Technológia Bluetooth je pomenovaná po Haraldovi Bluetooth, starovekom kráľovi Vikingov. A pre Boha sa nepýtaj prečo. Je lepšie zistiť skutočne dôležité veci: ako to funguje, čoho je schopné, prečo je to zaujímavé – a prečo nie – pre milovníka hudby. A čo je najdôležitejšie, čo sa stane so zvukovým prúdom, keď opustí smartfón alebo tablet, aby dosiahol bezdrôtové slúchadlá alebo reproduktory cez Bluetooth.

Dnes je nemožné si predstaviť smartfón, tablet alebo akékoľvek iné mobilné zariadenie bez podpory Bluetooth. Samotná technológia sa však zrodila oveľa skôr ako smartfóny a tablety – už v roku 1994 a jej pôvodným účelom bolo nahradiť drôty v náplni telekomunikačných staníc.

Spočiatku mal „modrý zub“ veľa problémov s rýchlosťou a spoľahlivosťou komunikácie, spotrebou energie a kompatibilitou medzi rôznymi zariadeniami, ale postupom času sa technológia rozrástla a každá nová verzia sa stala výrazne rýchlejšou, hospodárnejšou a schopnejšou.

Na fotografii je pokrstený Harald I Bluetooth. Podľa legendy (nepotvrdené) kráľ spojil dánske osady do jedinej krajiny. Táto skutočnosť sa stala myšlienkou Bluetooth – spojiť všetky zariadenia jedným protokolom

Niektoré vylepšenia – napríklad zjednodušenie postupu „párovania“ vo verzii 2.1 a výrazné zníženie zaťaženia batérií v aktuálnej verzii 4.0 – výrazne spríjemnili každodenný život milovníkov hudby. Nástup technológie NFC priniesol ešte viac komfortu - Bluetooth v spojení s ňou nevyžaduje vôbec žiadnu ceremóniu pri vzájomnom rozpoznávaní prijímača a vysielača, stačí sa gadgetmi navzájom dotknúť. Ale vo všeobecnosti má pokrok malý vplyv na kvalitu prenosu zvuku: v najnovšom vydaní Bluetooth je tento proces usporiadaný rovnakým spôsobom ako v predminulej verzii spred desiatich rokov. Ale ako presne?

35 modrých zubov

Rovnako ako prevažná väčšina ostatných bezdrôtových rozhraní, aj Bluetooth je založený na využití rádiových vĺn. Na prenos informácií využíva „modrý zub“ rádiové frekvencie v oblasti 2,4 GHz – „pasú“ sa tu smerovače Wi-Fi, bezdrôtové počítačové klávesnice a myši, niektoré telefóny DECT a množstvo ďalších zariadení.

Ako sa Bluetooth líši od mnohých iných bezdrôtových technológií? Na jednej strane má relatívne nízky dosah: dosah jeho pôsobenia nepresahuje desať metrov a hrubé steny môžu tento údaj ešte znížiť.

Zaujímavé je, že logo Bluetooth pozostáva z dvoch škandinávskych run: „haglaz“ a „berkana“ (analógy latinských písmen H a B)

Na druhej strane - multifunkčnosť. „Modrý zub“ možno použiť na rôzne účely: od prenosu fotografií do prenosného počítača po odosielanie dokumentov na tlač, od ovládania externých zariadení až po streamovanie zvuku. Niet divu, že Bluetooth má toľko rôznych tzv. „profily“, z ktorých každý zabezpečuje vykonávanie konkrétnej úlohy, definujúce technické parametre interakcie medzi vysielačom a prijímačom Bluetooth. Celkový počet profilov sa meria v desiatkach (podľa článku na Wikipédii je ich základných 35), len tri majú na starosti prenos zvuku. Ako sa od seba líšia?

Bluetooth profily HSP, HFP a A2DP

Prvý z Bluetooth audio profilov sa nazýva HSP – Headset Profile. Ako už názov napovedá, je navrhnutý pre prácu s mobilnými náhlavnými súpravami a je prispôsobený na základný prenos hlasu so všetkými z toho vyplývajúcimi dôsledkami: zvuk je povolený iba v mono formáte a s bitovou rýchlosťou nepresahujúcou 64 kB/s. V porovnaní s týmto zvukom pôsobia aj komprimované MP3 ako božská slasť pre uši.

Druhý – HFP, Handsfree Profile – je o niečo pokročilejšia verzia toho istého profilu. Jeho cieľovou skupinou sú rovnaké monofónne slúchadlá, takže stereo stále nie je podporované, ale kvalita zvuku je o niečo vyššia. Tento profil však stále nie je vhodný na počúvanie hudby.

Hneď ako sa objavil A2DP, mnohí výrobcovia hi-fi si to všimli. Ale skôr ako všetci ostatní, boli tu malé spoločnosti, ktoré vyrábali adaptéry, ako napríklad GOgroove BlueGate zobrazený na fotografii - malá škatuľka s DAC a zosilňovačom pre slúchadlá vo vnútri.

Na tento účel je k dispozícii špeciálny profil A2DP - Advanced Audio Distribution Profile. Práve on je zodpovedný za prepojenie mobilných zariadení s bezdrôtovými reproduktormi a slúchadlami. Profil A2DP umožňuje zdroju zvuku nájsť spoločný jazyk s bezdrôtovou akustikou a čo je najdôležitejšie, riadi kompresiu zvuku na odosielanie cez „bluetooth“ kanál. Tomuto postupu sa nedá vyhnúť kvôli nízkej šírke pásma Bluetooth, ale úroveň kompresie, algoritmy používané na kompresiu a v konečnom dôsledku straty kvality zvuku sa môžu výrazne líšiť. Tu, ako sa hovorí, vznikajú nuansy.

Kodek SBC je drsnejší ako MP3

Ako viete, zvuk môže byť komprimovaný rôznymi spôsobmi. So stratou kvality alebo bez nej, s nízkou alebo vysokou bitovou rýchlosťou, s rôznymi nastaveniami, pomocou rôznych kodekov. Namiesto jedného zo všadeprítomných kodekov na kompresiu zvukového toku profil A2DP štandardne používa vlastný kompresný algoritmus Subband Coding - alebo jednoducho SBC.

