В современном мире беспроводные колонки и наушники стали неотъемлемой частью нашей жизни. Мы можем отдыхать дома, заниматься спортом или слушать музыку в дороге, не путаясь в проводах. Технология Bluetooth, которая стала стандартом для передачи звука, отвечает за эту свободу.
Принцип ее работы довольно прост. Музыка преобразуется в специальный цифровой сигнал с вашего смартфона или ноутбука, а затем отправляется по радиоканалу на устройство-приёмник, например, наушники. Затем сигнал снова превращается в звук, который мы слышим. Все это происходит почти мгновенно.
Тем не менее, звук Bluetooth не всегда идеальный. Он сильно зависит от версии технологии и кодеков, используемых для передачи музыки. С помощью современных стандартов, таких как aptX или AAC, можно получить звук, очень близкий к первоначальному, особенно если у вас есть подписка на стриминговый сервис, который поддерживает высокий битрейт.
Зная, как работает Bluetooth и как влияет на качество звука, вы сможете оптимизировать настройку своих устройств и получить максимальное удовольствие от прослушивания. Давайте поговорим об этом подробнее.
С чего всё началось
Когда еще не было смартфонов и беспроводных наушников, шведская компания Ericsson, известный производитель телекоммуникационного оборудования, начала разрабатывать стандарт Bluetooth в далеком 1994 году. Как и позднее появившийся стандарт USB, Bluetooth должен был заменить интерфейс последовательной передачи данных RS-232, но не использовал проводов. Bluetooth, как и все другие интерфейсы, был универсальным, то есть не специализировался на трансляции данных или аудио.
| Факт | Немного странное название Bluetooth (синий зуб) технология беспроводной передачи данных получила от древнего короля викингов Харальда Синезубого (Harald Blåtand). По преданиям именно этот правитель много сделал для объединения разрозненных датских княжеств в единое государство. Так и технология Bluetooth призвана объединять в единый информационный организм самые разнообразные устройства. |
В 1998 году были разработаны первые спецификации стандарта, а в 1999 году была создана ассоциация Bluetooth SIG, в которую присоединились IBM, Intel, Toshiba и Nokia, кроме Ericsson. Эта организация сегодня состоит из более 18 тысяч предприятий, специализирующихся на разных областях, и Bluetooth практически стал стандартом беспроводной передачи данных между мобильными устройствами на короткие расстояния, до 10 метров. В 2002 году стандарт телекоммуникаций IEEE 802.15-1 включил Bluetooth.
Как это работает
Bluetooth использует диапазон ISM (Industrial-Scientific-Medical) 2,4–2,4835 ГГц, как и многие другие бытовые беспроводные интерфейсы. Это так называемый «свободный» диапазон, в котором могут взаимодействовать устройства с различными целями. Он также используется в стандарте Wi-Fi, беспроводных телефонах DECT и различной беспроводной периферии для компьютеров. Таким образом, на этой области радиочастотного спектра довольно ограничено. Основная проблема Bluetooth — это сети Wi-Fi. Во-первых, список доступных сетей Wi-Fi на вашем смартфоне очень распространен, поэтому, если вы живете в многоквартирном доме, в нем, скорее всего, будет несколько десятков позиций.
Кроме того, Wi-Fi для связи использует достаточно широкие каналы – 13 каналов по 22 МГц. Технология Bluetooth работает с 79 каналами, которые довольно узкие – 1 МГц. При этом, передатчик и приёмник меняют рабочий канал по специальному алгоритму 1 600 раз в секунду, что позволяет минимизировать вероятность наложения сигналов. Для исключения пересечения с широкими каналами Wi-Fi применяется технология AFH (Adaptive Frequency Hopping) – при выборе очередного варианта для переключения каналы, попадающие на широкий канал Wi-Fi, игнорируются, чем достигается довольно высокая помехоустойчивость связи.
Транслируем звук
Идея использования Bluetooth в том числе и для беспроводной трансляции аудио возникла практически сразу с появлением этого интерфейса. Но на первых порах речь не шла о работе с музыкальным материалом – стандарт применяли для связи мобильных телефонов с гарнитурами, что не требовало обеспечения высокого качества звучания. Для передачи по каналу Bluetooth аудиоинформации в стандарт была добавлена поддержка так называемых профилей. Первым таким профилем стал HSP (Headset Profile) – он позволял транслировать монофонический аудиосигнал с битрейтом до 64 кб/с. Понятно, что ни о каком прослушивании музыки с использованием этого профиля речь не шла.
