auch das Zeitintervall, das zwischen den Segmentübertragungen zu verwenden ist, sowie Parameter für die erneute Übertragung von Segmenten an Unicast- und Multicast-Adressen.

Das SAR-Konfigurationsservermodell trägt zur Verbesserung der Leistung einiger Konfigurationsaufgaben bei, insbesondere in Netzwerken mit Geräten verschiedener Hersteller.

2.7.2.2 Nachrichtenaggregation

2.7.2.2.1 Hintergrund

Es gibt Situationen, in denen eine Reihe von verschiedenen Arten von bestätigten Zugangsmeldungen in einer bestimmten Reihenfolge gesendet werden. Jede Zugriffsmeldung führt zu einer Statusmeldung, die als Antwort dient und in der Regel einen Statuscode enthält. Bei der Konfiguration eines neuen Knotens zum Beispiel wird die Bindung von AppKeys an Modelle eine Reihe von bestätigten Nachrichten und die dazugehörigen Statusmeldungen umfassen.

2.7.2.2.2 Opcode-Aggregator-Modelle

Es wurden neue Modelle, das Modell Opcodes Aggregator Server und das Modell Opcodes Aggregator Client, und ein zugehöriges Verfahren, das Verfahren Message Request List Processing, eingeführt. Das Verfahren ermöglicht es, eine Folge verschiedener Zugangsnachrichten in eine einzige Zugangsnachricht vom Typ OPCODES_AGGREGATOR_SEQUENCE zusammenzufassen. Dieser Nachrichtentyp enthält ein Array von Zugangsnachrichten-Opcodes und zugehörigen Parameterwerten. Alle Nachrichten-Opcodes in dem Array müssen Nachrichtentypen identifizieren, die von demselben Servermodell verarbeitet werden. Dies ist ein Sicherheitsmerkmal und setzt voraus, dass der AppKey, mit dem die Felder der OPCODES_AGGREGATOR_SEQUENCE-Zugriffsschicht verschlüsselt werden, ein solcher ist, an den das Servermodell gebunden ist.

Das Verfahren zur Verarbeitung der Meldungsanforderungsliste führt dazu, dass jede der durch die enthaltenen Zugriffscodes und Parameter angegebenen Aktionen ausgeführt wird und als Antwort eine einzige OPCODES_AGGREGATOR_STATUS-Meldung zurückgegeben wird.

Die Aggregation von Nachrichten-Opcodes komprimiert die Datenmenge und den Zeitaufwand für eine Reihe von Access-Nachrichten und -Antworten und reduziert diese Reihe von Austauschvorgängen auf eine einzige Anfrage und Antwort.

2.7.3 Komplexe Geräte

2.7.3.1 Modelle Metadaten

2.7.3.1.1 Hintergrund

Bluetooth Mesh 1.0 definiert das Konfigurations-Server-Modell. Dies ist ein Modell, das von allen Geräten implementiert wird und Konfigurations- und Zusammensetzungsdaten in einer Reihe von Zuständen enthält.

Der Status der Kompositionsdaten ist als eine Reihe von Seiten strukturiert, von denen jede mit Hilfe einer Konfigurations-Server-Modell-Anfrage und der entsprechenden Antwort gelesen werden kann. Auf die einzelnen Seiten wird durch die Seitennummer verwiesen. Der Zustand derSeite 0 der Zusammensetzungsdaten definiert unter anderem die Elemente, aus denen der Knoten besteht, und jede Elementdefinition gibt die Modelle an, die das Element unterstützt.

Einige Geräte erfordern umfangreiche und variable Daten, um ihre Zusammensetzung, Konfigurationsdaten und andere Attribute zu beschreiben. DALI-Geräte (Digital Addressable Lighting Interface) beispielsweise sind um einen Kommunikationsbus herum aufgebaut, an den bis zu 128 Komponenten einfach angeschlossen oder entfernt werden können. Als Teil eines mesh Netzwerks wird eine DALI-Komponente zu einem Element in einem komplexen mesh Knoten, der das DALI-Gerät als Ganzes darstellt. Ein DALI-Knoten hat eine große und komplexe Zusammensetzung, und seine Metadatenanforderungen variieren je nach den spezifischen Arten von Komponenten, die an den DALI-Nachrichtenbus angeschlossen sind.

Die Zusammensetzung und die Metadaten für große, komplexe Geräte wie diese können nicht immer mit den vom Konfigurationsservermodell definierten Nachrichten untergebracht werden, da die Seiten zu groß sein können, um in einzelne Access-Nachrichtenantworten zu passen.

