Bluetooth-tekniken är uppkallad efter Harald Bluetooth, en gammal vikingakung. Och för Guds skull, fråga inte varför. Det är bättre att ta reda på de riktigt viktiga sakerna: hur det fungerar, vad det kan, varför det är intressant – och varför det inte är det – för en musikälskare. Och viktigast av allt, vad som händer med ljudströmmen när den lämnar smartphonen eller surfplattan för att nå trådlösa hörlurar eller högtalare via Bluetooth.

Idag är det omöjligt att föreställa sig en smartphone, en surfplatta eller någon annan mobil enhet med självrespekt utan Bluetooth-stöd. Tekniken i sig föddes dock mycket tidigare än smartphones och surfplattor - redan 1994, och dess ursprungliga syfte var att ersätta ledningarna i fyllningen av telestationer.

Inledningsvis hade den "blå tanden" många problem med kommunikationens hastighet och tillförlitlighet, energiförbrukning och kompatibilitet mellan olika enheter, men med tiden har tekniken vuxit, med varje ny version som blivit märkbart snabbare, mer ekonomisk och mer kapabel.

På bilden är Harald I Bluetooth döpt. Enligt legenden (obekräftad) förenade kungen de danska bosättningarna till ett enda land. Detta faktum blev idén för Bluetooth - att ansluta alla enheter med ett protokoll

Vissa förbättringar - till exempel förenkling av "parningsproceduren" i version 2.1 och en allvarlig minskning av batteribelastningen i den nuvarande versionen 4.0 - har gjort musikälskares vardag märkbart bekvämare. Tillkomsten av NFC-teknik har gett ännu mer komfort - i samband med det kräver Bluetooth ingen ceremoni alls i ömsesidigt erkännande av mottagaren och sändaren; det räcker att bara röra prylarna mot varandra. Men generellt sett har framstegen haft liten effekt på kvaliteten på ljudöverföringen: i den senaste utgåvan av Bluetooth är denna process arrangerad på samma sätt som i dess version förra tio år sedan. Men hur exakt?

35 blå tänder

Liksom de allra flesta andra trådlösa gränssnitt är Bluetooth baserad på användningen av radiovågor. För att överföra information använder den "blå tanden" radiofrekvenser i området 2,4 GHz - Wi-Fi-routrar, trådlösa datortangentbord och möss, vissa DECT-telefoner och mycket annan utrustning "betar" här.

Hur skiljer sig Bluetooth från många andra trådlösa tekniker? Å ena sidan har den ett relativt lågt räckvidd: dess aktionsområde överstiger inte tio meter, och tjocka väggar kan minska denna siffra ytterligare.

Intressant nog består Bluetooth-logotypen av två skandinaviska runor: "haglaz" och "berkana" (analoger av de latinska bokstäverna H och B)

Å andra sidan - multifunktionalitet. "Blue tooth" kan användas för en mängd olika ändamål: från att överföra foton till en bärbar dator till att skicka dokument för utskrift, från att kontrollera externa enheter till att strömma ljud. Det är inte konstigt att Bluetooth har så många olika sk. "profiler", som var och en säkerställer utförandet av en viss uppgift, definierar de tekniska parametrarna för interaktionen mellan Bluetooth-sändaren och mottagaren. Det totala antalet profiler mäts i dussintals (enligt en artikel på Wikipedia finns det grundläggande 35), endast tre är ansvariga för ljudöverföring. Hur skiljer de sig från varandra?

Bluetooth-profiler HSP, HFP och A2DP

Den första av Bluetooth-ljudprofilerna kallas HSP - Headset Profile. Som namnet antyder är det designat för att fungera med mobila headset och är skräddarsytt för grundläggande röstöverföring med alla följder: ljud tillåts endast i monoformat och med en bithastighet som inte är högre än 64 kB/s. Jämfört med detta ljud verkar även komprimerade MP3-filer vara en gudomlig fröjd för öronen.

Den andra - HFP, Handsfree Profile - är en lite mer avancerad version av samma profil. Dess målgrupp är samma monofoniska headset, så stereo stöds fortfarande inte, men ljudkvaliteten är något högre. Den här profilen är dock fortfarande inte lämplig för att lyssna på musik.

Så fort A2DP dök upp tog många hi-fi-tillverkare märke till det. Men före alla andra fanns det små företag som tillverkade adaptrar, som GOgroove BlueGate som visas på bilden - en liten låda med en DAC och en hörlursförstärkare inuti.

För detta ändamål tillhandahålls en speciell A2DP-profil - Advanced Audio Distribution Profile. Det är han som ansvarar för att koppla ihop mobila enheter med trådlösa högtalare och hörlurar. A2DP-profilen tillåter ljudkällan att hitta ett gemensamt språk med trådlös akustik, och viktigast av allt, den kontrollerar ljudkomprimering för att skicka över "bluetooth"-kanalen. Denna procedur kan inte undvikas på grund av Bluetooths låga bandbredd, men nivån på komprimering, algoritmer som används för komprimering och, i slutändan, förluster i ljudkvalitet kan variera märkbart. Det är här, som de säger, nyanser uppstår.

SBC codec klämmer hårdare än MP3

Som ni vet kan ljud komprimeras på olika sätt. Med eller utan kvalitetsförlust, med låg eller hög bithastighet, med olika inställningar, med olika codecs. Istället för en av de allestädes närvarande codecs för att komprimera ljudströmmen, använder A2DP-profilen som standard sin egen Subband Coding-komprimeringsalgoritm - eller, helt enkelt, SBC.