Porovnanie Brenta Butterwooda (autora stránky About.com) ukazuje rozdiel v tom, aký šum vzniká, keď sa aplikuje tón pri frekvenciách 5, 10, 12,5 a 20 kHz. Modrá čiara - aptX, zelená - SBC()

Spracovanie zvuku pomocou metód SBC má veľa spoločného so známou kompresiou MP3, ale priority sú štruktúrované trochu inak: hlavnou úlohou nie je ani tak minimalizovať straty zvuku, ale zjednodušiť výpočty. Všetko by malo byť rýchle, jednoduché a ľahko vykonateľné aj pre ten najslabší mobilný procesor.

Vďaka tomu sa SBC zaoberá zvukom bez zbytočnej ceremónie – napríklad frekvencie nad 14 kHz sa pri konverzii jednoducho odrežú, v dôsledku čoho sa frekvenčný rozsah citeľne zúži. Nie je prekvapujúce, že aj pri rovnakej bitovej rýchlosti ako MP3 (a SBC umožňuje bitovú rýchlosť až 320 kB/s) znie zvuk kódovaný SBC citeľne horšie.

Tento graf ukazuje spektrá pri prenose 1 kHz signálu cez aptX (modrá) a SBC (zelená), ako aj 4 kHz - aptX (purpurová) a SBC (červená) ()

Výsledkom je, že pri použití predvoleného kodéra prenos cez Bluetooth znehodnocuje zvuk nielen nekomprimovaného zvuku, ale aj bežných mp3 súborov – pri bezdrôtovom prenose sú totiž najskôr dekódované a potom opäť komprimované, tentoraz oveľa nahrubšie. Našťastie je SBC hlavným, ale nie nevyhnutne jediným nástrojom na kompresiu audio streamu, ktorý má A2DP vo svojom arzenáli. Existujú aj iné, zaujímavejšie návrhy.

Pokročilé kódovanie zvuku: pokročilé, ale nie dokonalé

Základný kodek SBC so svojimi skromnými hudobnými schopnosťami nie je najlepším spôsobom, ako upútať pozornosť milovníkov hudby na technológiu Bluetooth. Preto vývojári mnohých zariadení s modrými zubami, najmä v špičkovom segmente, dopĺňajú profil A2DP o voliteľné pokročilejšie nástroje na kompresiu zvuku. Najpopulárnejším z týchto nástrojov je algoritmus AAC.

Na rozdiel od kodeku SBC, ktorý poznajú len tí, ktorí radi prenikajú hlbšie do technických špecifikácií Bluetooth, je skratka AAC širokej verejnosti dobre známa. Ešte by! Koniec koncov, toto je formát používaný napríklad v iTunes. Pôvodným cieľom vývojárov algoritmov bolo prekonať MP3 v kvalite zvuku pri rovnakých bitových rýchlostiach – nie je náhoda, že jeho názov znamená Advanced Audio Coding, „pokročilé kódovanie zvuku“.

Vďaka zložitejším algoritmom AAC v skutočnosti ukladá viac hudobných informácií ako mp3 a ešte viac SBC. Nie je prekvapujúce, že jeho zaradenie do sady kodekov podporovaných profilom A2DP výrazne zlepšuje zvuk Bluetooth reproduktorov a slúchadiel.

Hlavnou vecou je uistiť sa, že kodek AAC podporujú obe zariadenia s „modrými zubami“: to, ktoré slúži ako vysielač zvukového signálu, aj to, ktoré ho prijíma. Ak iba jedno z dvojice takýchto zariadení rozumie kódovaniu AAC, profil A2DP sa automaticky vráti späť na základný kodek. S celkom zjavnými dôsledkami pre zvuk.

Kodek AptX: najlepšia voľba pre milovníkov hudby

Ešte pokročilejšiu kompresiu zvuku poskytuje kodek aptX, ktorý CSR aktívne propaguje na trhu bezdrôtového zvuku Bluetooth. Tvorcovia ho propagujú ako prostriedok na bezdrôtový prenos hudby „v CD kvalite“.

Kodek aptX má svoje vlastné logo, pretože bol vyvinutý a patentovaný spoločnosťou CSR

V skutočnosti to nie je úplne pravda, hoci algoritmy, ktoré sú základom aptX, vo svojom princípe fungovania skutočne pripomínajú bezstratové kódovače, ktoré komprimujú zvukový tok bez straty zvukových informácií. Medzi výhody aptX patrí schopnosť prenášať Bluetooth MP3 a AAC bez dodatočného spracovania, a teda bez degradácie zvuku.

Špeciálna verzia aptX Low Latency, prispôsobená potrebám hráčov a filmových nadšencov, tiež zaisťuje minimálne oneskorenie v dodaní signálu – čo znamená sledovanie filmu bez toho, aby linky zaostávali za výrazmi tváre postáv.

Kodek aptX poskytuje prenos zvuku s bitovou rýchlosťou až 352 kB/s, neorezáva veľké písmená a rozširuje frekvenčný rozsah na celkom slušných 10 Hz - 22 kHz, no vysoká zložitosť použitých algoritmov vyžaduje mobilné procesory strojnásobiť výpočtový výkon v porovnaní so základným SBC. Preto je podpora aptX medzi zariadeniami s modrými zubami pomerne zriedkavá, najčastejšie v prémiovom segmente smartfónov.

Aby ste sa však stali vlastníkom smartfónu s aptX, nemusíte vyhadzovať toľko peňazí: katalógy Samsung, Sony, HTS a Asus obsahujú veľa modelov, ktoré podporujú pokročilý kodek, vrátane celkom cenovo dostupných.

Rovnako ako pri AAC, pri bezdrôtovom pripájaní zdroja zvuku k reproduktorom alebo slúchadlám by ste sa mali uistiť, že kodek aptX podporujú obe zariadenia. Len v tomto prípade si môžete byť istí, že z „modrého zuba“ vyžmýkate naozaj maximum jeho hudobného potenciálu.