2.7.3.1.2 Modelle Metadaten

Bluetooth^® Mesh enthält jetzt das Konzept der Modell-Metadaten. Modell-Metadaten sind eine Reihe von einer oder mehreren Eigenschaften, die ein Modell oder das Element, zu dem ein Modell gehört, auf irgendeine Weise beschreiben. Metadatenelemente haben einen 16-Bit-Bezeichner,dem Bluetooth SIG Nummern zugeordnet sind.

Ein neuer Satz von Modellen, das Large Composition Data Server-Modell und das Large Composition Data Client-Modell, wurde zu Bluetooth Mesh hinzugefügt. Das Server-Modell enthält einen Zustand, der Models Metadata State genannt wird und als eine Reihe von Seiten strukturiert ist, beginnend mit Models Metadata Page 0. Das Large Composition Data Server-Modell erweitert das Configuration Server-Modell und definiert eine Reihe von Access-Nachrichten, die alle mit einem DevKey gesichert sind.

Einige mesh Modelle in Bluetooth Mesh Modell Specification v1.1 wurden erweitert, um die Angabe eines oder mehrerer Metadatentypen zu ermöglichen, die sie unterstützen. Eine Client-Implementierung kann dann Metadatenwerte aus dem Status Models Metadata Page 0 des Modells Large Composition Data Server abrufen. So unterstützt das Servermodell "Helligkeit" beispielsweise den Metadatentyp "Light_Purpose". Light_Purpose-Metadaten enthalten eine zugewiesene 16-Bit-Nummer, die den Zweck der Beleuchtung angibt (z. B. Uplight, Downlight oder Nightlight).

2.7.3.1.3 Große Zusammensetzungsdatenwerte

Der Zustand " Composition Data" im Configuration Server-Modell ist weiterhin der Zustand, der die Composition Data für einen Knoten enthält und die darin enthaltenen Elemente und ihre Modelle angibt. Das neue Modell des Large Composition Data Server definiert jedoch Nachrichten, die den Zugriff auf diese Daten als eine Reihe von Datenportionen unter Verwendung eines Offset-Parameters ermöglichen. Dadurch können die großen Composition Data, die für komplexe Geräte wie DALI-Geräte erforderlich sind, untergebracht werden.

2.7.4 Authentifizierungsalgorithmen und Provisionierung

2.7.4.1 Hintergrund

Bei der Bereitstellung eines Geräts in einem Netz sendet das nicht bereitgestellte Gerät Bereitstellungsfähigkeits-PDUs, die ein Feld "Algorithmen" enthalten, an den Bereitsteller. Das Feld gibt die Algorithmen an, die ein Gerät zur Berechnung von Bestätigungswerten während des Authentifizierungsschritts des Bereitstellungsprozesses verwenden kann.

Zuvor wurde nur ein Algorithmus unterstützt. Dieser Algorithmus, der mit der Kurzbezeichnung FIPS P-256 Elliptic Curve bezeichnet wird, verwendet die in RFC 4493 definierte AES-CMAC-Funktion. Der FIPS P-256 Elliptic Curve-Algorithmus erzeugt einen 128-Bit-Bestätigungswert.

Außerdem können ältere mesh Geräte ohne Authentifizierung bereitgestellt werden. Dies birgt das Risiko, dass ein lokaler "Rouge"-Bereitsteller alle an einer hohen Decke montierten Leuchten bereitstellt, bevor der offizielle Bereitsteller eintrifft, um das Netzwerk in Betrieb zu nehmen. In diesem Fall müssen die Leuchten an der hohen Decke möglicherweise manuell zurückgesetzt werden, um sie in den Zustand "Nicht provisioniert" zu versetzen.

2.7.4.2 Neuer Authentifizierungsalgorithmus und Verbesserung der Provisionierung

Bluetooth^® Mesh Protocol Specification Version 1.1 benennt den Algorithmus, der AES-CMAC verwendet, in BTM_ECDH_P256_CMAC_AES128_AES_CCM um und führt einen neuen Algorithmus ein, der den Namen BTM_ECDH_P256_HMAC_SHA256_AES_CCM trägt. Der neue Algorithmus verwendet die Funktion HMAC-SHA-256 und erzeugt 256-Bit-Bestätigungswerte.

Bluetooth Mesh konforme Geräte müssen den neuen Algorithmus BTM_ECDH_P256_HMAC_SHA256_AES_CCM unterstützen, und wenn das Feld OOB-Typ durch Setzen von Bit 1 angibt, dass "Only OOB authenticated provisioning supported", muss dieser Algorithmus verwendet werden. Der ältere AES-CMAC-basierte Algorithmus wird weiterhin unterstützt, wenn er von älteren Geräten verwendet wird.