En jämförelse gjord av Brent Butterwood (författare till About.com) visar skillnaden i vilket brus som produceras när en ton appliceras vid 5, 10, 12,5 och 20 kHz. Blå linje - aptX, grön - SBC()

Ljudbehandling med SBC-metoder har mycket gemensamt med den välkända MP3-komprimeringen, men prioriteringarna är uppbyggda något annorlunda: huvuduppgiften är inte så mycket att minimera ljudförluster, utan att förenkla beräkningar. Allt ska vara snabbt, enkelt och lätt att göra även för den tunnaste mobila processorn.

Som ett resultat hanterar SBC ljud utan onödig ceremoni - till exempel avbryts frekvenser över 14 kHz helt enkelt under konverteringen, vilket resulterar i att frekvensområdet minskas märkbart. Det är inte förvånande att även med samma bithastighet som MP3 (och SBC tillåter bithastigheter upp till 320 kB/s) låter SBC-kodat ljud märkbart sämre.

Den här grafen visar spektra vid sändning av en 1 kHz-signal genom aptX (blå) och SBC (grön), samt 4 kHz - aptX (magenta) och SBC (röd) ()

Som ett resultat, när du använder standardkodaren, försämrar överföring via Bluetooth ljudet av inte bara okomprimerat ljud, utan också vanliga mp3-filer - trots allt, under trådlös transport avkodas de först och komprimeras sedan igen, den här gången mycket mer grovt. Lyckligtvis är SBC det huvudsakliga, men inte nödvändigtvis det enda, ljudströmskomprimeringsverktyget som A2DP har i sin arsenal. Det finns andra, mer intressanta förslag.

Avancerad ljudkodning: avancerat, men inte perfekt

Den grundläggande SBC-codecen med dess blygsamma musikaliska kapacitet är inte det bästa sättet att locka musikälskares uppmärksamhet till Bluetooth-teknik. Det är därför som utvecklarna av många blåtandade enheter, särskilt i toppsegmentet, kompletterar A2DP-profilen med valfria, mer avancerade ljudkomprimeringsverktyg. Det mest populära av dessa verktyg är AAC-algoritmen.

Till skillnad från SBC-codec, som bara är bekant för dem som gillar att fördjupa sig i de tekniska specifikationerna för Bluetooth, är AAC-förkortningen välkänd för allmänheten. Skulle fortfarande! Det här är trots allt formatet som används till exempel i iTunes. Det ursprungliga målet för algoritmutvecklarna var att överträffa MP3 i ljudkvalitet med samma bithastigheter - det är ingen slump att dess namn står för Advanced Audio Coding, "avancerad ljudkodning."

På grund av mer komplexa algoritmer lagrar AAC faktiskt mer musikalisk information än mp3, och ännu mer SBC. Det är inte förvånande att dess inkludering i uppsättningen codecs som stöds av A2DP-profilen förbättrar ljudet av Bluetooth-högtalare och hörlurar avsevärt.

Det viktigaste är att se till att AAC-codec stöds av båda "blåtandade" enheter: både den som fungerar som en ljudsignalsändare och den som fungerar för att ta emot den. Om bara en av ett par sådana enheter kan förstå AAC-kodning, rullas A2DP-profilen automatiskt tillbaka till bas-codec. Med ganska uppenbara konsekvenser för ljudet.

AptX codec: det bästa alternativet för musikälskare

Ännu mer avancerad ljudkomprimering tillhandahålls av aptX-codec, som aktivt främjas av CSR på marknaden för trådlös Bluetooth-ljud. Skaparna marknadsför det som ett sätt att trådlöst överföra musik "i CD-kvalitet".

aptX codec har sin egen logotyp eftersom den har utvecklats och patenterats av CSR

Faktum är att detta inte är helt sant, även om algoritmerna bakom aptX, i sin funktionsprincip, verkligen liknar förlustfria kodare som komprimerar ljudströmmen utan att förlora ljudinformation. Bland fördelarna med aptX är möjligheten att överföra Bluetooth MP3 och AAC utan ytterligare bearbetning, och därför utan ljudförsämring.

En speciell version av aptX Low Latency, skräddarsydd för spelares och filmfantasters behov, säkerställer också minimal fördröjning av signalleveransen – vilket innebär att man tittar på en film utan att linjerna släpar efter karaktärernas ansiktsuttryck.

aptX codec ger ljudöverföring med en bithastighet på upp till 352 kB/s, skär inte bort versaler och utökar frekvensområdet till ganska respektabla 10 Hz - 22 kHz, men den höga komplexiteten hos de algoritmer som används kräver mobila processorer att tredubbla beräkningskraften jämfört med den grundläggande SBC. Det är därför aptX-stöd är ganska sällsynt bland blåtandade enheter, oftast i premiumsegmentet smartphones.

Men för att bli ägare till en smartphone med aptX behöver du inte betala så mycket pengar: katalogerna för Samsung, Sony, HTS och Asus innehåller många modeller som stöder den avancerade codec, inklusive ganska prisvärda.

Precis som med AAC, när du ansluter din ljudkälla trådlöst till högtalare eller hörlurar, bör du se till att aptX-codec stöds av båda enheterna. Endast i det här fallet kan du vara säker på att du verkligen pressar ut det maximala av dess musikaliska potential från den "blå tanden".

