Bluetooth interfész: nézzük az árnyalatokat. Mi az A2DP Bluetooth egy okostelefonban? Speciális hangkódolás: fejlett, de nem tökéletes

A Bluetooth technológia Harald Bluetoothról, egy ősi viking királyról kapta a nevét. És az isten szerelmére, ne kérdezd, miért. Jobb, ha rájössz az igazán fontos dolgokra: hogyan működik, mire képes, miért érdekes – és miért nem – egy zenerajongó számára. És ami a legfontosabb, mi történik az audio adatfolyammal, amikor elhagyja az okostelefont vagy táblagépet, hogy Bluetoothon keresztül elérje a vezeték nélküli fejhallgatót vagy hangszórót.

Ma már lehetetlen elképzelni egy okostelefont, táblagépet vagy bármilyen más önbecsülő mobileszközt Bluetooth támogatás nélkül. Maga a technológia azonban jóval korábban megszületett, mint az okostelefonok és táblagépek – még 1994-ben, és eredeti célja a távközlési állomások töltésénél a vezetékek cseréje volt.

Kezdetben a „kék fog”-nak sok problémája volt a kommunikáció sebességével és megbízhatóságával, az energiafogyasztással és a különféle eszközök közötti kompatibilitással, de az idő múlásával a technológia fejlődött, minden új verzió észrevehetően gyorsabb, gazdaságosabb és képességesebb lett.

A képen Harald I Bluetooth megkeresztelkedett. A legenda szerint (nem megerősítve) a király egyetlen országgá egyesítette a dán településeket. Ez a tény lett a Bluetooth ötlete - az összes eszköz egyetlen protokollal történő összekapcsolása

Néhány fejlesztés – például a „párosítási” eljárás egyszerűsítése a 2.1-es verzióban és az akkumulátorok terhelésének jelentős csökkentése a jelenlegi 4.0-s verzióban – érezhetően kényelmesebbé tette a zenekedvelők mindennapjait. Az NFC technológia megjelenése még nagyobb kényelmet hozott - ezzel együtt a Bluetooth egyáltalán nem igényel semmilyen szertartást a vevő és az adó kölcsönös elismerésében, elég csak egymáshoz érinteni a kütyüket. De általánosságban véve a haladás kevéssé befolyásolta a hangátvitel minőségét: a Bluetooth legújabb kiadásában ez a folyamat ugyanúgy van elrendezve, mint a legutóbbi tíz évvel ezelőtti verzióban. De hogyan is pontosan?

35 kék fog

A többi vezeték nélküli interfész túlnyomó többségéhez hasonlóan a Bluetooth is rádióhullámok használatán alapul. Az információ továbbítására a „kék fog” 2,4 GHz-es rádiófrekvenciát használ – Wi-Fi routerek, vezeték nélküli számítógépes billentyűzetek és egerek, néhány DECT telefon és sok egyéb berendezés „legelnek” itt.

Miben különbözik a Bluetooth sok más vezeték nélküli technológiától? Egyrészt viszonylag alacsony a hatótávolsága: a hatótávolsága nem haladja meg a tíz métert, és a vastag falak tovább csökkenthetik ezt a számot.

Érdekes módon a Bluetooth logó két skandináv rúnából áll: „haglaz” és „berkana” (a latin H és B betűk analógjai).

Másrészt - multifunkcionalitás. A „kék fog” a legkülönfélébb célokra használható: a fényképek laptopra átvitelétől a dokumentumok nyomtatásra való elküldéséig, a külső eszközök vezérlésétől a hang streameléséig. Nem csoda, hogy a Bluetooth-on annyi különböző ún. „profilok”, amelyek mindegyike egy adott feladat elvégzését biztosítja, meghatározva a Bluetooth adó és vevő közötti interakció műszaki paramétereit. A profilok teljes számát tucatokban mérik (a Wikipédián egy cikk szerint alapból 35 van), mindössze három felel a hangátvitelért. Miben különböznek egymástól?

Bluetooth profilok HSP, HFP és A2DP

A Bluetooth audioprofilok közül az első a HSP – Headset Profile. Ahogy a neve is sugallja, mobil fejhallgatókkal való együttműködésre tervezték, és az alapvető hangátvitelre lett szabva, minden ebből következő következménnyel: a hang csak monó formátumban engedélyezett, és 64 kB/s-nál nem magasabb bitsebességgel. Ehhez a hangzáshoz képest még a tömörített MP3-ak is isteni élvezetnek tűnnek a fülnek.

