Bluetooth Mesh trong nhà thông minh khác gì kết nối Bluetooth điểm-điểm thông thường

Bóng đèn thông minh, công tắc, cảm biến trong một căn nhà có thể lên tới vài chục thiết bị, nhưng người dùng không phải ghép nối (pair) từng cái một với điện thoại như cách vẫn làm với tai nghe hay loa Bluetooth. Đó là vì các hệ sinh thái nhà thông minh dùng Bluetooth Mesh, một kiến trúc mạng khác hẳn về bản chất so với kết nối Bluetooth điểm-điểm quen thuộc.

Kết nối điểm-điểm truyền thống giới hạn ở một cặp thiết bị

Bluetooth cổ điển, kể cả BLE dùng cho tai nghe hay vòng đeo tay, vận hành theo mô hình GATT với quan hệ trung tâm (central) và ngoại vi (peripheral): một điện thoại kết nối trực tiếp với một thiết bị, dữ liệu đi thẳng giữa hai bên qua kênh riêng đã thiết lập lúc ghép nối. Mô hình này phù hợp thiết bị cá nhân dùng một-một, nhưng không mở rộng tốt khi cần điều khiển hàng chục thiết bị cùng lúc vì mỗi kết nối tiêu tốn tài nguyên riêng và bị giới hạn bởi số kết nối đồng thời của chip Bluetooth.

Bluetooth Mesh vận hành theo mô hình publish/subscribe

Thay vì kết nối trực tiếp, Bluetooth Mesh cho mỗi thiết bị công bố trạng thái hoặc lệnh lên các nhóm địa chỉ nhất định, và các thiết bị khác đăng ký nhận những nhóm địa chỉ liên quan đến mình. Khi bật một công tắc, bản tin lệnh được gửi tới nhóm địa chỉ của các bóng đèn liên kết, không cần biết chính xác bóng đèn nào đang ở đâu. Cơ chế này cho phép một lệnh điều khiển đồng thời nhiều thiết bị mà không cần thiết lập kết nối riêng với từng cái.

Cơ chế relay giúp mở rộng phạm vi phủ sóng

Vì tầm phát của BLE trên mỗi thiết bị khá hạn chế, Bluetooth Mesh dùng cơ chế managed flooding: các thiết bị hỗ trợ vai trò relay nhận bản tin rồi phát lại cho thiết bị lân cận khác, giúp bản tin lan tỏa khắp mạng lưới dù nguồn phát và đích đến không nằm trong tầm sóng trực tiếp của nhau. Càng nhiều thiết bị đóng vai trò relay, mạng mesh càng ổn định vì có nhiều đường lan truyền dự phòng, khác hẳn kết nối điểm-điểm chỉ có một đường truyền duy nhất và sẽ đứt hoàn toàn nếu đường đó bị chặn.

Vì sao không cần router hay hub trung tâm cho từng lệnh

Khác với một số hệ smart home cần hub trung gian dịch lệnh, Bluetooth Mesh xử lý việc định tuyến bản tin ngay trong lớp giao thức Bluetooth giữa các thiết bị với nhau, hub nếu có chỉ đóng vai trò cổng kết nối ra internet để điều khiển từ xa hoặc tích hợp trợ lý ảo, không phải điểm trung chuyển bắt buộc cho mọi lệnh. Nhờ đó hệ thống vẫn hoạt động ở mức cơ bản, như bật tắt đèn bằng công tắc vật lý, ngay cả khi mất kết nối internet.

Hiểu nhầm thường gặp

“Bluetooth Mesh chắc cũng giống Wi-Fi mesh, chỉ khác tên gọi” là suy nghĩ nhầm lẫn hai công nghệ khác bản chất. Wi-Fi mesh mở rộng vùng phủ mạng internet tốc độ cao cho thiết bị client thông thường, các node giao tiếp theo kiểu định tuyến IP quen thuộc. Bluetooth Mesh phục vụ mục tiêu khác: điều khiển số lượng lớn thiết bị công suất thấp bằng bản tin ngắn qua cơ chế flooding có quản lý, không định tuyến theo IP và không nhằm truyền dữ liệu băng thông lớn như video hay duyệt web.

Xem thêm

Nội dung này thuộc cụm bài Wi-Fi & Bluetooth ổn định: tổng hợp bài viết. Xem thêm Kết nối đồng thời nhiều thiết bị Bluetooth (đa điểm/multipoint) hoạt động thế nào, máy nào hỗ trợ.