Зберегти і прочитати потім -

Технологія Bluetooth названа в честь Харальда Синезубого, стародавнього короля вікінгів. І заради Всевишнього не питайте чому. Краще розберемося з дійсно важливими речами: як вона влаштована, на що здатна, ніж цікава - а чому не цікава - меломанові. І головне, що відбувається з аудіопотоків, коли він залишає смартфон або планшет, щоб дістатися до бездротових навушників або колонок по Bluetooth-каналу.

Сьогодні без підтримки Bluetooth неможливо уявити собі ні смартфон, ні планшет, ні будь-яка інша поважає себе мобільний пристрій. Однак сама технологія з'явилася на світло куди раніше смартфонів і планшетів - ще в 1994-му, а її початковою метою була заміна проводів в начинці телекомунікаційних станцій.

Спочатку у «синього зуба» була маса проблем зі швидкістю і надійністю зв'язку, енергоємністю і сумісністю між різними пристроями, але з часом технологія підросла, з кожною новою версією стаючи помітно спритнішим, економічніше і способней.

На фото Харальд I Синьозубий приймає хрещення. Згідно з легендою (непідтвердженою)
король об'єднав данські поселення в єдину країну. Цей факт і став ідеєю
для Bluetooth - зв'язати всі пристрої одним протоколом

Деякі поліпшення - наприклад, спрощення процедури «спарювання» у версії 2.1 і серйозне зменшення навантаження на акумулятори в поточній версії 4.0 - зробили повсякденне життя меломанів помітно комфортніше. Ще більше комфорту внесло поява технології NFC - в зв'язці з нею Bluetooth взагалі не вимагає ніяких церемоній при взаємній розпізнаванні приймача і передавача, досить просто доторкнутися гаджетами один до одного. Але в цілому на якості передачі звуку прогрес позначився мало: в самому свіжому виданні Bluetooth цей процес влаштований так само, як і в його позаминулому версії десятирічної давності. А власне як?

35 синіх зубів

Як і переважна більшість інших бездротових інтерфейсів, Bluetooth заснований на використанні радіохвиль. Для передачі інформації «синій зуб» використовує радіочастоти в районі 2,4 ГГц - тут же по сусідству «пасуться» Wi-Fi-роутери, бездротові комп'ютерні клавіатури і миші, деякі DECT телефони та маса іншого обладнання.

Чим відрізняється Bluetooth від багатьох інших бездротових технологій? З одного боку - відносно невисокою далекобійністю: радіус її дії не перевищує десятка метрів, а товсті стіни можуть додатково знизити цей показник.

Що цікаво, логотип Bluetooth складається з двох скандинавських рун: «хаглаз»
і «Беркана» (аналоги латинських букв H і B)

З іншого боку - багатофункціональністю. «Синій зуб» можна використовувати в найрізноманітніших цілях: від перекидання фоток на ноутбук до відправки документів на друк, від управління зовнішніми пристроями до потокової трансляції аудіо. Не дивно, що у Bluetooth так багато різних т.зв. «Профілів», кожен з яких забезпечує виконання тієї чи іншої конкретної задачі, визначаючи технічні параметри взаємодії між Bluetooth-передавачем і приймачем. Загальна кількість профілів вимірюється десятками (згідно зі статтею на Wikipedia базових 35 штук), за передачу звуку відповідають тільки три. Чим вони відрізняються один від одного?

Bluetooth-профілі HSP, HFP і A2DP

Перший з аудіопрофіль Bluetooth носить ім'я HSP - Headset Profile. Як можна зрозуміти з назви, він створений для роботи з мобільними гарнітурами і заточений під базову передачу голосу з усіма наслідками, що випливають звідси наслідками: аудіо допускається тільки в моно форматі і з бітрейтом не вище 64 кБ / c. У порівнянні з цим звуком навіть пережатие MP3 здаються божественним насолодою для вух.

Другий - HFP, Handsfree Profile - являє собою трохи більш просунуту версію того ж профілю. Його адресат - все ті ж монофонические гарнітури, так що стерео як і раніше не підтримується, але якість звуку трохи вище. Втім, для прослуховування музики цей профіль як і раніше не підходить.

Як тільки з'явився A2DP, багато Hi-Fi-виробники звернули на нього увагу.
Але раніше за всіх були невеликі компанії, які зробили адаптери, як наведений на фото GOgroove BlueGate, -
невелика коробочка з ЦАПОМ і підсилювачем для навушників всередині.

Для цього передбачено спеціальний профіль A2DP - Advanced Audio Distribution Profile. Саме він відповідає за з'єднання мобільних пристроїв з бездротовими колонками і навушниками. Профіль A2DP дозволяє джерела звуку знайти спільну мову з бездротовою акустикою, а головне - управляє стисненням аудіо для відправки по «синьозубий» канал. Уникнути цієї процедури не можна через невисоку пропускну здатність Bluetooth, але рівень компресії, що використовуються для стиснення алгоритми і, в кінцевому підсумку, втрати в якості звуку можуть помітно варіюватися. Ось тут-то, як то кажуть, і виникають нюанси.

Кодек SBC тисне грубіше MP3

Як відомо, стискати звук можна по-різному. З втратами в якості або без них, з низьким або високим бітрейтом, з різними настройками, із застосуванням різних кодеків. Замість якогось із повсюдно поширених кодеків для стиснення аудиопотока в профілі A2DP за замовчуванням застосовується власний алгоритм компресії Subband Coding - або, попросту, SBC.

