Technologie Bluetooth je pojmenována po Haraldu Bluetooth, starověkém vikingském králi. A pro Boha se neptejte proč. Je lepší zjistit opravdu důležité věci: jak to funguje, čeho je schopné, proč je to zajímavé – a proč ne – pro milovníka hudby. A co je nejdůležitější, co se stane s audio streamem, když opustí smartphone nebo tablet a dostane se k bezdrátovým sluchátkům nebo reproduktorům přes Bluetooth.

Dnes je nemožné si představit smartphone, tablet nebo jakékoli jiné mobilní zařízení bez podpory Bluetooth. Samotná technologie se však zrodila mnohem dříve než chytré telefony a tablety – už v roce 1994 a jejím původním účelem bylo nahradit dráty v náplních telekomunikačních stanic.

Zpočátku měl „modrý zub“ spoustu problémů s rychlostí a spolehlivostí komunikace, spotřebou energie a kompatibilitou mezi různými zařízeními, ale postupem času se technologie rozrostla a každá nová verze se stala znatelně rychlejší, ekonomičtější a schopnější.

Na fotografii je pokřtěn Harald I Bluetooth. Podle legendy (nepotvrzené) král spojil dánské osady do jediné země. Tato skutečnost se stala myšlenkou pro Bluetooth – propojit všechna zařízení jedním protokolem

Některá vylepšení – například zjednodušení postupu „párování“ ve verzi 2.1 a výrazné snížení zátěže baterií v aktuální verzi 4.0 – výrazně zpříjemnily každodenní život milovníků hudby. Nástup technologie NFC přinesl ještě větší komfort - Bluetooth ve spojení s ní nevyžaduje vůbec žádný ceremoniál vzájemného rozpoznávání přijímače a vysílače, stačí se gadgety vzájemně dotýkat. Ale obecně má pokrok na kvalitu přenosu zvuku jen malý vliv: v nejnovějším vydání Bluetooth je tento proces uspořádán stejně jako v jeho předminulé verzi před deseti lety. Ale jak přesně?

35 modrých zubů

Stejně jako naprostá většina ostatních bezdrátových rozhraní je i Bluetooth založeno na využití rádiových vln. K přenosu informací využívá „modrý zub“ rádiové frekvence v oblasti 2,4 GHz – „pasou“ se zde Wi-Fi routery, bezdrátové počítačové klávesnice a myši, některé DECT telefony a spousta dalšího vybavení.

Jak se Bluetooth liší od mnoha jiných bezdrátových technologií? Na jednu stranu má poměrně nízký dosah: jeho akční rádius nepřesahuje deset metrů a tlusté stěny mohou tento údaj ještě snížit.

Zajímavé je, že logo Bluetooth se skládá ze dvou skandinávských run: „haglaz“ a „berkana“ (analogy latinských písmen H a B)

Na druhou stranu - multifunkčnost. „Modrý zub“ lze použít pro širokou škálu účelů: od přenosu fotografií do notebooku po odesílání dokumentů k tisku, od ovládání externích zařízení po streamování zvuku. Není divu, že Bluetooth má tolik různých tzv. „profily“, z nichž každý zajišťuje provedení určitého úkolu, definující technické parametry interakce mezi vysílačem a přijímačem Bluetooth. Celkový počet profilů se měří v desítkách (podle článku na Wikipedii je základních 35), pouze tři mají na starosti přenos zvuku. Jak se od sebe liší?

Bluetooth profily HSP, HFP a A2DP

První z Bluetooth audio profilů se nazývá HSP – Headset Profile. Jak název napovídá, je navržen pro práci s mobilními náhlavními soupravami a je přizpůsoben pro základní přenos hlasu se všemi z toho vyplývajícími důsledky: zvuk je povolen pouze v mono formátu a s datovým tokem nepřesahujícím 64 kB/s. V porovnání s tímto zvukem působí i komprimované MP3 jako boží slast pro uši.

Druhý – HFP, Handsfree Profile – je o něco pokročilejší verzí stejného profilu. Jeho cílovou skupinou jsou stejná monofonní sluchátka, takže stereo stále není podporováno, ale kvalita zvuku je o něco vyšší. Tento profil však stále není vhodný pro poslech hudby.

Jakmile se objevil A2DP, mnoho výrobců hi-fi si toho všimlo. Ale před všemi ostatními byly malé společnosti, které vyráběly adaptéry, jako je GOgroove BlueGate zobrazený na fotografii - malá krabička s DAC a sluchátkovým zesilovačem uvnitř.

Pro tento účel je k dispozici speciální profil A2DP - Advanced Audio Distribution Profile. Právě on je zodpovědný za propojení mobilních zařízení s bezdrátovými reproduktory a sluchátky. Profil A2DP umožňuje zdroji zvuku najít společný jazyk s bezdrátovou akustikou, a co je nejdůležitější, řídí kompresi zvuku pro odesílání přes kanál „bluetooth“. Tomuto postupu se nelze vyhnout kvůli malé šířce pásma Bluetooth, ale úroveň komprese, algoritmy použité pro kompresi a nakonec i ztráty kvality zvuku se mohou výrazně lišit. Tady, jak se říká, vznikají nuance.

Kodek SBC mačká hruběji než MP3

Jak víte, zvuk lze komprimovat různými způsoby. Se ztrátou kvality nebo bez ní, s nízkým nebo vysokým datovým tokem, s různým nastavením, pomocí různých kodeků. Namísto jednoho z všudypřítomných kodeků pro kompresi audio streamu používá profil A2DP ve výchozím nastavení svůj vlastní kompresní algoritmus Subband Coding – nebo jednoduše SBC.