Ako funguje štandard Bluetooth A2DP s bezdrôtovými slúchadlami a náhlavnou súpravou v telefóne?

Moderné smartfóny majú štandard bezdrôtového prenosu informácií Bluetooth A2DP. Je určený na distribúciu zvuku vzduchom do periférnych zariadení. Vysielačom je mobilný telefón a prijímačom bezdrôtové slúchadlá alebo prenosný reproduktor. Technológia Bluetooth A2DP eliminuje problémy s káblami, ktoré zahlcujú vaše prenosné zvukové zariadenia.

Hlavnou črtou profilu A2DP Bluetooth je nízka šírka pásma, takže pred prenosom zvuku je smartfón nútený spracovať skladbu špeciálnym spôsobom, aby sa zmenšila jej veľkosť. Populárne kodeky sú SPC, MP3, ACC a ďalšie. Dôležité je, aby bol kodek podporovaný slúchadlami, inak sa hudba neprehrá.

Ako povoliť a používať Bluetooth A2DP?

Technológia A2DP Bluetooth (Advanced Audio Distribution Profile) umožňuje používať bezdrôtové slúchadlá, reproduktory a ďalšie prenosné zariadenia. Používateľ má tiež možnosť ovládať prehrávanie skladieb pomocou tlačidiel umiestnených na tele periférnych zariadení.

1. Ak chcete začať používať A2DP Bluetooth komunikáciu, musíte aktivovať príslušnú možnosť v nastaveniach smartfónu. Na miniaplikáciách Android sa odporúča otvoriť panel upozornení a jednoducho aktivovať Bluetooth.
2. Ďalším krokom je zapnutie slúchadiel. Mali by byť nabité a mali by sa objaviť v zozname zariadení dostupných na pripojenie. Tu stačí vybrať požadovaný headset a počkať, kým sa smartfón zosynchronizuje.
3. Po opísaných krokoch môžete využívať všetky možnosti bezdrôtových slúchadiel – počúvať hudbu, upravovať hlasitosť prehrávania, prepínať skladby.

Dosah A2DP Bluetooth je približne 10 metrov, preto je vhodné, aby mal používateľ slúchadlá v blízkosti telefónu. Ak sa pohnete o určitú vzdialenosť, zvuk sa preruší alebo sa prenesie s rušením.

Zvuková technológia A2DP Bluetooth je obľúbeným komunikačným štandardom medzi majiteľmi smartfónov. Umožňuje vám používať bezdrôtové slúchadlá alebo prenosné reproduktory. Pre používateľa neexistujú žiadne špeciálne nastavenia, všetko funguje hneď po vybalení prostredníctvom bežného Bluetooth a bezdrôtového headsetu.

Mobilné zariadenia dnes slúžia nielen na svoj účel – telefonovanie, ale aj ako multimediálne zábavné centrá. Na smartfónoch a komunikátoroch môžete sledovať filmy, vytvárať fotoalbumy, hrať hry, surfovať po internete a počúvať hudbu. Počúvali hudbu a vždy ju budú počúvať. Dnes ale zistíme, aké mobilné zariadenia potrebujú, respektíve aké funkcie a príslušenstvo by mal telefón podporovať pre takéto hudobné potešenie.

Prvým doplnkom, s ktorým môžete počúvať hudbu na smartfóne, sú slúchadlá.

- (z angl. handsfree) systém, ktorý vám umožňuje hovoriť a ovládať telefón bez použitia rúk. Najčastejšie sa používa v autách. V podstate ide o zariadenia, ktoré poskytujú možnosť viesť konverzáciu bez toho, aby ste v ruke držali mobilný telefón alebo komunikátor. Pozostáva zo slúchadla a mikrofónu. K dispozícii sú káblové a bezdrôtové hands free.

Káblové slúchadlá sú pripojené k mobilnému zariadeniu pomocou kábla. Tie sú zase rozdelené na mono a stereo slúchadlá. Nechýbajú ani multimediálne Handsfree, ktoré vám umožnia ovládať prehrávač vášho mobilného zariadenia.

Bezdrôtová náhlavná súprava sa pripája k mobilnému zariadeniu pomocou . Je schopný zachytiť signál mobilného telefónu na vzdialenosť až 10 m.

Bezdrôtová technológia Bluetooth je už nejaký čas nevyhnutná na vybavenie mobilných telefónov rôznymi externými zariadeniami, ako sú handsfree, externá pamäť alebo bezdrôtové modemy. V poslednej dobe sú čoraz populárnejšie náhlavné súpravy a slúchadlá Bluetooth (). Niektoré z nich majú schopnosť pracovať nielen s mobilnými telefónmi a PDA, ale aj s inými zariadeniami, ktoré nemajú protokol Stereo Bluetooth prostredníctvom adaptérov.

Príchod telefónov, ktoré podporujú možnosť používať bezdrôtové Bluetooth stereo slúchadlá na počúvanie hudby, umožnil ich majiteľom pocítiť skutočnú radosť z úplnej absencie káblov. Náklady na takéto telefóny a samotné Bluetooth slúchadlá nám však neumožňujú hovoriť o rozšírenosti tohto javu.

Stereo Bluetooth slúchadlá nemôžu fungovať s mobilným zariadením, ak toto nepodporuje daný profil.

Jedným zo stabilných trendov vo vývoji mobilných zariadení je zdokonaľovanie bezdrôtovej komunikácie, ktorá poskytuje možnosť pripojenia na internet, lokálnu sieť, ako aj rôzne periférne zariadenia (slúchadlá, headsety, reproduktorové sústavy, tlačiarne atď.) a ďalšie blízke gadgety. Bezdrôtové komunikačné technológie, ako aj ďalšie súčasti mobilných zariadení sa neustále vyvíjajú. Objavujú sa nové verzie špecifikácií, zvyšuje sa šírka pásma, rozširuje sa sada funkcií atď. Vďaka tomu je zabezpečený kvalitný vývoj, bez ktorého je technický pokrok nemysliteľný. Pokrok má však aj odvrátenú stranu: každý rok je pre používateľov čoraz ťažšie pochopiť, aký je rozdiel medzi rôznymi modelmi.