Das Bluetooth^® Mesh Protokoll erlaubt es unprovisionierten Geräten, während der Bereitstellung eine Authentifizierung zu verlangen und Bereitstellungsversuche ohne Authentifizierung abzulehnen. Ein Gerät zeigt diese Anforderung der Authentifizierung an, indem es Bit 1 des Feldes OOB Type in der Provisioning Capabilities PDU setzt.

2.7.5 Fehlercodes für den Gesundheitszustand

2.7.5.1 Hintergrund

Die Modelle Health-Client und -Server befassen sich mit der Fehlermeldung und Diagnose. Das primäre Element aller Knoten in einem Bluetooth^® Mesh Netzwerk muss das Health-Server-Modell beinhalten. Andere Elemente können das Gesundheitsservermodell über Fehler informieren. Für das Gesundheitsservermodell sind eine Reihe von fehlerbezogenen Zuständen, wie z. B. Current Fault, definiert. Fehler werden durch einzelne Oktett-Codes dargestellt. Einige Werte im verfügbaren Bereich sind für die Verwendung von Bluetooth SIG reserviert, andere sind für herstellerspezifische Codes vorgesehen.

2.7.5.2 Gesundheitsstörungscodes werden auf zugewiesene Nummern verschoben

Die Bluetooth SIG definierten Fehlercodes, die vom Gesundheitsservermodell verwendet werden, sind in dieser Version mit Nummern versehen worden. Dies ist eine verfahrenstechnische Änderung, die es Bluetooth SIG erleichtert und beschleunigt, auf Anfragen von Mitgliedern nach neuen Standard-Fehlercodes zur Verwendung in ihren Produkten zu reagieren.

2.7.6 Zugewiesene Nummern

Die Bluetooth SIG unterhält eine Datenbank mit Standard-Identifikationsnummern, die als zugewiesene Nummern bekannt sind. Die vollständige Liste der Bluetooth SIG zugeteilten Nummern.

Die Aufnahme in eine der Listen der zugeteilten Nummern ist ein einfaches Verfahren, das allen Mitgliedern von Bluetooth SIG zur Verfügung steht.

2.7.7. Änderungen der Terminologie

2.7.7.1 Beistellungsnehmer

Ein Gerät oder eine Anwendung, mit dem/der ein nicht bereitgestelltes Gerät bereitgestellt wird, wird als " Bereitsteller" bezeichnet. Zur weiteren Formalisierung der Sprache, die bei der Beschreibung der Bereitstellung verwendet wird, verwendet Bluetooth Mesh 1.1 nun den Begriff "Provisionee" für das nicht bereitgestellte Gerät, während es durch den Austausch von Bereitstellungsprotokoll-PDUs bereitgestellt wird.

2.7.7.2 Begriffe

Mesh Die Protokollspezifikation 1.1 führt eine neue formale Bezeichnung für den Lebenszyklus eines Geräts, seine Struktur und Konfiguration ein. Das Konzept eines Terms wird in der Spezifikation wie folgt beschrieben:

Eine Laufzeit ist ein Zeitraum während der Lebensdauer eines Knotens, in dem sich die Struktur des Knotens (d. h. die Merkmale, die Elemente und Modelle) und die Unicast-Adressen der Knotenelemente nicht ändern.

Der Beginn eines neuen Zeitraums kann erforderlich sein, um eine Änderung der Hardware-Konfiguration eines physischen Geräts zu unterstützen, z. B. das Anbringen eines Zusatzsensors, oder um eine Änderung der Teilsystemkonfiguration des Knotens zu unterstützen, z. B. das Anbringen eines neuen Vorschaltgeräts an ein leuchteninternes Netzwerk. Die Änderungen werden vom Knoten durch Ausfüllen der Composition Data Page 128 angezeigt (siehe Mesh Protocol Specification 1.1, Abschnitt 4.2.2.4) und treten mit Beginn einer neuen Laufzeit in Kraft.

Die anfängliche Laufzeit eines Knotens in einem Netz beginnt, wenn der Knoten im Netz bereitgestellt wird.

Ein Begriff endet und ein neuer Begriff beginnt, wenn ein Verfahren zur Aktualisierung der Knotenadresse oder der Knotenzusammensetzung ausgeführt wird (siehe Mesh Protocol Specification 1.1, Abschnitt 3.11.8).

Die letzte Laufzeit eines Knotens in einem Netz endet, wenn der Knoten aus dem Netz entfernt wird.