Srovnání provedené Brentem Butterwoodem (autorem webu About.com) ukazuje rozdíl v tom, jaký šum vzniká, když je aplikován tón při 5, 10, 12,5 a 20 kHz. Modrá čára - aptX, zelená - SBC()

Zpracování zvuku pomocí metod SBC má mnoho společného se známou kompresí MP3, ale priority jsou strukturovány poněkud jinak: hlavním úkolem není ani tak minimalizovat ztráty zvuku, ale zjednodušit výpočty. Vše by mělo být rychlé, jednoduché a snadno proveditelné i pro ten nejjemnější mobilní procesor.

Díky tomu se SBC vypořádává se zvukem bez zbytečných obřadů – například frekvence nad 14 kHz se při převodu jednoduše oříznou, v důsledku čehož se frekvenční rozsah znatelně zúží. Není divu, že i při stejném datovém toku jako MP3 (a SBC umožňuje datové toky až 320 kB/s) zní zvuk kódovaný SBC znatelně hůře.

Tento graf ukazuje spektra při přenosu signálu 1 kHz přes aptX (modrá) a SBC (zelená), stejně jako 4 kHz - aptX (purpurová) a SBC (červená) ()

Výsledkem je, že při použití výchozího kodéru přenos přes Bluetooth znehodnocuje zvuk nejen nekomprimovaného audia, ale i běžných mp3 souborů – při bezdrátovém přenášení jsou totiž nejprve dekódovány a poté znovu zkomprimovány, tentokrát mnohem hruběji. Naštěstí je SBC hlavním, ale ne nutně jediným nástrojem pro kompresi audio streamu, který má A2DP ve svém arzenálu. Existují další, zajímavější návrhy.

Pokročilé kódování zvuku: pokročilé, ale ne dokonalé

Základní kodek SBC se svými skromnými hudebními schopnostmi není tím nejlepším způsobem, jak přitáhnout pozornost milovníků hudby k technologii Bluetooth. Proto vývojáři mnoha zařízení s modrými zuby, zejména v nejvyšším segmentu, doplňují profil A2DP o volitelné, pokročilejší nástroje pro kompresi zvuku. Nejoblíbenějším z těchto nástrojů je algoritmus AAC.

Na rozdíl od kodeku SBC, který znají jen ti, kteří rádi pronikají hlouběji do technických specifikací Bluetooth, je zkratka AAC široké veřejnosti dobře známá. Ještě by! Ostatně je to formát používaný například v iTunes. Původním cílem vývojářů algoritmů bylo překonat MP3 v kvalitě zvuku při stejných přenosových rychlostech – není náhodou, že jeho název znamená Advanced Audio Coding, „pokročilé kódování zvuku“.

Díky složitějším algoritmům ukládá AAC ve skutečnosti více hudebních informací než mp3, a ještě více SBC. Není divu, že jeho zařazení do sady kodeků podporovaných profilem A2DP výrazně zlepšuje zvuk Bluetooth reproduktorů a sluchátek.

Hlavní věc je ujistit se, že kodek AAC je podporován oběma „modrými“ zařízeními: jak tím, který slouží jako vysílač zvukového signálu, tak tím, který pracuje na jeho příjmu. Pokud pouze jedno z dvojice takových zařízení rozumí kódování AAC, profil A2DP se automaticky vrátí zpět na základní kodek. S celkem zřejmými důsledky pro zvuk.

Kodek AptX: nejlepší volba pro milovníky hudby

Ještě pokročilejší kompresi zvuku poskytuje kodek aptX, který CSR aktivně propaguje na trhu bezdrátového zvuku Bluetooth. Tvůrci jej propagují jako prostředek pro bezdrátový přenos hudby „v CD kvalitě“.

Kodek aptX má své vlastní logo, protože byl vyvinut a patentován společností CSR

Ve skutečnosti to není tak úplně pravda, ačkoli algoritmy, které jsou základem aptX, svým principem fungování skutečně připomínají bezztrátové kodéry, které komprimují audio stream bez ztráty audio informace. Mezi výhody aptX patří schopnost přenášet Bluetooth MP3 a AAC bez dalšího zpracování, a tedy bez degradace zvuku.

Speciální verze aptX Low Latency, šitá na míru potřebám hráčů a filmových nadšenců, také zajišťuje minimální zpoždění v doručování signálu – což znamená sledování filmu, aniž by linky zaostávaly za mimikou postav.

Kodek aptX poskytuje přenos zvuku s bitratem až 352 kB/s, neořezává velká písmena a rozšiřuje frekvenční rozsah na celkem slušných 10 Hz - 22 kHz, ale vysoká složitost použitých algoritmů vyžaduje mobilní procesory na trojnásobek výpočetního výkonu oproti základnímu SBC. Proto je podpora aptX mezi zařízeními s modrým zubem poměrně vzácná, nejčastěji v prémiovém segmentu smartphonů.

Abyste se však stali majitelem smartphonu s aptX, nemusíte vyhazovat tolik peněz: katalogy Samsung, Sony, HTS a Asus obsahují mnoho modelů, které podporují pokročilý kodek, včetně těch docela cenově dostupných.

Stejně jako u AAC, při bezdrátovém připojení zdroje zvuku k reproduktorům nebo sluchátkům byste se měli ujistit, že kodek aptX podporují obě zařízení. Jen v tomto případě si můžete být jisti, že z „modrého zubu“ ždímáte opravdu maximum jeho hudebního potenciálu.