Zvyčajne zo stručného popisu mobilného zariadenia vyčítate iba názvy bezdrôtových rozhraní, ktorými je vybavené. Podrobná špecifikácia zvyčajne obsahuje ďalšie informácie, najmä verzie bezdrôtových rozhraní (napríklad Wi-Fi 802.11b/g/n a Bluetooth 2.1). Nie vždy to však stačí na to, aby sme plne ocenili možnosti bezdrôtovej komunikácie daného zariadenia. Napríklad, aby ste pochopili, či konkrétne periférne zariadenie pripojené cez Bluetooth bude fungovať so smartfónom alebo tabletom, ktorý máte k dispozícii.

V tomto článku budeme hovoriť o rôznych nuansách, ktorým musíte venovať pozornosť pri posudzovaní schopností zariadení vybavených rozhraním Bluetooth.

Pôsobnosť

Bezdrôtové rozhranie s krátkym dosahom, nazývané Bluetooth, bolo vyvinuté v roku 1994 inžiniermi švédskej spoločnosti Ericsson. Od roku 1998 vývoj a propagáciu tejto technológie vykonáva skupina Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), ktorú založili Ericsson, IBM, Intel, Nokia a Toshiba. K dnešnému dňu obsahuje zoznam členov Bluetooth SIG viac ako 13 tisíc spoločností.

Zavedenie Bluetooth do masových spotrebiteľských zariadení sa začalo v prvej polovici minulého desaťročia. V súčasnosti je veľa modelov notebookov a mobilných zariadení vybavených vstavanými adaptérmi Bluetooth. Okrem toho je v predaji široká škála periférnych zariadení (bezdrôtové náhlavné súpravy, polohovacie zariadenia, klávesnice, reproduktorové systémy atď.) vybavených týmto rozhraním.

Hlavnou funkciou Bluetooth je vytváranie takzvaných osobných sietí (Private Area Networks, PAN), ktoré poskytujú možnosť výmeny dát medzi blízkymi (v rámci toho istého domu, priestorov, vozidla atď.) stolovými a prenosnými počítačmi, periférnymi a mobilné zariadenia atď.

Hlavnými výhodami Bluetooth oproti konkurenčným riešeniam je nízka spotreba energie a nízka cena transceiverov, čo umožňuje integráciu aj do malých zariadení s miniatúrnymi batériami. Okrem toho sú výrobcovia zariadení oslobodení od platenia licenčných poplatkov za inštaláciu vysielačov a prijímačov Bluetooth do svojich produktov.

Pripojovacie zariadenia

Pomocou rozhrania Bluetooth môžete pripojiť dve alebo niekoľko zariadení naraz. V prvom prípade sa pripojenie vykonáva podľa schémy „bod-bod“, v druhom - podľa schémy „bod-multibod“. Bez ohľadu na schému pripojenia je jedno zo zariadení master, ostatné sú podriadené. Hlavné zariadenie nastavuje vzor, ​​ktorý budú používať všetky podriadené zariadenia a tiež synchronizuje ich činnosť. Takto zapojené zariadenia tvoria pikonet. V rámci jednej pikonety je možné kombinovať jedno hlavné a až sedem podriadených zariadení (obr. 1 a 2). Okrem toho je možné mať v pikonete ďalšie podradené zariadenia (viac ako sedem), ktoré majú zaparkovaný stav: nezúčastňujú sa výmeny dát, ale sú synchronizované s nadradeným zariadením.

Ryža. 1. Pikonetový diagram,
prepojenie dvoch zariadení

Ryža. 2. schéma Piconet,
kombináciou viacerých zariadení

Do distribuovanej siete (scatternet) je možné skombinovať niekoľko pikoniet. Aby to bolo možné urobiť, zariadenie fungujúce ako podriadené v jednej pikonete musí fungovať ako nadriadené v inej (obr. 3). Piconety, ktoré sú súčasťou rovnakej distribuovanej siete, nie sú navzájom synchronizované a používajú rôzne vzory.

Ryža. 3. Schéma distribuovanej siete vrátane troch pikoniet

Maximálny počet pikoniet v distribuovanej sieti nemôže presiahnuť desať. Distribuovaná sieť teda umožňuje pripojiť celkovo až 71 zariadení.

Všimnite si, že v praxi potreba vytvorenia distribuovanej siete vzniká len zriedka. Pri súčasnom stupni integrácie hardvérových komponentov si len ťažko vieme predstaviť situáciu, kedy by majiteľ smartfónu či tabletu potreboval cez Bluetooth pripojiť viac ako dve či tri zariadenia súčasne.

Akčný rádius

Špecifikácia Bluetooth poskytuje tri triedy transceiverov (pozri tabuľku), ktoré sa líšia výkonom, a teda aj efektívnym dosahom. Najbežnejšou možnosťou, ktorá sa používa vo väčšine v súčasnosti vyrábaných mobilných elektronických zariadení a počítačov, sú Bluetooth transceivery triedy 2. Nízkoenergetické systémy triedy 3 sú vybavené medicínskym vybavením a hlavnou oblasťou použitia pre „najdlhšie rozsah” Moduly triedy 1 sú monitorovacie a riadiace systémy pre priemyselné zariadenia.

Samozrejme, so stabilným bezdrôtovým spojením medzi zariadeniami umiestnenými v maximálnej vzdialenosti (napríklad 10 m v prípade transceiverov triedy 2) môžete počítať len vtedy, ak medzi nimi nie sú veľké prekážky (steny, priečky, dvere atď.). ). Skutočný dosah sa môže líšiť v závislosti od charakteristík miestnosti a od prítomnosti rádiového rušenia a zdrojov silného elektromagnetického žiarenia vo vzduchu.

