无连接数据传输
无连接数据传输，也称为广播，是指针对广大受众而不是特定接收者或一组接收者的数据传输，这就像附近任何人都可以听到的
公共广播，而不是私人对话。这些类型的传输的特点是能够同时到达多个接收者，通常称为多播传输。
BLE 提供两种主要的无连接数据传输机制：
传统广告
多可以广播31字节的数据。
通过增加31字节的扫描响应包，可以稍微增加数据容量。
顾名思义，传统广告是两种模式中较旧的一种。
延伸广告
将广播数据限制从 31 字节增加到 254 字节。
对于更大量的数据需求，它支持多可处理 1650 字节数据的广告链。这种扩展的容量允许广播更丰富的信息，从而有利于信标部署等应用程序和增强基于位置的服务。
无连接数据传输的优点
无连接数据传输模式具有以下优点：
多播传输。这使得一对多通信成为可能，其中单个设备可以同时向多个接收者广播信息。它在需要同时更新各种设备的应用程序中特别有用，例如零售广告中的信标。
效率。无需建立和维护单独的连接，无连接模式通常在速度和资源利用率方面更加高效。由于不涉及握手或连接维护，因此可以更快地使用更少的资源发送数据，从而实现更平稳的操作并可能降低功耗。
无连接数据传输的局限性
现在我们已经了解了广播的优点，现在是时候检查其缺点以及如何减轻它们了：
安全问题
缺点：无连接传输传统上缺乏链路层加密。广告数据以明文形式发送，任何有权访问的人都可以读取。
缓解措施：
蓝牙 LE 5.4 引入了加密广告，可增强安全性并允许使用 BLE 音频等特定配置文件进行安全广播。
缺乏传输控制
缺点：在无连接数据传输中，广播者和观察者设备不协商传输参数，例如信道、定时或序列。广播公司在主要频道上重复传输，要求观察者设备连续扫描这些频道（37、38、39）。这个过程，尤其是传统广告，会很快耗尽
扫描仪的
电池。
缓解措施：通过扩展广告，此问题不会那么严重。
功耗和设计考虑因素
缺点：广告和扫描间隔（即设备在再次广告或扫描之前休眠的时间段）会显着影响功耗。设置这些值时必须小心。
缓解措施：设计人员通常采用不对称方法：电池受限的设备广播频率较低，而电池容量较大的设备扫描频率较高。这种设计选择既保证了用户的便利性，又不会过度消耗电池资源。
渠道拥堵
缺点：在传统广告中，数据直接在主要广告渠道上发送。如果每个广告事件多发送 3 次广告数据包，则可能会发生拥塞，尤其是对于较长的数据包。这在密集的物联网环境中是有问题的。
缓解措施：扩展广告通过仅在主要通道上传输标头，并在 37 个辅助通道之一上发送实际数据来缓解这一问题。
面向连接的数据传输
在无连接通信中，设备将消息发送到露天，希望它们能够被预期的接收者接收到。面向连接的数据传输代表了 BLE 设备更结构化的通信方式。图 1 直观地展示了这一过程。
图 1.面向连接的数据传输过程。图片由 Nthatisi Hlapisi 提供
在面向连接模式下，数据传输分为四个步骤：
设备发现。 外围设备通过定期广播可连接的广告数据包来启动该过程。这些数据包携带关键信息，例如设备名称、提供的服务以及外围设备无线电支持的蓝牙类型。这些信息有助于中央设备在扫描过程中快速识别和评估外围设备。
建立连接。 当 Central 发现它想要连接的 Peripheral 时，它会发送连接请求。该请求包括连接参数，例如连接间隔（数据传输事件之间的时间）、从机延迟（外设可以跳过的连接事件数）和监控超时（如果没有通信，则连接被断开的时间） 。然后外设可以接受或拒绝该请求。如果接受，则使用协商的参数建立连接。
数据传输。 连接后，设备可以通过已建立的链路发送数据。与无连接模式中的随机信道使用不同，面向连接模式使用指定信道来提高可靠性和效率。
致谢和控制。 当数据传输时，每个数据包都会被
接收器确认。如果数据包未能到达目的地，发送者就会知道要重新发送它。此外，可以在设备之间交换控制消息以管理连接参数，确保链路保持稳定和有效。
该模式下传输的数据包的所有连接参数如图2所示。
该图显示了面向连接的数据传输期间数据包和确认的传输。
图 2.面向连接的数据传输模式中数据包的传输和确认。图片由MDPI提供
面向连接模式的优点
面向连接模式的优点是：
可靠性。每一条发送的数据都会被确认。如果数据包未通过，则会再次发送，以确保完整的数据从一个设备发送到另一台设备。
高带宽。专用数据通道增加了可用带宽，从而提高了数据吞吐量。
增强安全性。该模式支持链路层加密，确保数据在传输过程中保密。
分割和重组。 在传输过程中，数据被分割（或“分段”）成更小的块进行传输。收到后，这些部件会重新连接在一起（或“重新组装”）。这确保了即使是大量应用程序数据也能高效传输。
面向连接模式的局限性
这种模式也有局限性，即：
高架。面向连接的模式涉及一系列握手和确认。这可能会带来开销，从而降低非常小的数据传输效率。
功耗较高。持续的确认系统和连接维护可能会导致功耗增加。
可扩展性问题。管理多个同时连接可能变得具有挑战性，特别是在密集连接的环境中。