Hur fungerar A2DP Bluetooth-standarden med trådlösa hörlurar och ett headset på en telefon?

Moderna smartphones har A2DP Bluetooth trådlös informationsöverföringsstandard. Den är utformad för att distribuera ljud via luften till kringutrustning. Sändaren är en mobiltelefon och mottagaren är trådlösa hörlurar eller en bärbar högtalare. A2DP Bluetooth-teknik eliminerar besväret med kablar som stör dina bärbara ljudenheter.

Huvudfunktionen hos A2DP Bluetooth-profilen är låg bandbredd, så innan du överför ljud tvingas smarttelefonen bearbeta spåret på ett speciellt sätt för att minska dess storlek. Populära codecs är SPC, MP3, ACC och andra. Det är viktigt att codec stöds av hörlurarna, annars spelas inte musiken.

Hur aktiverar och använder jag A2DP Bluetooth?

A2DP Bluetooth-teknik (Advanced Audio Distribution Profile) låter dig använda trådlösa hörlurar, högtalare och annan bärbar utrustning. Användaren kan också styra uppspelningen av spår via knappar som finns på kroppen av kringutrustningen.

1. För att börja använda A2DP Bluetooth-kommunikation måste du aktivera motsvarande alternativ i smarttelefonens inställningar. På Android-prylar rekommenderas det att öppna meddelandeskärmen och helt enkelt aktivera Bluetooth.
2. Nästa steg är att slå på hörlurarna. De ska vara laddade och visas i listan över enheter som är tillgängliga för anslutning. Här behöver du bara välja önskat headset och vänta på att smarttelefonen ska synkroniseras.
3. Efter de beskrivna stegen kan du använda alla funktioner i trådlösa hörlurar - lyssna på musik, justera uppspelningsvolymen, byta spår.

Räckvidden för A2DP Bluetooth är cirka 10 meter, så det är tillrådligt för användaren att hålla hörlurarna nära telefonen. Om du flyttar en viss sträcka kommer ljudet att avbrytas eller överföras med störningar.

A2DP Bluetooth-ljudteknik är en populär kommunikationsstandard bland smartphoneägare. Det låter dig använda trådlösa hörlurar eller bärbara högtalare. Det finns inga speciella inställningar för användaren, allt fungerar direkt via vanlig Bluetooth och ett trådlöst headset.

Mobila enheter idag tjänar inte bara för det avsedda syftet - ringa samtal, utan också som multimediaunderhållningscenter. På smartphones och kommunikatörer kan du titta på filmer, skapa fotoalbum, spela spel, surfa på Internet och lyssna på musik. De lyssnade på musik och kommer alltid att lyssna på den. Men idag kommer vi att ta reda på vad mobila enheter behöver, eller snarare, vilka funktioner och tillbehör en telefon ska stödja för ett sådant musikaliskt nöje.

Det första tillbehöret som du kan lyssna på musik på din smartphone med är hörlurar.

- (från engelska handsfree) ett system som låter dig prata och styra telefonen utan att använda händerna. Används oftast i bilar. I grund och botten är dessa enheter som ger möjligheten att fortsätta en konversation utan att hålla en mobiltelefon eller kommunikatör i handen. Består av en hörsnäcka och en mikrofon. Det finns trådbundna och trådlösa handsfree.

Trådbundna headset ansluts till en mobil enhet med hjälp av en sladd. De är i sin tur uppdelade i mono- och stereoheadset. Det finns också multimediahandsfree, som låter dig styra spelaren på din mobila enhet.

Det trådlösa headsetet ansluts till en mobil enhet med . Den kan ta upp en mobiltelefonsignal på ett avstånd av upp till 10 m.

Trådlös Bluetooth-teknik har under en tid varit oumbärlig för att utrusta mobiltelefoner med olika externa enheter som handsfree, externt minne eller trådlösa modem. Nyligen har Bluetooth-headset och hörlurar () blivit allt mer populära. Vissa av dem har förmågan att fungera inte bara med mobiltelefoner och handdatorer, utan även med andra enheter som inte har Stereo Bluetooth-protokollet via adaptrar.

Tillkomsten av telefoner som stöder möjligheten att använda trådlösa Bluetooth-stereohörlurar för att lyssna på musik har gjort det möjligt för sina ägare att känna den verkliga glädjen över den fullständiga frånvaron av sladdar. Men kostnaden för sådana telefoner och Bluetooth-hörlurar i sig tillåter oss inte att prata om den utbredda karaktären av detta fenomen.

Stereo Bluetooth-hörlurar kan inte fungera med en mobil enhet om den senare inte stöder profilen.

En av de stabila trenderna i utvecklingen av mobila enheter är förbättringen av trådlös kommunikation, som ger möjlighet att ansluta till Internet, lokalt nätverk, såväl som olika kringutrustning (hörlurar, headset, högtalarsystem, skrivare, etc.) och andra närliggande prylar. Trådlös kommunikationsteknik, såväl som andra komponenter i mobila enheter, utvecklas ständigt. Nya versioner av specifikationer dyker upp, bandbredden ökar, uppsättningen funktioner utökas osv. Tack vare detta säkerställs en högkvalitativ utveckling, utan vilken tekniska framsteg är otänkbara. Men framsteg har också en baksida: varje år blir det svårare och svårare för användare att förstå vad som är skillnaden mellan olika modeller.