Verzie Bluetooth a ich rozdiely

Prvá verzia špecifikácie (Bluetooth 1.0) bola schválená v roku 1999. Krátko po prechodnej špecifikácii (Bluetooth 1.0B) bol schválený Bluetooth 1.1 – opravil chyby a odstránil mnohé nedostatky prvej verzie.

V roku 2003 bola schválená špecifikácia jadra Bluetooth 1.2. Jednou z jeho kľúčových noviniek bolo zavedenie metódy Adaptive Frequency-hopping spread Spectrum (AFH), vďaka ktorej bolo bezdrôtové pripojenie oveľa odolnejšie voči elektromagnetickému rušeniu. Okrem toho bolo možné skrátiť čas strávený pri vyhľadávaní zariadení a pri pripájaní.

Ďalším dôležitým vylepšením verzie 1.2 bolo zvýšenie rýchlosti výmeny dát na 433,9 Kbps v každom smere pri použití asynchrónnej komunikácie cez symetrický kanál. V prípade asymetrického kanála bola priepustnosť 723,2 Kbit/s v jednom smere a 57,6 Kbit/s v druhom smere.

Pridaná bola aj vylepšená verzia technológie Extended Synchronous Connections (eSCO), ktorá zlepšuje kvalitu streamovaného zvuku pomocou mechanizmu na opätovné odosielanie paketov poškodených počas prenosu.

Koncom roka 2004 bola schválená základná špecifikácia Bluetooth 2.0 + EDR. Najdôležitejšou novinkou druhej verzie bola technológia Enhanced Data Rate (EDR), vďaka ktorej implementácii sa podarilo výrazne (niekoľkonásobne) zvýšiť priepustnosť rozhrania. Teoreticky vám použitie EDR umožňuje dosiahnuť rýchlosť prenosu dát 3 Mbit/s, ale v praxi tento údaj zvyčajne nepresahuje 2 Mbit/s.

Treba poznamenať, že EDR nie je vyžadovaná funkcia pre transceivery, ktoré vyhovujú špecifikácii Bluetooth 2.0.

Zariadenia vybavené transceiverom Bluetooth 2.0 sú spätne kompatibilné s predchádzajúcimi verziami (1.x). Prirodzene, rýchlosť prenosu dát je obmedzená možnosťami pomalšieho zariadenia.

V roku 2007 bola schválená základná špecifikácia Bluetooth 2.1 + EDR. Jednou z noviniek v ňom implementovaných bola energeticky úsporná technológia Sniff Subbrating, ktorá umožnila výrazne (tri až desaťnásobne) zvýšiť výdrž batérie mobilných zariadení. Výrazne sa zjednodušil aj postup nadviazania komunikácie medzi dvoma zariadeniami.

V auguste 2008 boli schválené základné dodatky (Core Specification Addendum, CSA) k špecifikáciám Bluetooth 2.0 + EDR a Bluetooth 2.1 + EDR. Vykonané zmeny sú zamerané na zníženie spotreby energie, zvýšenie úrovne ochrany prenášaných dát a optimalizáciu postupov pri identifikácii a pripájaní Bluetooth zariadení.

V apríli 2009 bola schválená špecifikácia jadra Bluetooth 3.0+HS. Skratka HS v tomto prípade znamená High Speed. Jeho hlavnou novinkou je implementácia technológie Generic Alternate MAC/PHY, ktorá poskytuje možnosť prenášať dáta rýchlosťou až 24 Mbit/s. Okrem toho sa plánuje použitie dvoch modulov transceivera: nízkorýchlostný (s nízkou spotrebou energie) a vysokorýchlostný. V závislosti od šírky prenášaného dátového toku (alebo veľkosti prenášaného súboru) sa používa buď nízkorýchlostný (do 3 Mbit/s), alebo vysokorýchlostný transceiver. To vám umožní znížiť spotrebu energie v situáciách, keď nie sú potrebné vysoké rýchlosti prenosu dát.

Špecifikácia jadra Bluetooth 4.0 bola schválená v júni 2010. Kľúčovou vlastnosťou tejto verzie je použitie nízkoenergetickej technológie. Znížená spotreba energie je dosiahnutá jednak obmedzením rýchlosti prenosu dát (nie viac ako 1 Mbit/s) a jednak tým, že transceiver nepracuje nepretržite, ale je zapnutý len po dobu výmeny dát. Na rozdiel od všeobecného presvedčenia, Bluetooth 4.0 neposkytuje vyššiu rýchlosť prenosu dát ako Bluetooth 3.0+HS.

Bluetooth profily

Schopnosť zariadení interagovať pri pripojení cez Bluetooth je do značnej miery určená množinou profilov, ktoré každé z nich podporuje. Konkrétny profil poskytuje podporu pre určité funkcie, ako je prenos súborov alebo streamovanie médií, poskytovanie sieťového pripojenia atď. Informácie o niektorých profiloch Bluetooth nájdete na bočnom paneli.

Je dôležité pochopiť, že pripojenie Bluetooth môžete použiť na vykonanie akejkoľvek úlohy iba vtedy, ak je príslušný profil podporovaný hlavným aj podriadeným zariadením. Preniesť „vizitku“ alebo kontakt z jedného mobilného telefónu na druhý cez Bluetooth je teda možné len vtedy, ak obe zariadenia podporujú profil OPP (Object Push Profile). Ak chcete napríklad použiť mobilný telefón ako bezdrôtový mobilný modem, je potrebné, aby toto zariadenie a počítač, ktorý je k nemu pripojený, podporovali profil DUN (Dial-up Networking Profile).

Situácie často nastanú, keď sa vytvorí spojenie Bluetooth medzi dvoma zariadeniami, ale niektorú akciu (povedzme prenos súboru) nemožno vykonať. Jednou z pravdepodobných príčin takýchto problémov môže byť nedostatočná podpora pre príslušný profil na jednom zo zariadení.

Súbor podporovaných profilov je teda dôležitým faktorom, ktorý treba brať do úvahy pri posudzovaní schopností konkrétneho zariadenia. Bohužiaľ, niektoré modely mobilných zariadení podporujú minimálnu sadu profilov (napríklad len A2DP a HSP), čo výrazne obmedzuje možnosť bezdrôtového pripojenia k iným zariadeniam.