Jak funguje standard Bluetooth A2DP s bezdrátovými sluchátky a náhlavní soupravou v telefonu?

Moderní smartphony mají standard bezdrátového přenosu informací Bluetooth A2DP. Je určen k distribuci zvuku vzduchem do periferních zařízení. Vysílačem je mobilní telefon a přijímačem jsou bezdrátová sluchátka nebo přenosný reproduktor. Technologie Bluetooth A2DP eliminuje potíže s kabely, které zahlcují vaše přenosná audio zařízení.

Hlavním rysem profilu A2DP Bluetooth je malá šířka pásma, takže před přenosem zvuku je smartphone nucen zpracovat stopu speciálním způsobem, aby se zmenšila její velikost. Populární kodeky jsou SPC, MP3, ACC a další. Je důležité, aby byl kodek podporován sluchátky, jinak se hudba nepřehraje.

Jak povolit a používat A2DP Bluetooth?

Technologie A2DP Bluetooth (Advanced Audio Distribution Profile) umožňuje používat bezdrátová sluchátka, reproduktory a další přenosná zařízení. Uživatel má také možnost ovládat přehrávání skladeb pomocí tlačítek umístěných na těle periferních zařízení.

1. Chcete-li začít používat A2DP Bluetooth komunikaci, musíte aktivovat odpovídající možnost v nastavení smartphonu. Na gadgetech Android se doporučuje otevřít panel oznámení a jednoduše aktivovat Bluetooth.
2. Dalším krokem je zapnutí sluchátek. Měly by být nabité a měly by se objevit v seznamu zařízení dostupných pro připojení. Zde stačí vybrat požadovaný headset a počkat, až se smartphone synchronizuje.
3. Po popsaných krocích můžete využívat všechny možnosti bezdrátových sluchátek – poslouchat hudbu, upravovat hlasitost přehrávání, přepínat skladby.

Dosah A2DP Bluetooth je přibližně 10 metrů, proto je vhodné, aby uživatel měl sluchátka blízko telefonu. Pokud se posunete o určitou vzdálenost, zvuk bude přerušen nebo přenášen s rušením.

Audio technologie A2DP Bluetooth je oblíbený komunikační standard mezi majiteli smartphonů. Umožňuje používat bezdrátová sluchátka nebo přenosné reproduktory. Pro uživatele nejsou žádná speciální nastavení, vše funguje hned po vybalení přes běžný Bluetooth a bezdrátový headset.

Mobilní zařízení dnes slouží nejen ke svému účelu – telefonování, ale také jako multimediální centra zábavy. Na chytrých telefonech a komunikátorech můžete sledovat filmy, vytvářet fotoalba, hrát hry, surfovat po internetu a poslouchat hudbu. Poslouchali hudbu a vždy ji poslouchat budou. Dnes ale zjistíme, co mobilní zařízení potřebují, respektive jaké funkce a příslušenství by měl telefon pro takové hudební potěšení podporovat.

Prvním příslušenstvím, se kterým můžete poslouchat hudbu na smartphonu, jsou sluchátka.

- (z angličtiny hands-free) systém, který vám umožní mluvit a ovládat telefon bez použití rukou. Nejčastěji se používá v autech. V podstatě se jedná o zařízení, která poskytují možnost vést konverzaci bez držení mobilního telefonu nebo komunikátoru v ruce. Skládá se ze sluchátka a mikrofonu. K dispozici jsou kabelové a bezdrátové hands free.

Kabelová sluchátka jsou připojena k mobilnímu zařízení pomocí kabelu. Ty se zase dělí na mono a stereo sluchátka. Nechybí ani multimediální Handsfree, která vám umožní ovládat přehrávač vašeho mobilního zařízení.

Bezdrátová náhlavní souprava se připojuje k mobilnímu zařízení pomocí . Je schopen zachytit signál mobilního telefonu na vzdálenost až 10 m.

Bezdrátová technologie Bluetooth je již nějakou dobu nepostradatelná pro vybavení mobilních telefonů různými externími zařízeními, jako jsou handsfree, externí paměť nebo bezdrátové modemy. V poslední době jsou stále populárnější náhlavní soupravy a sluchátka Bluetooth (). Některé z nich mají schopnost pracovat nejen s mobilními telefony a PDA, ale také s jinými zařízeními, která nemají protokol Stereo Bluetooth prostřednictvím adaptérů.

Nástup telefonů, které podporují možnost používat k poslechu hudby bezdrátová Bluetooth stereo sluchátka, umožnil jejich majitelům pocítit skutečnou radost z naprosté absence drátů. Náklady na takové telefony a samotné Bluetooth sluchátka nám však neumožňují mluvit o rozšířenosti tohoto fenoménu.

Stereofonní Bluetooth sluchátka nemohou fungovat s mobilním zařízením, pokud toto nepodporuje profil.

Jedním ze stabilních trendů ve vývoji mobilních zařízení je zdokonalování bezdrátové komunikace, která poskytuje možnost připojení k internetu, místní síti, ale i různým periferním zařízením (sluchátka, náhlavní soupravy, reproduktorové soustavy, tiskárny atd.) a další blízké gadgety. Technologie bezdrátové komunikace, stejně jako další součásti mobilních zařízení, se neustále vyvíjejí. Objevují se nové verze specifikací, zvyšuje se šířka pásma, rozšiřuje se sada funkcí atd. Díky tomu je zajištěn kvalitní vývoj, bez kterého je technický pokrok nemyslitelný. Pokrok má však i stinnou stránku: každý rok je pro uživatele stále obtížnější pochopit, jaký je rozdíl mezi různými modely.