Vanligtvis, från en kort beskrivning av en mobil enhet, kan du bara ta reda på namnen på de trådlösa gränssnitt som den är utrustad med. Den detaljerade specifikationen innehåller vanligtvis ytterligare information, särskilt versionerna av trådlösa gränssnitt (till exempel Wi-Fi 802.11b/g/n och Bluetooth 2.1). Detta är dock inte alltid tillräckligt för att till fullo kunna uppskatta den trådlösa kommunikationskapaciteten hos enheten i fråga. Till exempel för att förstå om en viss kringutrustning ansluten via Bluetooth kommer att fungera med den smartphone eller surfplatta du har till ditt förfogande.

I den här artikeln kommer vi att prata om olika nyanser som du måste vara uppmärksam på när du bedömer kapaciteten hos enheter utrustade med ett Bluetooth-gränssnitt.

Tillämpningsområde

Ett trådlöst gränssnitt med kort räckvidd, kallat Bluetooth, utvecklades 1994 av ingenjörer från det svenska företaget Ericsson. Sedan 1998 har utvecklingen och marknadsföringen av denna teknik utförts av Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), grundad av Ericsson, IBM, Intel, Nokia och Toshiba. Hittills innehåller listan över Bluetooth SIG-medlemmar mer än 13 tusen företag.

Introduktionen av Bluetooth i massmarknadskonsumentenheter började under första hälften av det senaste decenniet. För närvarande är många modeller av bärbara datorer och mobila enheter utrustade med inbyggda Bluetooth-adaptrar. Dessutom säljs ett brett utbud av kringutrustning (trådlösa headset, pekdon, tangentbord, högtalarsystem, etc.) utrustade med detta gränssnitt.

Huvudfunktionen för Bluetooth är skapandet av så kallade personliga nätverk (Private Area Networks, PAN), som ger möjlighet att utbyta data mellan närliggande (inom samma hus, lokaler, fordon, etc.) stationära och bärbara datorer, kringutrustning och mobila enheter och så vidare.

De främsta fördelarna med Bluetooth jämfört med konkurrerande lösningar är låg strömförbrukning och låg kostnad för transceivrar, vilket gör att den kan integreras även i små enheter med miniatyrbatterier. Dessutom är utrustningstillverkare befriade från att betala licensavgifter för att installera Bluetooth-sändtagare i sina produkter.

Ansluta enheter

Med hjälp av Bluetooth-gränssnittet kan du ansluta två eller flera enheter samtidigt. I det första fallet utförs anslutningen enligt "punkt-till-punkt" -schemat, i det andra - enligt "punkt-till-multipunkt" -schemat. Oavsett anslutningsschema är en av enheterna master, resten är slavar. Masterenheten ställer in mönstret som alla slavenheter kommer att använda och synkroniserar även deras funktion. Enheter anslutna på detta sätt bildar ett piconet. En master och upp till sju slavenheter kan kombineras inom ett piconet (fig. 1 och 2). Dessutom är det möjligt att ha ytterligare slavenheter i piconet (fler än sju) som har en parkerad status: de deltar inte i datautbyte, men är synkroniserade med masterenheten.

Ris. 1. Piconetdiagram,
ansluta två enheter

Ris. 2. Piconet-schema,
kombinera flera enheter

Flera piconetter kan kombineras till ett distribuerat nätverk (scatternet). För att göra detta måste en enhet som fungerar som slav i ett piconet fungera som master i ett annat (fig. 3). Piconets som ingår i samma distribuerade nätverk är inte synkroniserade med varandra och använder olika mönster.

Ris. 3. Diagram över ett distribuerat nätverk inklusive tre pikonetter

Det maximala antalet pikonetter i ett distribuerat nätverk får inte överstiga tio. Således låter det distribuerade nätverket dig ansluta totalt upp till 71 enheter.

Observera att behovet av att skapa ett distribuerat nätverk i praktiken sällan uppstår. Med den nuvarande graden av integration av hårdvarukomponenter är det svårt att föreställa sig en situation där ägaren av en smartphone eller surfplatta skulle behöva ansluta mer än två eller tre enheter samtidigt via Bluetooth.

Handlingsradie

Bluetooth-specifikationen tillhandahåller tre klasser av transceivrar (se tabell), som skiljer sig i effekt och därför i effektiv räckvidd. Det vanligaste alternativet, som används i de flesta för närvarande tillverkade mobila elektroniska enheter och datorer, är transceivrar för Bluetooth klass 2. System med låg effekt Klass 3 är utrustade med medicinsk utrustning, och det huvudsakliga användningsområdet för de mest "lång- serie” Klass 1-moduler är övervaknings- och styrsystem för industriell utrustning.

Naturligtvis kan du räkna med en stabil trådlös anslutning mellan enheter som är placerade på maximalt avstånd (till exempel 10 m i fallet med klass 2-sändtagare) endast om det inte finns några stora hinder mellan dem (väggar, skiljeväggar, dörrar, etc.). ). Den faktiska räckvidden kan variera beroende på rummets egenskaper och på förekomsten av radiostörningar och källor till stark elektromagnetisk strålning i luften.

Bluetooth-versioner och deras skillnader

Den första versionen av specifikationen (Bluetooth 1.0) godkändes 1999. Strax efter den mellanliggande specifikationen (Bluetooth 1.0B) godkändes Bluetooth 1.1 - det korrigerade fel och eliminerade många av bristerna i den första versionen.