Upozorňujeme, že súbor podporovaných profilov je určený nielen špecifikami a konštrukčnými vlastnosťami zariadenia, ale aj politikou výrobcu. Niektoré zariadenia napríklad blokujú možnosť prenášať súbory určitých formátov (obrázky, videá, e-knihy, aplikácie atď.) pod zámienkou boja proti pirátstvu. Pravda, v skutočnosti takýmito obmedzeniami netrpia milovníci falšovaného mediálneho obsahu a softvéru, ale poctiví používatelia, ktorí sú nútení prenášať aj fotografie nasnímané vlastným vstavaným fotoaparátom do PC kruhovým spôsobom (napr. odoslaním potrebných súborov na ich vlastnú e-mailovú adresu).

Bluetooth profily A2DP(Advanced Audio Distribution Profile) - poskytuje prenos dvojkanálového (stereo) audio streamu zo zdroja signálu (PC, prehrávač, mobilný telefón) do bezdrôtového stereo headsetu, reproduktorového systému alebo iného prehrávacieho zariadenia. Na kompresiu prenášaného toku je možné použiť štandardný kodek SBC (Sub Band Codec) alebo iný definovaný výrobcom zariadenia. AVRCP(Profil diaľkového ovládania zvuku/videa) – umožňuje ovládať štandardné funkcie televízorov, systémov domáceho kina atď. Zariadenie, ktoré podporuje profil AVRCP, môže fungovať ako bezdrôtové diaľkové ovládanie. Možno použiť v spojení s profilmi A2DP alebo VDPT. BIP(Basic Imaging Profile) – poskytuje možnosť prenášať, prijímať a prezerať obrázky. Umožňuje napríklad preniesť digitálne fotografie z digitálneho fotoaparátu do pamäte mobilného telefónu. Je možné meniť veľkosti a formáty prenášaných obrázkov s prihliadnutím na špecifiká pripojených zariadení. BPP(Basic Printing Profile) - základný profil tlače, ktorý zabezpečuje prenos rôznych objektov (textové správy, vizitky, obrázky atď.) na výstup na tlačové zariadenie. Môžete si napríklad vytlačiť textovú správu alebo fotografiu z mobilného telefónu na tlačiarni. Dôležitou vlastnosťou profilu BPP je, že na zariadení, z ktorého sa objekt odosiela na tlač, nie je potrebné inštalovať konkrétny ovládač pre existujúci model tlačiarne. DUN(Dial-up Networking Profile) - poskytuje pripojenie k PC alebo inému zariadeniu na internet cez mobilný telefón, ktorý v tomto prípade funguje ako externý modem. FAX(Fax Profile) - umožňuje používať externé zariadenie (mobilný telefón alebo MFP s faxovým modulom) na príjem a odosielanie faxových správ z PC. FTP(File Transfer Profile) - poskytuje prenos súborov, ako aj prístup k súborovému systému pripojeného zariadenia. Štandardná sada príkazov umožňuje navigáciu v hierarchickej štruktúre logickej jednotky pripojeného zariadenia, ako aj kopírovanie a odstraňovanie súborov. GAVDP(General Audio/Video Distribution Profile) – zabezpečuje prenos audio a video streamov zo zdroja signálu do prehrávacieho zariadenia. Je základný pre profily A2DP a VDP. HFP(Hands-Free Profile) - poskytuje pripojenie handsfree zariadení do auta k mobilnému telefónu pre hlasovú komunikáciu. HID(Human Interface Device Profile) - popisuje protokoly a metódy na pripojenie bezdrôtových vstupných zariadení (myši, klávesnice, joysticky, diaľkové ovládače atď.) k PC. HID profil je podporovaný v rade modelov mobilných telefónov a PDA, čo umožňuje ich využitie ako bezdrôtové diaľkové ovládače na ovládanie grafického rozhrania OS alebo jednotlivých aplikácií na PC. HSP(Headset Profile) - umožňuje pripojiť bezdrôtový headset k mobilnému telefónu alebo inému zariadeniu. Okrem prenosu audio streamu sú k dispozícii funkcie ako vytáčanie, odpovedanie na prichádzajúci hovor, ukončenie hovoru a nastavenie hlasitosti. OPP(Object Push Profile) - základný profil na odosielanie objektov (obrázkov, vizitiek a pod.). Môžete napríklad preniesť zoznam kontaktov z jedného mobilného telefónu do druhého alebo fotografiu zo smartfónu do PC. Na rozdiel od FTP profil OPP neposkytuje prístup k súborovému systému pripojeného zariadenia. PAN(Personal Area Networking Profile) – umožňuje spojiť dve alebo viac zariadení do lokálnej siete. Týmto spôsobom môžete pripojiť niekoľko počítačov k jednému s prístupom na internet. Okrem toho tento profil poskytuje vzdialený prístup k počítaču, ktorý funguje ako hlavné zariadenie. SYNCHRONIZOVAŤ(Synchronization Profile) - používa sa v spojení so základným profilom GOEP a synchronizuje osobné údaje (denník, zoznam kontaktov atď.) medzi dvoma zariadeniami (napríklad na stolnom PC a mobilnom telefóne).

Výrobcovia neustále presviedčajú spotrebiteľov, že nové riešenia sú určite lepšie ako staré. Nové procesory majú vyšší výkon a nižšiu spotrebu v porovnaní s ich predchodcami; nové displeje majú vyššie rozlíšenie a širší farebný gamut atď. Sotva sa však odporúča použiť takýto prístup na hodnotenie schopností rozhrania Bluetooth.