2.7.7.3 Die Modellebene

Abschnitt 3 der Bluetooth Mesh 1.1 Protokollspezifikation wurde um den Abschnitt 3.8 erweitert, der die Modellschicht sowie Regeln und Empfehlungen für die Verwendung von Modellen definiert.

2.7.7.4 Das IV-Index-Wiederherstellungsverfahren und Teilnetze

Der Wortlaut der Beschreibung des IV-Index-Wiederherstellungsverfahrens wurde verbessert, um Subnetze explizit abzudecken.

3. Bluetooth^® Mesh Geräteprofile

BluetoothDie Mesh Technologie bietet eine Vielzahl von Funktionen und Optionen für die Implementierung vieler Beleuchtungs- und Sensoranwendungen. Dies hat dazu beigetragen, dass Bluetooth Mesh sich als bevorzugte Technologie für skalierbare kommerzielle und industrielle Anwendungen etabliert hat. Der optionale Charakter der Bluetooth Mesh Funktionen kann jedoch zu Problemen führen, wenn Implementierer entscheiden müssen, welche Optionen sie für die von ihnen gewählten Produktsegmente wählen sollen. Wenn Anbieter, die in denselben Produktsegmenten tätig sind, unterschiedliche Optionen wählen, die nicht gut mit anderen gleichwertigen Produkten funktionieren (z. B. sind die für Glühbirnen gewählten Funktionen von mesh nicht mit den für Lichtschalter gewählten Funktionen kompatibel), kann es zu einer Situation kommen, in der die Produktökosysteme nicht zusammenarbeiten, was die Benutzerfreundlichkeit beeinträchtigt.

Um dieses Problem zu lösen, hat die Bluetooth SIG das Konzept der Bluetooth Mesh Geräteprofile entwickelt. Diese Profile sind eine neue Klasse von mesh Spezifikationen. Geräteprofile definieren, welche Optionen und Merkmale der mesh Spezifikationen für eine bestimmte Art von Endprodukt obligatorisch sind. Die erste Reihe von mesh Geräteprofilen basiert auf der Architektur des Beleuchtungssystems, die in Aufbau eines sensorgesteuerten Beleuchtungssteuerungssystems basierend auf Bluetooth Mesh Whitepaper aus dem Jahr 2020 beschrieben wird. Zusammen werden diese Profile als Bluetooth Networked Lighting Control (NLC) Profile bezeichnet und sind wie folgt definiert:

Umgebungslichtsensor NLC Profil (ALS) 1.0 - stellt einen Umgebungslichtsensor dar.
Basic Lightness Controller NLC Profile (BLC) 1.0 - repräsentiert eine Leuchte mit einem integrierten Controller.
Basic Scene Selector NLC Profile (BSS) 1.0 - stellt einen Wandschalter oder eine Wandstation dar, um Lichtszenen auszuwählen oder das Licht ein-/auszuschalten.
Dimming Control NLC Profile (DIC) 1.0 - stellt einen Schieberegler, einen Drehknopf oder einen Schalter mit langem Tastendruck dar, um die Beleuchtung hoch- oder runterzudimmen.
Energy Monitor NLC Profile (ENM) 1.0 - stellt einen Sensor dar, der den Energieverbrauch meldet.
Occupancy Sensor NLC Profile (OCS) 1.0 - stellt einen Anwesenheitssensor dar.

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie auf derWebseite Bluetooth Networked Lighting Control (NLC).

4. Schlussfolgerung

Die in diesem Papier beschriebenen Funktionserweiterungen bieten einen immensen Wert und sind das Ergebnis der Erfahrungen, die mit der Bluetooth^® Mesh Technologie in einer Vielzahl von realen Einsätzen gesammelt wurden.

Bluetooth Mesh wurde vor sechs Jahren veröffentlicht, und seither wurden zahlreiche Projekte abgeschlossen, die Gebäude auf der ganzen Welt intelligenter und energieeffizienter gemacht haben. Entwickler, Hersteller, Integratoren, Installateure, Wartungsteams und Gebäudebetreiber haben wertvolle Erfahrungen gesammelt und alle haben zu den Verbesserungen der Bluetooth Mesh Technologie beigetragen.

Die in diesem Dokument beschriebenen Funktionserweiterungen von Bluetooth Mesh sind etwas Außergewöhnliches. Zusammen bieten die neuen Funktionen hohe Sicherheit bei einfacher Nutzung und niedrigen Betriebskosten. Die geschäftlichen und technischen Argumente für den Einsatz von Bluetooth Mesh waren noch nie so überzeugend wie heute.

Bluetooth® Mesh Zusammenfassung der Funktionserweiterungen