A második - HFP, Handsfree Profile - ugyanennek a profilnak valamivel fejlettebb változata. Célközönsége ugyanazok a monofonikus fejhallgatók, így a sztereó továbbra sem támogatott, de a hangminőség valamivel jobb. Ez a profil azonban továbbra sem alkalmas zenehallgatásra.

Amint megjelent az A2DP, sok hifi gyártó felfigyelt rá. De mindenki előtt voltak olyan kis cégek, amelyek adaptereket készítettek, mint például a képen látható GOgroove BlueGate - egy kis doboz DAC-val és fejhallgató-erősítővel.

Erre a célra egy speciális A2DP profil áll rendelkezésre - Advanced Audio Distribution Profile. Ő a felelős a mobileszközök vezeték nélküli hangszórókkal és fejhallgatókkal történő csatlakoztatásáért. Az A2DP profil lehetővé teszi a hangforrás számára, hogy közös nyelvet találjon a vezeték nélküli akusztikával, és ami a legfontosabb, vezérli a hangtömörítést a „bluetooth” csatornán történő továbbításhoz. Ez az eljárás a Bluetooth alacsony sávszélessége miatt nem kerülhető el, de a tömörítés mértéke, a tömörítéshez használt algoritmusok és végső soron a hangminőség veszteségei észrevehetően változhatnak. Itt, ahogy mondják, árnyalatok keletkeznek.

Az SBC kodek durvábban szorít, mint az MP3

Mint tudják, a hangot többféleképpen lehet tömöríteni. Minőségvesztéssel vagy anélkül, alacsony vagy magas bitrátával, különböző beállításokkal, különböző kodekekkel. Az audio stream tömörítésére szolgáló, mindenütt jelenlévő kodekek egyike helyett az A2DP profil alapértelmezés szerint a saját Subband Coding tömörítési algoritmusát használja – vagy egyszerűen SBC-t.

Brent Butterwood (az About.com szerzője) összehasonlítása megmutatja a különbséget abban, hogy milyen zaj keletkezik, ha egy hangot 5, 10, 12,5 és 20 kHz-en alkalmaznak. Kék vonal - aptX, zöld - SBC()

Az SBC módszerekkel történő hangfeldolgozás sok hasonlóságot mutat a jól ismert MP3 tömörítéssel, de a prioritások felépítése némileg eltérő: a fő feladat nem annyira a hangveszteségek minimalizálása, hanem a számítások egyszerűsítése. Mindennek gyorsnak, egyszerűnek és könnyen elvégezhetőnek kell lennie még a leggyengébb mobil processzor számára is.

Ennek eredményeként az SBC felesleges ceremónia nélkül kezeli a hangot - például a 14 kHz feletti frekvenciákat egyszerűen levágják az átalakítás során, aminek következtében a frekvenciatartomány érezhetően szűkül. Nem meglepő, hogy az SBC-kódolású hang még az MP3-val azonos bitrátával is (és az SBC akár 320 kB/s-ig is megengedi) a hangzást észrevehetően rosszabb.

Ez a grafikon az 1 kHz-es jel aptX-en (kék) és SBC-n (zöld), valamint 4 kHz-en – aptX-en (bíbor) és SBC-n (piros) keresztül történő átvitelének spektrumát mutatja.

Emiatt az alapértelmezett kódoló használatakor a Bluetooth-on keresztüli átvitel nem csak a tömörítetlen hang, hanem a normál mp3 fájlok hangzását is rontja – elvégre vezeték nélküli szállítás során először dekódolják, majd újra tömörítik, ezúttal sokkal durvábban. Szerencsére az SBC a fő, de nem feltétlenül az egyetlen audio stream tömörítő eszköz, amely az A2DP arzenáljában található. Vannak más, érdekesebb javaslatok is.

Speciális hangkódolás: fejlett, de nem tökéletes

Az alapvető SBC kodek szerény zenei képességeivel nem a legjobb módja annak, hogy felhívja a zene szerelmeseinek figyelmét a Bluetooth technológiára. Ezért sok kékfogú eszköz fejlesztői, különösen a felső szegmensben, kiegészítik az A2DP profilt opcionális, fejlettebb hangtömörítő eszközökkel. Ezen eszközök közül a legnépszerűbb az AAC algoritmus.