Po prvé, je potrebné vziať do úvahy vlastnosti existujúcej flotily zariadení Bluetooth. Koniec koncov, ako už bolo spomenuté, maximálnu rýchlosť prenosu dát určuje zariadenie vybavené najstaršou verziou rozhrania. Okrem toho nie sú pre všetky úlohy potrebné vysoké rýchlosti prenosu dát. Ak je to skutočne dôležitý faktor pre kopírovanie mediálnych súborov (zvukové nahrávky, obrázky) alebo vysielanie audio streamu s nízkym stupňom kompresie, potom pre normálnu interakciu telefónu s bezdrôtovým headsetom alebo pre výmenu kontaktov s iným zariadením je Bluetooth 2.0 schopnosti sú úplne postačujúce.

Po druhé, v mnohých prípadoch je oveľa dôležitejším faktorom ako maximálna rýchlosť bezdrôtového pripojenia sada podporovaných profilov Bluetooth. Koniec koncov, je to on, kto v skutočnosti určuje rozsah zariadení, s ktorými je existujúce zariadenie schopné interakcie. Žiaľ, tieto informácie sú len zriedka uvedené aj v úplnej špecifikácii zariadenia a často ich musíte hľadať v texte návodu na použitie alebo na používateľských fórach.

Vo veku moderných technológií nikoho neprekvapíte bezdrôtovými zariadeniami: aktívne využívame Wi-Fi na telefónoch a notebookoch, pripájame bezdrôtové myši a klávesnice k počítačom a počúvame hudbu cez Bluetooth slúchadlá. A tu prichádza na rad – ako si vybrať tie najlepšie slúchadlá špeciálne pre vaše zariadenia, keďže cez BT existuje pomerne veľa protokolov prenosu zvuku a nie všetky sú podporované slúchadlami aj samotným zariadením?

História a vlastnosti štandardu Bluetooth

Začneme ale, ako inak, históriou vzniku BT. A začal sa vytvárať, čo je pozoruhodné, niekoľko rokov pred USB - už v roku 1994 začal na tomto štandarde pracovať Ericsson, v tom čase pomerne známy výrobca telekomunikačných zariadení. Samotný štandard bol vyvinutý ako bezdrôtová alternatíva ku káblovému pripojeniu cez RS-232 (známejšie ako sériový port). Samotné špecifikácie boli hotové do roku 1998 – zároveň vznikla skupina Bluetooth SIG, do ktorej spolu s Ericssonom patrili IBM, Intel, Nokia a Toshiba. V roku 2002 sa Bluetooth stalo súčasťou štandardu IEEE 802.15.1 (Wi-Fi, dovoľte mi pripomenúť, je súčasťou štandardu IEEE 802.11). V súčasnosti je v Bluetooth SIG viac ako 18 000 spoločností, vďaka čomu je Bluetooth jedným z mála hlavných štandardov pre dátovú komunikáciu na krátke vzdialenosti.

Ako funguje Bluetooth? Rovnako ako Wi-Fi a mnoho ďalších systémov pracuje v rozsahu ISM - od 2,4 do 2,4835 GHz. Samozrejme, použitie jedného pásma vedie k rušeniu (prekrývaniu) signálov - a to zase negatívne ovplyvňuje stabilitu a rýchlosť prevádzky. S prihliadnutím na fakt, že zvuk musí byť prenášaný vždy v rovnakej kvalite bez oneskorení, použili vývojári štandardu trik. Snáď najdôležitejším problémom pre BT je Wi-Fi - v každom dome je veľa takýchto sietí v pásme 2,4 GHz a celkovo môže byť v tomto rozsahu 13 kanálov so šírkou 22 MHz:


Prístup je tu jednoduchý: vysielač aj prijímač vždy používajú jeden pomerne široký kanál. Áno, môže sa prekrývať s inými kanálmi, čo negatívne ovplyvní rýchlosť, ale nie stabilitu – a to vyhovuje každému. Bluetooth používa iný prístup: v rozsahu ISM má až 79 kanálov (v niektorých krajinách 23 - ale Rusko nie je jedným z nich) so šírkou iba 1 MHz a prijímač a vysielač menia kanál na frekvencii. 1600-krát za sekundu podľa daného algoritmu:


Toto sa robí špeciálne, aby sa výrazne znížila pravdepodobnosť rušenia signálu v takom malom frekvenčnom rozsahu. To však nezruší rušenie - malé kanály BT môžu dobre spadať do veľkých kanálov Wi-Fi, čo povedie k strate rýchlosti, čo je neprijateľné pre vysokokvalitný prenos zvuku. Preto BT využíva technológiu AFH (Adaptive Frequency Hopping). Jeho princíp spočíva v tom, že pri zmene kanálov Bluetooth sa ignorujú tie kanály, ktoré spadajú do veľkého kanála Wi-Fi:


Ak teda používate Bluetooth na jednom mieste, teoreticky nie sú problémy s prenosom zvuku – voľné kanály sa vyberú zo 79 kanálov, čo zabezpečí dostatočnú rýchlosť. Ak sa pohybujete, môžu nastať problémy – no na druhej strane ste často na ulici videli siete Wi-Fi? Takže technológiu na prenos zvuku cez BT možno považovať za úplne odolnú voči šumu a zostáva len zistiť štandardy pre prenos zvuku cez ňu.

Bluetooth profily na prenos zvuku

Úplne prvý profil sa objavil spolu so štandardom Bluetooth 1.2 pred viac ako 15 rokmi – už vtedy vývojárom štandardu napadlo, že bezdrôtový zvuk je skvelý. Bohužiaľ, samotný štandard nazvaný HSP - Headset Profile bol na počúvanie hudby málo vhodný: prenos zvuku bol v mono formáte s bitovou rýchlosťou až 64 kb/s. Na fungovanie náhlavných súprav to bolo viac než dosť - pre nich bol tento profil vo všeobecnosti vytvorený - ale hudba prenášaná v tomto formáte znela oveľa horšie ako krivé 128 kb/s mp3 prehrávané cez reproduktor vtedajších telefónov.

Ďalší profil sa volal HFP (Hands-Free Profile) a ako už názov napovedá, bol opäť určený pre headsety – rovnaký mono zvuk s nízkou kvalitou. Medzi vylepšeniami je pokročilejšia práca: napríklad pri telefonovaní bolo možné prenášať zvuk z telefónu do reproduktorov auta a na odpovedanie použiť mikrofón v aute. Nás však zaujíma prenos hudby a tento profil na to z pochopiteľných dôvodov kategoricky nie je vhodný.