Obvykle ze stručného popisu mobilního zařízení můžete vyčíst pouze názvy bezdrátových rozhraní, kterými je vybaveno. Podrobná specifikace obvykle obsahuje další informace, zejména verze bezdrátových rozhraní (například Wi-Fi 802.11b/g/n a Bluetooth 2.1). Ne vždy to však stačí k plnému ocenění možností bezdrátové komunikace daného zařízení. Chcete-li například pochopit, zda konkrétní periferní zařízení připojené přes Bluetooth bude fungovat se smartphonem nebo tabletem, který máte k dispozici.

V tomto článku budeme hovořit o různých nuancích, kterým je třeba věnovat pozornost při posuzování schopností zařízení vybavených rozhraním Bluetooth.

Rozsah použití

Bezdrátové rozhraní s krátkým dosahem, nazvané Bluetooth, bylo vyvinuto v roce 1994 inženýry švédské společnosti Ericsson. Od roku 1998 vývoj a propagaci této technologie provádí skupina Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), založená společnostmi Ericsson, IBM, Intel, Nokia a Toshiba. Seznam členů Bluetooth SIG k dnešnímu dni zahrnuje více než 13 tisíc společností.

Zavedení Bluetooth do spotřebitelských zařízení na masovém trhu začalo v první polovině minulého desetiletí. V současné době je mnoho modelů notebooků a mobilních zařízení vybaveno vestavěnými adaptéry Bluetooth. Kromě toho je v prodeji široká škála periferních zařízení (bezdrátové náhlavní soupravy, ukazovací zařízení, klávesnice, reproduktorové systémy atd.) vybavených tímto rozhraním.

Hlavní funkcí Bluetooth je vytváření tzv. osobních sítí (Private Area Networks, PAN), které poskytují možnost výměny dat mezi blízkými (v rámci stejného domu, místnosti, vozidla atd.) stolními a přenosnými počítači, periferními a mobilních zařízení atd.

Hlavními výhodami Bluetooth oproti konkurenčním řešením je nízká spotřeba a nízká cena transceiverů, což umožňuje jeho integraci i do malých zařízení s miniaturními bateriemi. Výrobci zařízení jsou navíc osvobozeni od placení licenčních poplatků za instalaci transceiverů Bluetooth do svých produktů.

Spojovací zařízení

Pomocí rozhraní Bluetooth můžete připojit dvě nebo více zařízení najednou. V prvním případě se připojení provádí podle schématu „point-to-point“, ve druhém - podle schématu „point-to-multipoint“. Bez ohledu na schéma připojení je jedno ze zařízení hlavní, zbytek jsou podřízené. Hlavní zařízení nastavuje vzor, ​​který budou používat všechna podřízená zařízení, a také synchronizuje jejich činnost. Takto připojená zařízení tvoří pikonet. V rámci jedné pikonety lze kombinovat jedno master a až sedm slave zařízení (obr. 1 a 2). Kromě toho je možné mít v pikonetu další podřízená zařízení (více než sedm), která mají zaparkovaný stav: neúčastní se výměny dat, ale jsou synchronizována s nadřízeným zařízením.

Rýže. 1. Piconet diagram,
propojení dvou zařízení

Rýže. 2. schéma piconet,
kombinace několika zařízení

Několik pikonetů lze kombinovat do distribuované sítě (scatternet). K tomu musí zařízení fungující jako slave v jedné pikonětě fungovat jako master v jiné (obr. 3). Pikonety, které jsou součástí stejné distribuované sítě, nejsou vzájemně synchronizovány a používají různé vzory.

Rýže. 3. Schéma distribuované sítě obsahující tři pikonety

Maximální počet pikonet v distribuované síti nesmí překročit deset. Distribuovaná síť tak umožňuje připojit celkem až 71 zařízení.

Všimněte si, že v praxi se potřeba vytvořit distribuovanou síť objevuje jen zřídka. Při současném stupni integrace hardwarových komponent si lze jen těžko představit situaci, kdy by majitel smartphonu či tabletu potřeboval přes Bluetooth připojit více než dvě nebo tři zařízení současně.

Akční rádius

Specifikace Bluetooth poskytuje tři třídy transceiverů (viz tabulka), které se liší výkonem, a tedy i efektivním dosahem. Nejběžnější možností, která se používá ve většině aktuálně vyráběných mobilních elektronických zařízení a počítačů, jsou Bluetooth transceivery třídy 2. Nízkoenergetické systémy třídy 3 jsou vybaveny lékařským vybavením a hlavní oblastí použití pro „nejdéle“ řada“ Moduly třídy 1 jsou monitorovací a řídicí systémy pro průmyslová zařízení.

Samozřejmě můžete počítat se stabilním bezdrátovým spojením mezi zařízeními umístěnými v maximální vzdálenosti (například 10 m v případě transceiverů třídy 2) pouze v případě, že mezi nimi nejsou velké překážky (stěny, příčky, dveře atd.). ). Skutečný provozní dosah se může lišit v závislosti na vlastnostech místnosti a na přítomnosti rádiového rušení a zdrojů silného elektromagnetického záření ve vzduchu.

Verze Bluetooth a jejich rozdíly

První verze specifikace (Bluetooth 1.0) byla schválena v roce 1999. Krátce po přechodné specifikaci (Bluetooth 1.0B) byl schválen Bluetooth 1.1 – opravil chyby a odstranil mnoho nedostatků první verze.