Ellentétben az SBC kodekkel, amelyet csak azok ismernek, akik szeretnek mélyebben elmerülni a Bluetooth műszaki jellemzőiben, az AAC rövidítés jól ismert a nagyközönség számára. Még mindig lenne! Végül is ezt a formátumot használják például az iTunes-ban. Az algoritmusok fejlesztőinek kezdeti célja az volt, hogy ugyanazon a bitsebességek mellett hangminőségben felülmúlják az MP3-at – nem véletlen, hogy a neve az Advanced Audio Coding, azaz az „Advanced Audio Coding” rövidítése.

A bonyolultabb algoritmusok miatt az AAC valójában több zenei információt tárol, mint az mp3, és még inkább az SBC. Nem meglepő, hogy az A2DP profil által támogatott kodekek készletébe való felvétele jelentősen javítja a Bluetooth hangszórók és fejhallgatók hangját.

A lényeg az, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy az AAC kodeket mindkét „kékfogú” eszköz támogatja: az audiojel-adóként szolgáló és az azt fogadó készülék is. Ha az ilyen eszközök közül csak egy képes megérteni az AAC kódolást, az A2DP profil automatikusan visszaáll az alapkodekre. Elég nyilvánvaló következményekkel a hangra nézve.

AptX kodek: a legjobb választás a zene szerelmeseinek

Még fejlettebb hangtömörítést biztosít az aptX kodek, amelyet a CSR aktívan támogat a Bluetooth vezeték nélküli audiopiacon. Az alkotók a zene vezeték nélküli továbbításának eszközeként hirdetik „CD minőségben”.

Az aptX kodek saját logóval rendelkezik, mert a CSR fejlesztette és szabadalmaztatta

Valójában ez nem teljesen igaz, bár az aptX alapjául szolgáló algoritmusok működési elvükben valóban hasonlítanak a veszteségmentes kódolókra, amelyek tömörítik az audio adatfolyamot anélkül, hogy elveszítenék az audioinformációkat. Az aptX előnyei közé tartozik a Bluetooth MP3 és AAC átviteli képessége további feldolgozás nélkül, így hangromlás nélkül.

Az aptX Low Latency speciális változata, amelyet a játékosok és a filmrajongók igényeire szabtak, minimális késleltetést biztosít a jeltovábbításban – ami azt jelenti, hogy a filmet anélkül kell megnézni, hogy a vonalak lemaradnának a karakterek arckifejezései mögött.

Az aptX kodek akár 352 kB/s bitsűrűségű hangátvitelt biztosít, nem vágja le a nagybetűt, és egészen tekintélyes 10 Hz - 22 kHz-re bővíti a frekvenciatartományt, de az alkalmazott algoritmusok bonyolultsága mobil processzorokat igényel. hogy megháromszorozza a számítási teljesítményt az alap SBC-hez képest. Éppen ezért az aptX támogatás meglehetősen ritka a kékfogú készülékek között, leggyakrabban az okostelefonok prémium szegmensében.

Ahhoz azonban, hogy aptX-szel rendelkező okostelefon tulajdonosa lehessen, nem kell annyi készpénzt kifizetnie: a Samsung, a Sony, a HTS és az Asus katalógusai sok olyan modellt tartalmaznak, amelyek támogatják a fejlett kodeket, köztük meglehetősen megfizethetőeket is.

Az AAC-hez hasonlóan, amikor vezeték nélkül csatlakoztatja hangforrását hangszórókhoz vagy fejhallgatóhoz, győződjön meg arról, hogy az aptX kodeket mindkét eszköz támogatja. Csak ebben az esetben lehetsz biztos abban, hogy valóban a maximumot csikarod ki a zenei potenciáljából a „kék fogból”.

A modern technológia korában senkit nem fog meglepni a vezeték nélküli eszközökkel: aktívan használjuk a Wi-Fi-t telefonokon és laptopokon, vezeték nélküli egereket és billentyűzeteket csatlakoztatunk a számítógépekhez, és zenét hallgatunk Bluetooth fejhallgatón keresztül. És itt jön a dörzsölés – hogyan válasszuk ki a legjobb fejhallgatót kifejezetten az eszközeinkhez, mivel a BT-n elég sok hangátviteli protokoll létezik, és nem mindegyiket támogatja mind a fejhallgató, mind maga az eszköz?