2003 godkändes Bluetooth 1.2-kärnspecifikationen. En av dess viktigaste innovationer var introduktionen av metoden Adaptive frequency-hopping spread spectrum (AFH), som gjorde den trådlösa anslutningen mycket mer motståndskraftig mot elektromagnetiska störningar. Dessutom var det möjligt att minska tiden som gick åt till att utföra enhetsupptäckt och anslutningsprocedurer.

En annan viktig förbättring i version 1.2 var ökningen av datautbyteshastigheten till 433,9 Kbps i varje riktning vid användning av asynkron kommunikation över en symmetrisk kanal. I fallet med en asymmetrisk kanal var genomströmningen 723,2 Kbit/s i en riktning och 57,6 Kbit/s i den andra.

En förbättrad version av Extended Synchronous Connections-teknik (eSCO) har också lagts till, vilket förbättrar kvaliteten på strömmande ljud genom att använda en mekanism för att skicka om paket som skadats under överföringen.

I slutet av 2004 godkändes grundspecifikationen Bluetooth 2.0 + EDR. Den viktigaste innovationen i den andra versionen var tekniken Enhanced Data Rate (EDR), tack vare implementeringen av vilken det var möjligt att avsevärt (flera gånger) öka gränssnittets genomströmning. Teoretiskt kan man använda EDR för att uppnå en dataöverföringshastighet på 3 Mbit/s, men i praktiken överstiger denna siffra vanligtvis inte 2 Mbit/s.

Det bör noteras att EDR inte är en obligatorisk funktion för transceivrar som överensstämmer med Bluetooth 2.0-specifikationen.

Enheter utrustade med Bluetooth 2.0-sändtagare är bakåtkompatibla med tidigare versioner (1.x). Naturligtvis begränsas dataöverföringshastigheten av den långsammare enhetens möjligheter.

2007 godkändes grundspecifikationen för Bluetooth 2.1 + EDR. En av innovationerna som implementerades i den var den energibesparande tekniken Sniff Subrating, som gjorde det möjligt att avsevärt (från tre till tio gånger) öka batteritiden för mobila enheter. Proceduren för att upprätta kommunikation mellan två enheter har också förenklats avsevärt.

I augusti 2008 godkändes grundläggande tillägg (Core Specification Addendum, CSA) till specifikationerna för Bluetooth 2.0 + EDR och Bluetooth 2.1 + EDR. De ändringar som gjorts syftar till att minska energiförbrukningen, öka skyddsnivån för överförda data och optimera procedurerna för att identifiera och ansluta Bluetooth-enheter.

I april 2009 godkändes kärnspecifikationen för Bluetooth 3.0+HS. Förkortningen HS står i detta fall för High Speed. Dess främsta innovation är implementeringen av Generic Alternate MAC/PHY-teknik, som ger möjlighet att överföra data med hastigheter på upp till 24 Mbit/s. Dessutom är det planerat att använda två transceivermoduler: låghastighet (med låg strömförbrukning) och höghastighet. Beroende på bredden på den överförda dataströmmen (eller storleken på den överförda filen) används antingen en låghastighets (upp till 3 Mbit/s) eller en höghastighetssändtagare. Detta gör att du kan minska strömförbrukningen i situationer där höga dataöverföringshastigheter inte krävs.

Kärnspecifikationen för Bluetooth 4.0 godkändes i juni 2010. Nyckelfunktionen i denna version är användningen av lågenergiteknik. Minskad strömförbrukning uppnås både genom att begränsa dataöverföringshastigheten (högst 1 Mbit/s) och genom att transceivern inte fungerar konstant, utan bara är påslagen under datautbytet. Tvärtemot vad många tror ger Bluetooth 4.0 inte högre dataöverföringshastigheter än Bluetooth 3.0+HS.

Bluetooth-profiler

Enheters förmåga att interagera när de är anslutna via Bluetooth bestäms till stor del av den uppsättning profiler som var och en av dem stöder. En viss profil ger stöd för vissa funktioner, som att överföra filer eller streama media, tillhandahålla en nätverksanslutning, etc. Se sidofältet för information om vissa Bluetooth-profiler.

Det är viktigt att förstå att du kan använda en Bluetooth-anslutning för att utföra alla uppgifter endast om lämplig profil stöds av både master- och slavenheter. Således är det möjligt att överföra ett "visitkort" eller en kontakt från en mobiltelefon till en annan via en Bluetooth-anslutning endast om båda enheterna stöder OPP-profilen (Object Push Profile). Och för att till exempel använda en mobiltelefon som ett trådlöst mobilmodem, är det nödvändigt att den här enheten och den dator som är ansluten till den stöder DUN-profilen (Dial-up Networking Profile).

Situationer uppstår ofta när en Bluetooth-anslutning upprättas mellan två enheter, men någon åtgärd (t.ex. överföra en fil) kan inte utföras. En av de troliga orsakerna till sådana problem kan vara bristen på stöd för lämplig profil på en av enheterna.

Således är uppsättningen av profiler som stöds en viktig faktor som måste beaktas när man bedömer kapaciteten hos en viss enhet. Tyvärr stöder vissa mobila enhetsmodeller en minimal uppsättning profiler (till exempel endast A2DP och HSP), vilket avsevärt begränsar möjligheten att trådlöst ansluta till annan utrustning.

