Как музыка передается без проводов и что влияет на ее качество
Вряд ли в современном городе найдешь человека, незнакомого с Bluetooth. Если первые устройства с этой технологией пересылали данные, то позже появилась возможность использовать Bluetooth для двусторонней передачи голоса (то есть для разговора, например, по телефону), а затем стало возможным приемлемое прослушивание музыки. В 2017 году в мире было выпущено 3,6 миллиарда устройств, поддерживающих эту технологию, и ежегодно их количество возрастает.

Молодое поколение во всю использует этот стандарт с беспроводными наушниками и модными портативными колоночками. И причина здесь не только в освобождении от не всегда удобных проводов. Все больше производителей смартфонов, стремящихся делать их тоньше, отказываются от разъемов миниджек и не оставляют владельцам выбора.

bl-1.jpg


Сама технология Bluetooth появилась в 1998 году и названа по предложению одного из сотрудников компании Intel в честь датского короля Х века Гарольда Гормссона по прозвищу «Синий зуб». Именно так переводится с английского Bluetooth.
За технологией следит организация Bluetooth Special Interest Group (SIG), объединяющая более 35000 компаний-производителей. Сам стандарт можно разделить на группы.

Bluetooth Low Energy (LE) требует меньше ресурсов за счет меньшего пакета данных и меньшего количества используемых радиоканалов (40 вместо 79). С его помощью можно не только соединять два устройства, но и вещать сразу на несколько, а также объединять их в сеть. Качественно музыку в этом случае послушать не удастся, так как сигнал передается только в речевом диапазоне.
Bluetooth Classic уже позволяет насладиться музыкой, но поддерживает соединение только двух устройств и, конечно, требует больше ресурсов. Совсем недавно анонсировали Bluetooth LE Audio, объединяющий достоинства LE и Classic.
Также у технологии Bluetooth есть профили передачи данных. Они определяют диапазон действий, выполняемый устройствами (передача текстовых сообщений, управление и пр.) Так HFP отвечает за возможность телефонных разговоров, а для прослушивания музыки применяются A2DP (передача стереосигнала) и AVRCP (передача стереосигнала + управление источником с приемника).

Данные передаются пакетами и для того, чтобы это было сделать легче и они равномерно поступали в принимающее устройство (наушники), передающее устройство (смартфон) кодирует (сжимает) файл. Теперь, при поступлении данных в наушники, им нужно данные раскодировать. Для этого необходимы аудиокодеки – специальные алгоритмы, которые должны быть одинаковые в обоих устройствах.
Сжатие музыки – дело непростое. Оно основано на удалении звуков, которые человек с психоакустической точки зрения не слышит. Другими словами, часть звуков просто отрезается, что приводит к ухудшению качества музыки, для многих, впрочем, некритичного.

bl-2.jpg

PistonBuds ECS3001T

Теперь давайте разберем основные параметры цифрового аудиофайла.
Частота семплирования (Sample rate), как и любая частота, измеряется в Герцах (Гц). Звук представляет собой синусоиду и чтобы оцифровать ее, производятся замеры ее амплитуды. Чем чаще мы производим эти замеры, тем точнее мы можем описать эту синусоиду. Для хорошего воспроизведения музыки существует стандартное значение 44,1 кГц, но сейчас, для улучшения качества звука, применяют и такие показатели, как 48, 96 и даже 192 кГц.

Разрядность (Bit depth) обычно составляет 16 или 24 бит. Этот параметр описывает динамический диапазон музыки, а именно разницу между самыми тихими и самыми громкими звуками и влияет на качество воспроизведения в этом диапазоне. Скорость передачи данных (Bitrate) измеряется в битах в секунду (б/с). Наверняка вы слышали о цифрах 128, 256 и 320, применимым к файлам mp3. Это и есть скорость передачи данных. Чем больше данных мы сможем передать за единицу времени, тем полнее будет информация о файле. Данный параметр можно вычислить по формуле: частота семплирования помноженная на разрядность, помноженная на количество каналов. CD-аудио имеет следующие показатели: 44,1 кГц, 16 бит, 2 канала (стерео). Значит скорость передачи будет 44,1 х 16 х 2 = 1411 кб/с. Перейдем к основным кодекам. Информация по ним противоречива, а разработчики наперебой хвалят свои продукты. Каждое современное устройство имеет в своем арсенале как минимум два из них.