A Bluetooth szabvány története és jellemzői

De kezdjük szokás szerint a BT létrejöttének történetében. És elkezdték létrehozni, ami figyelemre méltó, néhány évvel az USB előtt - 1994-ben az Ericsson, a távközlési berendezések akkoriban meglehetősen jól ismert gyártója elkezdett dolgozni ezen a szabványon. Magát a szabványt az RS-232 (ismertebb nevén soros port) vezetékes kapcsolat vezeték nélküli alternatívájaként fejlesztették ki. Maguk a specifikációk 1998-ra készültek el – ezzel egy időben jött létre a Bluetooth SIG csoport, amelybe az Ericssonnal együtt az IBM, az Intel, a Nokia és a Toshiba is beletartozott. 2002-ben a Bluetooth az IEEE 802.15.1 szabvány részévé vált (a Wi-Fi, hadd emlékeztessem, az IEEE 802.11 szabvány része). Jelenleg több mint 18 000 vállalat vesz részt a Bluetooth SIG-ben, így a Bluetooth a kis hatótávolságú adatkommunikáció néhány fő szabványa közé tartozik.

Hogyan működik a Bluetooth? A Wi-Fi-hez és sok más rendszerhez hasonlóan az ISM tartományban működik - 2,4 és 2,4835 GHz között. Természetesen egy sáv használata a jelek interferenciájához (átfedéséhez) vezet - és ez viszont negatívan befolyásolja a működés stabilitását és sebességét. Figyelembe véve, hogy a hangot mindig azonos minőségben, késedelem nélkül kell továbbítani, a szabvány kidolgozói egy trükköt alkalmaztak. A BT talán legfontosabb problémája a Wi-Fi - minden otthonban sok ilyen hálózat található a 2,4 GHz-es tartományban, és összesen 13 csatorna lehet ebben a tartományban, 22 MHz szélességben:


A megközelítés itt egyszerű: mind az adó, mind a vevő mindig egy meglehetősen széles csatornát használ. Igen, átfedhet más csatornákkal, ami negatívan befolyásolja a sebességet, de nem a stabilitást - és ez mindenkinek megfelel. A Bluetooth más megközelítést alkalmaz: az ISM tartományban 79 csatornája van (egyes országokban 23 - de Oroszország nem tartozik ezek közé), amelyek szélessége mindössze 1 MHz, és a vevő és az adó frekvencián váltja a csatornát. 1600-szor másodpercenként egy adott algoritmus szerint:


Ez kifejezetten azért történik, hogy nagymértékben csökkentsék a jel interferencia valószínűségét ilyen kis frekvenciatartományban. Ez azonban nem szünteti meg az interferenciát - a kis BT csatornák nagy Wi-Fi csatornákká eshetnek, és ez sebességvesztéshez vezet, ami elfogadhatatlan a jó minőségű hangátvitelhez. Ezért a BT AFH (Adaptive Frequency Hopping) technológiát használ. Elve az, hogy a Bluetooth csatornák megváltoztatásakor figyelmen kívül hagyja azokat a csatornákat, amelyek egy nagy Wi-Fi csatornába tartoznak:


Tehát ha egy helyen használja a Bluetooth-t, akkor elméletileg nincs probléma a hangátvitellel - 79 csatorna közül választják ki az ingyenes csatornákat, amelyek megfelelő sebességet biztosítanak. Ha mozog, akkor problémák adódhatnak - de másrészt gyakran látott Wi-Fi hálózatokat az utcán? Tehát a hang BT-n keresztüli átvitelének technológiája teljesen zajállónak tekinthető, és már csak ki kell találni a hangátvitel szabványait.

Bluetooth profilok hangátvitelhez

A legelső profil a Bluetooth 1.2 szabvánnyal együtt jelent meg több mint 15 éve – már akkor feltűnt a szabvány fejlesztőinek, hogy a vezeték nélküli hangzás remek. Maga a szabvány, az úgynevezett HSP - Headset Profile sajnos nem volt alkalmas zenehallgatásra: a hangátvitel monó formátumban történt, akár 64 kb/s bitsebességgel. Ez bőven elég volt a fejhallgatók működéséhez - nekik általában ez a profil jött létre -, de az ebben a formátumban közvetített zene sokkal rosszabbul szólt, mint az akkori telefonok hangszóróján keresztül lejátszott görbe 128 kb/s-os mp3.

A következő profilt HFP-nek (Hands-Free Profile) hívták, és ahogy a neve is sugallja, ismét headsetekhez szánták – ugyanaz a monó hang alacsony minőségben. A fejlesztések között van az előrehaladottabb munka: például hívásindításkor a telefonról hangot lehetett továbbítani az autó hangszóróira, illetve az autóban lévő mikrofont lehetett fogadni. De minket a zene közvetítése érdekel, és nyilvánvaló okokból ez a profil kategorikusan nem alkalmas rá.