Observera att uppsättningen av profiler som stöds inte bara bestäms av enhetens specifikation och designfunktioner, utan också av tillverkarens policy. Till exempel blockerar vissa enheter möjligheten att överföra filer i vissa format (bilder, videor, e-böcker, applikationer, etc.) under förevändning att bekämpa piratkopiering. Det är sant att i verkligheten är det inte älskare av förfalskat medieinnehåll och mjukvara som lider av sådana begränsningar, utan ärliga användare som tvingas överföra även bilder tagna med sin egen inbyggda kamera till en PC i omväg (till exempel, genom att skicka de nödvändiga filerna till sin egen e-postadress).

Bluetooth-profiler A2DP(Advanced Audio Distribution Profile) - ger överföring av en tvåkanalig (stereo) ljudström från en signalkälla (PC, spelare, mobiltelefon) till ett trådlöst stereoheadset, högtalarsystem eller annan uppspelningsenhet. För att komprimera den överförda strömmen kan standard SBC (Sub Band Codec) codec eller annan som definieras av enhetstillverkaren användas. AVRCP(Audio/Video Remote Control Profile) - låter dig styra standardfunktioner för TV-apparater, hemmabiosystem, etc. En enhet som stöder AVRCP-profilen kan fungera som en trådlös fjärrkontroll. Kan användas i kombination med A2DP- eller VDPT-profiler. BIP(Basic Imaging Profile) - ger möjlighet att sända, ta emot och visa bilder. Till exempel låter den dig överföra digitala bilder från en digitalkamera till minnet på en mobiltelefon. Det är möjligt att ändra storlekar och format för överförda bilder, med hänsyn till specifikationerna för anslutna enheter. BPP(Basic Printing Profile) - en grundläggande utskriftsprofil som tillhandahåller överföring av olika objekt (textmeddelanden, visitkort, bilder, etc.) för utskrift på en utskriftsenhet. Du kan till exempel skriva ut ett textmeddelande eller ett foto från din mobiltelefon till en skrivare. En viktig egenskap hos BPP-profilen är att på enheten från vilken objektet skickas för utskrift är det inte nödvändigt att installera en specifik drivrutin för den befintliga skrivarmodellen. DUN(Dial-up Networking Profile) - ger en anslutning till en PC eller annan enhet till Internet via en mobiltelefon, som i detta fall fungerar som ett externt modem. FAX(Faxprofil) - låter dig använda en extern enhet (mobiltelefon eller MFP med en faxmodul) för att ta emot och skicka faxmeddelanden från en PC. FTP(File Transfer Profile) - ger filöverföring, samt åtkomst till filsystemet för den anslutna enheten. En standarduppsättning kommandon låter dig navigera i den hierarkiska strukturen för den logiska enheten för en ansluten enhet, samt kopiera och ta bort filer. GAVDP(General Audio/Video Distribution Profile) - tillhandahåller överföring av ljud- och videoströmmar från signalkällan till uppspelningsenheten. Det är grundläggande för A2DP- och VDP-profiler. HFP(Hands-Free Profile) - ger anslutning av handsfree bilenheter till en mobiltelefon för röstkommunikation. GÖMDE SIG(Human Interface Device Profile) - beskriver protokoll och metoder för att ansluta trådlösa inmatningsenheter (möss, tangentbord, joysticks, fjärrkontroller, etc.) till en PC. HID-profilen stöds i ett antal modeller av mobiltelefoner och handdatorer, vilket gör att du kan använda dem som trådlösa fjärrkontroller för att styra det grafiska gränssnittet för operativsystemet eller enskilda applikationer på en PC. HSP(Headset Profile) - låter dig ansluta ett trådlöst headset till en mobiltelefon eller annan enhet. Förutom att överföra ljudströmmen finns funktioner som att ringa, svara på ett inkommande samtal, avsluta ett samtal och justera volymen. OPP(Object Push Profile) - en grundläggande profil för att skicka objekt (bilder, visitkort, etc.). Du kan till exempel överföra en lista med kontakter från en mobiltelefon till en annan eller ett foto från en smartphone till en PC. Till skillnad från FTP ger OPP-profilen inte åtkomst till filsystemet för den anslutna enheten. PANORERA(Personal Area Networking Profile) - låter dig kombinera två eller flera enheter till ett lokalt nätverk. På så sätt kan du ansluta flera datorer till en med internetåtkomst. Dessutom ger den här profilen fjärråtkomst till en dator som fungerar som en huvudenhet. SYNKRONISERA(Synkroniseringsprofil) - används tillsammans med den grundläggande GOEP-profilen och synkroniserar personlig data (dagbok, kontaktlista, etc.) mellan två enheter (till exempel på en stationär PC och en mobiltelefon).

Tillverkare övertygar ständigt konsumenterna om att nya lösningar verkligen är bättre än gamla. Nya processorer har högre prestanda och lägre strömförbrukning jämfört med sina föregångare; nya skärmar har högre upplösning och bredare färgomfång, etc. Det är dock knappast tillrådligt att använda ett sådant tillvägagångssätt för att utvärdera funktionerna hos Bluetooth-gränssnittet.