V roce 2003 byla schválena specifikace jádra Bluetooth 1.2. Jednou z jeho klíčových novinek bylo zavedení metody Adaptive Frequency-hopping Spread Spectrum (AFH), díky které bylo bezdrátové připojení mnohem odolnější vůči elektromagnetickému rušení. Kromě toho bylo možné zkrátit čas strávený vyhledáváním zařízení a procedurami připojení.

Dalším důležitým vylepšením ve verzi 1.2 bylo zvýšení rychlosti výměny dat na 433,9 Kbps v každém směru při použití asynchronní komunikace přes symetrický kanál. V případě asymetrického kanálu byla propustnost 723,2 Kbit/s v jednom směru a 57,6 Kbit/s ve druhém.

Přibyla také vylepšená verze technologie Extended Synchronous Connections (eSCO), která zlepšuje kvalitu streamovaného zvuku pomocí mechanismu pro opětovné odesílání paketů poškozených během přenosu.

Koncem roku 2004 byla schválena základní specifikace Bluetooth 2.0 + EDR. Nejdůležitější novinkou druhé verze byla technologie Enhanced Data Rate (EDR), díky jejíž implementaci se podařilo výrazně (několikanásobně) zvýšit propustnost rozhraní. Teoreticky vám použití EDR umožňuje dosáhnout rychlosti přenosu dat 3 Mbit/s, ale v praxi toto číslo obvykle nepřesahuje 2 Mbit/s.

Je třeba poznamenat, že EDR není povinná funkce pro transceivery, které vyhovují specifikaci Bluetooth 2.0.

Zařízení vybavená transceivery Bluetooth 2.0 jsou zpětně kompatibilní s předchozími verzemi (1.x). Rychlost přenosu dat je přirozeně omezena možnostmi pomalejšího zařízení.

V roce 2007 byla schválena základní specifikace Bluetooth 2.1 + EDR. Jednou z inovací v něm implementovaných byla energeticky úsporná technologie Sniff Subbrating, která umožnila výrazně (třikrát až desetkrát) zvýšit výdrž baterie mobilních zařízení. Výrazně se zjednodušil i postup navazování komunikace mezi dvěma zařízeními.

V srpnu 2008 byly schváleny základní doplňky (Core Specification Addendum, CSA) ke specifikacím Bluetooth 2.0 + EDR a Bluetooth 2.1 + EDR. Provedené změny mají za cíl snížit spotřebu energie, zvýšit úroveň ochrany přenášených dat a optimalizovat postupy pro identifikaci a připojení Bluetooth zařízení.

V dubnu 2009 byla schválena specifikace jádra Bluetooth 3.0+HS. Zkratka HS v tomto případě znamená High Speed. Jeho hlavní inovací je implementace technologie Generic Alternate MAC/PHY, která poskytuje možnost přenosu dat rychlostí až 24 Mbit/s. Kromě toho se plánuje použití dvou modulů transceiveru: nízkorychlostní (s nízkou spotřebou energie) a vysokorychlostní. V závislosti na šířce přenášeného datového toku (nebo velikosti přenášeného souboru) se používá buď nízkorychlostní (do 3 Mbit/s), nebo vysokorychlostní transceiver. To umožňuje snížit spotřebu energie v situacích, kdy nejsou vyžadovány vysoké přenosové rychlosti dat.

Specifikace jádra Bluetooth 4.0 byla schválena v červnu 2010. Klíčovou vlastností této verze je použití nízkoenergetické technologie. Snížené spotřeby energie je dosaženo jak omezením rychlosti přenosu dat (ne více než 1 Mbit/s), tak i tím, že transceiver nepracuje neustále, ale je zapnutý pouze po dobu výměny dat. Na rozdíl od všeobecného přesvědčení Bluetooth 4.0 neposkytuje vyšší rychlosti přenosu dat než Bluetooth 3.0+HS.

Bluetooth profily

Schopnost zařízení interagovat při připojení přes Bluetooth je do značné míry určena sadou profilů, které každé z nich podporuje. Konkrétní profil poskytuje podporu pro určité funkce, jako je přenos souborů nebo streamování médií, poskytování síťového připojení atd. Informace o některých profilech Bluetooth najdete na postranním panelu.

Je důležité si uvědomit, že připojení Bluetooth můžete použít k provedení jakékoli úlohy pouze v případě, že je příslušný profil podporován jak nadřízeným, tak podřízeným zařízením. Přenést „vizitku“ nebo kontakt z jednoho mobilního telefonu do druhého je tedy možné prostřednictvím Bluetooth spojení pouze v případě, že obě zařízení podporují profil OPP (Object Push Profile). A například pro použití mobilního telefonu jako bezdrátového mobilního modemu je nutné, aby toto zařízení a k němu připojený počítač podporovaly profil DUN (Dial-up Networking Profile).

K situacím často dochází, když je navázáno spojení Bluetooth mezi dvěma zařízeními, ale nelze provést nějakou akci (řekněme přenos souboru). Jedním z pravděpodobných důvodů takových problémů může být nedostatek podpory pro příslušný profil na jednom ze zařízení.

Sada podporovaných profilů je tedy důležitým faktorem, který je třeba vzít v úvahu při posuzování schopností konkrétního zařízení. Některé modely mobilních zařízení bohužel podporují minimální sadu profilů (například pouze A2DP a HSP), což výrazně omezuje možnost bezdrátového připojení k dalšímu zařízení.