Az első kifejezetten sztereó hangátvitelre tervezett profil az A2DP – Advanced Audio Distribution Profile volt. Ebben jelent meg az eszközhöz csatlakoztatott fejhallgatók lekérdezésének funkciója, hogy közös kodeket találjanak nekik, és ami a legfontosabb, ebben a profilban vált lehetővé a hangtömörítés szabályozása: sajnos a tömörítést nem lehet elkerülni. a Bluetooth alacsony sávszélessége miatt, de ez az

SBC kodek - rosszabb, mint az MP3, de sztereóban

Ha azt mondják, hogy vezeték nélküli hangszórói vagy fejhallgatói támogatják az A2DP-t, és egy szóval sem többet, akkor valószínűleg az SBC (Subband Coding) kodeket fogják használni a tömörítéshez. Maga a kódolási elv hasonló az MP3-hoz, de itt nem a hangveszteségek minimalizálásán van a hangsúly, hanem a számítások egyszerűsítésén, hogy a tömörítés még gyenge mobil processzorokon is nagyon gyorsan megtörténjen. Ezért például a 14 kHz feletti frekvenciákat teljesen levágják. Ezért, bár az SBC 345 kb/s-ig engedélyezi a bitrátát, a 320 kb/s sebességű MP3 sokkal jobban fog hangzani – nézd csak meg a spektrumokat:


Amint látja, az AptX biztosítja a legjobb hangzást (erről bővebben lentebb), ezt követi az MP3, az utolsó helyen pedig az SBC.

Az AAC az egyetlen jó kodek az iPhone számára

Az SBC a szabványos A2DP-profil kodek, és természetesen nem ez az egyetlen – vannak fejlettebb hangtömörítő eszközök is. A legnépszerűbb pedig az AAC (Advanced Audio Coding) kodek. Egyébként az a legjobb, ha vezeték nélküli fejhallgatót szeretnél iPhone-nal használni, így ha van, akkor keress olyan fejhallgatót, ami támogatja (és van belőlük jópár). És általában az AAC formátumot használja leginkább az Apple - például az iTunes vagy az Apple Music összes dala használja.

Kezdetben az AAC-t az MP3 utódjaként fejlesztették ki - jobb hangminőséget biztosít ugyanazon a bitrátán a többféle optimalizálásnak köszönhetően: például az ember számára nem érzékelhető frekvenciák eltávolítása, a kódolt jel redundanciája, szélesebb ablak 2048 pixel van használva (elolvasható, hogy mik az ablakok) és így tovább. Tehát végül ez a kodek lényegesen jobban működik, mint az SBC, és teljesen alkalmas a mindennapi zenehallgatásra Bluetooth-on keresztül - a lényeg, hogy a fejhallgató és maga a készülék is támogatja - különben a szabványos SBC kodek vészesen használható. következményei a hangra nézve.

Az aptX az optimális választás a jó hangzás szerelmeseinek

Ez egyike azon kevés kodekeknek, amelyek további feldolgozás nélkül képesek hangot továbbítani BT-n keresztül MP3-ra és AAC-ra – és így a hangminőség befolyásolása nélkül. Itt kétcsatornás hangot továbbítanak akár 352 kb/s bitsűrűséggel, és természetesen nem vágnak le frekvenciákat: a 10 Hz-től 22 kHz-ig terjedő frekvenciatartományt használják, ami bőven elegendő az emberi fül számára .

2009-ben megjelent az aptX HD fejlettebb verziója, amely akár 576 kb/s bitsűrűséggel is továbbítja a hangot – és ez már elegendő a nagy felbontású hang lejátszásához, ami egyértelműen a zene szerelmeseinek tetszeni fog.

Sajnos azonban az aptX-nek van egy meglehetősen komoly problémája: mivel ez a technológia a Qualcommhoz tartozik, csak a Bluetooth chipekkel rendelkező eszközökön működik, és ezért nincs és nem is lehet aptX támogatás az iPhone-on, ahol van Wi-Fi és A BT a Broadcom chipjével válaszol. Nos, mint az AAC esetében, magának az eszköznek és a fejhallgatónak is támogatnia kell az aptX-et – különben vissza kell térni az AAC-ra vagy az SBC-re.