Först är det nödvändigt att ta hänsyn till funktionerna i den befintliga flottan av Bluetooth-enheter. När allt kommer omkring, som redan nämnts, bestäms den maximala dataöverföringshastigheten av enheten som är utrustad med den äldsta versionen av gränssnittet. Dessutom krävs inte höga dataöverföringshastigheter för alla uppgifter. Om detta är en riktigt viktig faktor för att kopiera mediefiler (ljudinspelningar, bilder) eller sända en ljudström med en låg grad av komprimering, då för normal interaktion av telefonen med ett trådlöst headset eller för att utbyta kontakter med en annan enhet, Bluetooth 2.0 kapaciteten är ganska tillräcklig.

För det andra, i många fall är en mycket viktigare faktor än den maximala hastigheten för den trådlösa anslutningen uppsättningen Bluetooth-profiler som stöds. När allt kommer omkring är det han som faktiskt bestämmer utbudet av utrustning som den befintliga enheten kan interagera med. Tyvärr tillhandahålls denna information sällan ens i enhetens fullständiga specifikation, och ofta måste du leta efter den i texten i bruksanvisningen eller på användarforum.

I modern tekniks tidsålder kommer du inte att överraska någon med trådlösa enheter: vi använder aktivt Wi-Fi på telefoner och bärbara datorer, ansluter trådlösa möss och tangentbord till datorer och lyssnar på musik via Bluetooth-hörlurar. Och här kommer problemet - hur man väljer de bästa hörlurarna specifikt för dina enheter, eftersom det finns ganska många ljudöverföringsprotokoll över BT, och inte alla stöds av både hörlurarna och själva enheten?

Historik och egenskaper för Bluetooth-standarden

Men vi börjar som vanligt i historien om BTs tillkomst. Och det började skapas, vilket är anmärkningsvärt, flera år innan USB - redan 1994 började Ericsson, en ganska välkänd tillverkare av telekommunikationsutrustning vid den tiden, arbeta med denna standard. Själva standarden utvecklades som ett trådlöst alternativ till en trådbunden anslutning via RS-232 (mer känd som en seriell port). Själva specifikationerna var klara 1998 - samtidigt skapades Bluetooth SIG-gruppen, som tillsammans med Ericsson inkluderade IBM, Intel, Nokia och Toshiba. 2002 blev Bluetooth en del av IEEE 802.15.1-standarden (Wi-Fi, låt mig påminna dig, är en del av IEEE 802.11-standarden). Det finns för närvarande mer än 18 000 företag inom Bluetooth SIG, vilket gör Bluetooth till en av de få stora standarderna för kortdistansdatakommunikation.

Hur fungerar Bluetooth? Den, som Wi-Fi och många andra system, fungerar i ISM-intervallet - från 2,4 till 2,4835 GHz. Naturligtvis leder användningen av ett band till interferens (överlappning) av signaler - och detta påverkar i sin tur stabiliteten och drifthastigheten negativt. Med hänsyn till det faktum att ljud alltid måste överföras i samma kvalitet utan förseningar, använde utvecklarna av standarden ett trick. Det kanske viktigaste problemet för BT är Wi-Fi - det finns många sådana nätverk i 2,4 GHz-intervallet i varje hem, och totalt kan det finnas 13 kanaler i detta intervall med en bredd på 22 MHz:


Tillvägagångssättet här är enkelt: både sändaren och mottagaren använder alltid en ganska bred kanal. Ja, det kan överlappa med andra kanaler, vilket kommer att påverka hastigheten negativt, men inte stabiliteten - och detta passar alla. Bluetooth använder ett annat tillvägagångssätt: i ISM-området har den så många som 79 kanaler (i vissa länder 23 - men Ryssland är inte en av dem) med en bredd på endast 1 MHz, och mottagaren och sändaren byter kanal med en frekvens 1600 gånger per sekund enligt en given algoritm:


Detta görs specifikt för att avsevärt minska sannolikheten för signalstörningar i ett så litet frekvensområde. Men detta avbryter inte störningar - små BT-kanaler kan mycket väl falla in i stora Wi-Fi-kanaler, och detta kommer att leda till en hastighetsförlust, vilket är oacceptabelt för högkvalitativ ljudöverföring. Därför använder BT AFH-teknik (Adaptive Frequency Hopping). Dess princip är att när du byter Bluetooth-kanaler ignoreras de kanaler som faller in i en stor Wi-Fi-kanal:


Så om du använder Bluetooth på ett ställe, så finns det i teorin inga problem med ljudöverföring - fria kanaler kommer att väljas från 79 kanaler, vilket kommer att säkerställa tillräcklig hastighet. Om du rör dig kan det uppstå problem – men å andra sidan, har du ofta sett Wi-Fi-nätverk på gatan? Så tekniken för att överföra ljud över BT kan anses vara helt brustålig, och allt som återstår är att ta reda på standarderna för att överföra ljud över den.

Bluetooth-profiler för ljudöverföring

Den allra första profilen dök upp tillsammans med Bluetooth 1.2-standarden för mer än 15 år sedan - redan då gick det upp för utvecklarna av standarden att trådlöst ljud var fantastiskt. Tyvärr var själva standarden, kallad HSP - Headset Profile, dåligt lämpad för att lyssna på musik: ljudöverföringen var i monoformat med en bithastighet på upp till 64 kb/s. Detta var mer än tillräckligt för att headset skulle fungera - för dem skapades den här profilen i allmänhet - men musik som överfördes i det här formatet lät mycket värre än den sneda 128 kb/s mp3 som spelades genom högtalaren på den tidens telefoner.