Upozorňujeme, že sada podporovaných profilů je určena nejen specifiky a konstrukčními vlastnostmi zařízení, ale také zásadami výrobce. Některá zařízení například blokují možnost přenosu souborů určitých formátů (obrázky, videa, e-knihy, aplikace atd.) pod záminkou boje proti pirátství. Pravda, ve skutečnosti takovým omezením netrpí milovníci padělaného mediálního obsahu a softwaru, ale poctiví uživatelé, kteří jsou nuceni přenášet i fotografie pořízené vlastním vestavěným fotoaparátem do PC kruhovým způsobem (např. zasláním potřebných souborů na jejich vlastní e-mailovou adresu).

Bluetooth profily A2DP(Advanced Audio Distribution Profile) - zajišťuje přenos dvoukanálového (stereo) audio streamu ze zdroje signálu (PC, přehrávač, mobilní telefon) do bezdrátového stereo headsetu, reproduktorového systému nebo jiného přehrávacího zařízení. Pro kompresi přenášeného toku lze použít standardní kodek SBC (Sub Band Codec) nebo jiný definovaný výrobcem zařízení. AVRCP(Profil dálkového ovládání zvuku/videa) - umožňuje ovládat standardní funkce televizorů, systémů domácího kina atd. Zařízení, které podporuje profil AVRCP, může fungovat jako bezdrátové dálkové ovládání. Lze použít ve spojení s profily A2DP nebo VDPT. BIP(Basic Imaging Profile) – poskytuje možnost vysílat, přijímat a prohlížet obrázky. Umožňuje například přenášet digitální fotografie z digitálního fotoaparátu do paměti mobilního telefonu. Je možné měnit velikosti a formáty přenášených obrázků s ohledem na specifika připojených zařízení. BPP(Basic Printing Profile) - základní tiskový profil, který zajišťuje přenos různých objektů (textové zprávy, vizitky, obrázky atd.) pro výstup na tiskové zařízení. Můžete si například vytisknout textovou zprávu nebo fotografii z mobilního telefonu na tiskárně. Důležitou vlastností profilu BPP je, že na zařízení, ze kterého je objekt odeslán k tisku, není nutné instalovat konkrétní ovladač pro stávající model tiskárny. DUN(Dial-up Networking Profile) - zajišťuje připojení k PC nebo jinému zařízení k internetu přes mobilní telefon, který v tomto případě funguje jako externí modem. FAX(Fax Profile) - umožňuje používat externí zařízení (mobilní telefon nebo MFP s faxovým modulem) pro příjem a odesílání faxových zpráv z PC. FTP(File Transfer Profile) - zajišťuje přenos souborů a také přístup k systému souborů připojeného zařízení. Standardní sada příkazů umožňuje procházet hierarchickou strukturou logické jednotky připojeného zařízení a také kopírovat a mazat soubory. GAVDP(General Audio/Video Distribution Profile) – zajišťuje přenos audio a video streamů ze zdroje signálu do přehrávacího zařízení. Je základní pro profily A2DP a VDP. HFP(Hands-Free Profile) - poskytuje připojení handsfree zařízení do auta k mobilnímu telefonu pro hlasovou komunikaci. HID(Human Interface Device Profile) - popisuje protokoly a metody pro připojení bezdrátových vstupních zařízení (myši, klávesnice, joysticky, dálkové ovladače atd.) k PC. HID profil je podporován v řadě modelů mobilních telefonů a PDA, což umožňuje jejich použití jako bezdrátové dálkové ovladače pro ovládání grafického rozhraní OS nebo jednotlivých aplikací na PC. HSP(Headset Profile) - umožňuje připojit bezdrátovou náhlavní soupravu k mobilnímu telefonu nebo jinému zařízení. Kromě přenosu audio streamu jsou k dispozici funkce jako vytáčení, přijetí příchozího hovoru, ukončení hovoru a nastavení hlasitosti. OPP(Object Push Profile) - základní profil pro odesílání objektů (obrázků, vizitek atd.). Můžete například přenést seznam kontaktů z jednoho mobilního telefonu do druhého nebo fotografii ze smartphonu do PC. Na rozdíl od FTP profil OPP neposkytuje přístup k systému souborů připojeného zařízení. PÁNEV(Personal Area Networking Profile) – umožňuje spojit dvě nebo více zařízení do lokální sítě. Tímto způsobem můžete připojit několik počítačů k jednomu s přístupem k internetu. Tento profil navíc poskytuje vzdálený přístup k počítači, který funguje jako hlavní zařízení. SYNCHRONIZOVAT(Synchronization Profile) - používá se ve spojení se základním profilem GOEP a synchronizuje osobní údaje (diář, seznam kontaktů atd.) mezi dvěma zařízeními (například na stolním PC a mobilním telefonu).

Výrobci neustále přesvědčují spotřebitele, že nová řešení jsou určitě lepší než stará. Nové procesory mají vyšší výkon a nižší spotřebu ve srovnání s jejich předchůdci; nové displeje mají vyšší rozlišení a širší barevný gamut atd. Stěží je však vhodné používat takový přístup k hodnocení schopností rozhraní Bluetooth.

Nejprve je nutné vzít v úvahu vlastnosti stávající flotily Bluetooth zařízení. Ostatně, jak již bylo zmíněno, maximální rychlost přenosu dat je určena zařízením vybaveným nejstarší verzí rozhraní. Kromě toho nejsou pro všechny úkoly vyžadovány vysoké přenosové rychlosti dat. Pokud je to opravdu důležitý faktor pro kopírování mediálních souborů (zvukové záznamy, obrázky) nebo vysílání audio streamu s nízkým stupněm komprese, pak pro běžnou interakci telefonu s bezdrátovým headsetem nebo pro výměnu kontaktů s jiným zařízením Bluetooth 2.0 schopnosti jsou zcela dostačující.