Az LDAC az egyetlen választás a zene szerelmeseinek

A zene szerelmesei természetesen azt mondják majd, hogy az 576 kb/s aptX HD-ben nagyszerű, de flacban is van zene kétszer akkora bitsűrűséggel. És itt jön a Sony segítségére saját kodek, amely akár 990 kb/s bitsebességgel, 96 kHz-es mintavételezési frekvenciával hangátvitelt biztosít – ami általánosságban jobb minőségű hanglejátszást biztosít, mint a CD-kről. És ha korábban ezt a kodeket kizárólag a Sony készülékeiben használták, akkor az Android 8.0-tól kezdve az AOSP projektben is benne van, így ha okostelefonján firmware található, és LDAC-támogatással rendelkező fejhallgatója van, akkor igazán élvezheti a Hi- Res audio Bluetooth-on keresztül.

Eredmények

De a végén azt látjuk, hogy a Bluetooth hangzás annyit fejlődött, hogy minden kívánságot kielégít: az igénytelen hallgatóknak egyszerű fejhallgatóval és 128 kb/s bitsűrűségű MP3 zenével, ott az SBC. Aki 320 kb/s sebességgel szokott zenét hallgatni iTunes-ról vagy MP3-ról, annak van AAC és aptX. Nos, a flac-ban zenélő zene szerelmeseinek van aptX HD és LDAC. Ne feledje azonban - mindkét eszköznek támogatnia kell a szükséges kodeket - különben az SBC kodekkel fog hallgatni a flac-et, ami nyilvánvalóan nem fog tetszeni.

A mobileszközök ma már nem csak a rendeltetésükre - hívások kezdeményezésére - szolgálnak, hanem multimédiás szórakoztató központként is szolgálnak. Okostelefonokon és kommunikátorokon filmeket nézhet, fotóalbumokat hozhat létre, játszhat, szörfözhet az interneten és hallgathat zenét. Zenét hallgattak, és mindig is hallgatni fogják. De ma megtudjuk, mire van szükségük a mobileszközöknek, vagy inkább milyen funkciókat és kiegészítőket kell támogatnia egy telefonnak egy ilyen zenei élvezethez.

Az első tartozék, amellyel zenét hallgathat okostelefonján, a fejhallgató.

- (angolul hands-free) olyan rendszer, amely lehetővé teszi, hogy a kezek használata nélkül beszélgessen és irányítsa a telefont. Leggyakrabban autókban használják. Lényegében ezek olyan eszközök, amelyek lehetővé teszik a beszélgetést anélkül, hogy mobiltelefont vagy kommunikátort a kezében tartanának. Fülhallgatóból és mikrofonból áll. Vannak vezetékes és vezeték nélküli kihangosítók.

A vezetékes fejhallgatók vezeték segítségével csatlakoznak egy mobileszközhöz. Ezek viszont monó és sztereó fejhallgatókra vannak osztva. Vannak multimédiás kihangosítók is, amelyek lehetővé teszik a mobileszköz lejátszójának vezérlését.

A vezeték nélküli fejhallgató a segítségével csatlakozik egy mobileszközhöz. Akár 10 m távolságból is képes felvenni a mobiltelefon jelét.

A Bluetooth vezeték nélküli technológia már egy ideje nélkülözhetetlen a mobiltelefonok különféle külső eszközökkel, például kihangosítóval, külső memóriával vagy vezeték nélküli modemekkel való felszereléséhez. Az utóbbi időben a Bluetooth fejhallgatók és fejhallgatók () egyre népszerűbbek. Némelyikük nem csak mobiltelefonokkal és PDA-kkal működik, hanem más olyan eszközökkel is, amelyek nem rendelkeznek a Stereo Bluetooth protokollal az adaptereken keresztül.

Az olyan telefonok megjelenése, amelyek támogatják a vezeték nélküli Bluetooth sztereó fejhallgató használatát zenehallgatáshoz, lehetővé tette tulajdonosaik számára, hogy érezzék a vezetékek teljes hiányának igazi örömét. Maguk az ilyen telefonok és Bluetooth fejhallgatók költsége azonban nem teszi lehetővé, hogy ennek a jelenségnek a széles körben elterjedtségéről beszéljünk.

A sztereó Bluetooth fejhallgató nem működik mobileszközzel, ha az utóbbi nem támogatja a profilt.

Hogyan működik az A2DP Bluetooth szabvány vezeték nélküli fejhallgatóval és egy telefon fejhallgatójával?