Nästa profil hette HFP (Hands-Free Profile), och som namnet antyder var den återigen avsedd för headset – samma monoljud med låg kvalitet. Bland förbättringarna finns mer avancerat arbete: till exempel när man ringde ett samtal gick det att överföra ljud från telefonen till bilens högtalare och använda mikrofonen i bilen för att svara. Men vi är intresserade av överföring av musik, och av förklarliga skäl är den här profilen kategoriskt inte lämplig för det.

Den första profilen som designats specifikt för stereoljudsöverföring var A2DP - Advanced Audio Distribution Profile. Det var i det som funktionen för polling-hörlurar anslutna till enheten dök upp för att hitta en gemensam codec för dem, och viktigast av allt, det var i den här profilen som det blev möjligt att kontrollera ljudkomprimering: tyvärr kan komprimering inte undvikas på grund av Bluetooths låga bandbredd, men det är det. Kompressionen varierar mycket beroende på vilka codecs som används och versionen av BT, så den resulterande ljudkvaliteten kan variera mycket.

SBC-codec - sämre än MP3, men i stereo

Om det sägs att dina trådlösa högtalare eller hörlurar stöder A2DP och inte ett ord mer, så kommer troligen SBC (Subband Coding) codec att användas för komprimering. Själva kodningsprincipen liknar MP3, men här ligger inte tyngdpunkten på att minimera ljudförluster, utan på att förenkla beräkningar, så att komprimering sker mycket snabbt även på svaga mobila processorer. Därför är till exempel frekvenser över 14 kHz helt avskurna. Därför, även om SBC tillåter bithastigheter upp till 345 kb/s, kommer MP3 vid 320 kb/s att låta betydligt bättre - titta bara på spektra:


Som du kan se levererar AptX det bästa ljudet (mer om det nedan), följt av MP3 och SBC på sista plats.

AAC är den enda bra codec för iPhone

SBC är standard A2DP profil codec, och, naturligtvis, det är inte den enda - det finns också mer avancerade verktyg för ljudkomprimering. Och den mest populära bland dem är AAC (Advanced Audio Coding) codec. Det är förresten bäst om du vill använda trådlösa hörlurar med en iPhone, så om du har en, leta efter hörlurar som stöder det (och det finns en hel del av dem). Och generellt sett används AAC-formatet mest av allt av Apple - till exempel använder alla låtar i iTunes eller Apple Music det.

Inledningsvis utvecklades AAC som en efterföljare till MP3 - det ger bättre ljudkvalitet vid samma bithastighet tack vare flera optimeringar: till exempel tas frekvenser som inte är märkbara för människor bort, redundans i den kodade signalen tas bort, ett bredare fönster med 2048 pixlar används (du kan läsa vad fönster är) och så vidare. Så i slutändan fungerar denna codec betydligt bättre än SBC och är ganska lämplig för vardagslyssning av musik via Bluetooth - huvudsaken är att både hörlurarna och själva enheten stöder det - annars kommer standard SBC codec att användas med dire konsekvenser för ljudet.

aptX är det optimala valet för älskare av bra ljud

Detta är en av få codecs som kan överföra ljud över BT till MP3 och AAC utan ytterligare bearbetning - och därför utan att påverka ljudkvaliteten. Här sänds tvåkanaligt ljud med en bithastighet på upp till 352 kb/s, och naturligtvis bryts inga frekvenser av: frekvensområdet från 10 Hz till 22 kHz används, vilket är mer än tillräckligt för det mänskliga örat .

2009 dök en mer avancerad version av aptX HD upp; den låter dig överföra ljud med en bithastighet på upp till 576 kb/s - och detta räcker redan för att spela lite Hi-Res-ljud, vilket helt klart kommer att glädja musikälskare.

Men tyvärr, aptX har ett ganska allvarligt problem: eftersom den här tekniken tillhör Qualcomm fungerar den bara på enheter med deras Bluetooth-chips, och det är därför aptX-stöd inte finns och kan inte finnas på iPhone, där det finns Wi-Fi och BT svarar med ett chip från Broadcom. Jo, som i fallet med AAC måste både själva enheten och hörlurarna stödja aptX – annars blir det en återställning till AAC eller SBC.

LDAC är det enda valet för audiofiler

Musikälskare kommer naturligtvis att säga - 576 kb/s i aptX HD är bra, men det finns musik i flac med dubbelt så hög bithastighet. Och här kommer Sony till undsättning med en egen codec, som ger ljudöverföring med en bithastighet på hela 990 kb/s med en samplingsfrekvens på 96 kHz – vilket generellt sett ger högre ljuduppspelning än från CD-skivor. Och om tidigare denna codec endast användes i enheter från Sony, från och med Android 8.0 ingår den i AOSP-projektet, så om din smartphone har firmware på den och du har hörlurar med LDAC-stöd, så kan du njuta av riktigt Hi- Res ljud via Bluetooth.

Resultat

Men i slutändan ser vi att Bluetooth-ljudet har utvecklats så mycket att det kommer att tillfredsställa alla önskemål: för kravlösa lyssnare med enkla hörlurar och MP3-musik med en bithastighet på 128 kb/s finns SBC. För den som är van att lyssna på musik från iTunes eller MP3 i 320 kb/s finns AAC och aptX. Tja, för musikälskare med musik i flac finns aptX HD och LDAC. Glöm dock inte - båda enheterna måste stödja den codec du behöver - annars kommer du att lyssna på flac med SBC-codec, vilket du uppenbarligen inte kommer att gilla.