Za druhé, v mnoha případech je mnohem důležitějším faktorem než maximální rychlost bezdrátového připojení sada podporovaných Bluetooth profilů. Koneckonců je to on, kdo ve skutečnosti určuje rozsah zařízení, s nímž je stávající zařízení schopné interakce. Bohužel tyto informace jsou málokdy uvedeny i v úplné specifikaci zařízení a často je musíte hledat v textu návodu k použití nebo na uživatelských fórech.

V době moderních technologií nikoho nepřekvapíte bezdrátovými zařízeními: aktivně využíváme Wi-Fi na telefonech a noteboocích, připojujeme bezdrátové myši a klávesnice k počítačům a posloucháme hudbu přes Bluetooth sluchátka. A tady nastává problém - jak vybrat nejlepší sluchátka speciálně pro vaše zařízení, protože protokolů přenosu zvuku přes BT je poměrně hodně a ne všechny jsou podporovány jak sluchátky, tak samotným zařízením?

Historie a vlastnosti standardu Bluetooth

Začneme ale jako obvykle v historii vzniku BT. A začalo se vytvářet, což je pozoruhodné, několik let před USB - v roce 1994 začal Ericsson, v té době poměrně známý výrobce telekomunikačních zařízení, pracovat na tomto standardu. Samotný standard byl vyvinut jako bezdrátová alternativa ke kabelovému připojení přes RS-232 (známější jako sériový port). Samotné specifikace byly hotové do roku 1998 – zároveň vznikla skupina Bluetooth SIG, do které společně s Ericssonem patřily IBM, Intel, Nokia a Toshiba. V roce 2002 se Bluetooth stalo součástí standardu IEEE 802.15.1 (Wi-Fi, připomenu, je součástí standardu IEEE 802.11). V současnosti je v Bluetooth SIG více než 18 000 společností, což z Bluetooth činí jeden z mála hlavních standardů pro datovou komunikaci na krátkou vzdálenost.

Jak funguje Bluetooth? Stejně jako Wi-Fi a mnoho dalších systémů pracuje v rozsahu ISM – od 2,4 do 2,4835 GHz. Použití jednoho pásma samozřejmě vede k rušení (překrývání) signálů – a to zase negativně ovlivňuje stabilitu a rychlost provozu. S ohledem na fakt, že zvuk musí být přenášen vždy ve stejné kvalitě bez prodlev, použili vývojáři standardu trik. Snad nejdůležitějším problémem pro BT je Wi-Fi - takových sítí v pásmu 2,4 GHz je v každé domácnosti mnoho a celkem může být v tomto rozsahu 13 kanálů o šířce 22 MHz:


Postup je jednoduchý: vysílač i přijímač vždy používají jeden poměrně široký kanál. Ano, může se překrývat s jinými kanály, což negativně ovlivní rychlost, ale ne stabilitu - a to vyhovuje všem. Bluetooth používá jiný přístup: v rozsahu ISM má až 79 kanálů (v některých zemích 23 - ale Rusko mezi ně nepatří) o šířce pouze 1 MHz a přijímač a vysílač mění kanál na frekvenci 1600krát za sekundu podle daného algoritmu:


To se provádí speciálně proto, aby se výrazně snížila pravděpodobnost rušení signálu v tak malém frekvenčním rozsahu. To však nezruší rušení - malé kanály BT mohou dobře spadat do velkých kanálů Wi-Fi, což povede ke ztrátě rychlosti, což je nepřijatelné pro vysoce kvalitní přenos zvuku. Proto BT využívá technologii AFH (Adaptive Frequency Hopping). Jeho princip spočívá v tom, že při změně kanálů Bluetooth jsou ignorovány kanály, které spadají do velkého kanálu Wi-Fi:


Pokud tedy používáte Bluetooth na jednom místě, pak teoreticky problémy s přenosem zvuku nejsou – volné kanály budou vybrány ze 79 kanálů, což zajistí dostatečnou rychlost. Pokud se pohybujete, mohou nastat problémy - ale na druhou stranu jste často viděli na ulici Wi-Fi sítě? Takže technologii pro přenos zvuku přes BT lze považovat za zcela odolnou proti hluku a zbývá jen vymyslet standardy pro přenos zvuku přes ni.

Bluetooth profily pro přenos zvuku

Vůbec první profil se objevil spolu se standardem Bluetooth 1.2 před více než 15 lety – už tehdy vývojářům standardu přišlo, že bezdrátový zvuk je skvělý. Bohužel, samotný standard nazvaný HSP - Headset Profile se pro poslech hudby nehodil: přenos zvuku byl v mono formátu s bitratem až 64 kb/s. Na to, aby sluchátka fungovala, to bylo víc než dost - pro ně byl tento profil obecně vytvořen - ale hudba přenášená v tomto formátu zněla mnohem hůř než křivá 128 kb/s mp3 přehrávaná přes reproduktor tehdejších telefonů.

Další profil se jmenoval HFP (Hands-Free Profile), a jak název napovídá, byl opět určen pro sluchátka – stejný mono zvuk s nízkou kvalitou. Mezi vylepšení patří pokročilejší práce: například při telefonování bylo možné přenášet zvuk z telefonu do reproduktorů auta a k odpovídání použít mikrofon v autě. Nás ale zajímá přenos hudby a tento profil pro něj z pochopitelných důvodů kategoricky není vhodný.