A modern okostelefonok A2DP Bluetooth vezeték nélküli információátviteli szabvánnyal rendelkeznek. Úgy tervezték, hogy a hangot az éteren keresztül továbbítsa a perifériáknak. Az adó egy mobiltelefon, a vevő pedig egy vezeték nélküli fejhallgató vagy egy hordozható hangszóró. Az A2DP Bluetooth technológia kiküszöböli a vezetékek okozta gondokat, amelyek összezavarják hordozható audioeszközeit.

Az A2DP Bluetooth profil fő jellemzője az alacsony sávszélesség, így a hang továbbítása előtt az okostelefon kénytelen speciális módon feldolgozni a sávot, hogy csökkentse a méretét. A népszerű kodekek az SPC, MP3, ACC és mások. Fontos, hogy a kodeket támogassa a fejhallgató, különben nem szólal meg a zene.

Hogyan lehet engedélyezni és használni az A2DP Bluetooth-t?

Az A2DP Bluetooth (Advanced Audio Distribution Profile) technológia lehetővé teszi vezeték nélküli fejhallgatók, hangszórók és egyéb hordozható berendezések használatát. A felhasználó a zeneszámok lejátszását is vezérelheti a perifériás eszközök testén található billentyűkkel.

1. Az A2DP Bluetooth kommunikáció használatának megkezdéséhez aktiválnia kell a megfelelő opciót az okostelefon beállításaiban. Android kütyü esetén ajánlatos megnyitni az értesítési felületet, és egyszerűen aktiválni a Bluetooth-t.
2. A következő lépés a fejhallgató bekapcsolása. Fel kell tölteni őket, és megjelenniük kell a csatlakoztatható eszközök listájában. Itt csak ki kell választania a kívánt fejhallgatót, és meg kell várnia, amíg az okostelefon szinkronizálódik.
3. A leírt lépések után használhatja a vezeték nélküli fejhallgató összes képességét - zenét hallgathat, hangerőt állíthat be, számokat válthat.

Az A2DP Bluetooth hatótávolsága megközelítőleg 10 méter, ezért célszerű a felhasználónak a fejhallgatót a telefon közelében tartani. Ha egy bizonyos távolságot elmozdul, a hang megszakad vagy interferenciával továbbítódik.

Az A2DP Bluetooth audiotechnológia népszerű kommunikációs szabvány az okostelefon-tulajdonosok körében. Lehetővé teszi vezeték nélküli fejhallgatók vagy hordozható hangszórók használatát. Nincsenek speciális beállítások a felhasználó számára, minden normál Bluetooth és vezeték nélküli fejhallgató segítségével működik.

A mobileszközök fejlődésének egyik stabil trendje a vezeték nélküli kommunikáció fejlődése, amely lehetővé teszi az internethez, a helyi hálózathoz, valamint a különféle perifériákhoz (fejhallgatók, headset, hangszórórendszerek, nyomtatók stb.) történő csatlakozást. és más közeli kütyük. A vezeték nélküli kommunikációs technológiák, valamint a mobileszközök egyéb összetevői folyamatosan fejlődnek. Megjelennek a specifikációk új verziói, nő a sávszélesség, bővül a funkciókészlet stb. Ennek köszönhetően a magas színvonalú fejlesztés biztosított, amely nélkül elképzelhetetlen a technikai fejlődés. A haladásnak azonban van egy árnyoldala is: évről évre egyre nehezebb a felhasználók számára megérteni, mi a különbség a különböző modellek között.

Általában egy mobileszköz rövid leírásából csak azoknak a vezeték nélküli interfészeknek a nevét lehet kiolvasni, amelyekkel fel van szerelve. A részletes specifikáció általában további információkat tartalmaz, különösen a vezeték nélküli interfészek verzióiról (például Wi-Fi 802.11b/g/n és Bluetooth 2.1). Ez azonban nem mindig elegendő a kérdéses eszköz vezeték nélküli kommunikációs képességeinek teljes körű értékeléséhez. Például annak megértéséhez, hogy egy adott Bluetooth-on keresztül csatlakoztatott periféria működik-e az Ön rendelkezésére álló okostelefonnal vagy táblagéppel.

Ebben a cikkben különböző árnyalatokról fogunk beszélni, amelyekre figyelni kell a Bluetooth interfésszel felszerelt eszközök képességeinek értékelése során.