Вторым профилем для передачи аудио стал HFP (Hands Free Profile). Как и предшественник, он был ориентирован на обеспечение связи с телефонными гарнитурами, а усовершенствования касались только расширения функционала и сервисных функций.
Первым профилем, который без оговорок можно было использовать для трансляции музыки, стал A2DP (Advanced Audio Distribution Profile). Главным новшеством этого профиля стала возможность синхронизации использования и управления сжатием аудио. Сравнительно невысокая пропускная способность канала Bluetooth вынуждает использовать сжатие цифрового потока, однако, насколько эффективно это делается определяется используемым кодеком.
Отличный способ слушать музыку без проводов — передача музыки по Bluetooth. Достаточно подключить телефон к колонке, наушникам или магнитоле в машине, и музыка будет передаваться по воздуху. Качество приема зависит от версии Bluetooth и кодека, но различия редко заметны при повседневном использовании. Главное, что устройства должны быть рядом друг с другом, иначе звук может задерживаться или прерываться.
Сжимаем звук
Самым старым и наименее эффективным кодеком, используемым в профиле A2DP, стал SBC (Subband Coding). По сути это вариант кодека MP3, оптимизированный для снижения нагрузки на процессор, что очень важно, поскольку при трансляции аудио сжатие/распаковка материала должны проводится в реальном времени. Именно поэтому, несмотря на то, что SBC поддерживает битрейт до 345 кб/с, аудио в формате MP3, закодированное с битрейтом 320 кб/с, звучит заметно лучше.
Существенно более высокое качество звучания предлагает кодек AAC (Advanced Audio Coding). Этот кодек хорошо известен приверженцам техники Apple – в мобильных гаджетах и наушниках “яблочной” компании именно AAC обеспечивает наилучшее качество звучания. Соответственно, он реализован в программе iTunes и сервисе Apple Music. Важный момент – для его использования оба связывающихся устройства – и смартфон, и наушники, должны поддерживать AAC. В ином случае придется довольствоваться качеством, обеспечиваемым стандартным для A2DP кодеком SBC.
Кодек aptX стал большим прорывом для любителей качественного воспроизведения музыки. В нем поддерживается частотный диапазон от 10 Гц до 22 кГц и транслируется стереофонический сигнал с битрейтом до 352 кб/с. Тем не менее, наиболее важным преимуществом кодекса aptX является то, что он позволяет транслировать аудио в форматах MP3 и AAC без необходимости повторной обработки. Лучшее звучание получается с меньшим количеством изменений. В 2009 году была выпущена улучшенная версия кодека aptX HD, которая позволяла передавать данные с битрейтом до 576 кб/с. Чтобы использовать кодек aptX, оба устройства должны поддерживать его, как и для AAC.
Ещё дальше пошла компания Sony, предложив кодек LDAC с рекордным на сегодня для Bluetooth битрейтом 990 кб/с, что позволяет транслировать аудио с параметрами 24 бит/96 кГц. На первых порах этот кодек был реализован только в смартфонах и наушниках Sony, но начиная с Android 8.0 LDAC реализован в базовой версии Android – то есть, для использования этого продвинутого кодека достаточно выбрать наушники, которые его поддерживают.
Технология Bluetooth практически вошла в нашу жизнь, освободив нас от зависимости от проводов. Теперь просто нажать один тап на экране телефона, чтобы слушать музыку на колонке, в наушниках или в автомобиле. Это удобство стало очень распространенным.
Очевидно, что беспроводная передача имеет свои особенности. Сжатие может привести к потере качества звука, а иногда помехи прерывают связь. Инженеры, с другой стороны, постоянно работают над улучшением ситуации. Звук лучше, а связь стабильнее благодаря новым кодекам, таким как aptX или LDAC, а также стандартам Bluetooth 5.0.
Основное преимущество Bluetooth — это свобода. Легко соединять устройства и свободно двигаться без кабелей. Продолжая развиваться, эта технология сделает наше взаимодействие с музыкой еще более естественным и непринужденным.
