Bluetooth

Bluetooth: Беспроводная передача данных и качество звука в аудиоаппаратуре

Bluetooth - это технология беспроводной обмена данными, обеспечивающая связь между различными мобильными устройствами, такими как мобильные телефоны, портативные колонки, акустические системы, ноутбуки, принтеры и цифровые фотоаппараты.

Модуль Bluetooth представляет собой небольшой чип, содержащий высокочастотный приемопередатчик (2.4 - 2.48 МГц), работающий в диапазоне ISM (Industry, Science and Medicine). Изначально расстояние связи ограничивалось 10 метрами, но с появлением на рынке специальных микросхем Bluetooth это расстояние увеличилось до 100 метров. Благодаря радиотехнологии Bluetooth может преодолевать препятствия, что позволяет устройствам оставаться в связи даже при отсутствии прямой видимости.

Версии, профили и кодеки Bluetooth

Существуют различные версии, профили и кодеки Bluetooth. Например, ваше устройство может быть оснащено версией Bluetooth 3.0 и поддерживать музыкальный профиль A2DP, как и многие другие устройства Bluetooth на протяжении многих лет. Внутри профиля A2DP можно использовать разные музыкальные кодеки, такие как MP3, AAC, SBC, aptX, LDAC и другие, для сжатия музыкальных файлов в битрейты, которые могут быть переданы по Bluetooth.

Bluetooth для меломанов

Важно отметить, что наличие Bluetooth-передатчика не гарантирует возможность использования устройства в качестве источника звука для беспроводной аудиоаппаратуры. Не все устройства Bluetooth способны обеспечить качественное воспроизведение музыки без искажений или поддерживать файлы с высоким битрейтом и в формате lossless (Wav, Flac, MP4, APE).

Ключевым аспектом в воспроизведении музыки является версия и профиль Bluetooth.

Современные устройства обычно поддерживают Bluetooth версии 5.0 и выше. Большинство более ранних моделей - 3.0 или 4.0. Важно учитывать, что приобретаемая Bluetooth-колонка может поддерживать только соединение по протоколу 2.1, что может ограничить возможности подключения. Хотя адаптеры совместимы обратно, их использование может ограничиться медленным протоколом. С каждым обновлением версии Bluetooth снижается энергопотребление устройств, а начиная с версии 3.0 добавлен второй модуль для высокоскоростной передачи данных со скоростью до 24 Мбит/с.

Например, версия 2.1 + EDR передает данные со скоростью не более 2,1 Мбит/с, что достаточно для воспроизведения MP3. Однако для воспроизведения аудиовидеопотока рекомендуется использовать версию Bluetooth не ниже 3.0.

Профили Bluetooth

Профили Bluetooth для прослушивания музыки различаются по спецификациям:

1. Headset Profile (HSP) обеспечивает беспроводную передачу моноаудиосигнала с битрейтом 64 кбит/с, что подходит для голосовых вызовов с Bluetooth-гарнитуры.

2. Hands-Free Profile (HFP) также передает моноаудиосигнал, однако с более высоким качеством и поддержкой форматов MP3 и OGG.

3. Advanced Audio Distribution Profile (A2DP) Усовершенствованный Профиль Распространения Звука (Advanced Audio Distribution Profile) необходим для передачи стереоаудиосигнала. Он обеспечивает не только передачу аудиопотока, но и управление сжатием данных перед передачей. Перед появлением профиля A2DP существовала так называемая "голосовая передача" ("voice layer"), предназначенная в основном для использования в гарнитурах и обладающая пропускной способностью всего 64 кбит/с. Остальная часть протокола Bluetooth представляла собой "передачу данных" ("data layer"). Для улучшения качества звука, особенно для передачи стереосигнала, был разработан профиль A2DP. Его суть заключалась в том, чтобы использовать часть доступного битрейта, предназначенного для "передачи данных", и адаптировать его для передачи музыкальных потоков.

4. Audio/Video Remote Control Profile (AVRCP) Профиль Дистанционного Управления Аудио/Видео (Audio/Video Remote Control Profile) работает параллельно и обеспечивает управление функциями воспроизводящих устройств, включая регулировку громкости, переключения треков и так далее.