SBC (Low Complexity Subband Coding) – самый первый, простой и несовершенный кодек для аудио, который есть во всех устройствах и используется по умолчанию, если другие кодеки не поддерживаются. Он выдает не самое лучшее качество звука. Частота семплирования до 48кГц и разрядность 16 бит – неплохие показатели, но скорость 348 кб/с явно не высока. Если вы не слишком требовательны к звуку или слушаете музыку в шумных условиях, то SBC вполне может подойти. Тем более он не требует больших ресурсов, а значит экономит вашу батарею. Работает в профиле A2DP.

В 2020 году миру был представлен новый базовый кодек LC3, призванный заменить устаревший и неэффективный SBC. LC3 (Low Complexity Communications Codec) должен улучшить звук и не требует много энергии. Этот кодек может работать лишь с версией Bluetooth 5.2.
Advanced Audio Coding (AAC) использует сложные алгоритмы и, соответственно, потребляет больше энергии. ААС является базовым кодеком на устройствах iOS и выдает на них звук лучше, чем Android с этим же кодеком, так как важен не только сам кодек, но и как производитель интегрирует его в свою продукцию и какие параметры ему задает. Работает в профиле A2DP и поддерживает 16 бит, 44,1 кГц и 256 кб/с, но, несмотря на столь скромные показатели выдает лучший результат, чем SBC и сравним с качеством mp3 320.

bl-3.jpg

1MORE Triple Driver E1001BT

aptX ¬– разработан компанией Qualcomm. aptX работает только с Android и создан как более передовая альтернатива SBC и, хотя, параметры аудио у них сходные, этот кодек ощутимо лучше. В отличие от примеров выше aptX использует алгоритм сжатия ADPCM, построенный не на принципе удаления и маскировки тихих звуков, а на сужении полосы пропускания. Поддерживает до 48 кГц, 16 бит, 348 кб/с.
aptX HD – это улучшенная версия aptX, которая характеризуется уменьшением шума и улучшенным динамическим диапазоном. Он не так широко распространен как aptX, но его аудиопараметры достигают 48 кГц, 24 бит, 576 кб/с. aptX HD – не отдельный кодак, а aptX с дополнением.
Еще одно дополнение – aptX LL – характеризуется низкой задержкой обработки и передачи сигнала. Он будет полезен для игр и просмотра видео, так как звуковая дорожка не будет отставать от видео. Его параметры 44,1 кГц, 16 бит, 352 кб/с и смартфонами он не поддерживается.

Редко встречается aptX Adaptive. Он отличается более высокой скоростью 420 кб/с.
LDAC от Sony и китайский ответ LHDC поддерживают параметры 96 кГц, 34 бит, 990 кб/с и называют себя Hi-Res аудиокодеками. На самом деле максимум на что они способны – передача звука, сравнимого с CD. Причем для этого нужны очень хорошие условия для связи. Наушников, способных декодировать данный формат крайне мало.
Очень много зависит и от самого устройства. Так, например, некоторые производители специально ограничивают характеристики кодека, так как процессору может не хватать мощности на все эти манипуляции со звуком.
Кроме того, более высокие показатели в спецификации не означают, что звук данного кодека лучше, так как его алгоритмы могут быть не столь совершенны, как у его конкурентов.

И конечно, не стоит забывать про все остальное, что есть в наушниках помимо декодера. А именно динамики, которые должны быть качественными, так как вне зависимости от звука на плохих динамиках вы ничего хорошего не услышите. Как мы с вами видим, качеству аудио, переданному по Bluetooth, мягко говоря, еще есть куда расти, но постоянное совершенствование кодеков и процессоров не может не радовать любителей музыки без проводов.

С другой стороны, крайне малое количество людей в нормальных условиях способно отличить CD от mp3 320, поэтому текущее положение вещей вполне удовлетворяет подавляющее большинство пользователей, а дальше качество будет только расти. Кстати, на него влияют и условия связи.
Чем дальше приемник и передатчик друг от друга, тем хуже звук, так как это снижает скорость передачи данных. Bluetooth способен работать через стену, но это также негативно повлияет на передачу сигнала. Bluetooth чувствителен к интерференции, поэтому излучение радиоприемников и мобильных телефонов не улучшат качество музыки. Технология постоянно совершенствуется, поэтому чем свежее у вас версия Bluetooth, тем она, скорее всего лучше. Наслаждайтесь музыкой! Поддержка кодеков и профилей наушниками 1MORE:

Модель Кодеки Профили
EVO AAC / SBC HFP / A2DP / AVRCP
ComfoBuds Mini AAC / SBC HFP / A2DP / AVRCP
PistonBuds Pro AAC / SBC HFP / A2DP / AVRCP
ComfoBuds 2 AptX Adaptive / AAC / SBC HFP / A2DP / AVRCP
ColorBuds 2 AAC / SBC HFP / A2DP / AVRCP



Также в блоге 1more