Prvým profilom navrhnutým špeciálne na prenos stereo zvuku bol A2DP – Advanced Audio Distribution Profile. Práve v tom sa objavila funkcia pollingových slúchadiel pripojených k zariadeniu, aby sa pre ne našiel spoločný kodek, a čo je najdôležitejšie, práve v tomto profile bolo možné ovládať kompresiu zvuku: žiaľ, kompresii sa nedá vyhnúť kvôli nízkej šírke pásma Bluetooth, ale to je všetko Kompresia sa značne líši v závislosti od použitých kodekov a verzie BT, takže výsledná kvalita zvuku sa môže značne líšiť.

Kodek SBC - horší ako MP3, ale v stereu

Ak sa hovorí, že vaše bezdrôtové reproduktory alebo slúchadlá podporujú A2DP a ani slovo viac, tak s najväčšou pravdepodobnosťou bude na kompresiu použitý kodek SBC (Subband Coding). Samotný princíp kódovania je podobný MP3, tu sa však nekladie dôraz na minimalizáciu strát zvuku, ale na zjednodušenie výpočtov, takže kompresia nastáva veľmi rýchlo aj na slabých mobilných procesoroch. Preto sú napríklad frekvencie nad 14 kHz úplne odrezané. Preto, hoci SBC umožňuje prenosové rýchlosti až 345 kb/s, MP3 pri 320 kb/s bude znieť výrazne lepšie – stačí sa pozrieť na spektrá:


Ako môžete vidieť, AptX poskytuje najlepší zvuk (viac o ňom nižšie), nasleduje MP3 a na poslednom mieste SBC.

AAC je jediný dobrý kodek pre iPhone

SBC je štandardný kodek profilu A2DP a, samozrejme, nie je jediný – existujú aj pokročilejšie nástroje na kompresiu zvuku. A najobľúbenejší z nich je kodek AAC (Advanced Audio Coding). Mimochodom, je to najlepšie, ak chcete používať bezdrôtové slúchadlá s iPhone, takže ak nejaké máte, hľadajte slúchadlá, ktoré to podporujú (a nie je ich málo). A vôbec, formát AAC používa najviac zo všetkých Apple – používajú ho napríklad všetky skladby v iTunes alebo Apple Music.

Spočiatku bol AAC vyvinutý ako nástupca MP3 – poskytuje lepšiu kvalitu zvuku pri rovnakej bitovej rýchlosti vďaka niekoľkým optimalizáciám: napríklad sú odstránené frekvencie, ktoré nie sú vnímateľné pre ľudí, je odstránená redundancia v kódovanom signáli, širšie okno Používa sa 2048 pixelov (môžete si prečítať, čo sú okná) atď. Takže v konečnom dôsledku tento kodek funguje podstatne lepšie ako SBC a je celkom vhodný na každodenné počúvanie hudby cez Bluetooth - hlavné je, že ho podporujú slúchadlá aj samotné zariadenie - inak sa štandardný kodek SBC použije s dire dôsledky pre zvuk.

aptX je optimálnou voľbou pre milovníkov dobrého zvuku

Toto je jeden z mála kodekov, ktorý dokáže prenášať zvuk cez BT do MP3 a AAC bez ďalšieho spracovania – a teda bez ovplyvnenia kvality zvuku. Dvojkanálový zvuk sa tu prenáša s bitovou rýchlosťou až 352 kb/s a samozrejme nedochádza k orezaniu frekvencií: využíva sa frekvenčný rozsah od 10 Hz do 22 kHz, čo je pre ľudské ucho viac než dostatočné. .

V roku 2009 sa objavila pokročilejšia verzia aptX HD, ktorá umožňuje prenášať zvuk s bitovou rýchlosťou až 576 kb/s – a to už stačí na prehrávanie Hi-Res zvuku, ktorý jednoznačne poteší milovníkov hudby.

Bohužiaľ, aptX má jeden dosť vážny problém: keďže táto technológia patrí Qualcommu, funguje len na zariadeniach s ich Bluetooth čipmi, a preto podpora aptX nie je a ani nemôže byť na iPhone, kde je Wi-Fi a BT reaguje čipom od Broadcomu. No, rovnako ako v prípade AAC, aj samotné zariadenie aj slúchadlá musia podporovať aptX – inak dôjde k návratu k AAC alebo SBC.

LDAC je jedinou voľbou pre audiofilov

Milovníci hudby si, samozrejme, povedia – 576 kb/s v aptX HD je super, no vo flac je hudba s dvojnásobným bitrate. A tu prichádza na pomoc Sony s vlastným kodekom, ktorý poskytuje prenos zvuku s bitovou rýchlosťou až 990 kb/s so vzorkovacou frekvenciou 96 kHz – čo vo všeobecnosti poskytuje kvalitnejšie prehrávanie zvuku ako z CD. A ak sa tento kodek predtým používal výlučne v zariadeniach od Sony, potom je počnúc Androidom 8.0 zahrnutý do projektu AOSP, takže ak má váš smartfón firmvér a máte slúchadlá s podporou LDAC, môžete si vychutnať skutočne Hi- Res audio cez Bluetooth.

Výsledky

Nakoniec ale vidíme, že Bluetooth zvuk sa vyvinul natoľko, že splní akékoľvek želania: pre nenáročných poslucháčov s jednoduchými slúchadlami a MP3 hudbou s bitrate 128 kb/s je tu SBC. Pre tých, ktorí sú zvyknutí počúvať hudbu z iTunes alebo MP3 pri rýchlosti 320 kb/s je tu AAC a aptX. No a pre milovníkov hudby s hudbou vo flac je tu aptX HD a LDAC. Nezabudnite však – obe zariadenia musia podporovať kodek, ktorý potrebujete – inak budete flac počúvať s kodekom SBC, čo sa vám zjavne nebude páčiť.