Кодек для сжатия аудиопотока

Для качественного воспроизведения музыки по протоколу A2DP важен также выбор кодека, используемого для сжатия передаваемого аудиопотока:

- Subband Coding (SBC) является кодеком, используемым по умолчанию в A2DP и может передавать звук с битрейтом до 328 кбит/сек при частоте 48 кГц. Однако он сжимает аудио грубее, чем MP3, что может негативно сказаться на качестве звучания. SBC имеет время задержки 170-270 мс.

- Advanced Audio Coding (AAC) является более продвинутым кодеком, использующим другие алгоритмы сжатия и обеспечивающим лучшее качество звучания по сравнению с SBC.

AptX передает файлы в форматах MP3 и AAC без дополнительного перекодирования, что обеспечивает сохранность качества звука. AptX имеет время задержки 120 мс. Однако стоит отметить, что существует несколько версий aptX, каждая из которых предназначена для различных аудиопотоков: AptX 44,1 кГц, Enhanced AptX 48 кГц, AptX Lossless 96 кГц и AptX Low Latency 48 кГц.

Главные особенности последних двух версий кодека - минимальная задержка воспроизведения звука и сниженная нагрузка на процессор при кодировании. Если воспроизведение потока без потерь не требуется, и задержка звука не играет решающей роли, стоит ограничиться стандартной версией aptX, чтобы избежать дополнительных расходов на поддержку более новых версий.

AptX HD - это усовершенствованная версия кодека aptX с «лёгким» коэффициентом сжатия 4:1 при 576 кб/с., которая позволяет передавать звук с более высокой частотой дискретизации и разрешением до 24 бит/48 кГц. Это делает его особенно подходящим для передачи музыки высокого разрешения, которая требует большего объема данных.

LDAC — это технология аудиокодирования, разработанная Sony, которая обеспечивает передачу содержимого звука высокого разрешения (Hi-Res) с помощью подключения BLUETOOTH. Кодек обеспечивает частоту дискретизации 96 кГц и разрядность 24 бита. LDAC — это кодек с потерями, который использует гибридную схему кодирования для обеспечения более эффективного сжатия данных и передает аудио через Bluetooth с битрейтом выше, чем у кодека aptX HD. Высокое качество звука обеспечивает та же 24-битная частота дискретизации, что и у aptX HD, но скорость передачи в LDAC может достигать 990 кбит/с. Также есть режимы меньшей скорости: 660 кбит/с и 330 кбит/с.

Как включить LDAC в Android?
1. Откройте «Настройки» и перейдите в раздел «Сведения».
2. Семикратно нажмите на пункт «Номер сборки», чтобы открылся скрытый раздел для разработчиков.
3. В перечне настраиваемых разделов откройте появившийся пункт «Параметры разработчика».
4. Откройте пункт «Аудиокодек для передачи через Bluetooth».
5. Среди доступных вариантов отметьте ldac.

С Bluetooth любые два устройства всегда будут работать на самой низкой версии, используя самый простой кодек и протокол. Поэтому, если одно из устройств не поддерживает необходимую технологию, вы не сможете полностью насладиться качеством звучания.

Для продолжительного прослушивания музыки рекомендуется использовать Bluetooth версии не ниже 3.0, кодек aptX и профиль A2DP. Для воспроизведения музыки с высоким битрейтом необходима поддержка кодека aptX Lossless - другие версии не обеспечат такого же качества звучания из-за сжатия данных при передаче на воспроизводящее устройство.

Low Energy Bluetooth

Low Energy — это ответвление основной технологии Bluetooth, ориентированное на более низкое энергопотребление. Оно особенно важно для носимых гаджетов, так как заметно сказывается на времени их автономной работы.

Bluetooth (LE) присутствует на ваших гаджетах, наравне с классической версией, начиная с версии 4.0. Стандарт поддерживают все смартфоны на iOS 5 и новее и Android 4.3 Jellybean и новее.

Связанные разделы:
Wi-Fi mode
Мобильные устройства