Prvním profilem navrženým speciálně pro přenos stereo zvuku byl A2DP – Advanced Audio Distribution Profile. Právě v něm se objevila funkce pollingových sluchátek připojených k zařízení, aby se pro ně našel společný kodek, a co je nejdůležitější, právě v tomto profilu bylo možné ovládat kompresi zvuku: bohužel se kompresi nelze vyhnout kvůli malé šířce pásma Bluetooth, ale to je ono Komprese se velmi liší v závislosti na použitých kodecích a verzi BT, takže výsledná kvalita zvuku se může značně lišit.

Kodek SBC - horší než MP3, ale ve stereu

Pokud se říká, že vaše bezdrátové reproduktory nebo sluchátka podporují A2DP a ani slovo víc, pak s největší pravděpodobností poslouží ke kompresi kodek SBC (Subband Coding). Samotný princip kódování je podobný MP3, ale zde není kladen důraz na minimalizaci ztrát zvuku, ale na zjednodušení výpočtů, takže komprese probíhá velmi rychle i na slabých mobilních procesorech. Proto jsou například frekvence nad 14 kHz zcela odříznuty. Ačkoli tedy SBC umožňuje přenosové rychlosti až 345 kb/s, MP3 s rychlostí 320 kb/s bude znít výrazně lépe – stačí se podívat na spektra:


Jak můžete vidět, AptX poskytuje nejlepší zvuk (více o něm níže), následovaný MP3 a SBC na posledním místě.

AAC je jediný dobrý kodek pro iPhone

SBC je standardní profilový kodek A2DP a samozřejmě není jediný – existují i ​​pokročilejší nástroje pro kompresi zvuku. A nejoblíbenější z nich je kodek AAC (Advanced Audio Coding). Ta je mimochodem nejlepší, pokud chcete s iPhonem používat bezdrátová sluchátka, takže pokud nějaké máte, hledejte sluchátka, která to podporují (a není jich málo). A vůbec, formát AAC využívá ze všeho nejvíc Apple – používají ho například všechny skladby v iTunes nebo Apple Music.

Zpočátku byl AAC vyvinut jako nástupce MP3 - poskytuje lepší kvalitu zvuku při stejném datovém toku díky několika optimalizacím: například jsou odstraněny frekvence, které nejsou vnímatelné pro člověka, je odstraněna redundance v kódovaném signálu, širší okno Používá se 2048 pixelů (můžete si přečíst, co jsou okna) a tak dále. Tento kodek tedy ve výsledku funguje podstatně lépe než SBC a pro každodenní poslech hudby přes Bluetooth se docela hodí - hlavní je, že jej podporují jak sluchátka, tak i samotné zařízení - jinak se standardní kodek SBC použije s dire důsledky pro zvuk.

aptX je optimální volbou pro milovníky dobrého zvuku

Jedná se o jeden z mála kodeků, které mohou přenášet zvuk přes BT do MP3 a AAC bez dalšího zpracování – a tedy bez ovlivnění kvality zvuku. Dvoukanálový zvuk se zde přenáší s bitratem až 352 kb/s a samozřejmě nedochází k ořezání frekvencí: využívá se frekvenční rozsah od 10 Hz do 22 kHz, což je pro lidské ucho více než dostatečné. .

V roce 2009 se objevila pokročilejší verze aptX HD, která umožňuje přenášet zvuk s datovým tokem až 576 kb/s – a to už stačí na přehrání Hi-Res audia, což jednoznačně potěší milovníky hudby.

Bohužel aptX má ale jeden docela vážný problém: jelikož tato technologie patří Qualcommu, funguje pouze na zařízeních s jejich Bluetooth čipy, a proto podpora aptX není a nemůže být na iPhonu, kde je Wi-Fi a BT reaguje čipem od Broadcomu. No, stejně jako v případě AAC, jak samotné zařízení, tak sluchátka musí podporovat aptX – jinak dojde k rollbacku k AAC nebo SBC.

LDAC je jedinou volbou pro milovníky hudby

Milovníci hudby si samozřejmě řeknou – 576 kb/s v aptX HD je super, ale ve flac je hudba s dvojnásobným bitratem. A zde přichází na pomoc Sony s vlastním kodekem, který poskytuje přenos zvuku s přenosovou rychlostí až 990 kb/s se vzorkovací frekvencí 96 kHz – což obecně poskytuje kvalitnější přehrávání zvuku než z CD. A pokud se dříve tento kodek používal výhradně v zařízeních od Sony, pak je počínaje Androidem 8.0 součástí projektu AOSP, takže pokud má váš smartphone firmware a máte sluchátka s podporou LDAC, můžete si užívat skutečně Hi- Res audio přes Bluetooth.

Výsledek

Nakonec ale vidíme, že Bluetooth zvuk se vyvinul natolik, že vyhoví každému přání: pro nenáročné posluchače s jednoduchými sluchátky a MP3 hudbou s bitratem 128 kb/s je tu SBC. Pro ty, kteří jsou zvyklí poslouchat hudbu z iTunes nebo MP3 rychlostí 320 kb/s, je tu AAC a aptX. Pro milovníky hudby s hudbou ve flac je tu aptX HD a LDAC. Nezapomeňte však - obě zařízení musí podporovat kodek, který potřebujete - jinak budete poslouchat flac s kodekem SBC, což se vám zjevně nebude líbit.