Порівняння, проведене Брентом Баттервутом (автор About.com),
показує різницю в тому, які шуми виникають при подачі тони 5, 10, 12.5 і 20 кГц.
Синя лінія - aptX, зелена - SBC (джерело)

Обробка звуку по методам SBC має чимало спільного з добре всім знайомим MP3-стисненням, але пріоритети збудовані дещо по-іншому: головне завдання - не стільки мінімізувати звукові втрати, скільки спростити обчислення. Все повинно бути швидко, просто і легко здійснимо навіть для самого кволого мобільного процесора.

В результаті SBC обходиться зі звуком без зайвих церемоній - наприклад, частоти вище 14 кГц при конвертації просто відрізаються, в результаті чого частотний діапазон помітно звужується. Тож не дивно, що навіть при рівному бітрейте з MP3 (а SBC допускає бітрейт до 320 кБ / c) аудіо в SBC-кодуванні звучить помітно гірше.

На цьому графіку показані спектри при трансляції сигналу 1 кГц через aptX (синій)
і SBC (зелений), а також 4 кГц - aptX (пурпурний) і SBC (червоний) (джерело)

В результаті при використанні дефолтного кодувальника передача по Bluetooth погіршує звучання не тільки нестислого аудіо, але і звичайних mp3-файлів - адже в процесі бездротової транспортування вони спершу декодируются, а потім знову стискаються, на цей раз куди грубо. На щастя, SBC - основний, але не обов'язково єдиний інструмент для компресії аудиопотока, який є в арсеналі A2DP. Є й інші, більш цікаві пропозиції.

Advanced Audio Coding: просунуте, але не ідеальне

Базовий кодек SBC з його скромними музичними здібностями - не найкращий засіб привернути увагу меломанів до Bluetooth-технології. Ось чому розробники багатьох «Синьозубого» пристроїв, особливо в топовом сегменті, комплектують профіль A2DP опциональнимі, більш просунутими засобами стиснення звуку. Найпопулярніше з цих коштів - алгоритм AAC.

На відміну від кодека SBC, знайомого хіба що любителям глибше покопатися в технічних специфікаціях Bluetooth, абревіатура AAC непогано відома широких народних мас. Ще б! Адже саме цей формат використовується, наприклад, в iTunes. Початковою завданням розробників алгоритму було перевершити MP3 за якістю звучання при одних і тих же бітрейтах - не випадково його ім'я розшифровується як Advanced Audio Coding, «просунуте кодування звуку».

За рахунок більш складних алгоритмів AAC дійсно зберігає більше музичної інформації, ніж mp3, і вже тим більше SBC. Тож не дивно, що його включення в набір кодеків, підтримуваних профілем A2DP, помітно покращує звучання Bluetooth-колонок і навушників.

Головне - переконатися в тому, що кодек AAC підтримується обома «Синьозубого» девайсами: і тим, що служить передавачем аудіосигналу, і тим, що працює на його прийомі. Якщо з пари таких пристроїв кодування AAC здатне зрозуміти лише одне - профіль A2DP автоматично відкочується назад на базовий кодек. З цілком очевидними наслідками для звучання.

Кодек aptX має свій логотип, тому що розроблений і запатентований компанією CSR

Кодек AptX: кращий варіант для меломана

Ще більш просунуте стиснення звуку забезпечує кодек aptX, який активно просуває на ринку бездротового Bluetooth-аудіо компанія CSR. Творці пропагують його як засіб для бездротової передачі музики «в CD-якості».

Насправді це не зовсім так, хоча алгоритми, що лежать в основі aptX, за принципом своєї роботи дійсно нагадують лосслесс-кодувальники, що ущільнюють аудиопоток без втрати звукової інформації. Серед достоїнств aptX - здатність до Bluetooth-трансляції MP3 і AAC без додаткової обробки, а значить, і без погіршення звуку.

Спеціальна версія aptX Low Latency, заточена під запити геймерів і кіноманів, забезпечує ще й мінімальну затримку в доставці сигналу - а значить, перегляд кіно без відставання реплік від міміки персонажів.

Кодек aptX забезпечує передачу аудіо з бітрейтом до 352 кБ / с, не буде відрізати великі букви і розсовує частотний діапазон до цілком солідних 10 Гц - 22 кГц, але висока складність застосовуваних алгоритмів вимагає від мобільних процесорів потроєною обчислювальної потужності в порівнянні з базовим SBC. Саме тому підтримка aptX зустрічається серед «Синьозубого» приладів досить рідко, найчастіше - в преміальному сегменті смартфонів.

Втім, заради того, щоб стати володарем смартфона з aptX, не обов'язково викладати так вже й багато готівки: в каталогах Samsung, Sony, HTS і Asus представлено чимало моделей з підтримкою просунутого кодека, в тому числі цілком доступних за ціною.

Як і у випадку з AAC, при бездротовому з'єднанні джерела звуку з колонками або навушниками слід переконатися, що кодек aptX підтримується обома пристроями. Лише в цьому випадку можна не сумніватися, що ти дійсно вичавлюєш з «синього зуба» максимум його музичного потенціалу.

Підготовлено за матеріалами журналу "Stereo & Video", квітень 2015 р www.stereo.ru