Hatály

A Bluetooth néven rövid hatótávolságú vezeték nélküli interfészt 1994-ben fejlesztették ki a svéd Ericsson cég mérnökei. 1998 óta ennek a technológiának a fejlesztését és népszerűsítését az Ericsson, az IBM, az Intel, a Nokia és a Toshiba által alapított Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG) végzi. A Bluetooth SIG tagok listáján a mai napig több mint 13 ezer cég szerepel.

A Bluetooth bevezetése a tömegpiaci fogyasztói eszközökbe az elmúlt évtized első felében kezdődött. Jelenleg sok laptop- és mobileszköz-modell beépített Bluetooth-adapterrel van felszerelve. Emellett az ezzel az interfésszel felszerelt perifériák (vezeték nélküli headsetek, mutatóeszközök, billentyűzetek, hangszórórendszerek stb.) széles skálája kapható.

A Bluetooth fő funkciója az úgynevezett személyes hálózatok (Private Area Networks, PAN) létrehozása, amelyek lehetővé teszik a közeli (ugyanabban a házban, telephelyen, járműben stb. belüli) asztali és hordozható számítógépek, perifériák közötti adatcserét. és mobil eszközök stb.

A Bluetooth fő előnye a versengő megoldásokkal szemben az alacsony fogyasztás és az adó-vevők alacsony költsége, amely lehetővé teszi, hogy akár kisméretű, miniatűr akkumulátorokkal rendelkező készülékekbe is beépíthető. Ezenkívül a berendezésgyártók mentesülnek az engedélyezési díjak fizetése alól, ha Bluetooth adó-vevőket telepítenek termékeikbe.

Eszközök csatlakoztatása

A Bluetooth interfész segítségével egyszerre két vagy több eszközt is csatlakoztathat. Az első esetben a kapcsolat a „pont-pont” séma szerint, a másodikban a „pont-multipont” séma szerint történik. A csatlakozási sémától függetlenül az egyik eszköz a master, a többi szolga. A mester eszköz beállítja azt a mintát, amelyet az összes slave eszköz használni fog, és szinkronizálja a működésüket. Az így csatlakoztatott eszközök piconetet alkotnak. Egy pikoneten belül egy master és legfeljebb hét slave eszköz kombinálható (1. és 2. ábra). Ezen kívül lehetőség van a pikonetben további slave eszközökre (több mint hétre), amelyek parkolt állapotúak: nem vesznek részt az adatcserében, hanem szinkronban vannak a mester eszközzel.

Rizs. 1. Piconet diagram,
két eszköz összekapcsolása

Rizs. 2. Piconet séma,
több eszköz kombinálásával

Több piconet is kombinálható elosztott hálózattá (scatternet). Ehhez az egyik pikonetben slaveként működő eszköznek a másikban masterként kell működnie (3. ábra). Az ugyanazon elosztott hálózat részét képező pikonetek nincsenek egymással szinkronizálva, és eltérő mintákat használnak.

Rizs. 3. Három pikonet tartalmazó elosztott hálózat diagramja

Az elosztott hálózatban a piconetek maximális száma nem haladhatja meg a tízet. Így az elosztott hálózat összesen akár 71 eszköz csatlakoztatását teszi lehetővé.

Vegye figyelembe, hogy a gyakorlatban ritkán merül fel az elosztott hálózat létrehozásának szükségessége. A hardverkomponensek jelenlegi integráltsági foka mellett nehezen képzelhető el olyan helyzet, amikor egy okostelefon vagy táblagép tulajdonosának több mint két-három eszközt kellene egyszerre Bluetooth-on keresztül csatlakoztatnia.

Hatósugár

A Bluetooth-specifikáció három adó-vevő osztályt biztosít (lásd a táblázatot), amelyek teljesítményükben, és ezért hatásos hatótávolságban is különböznek. A legelterjedtebb lehetőség, amelyet a legtöbb jelenleg gyártott mobil elektronikai eszközben és PC-ben használnak, a 2. osztályú Bluetooth adó-vevők, amelyek orvosi berendezésekkel vannak felszerelve, és a fő alkalmazási terület a leghosszabb ideig. sorozat” Az 1. osztályú modulok ipari berendezések felügyeleti és vezérlőrendszerei.

Természetesen a maximális távolságra (pl. 2-es osztályú adó-vevők esetén 10 m) elhelyezett eszközök között stabil vezeték nélküli kapcsolatra csak akkor számíthatunk, ha nincs közöttük nagy akadály (falak, válaszfalak, ajtók stb.). ). A tényleges működési tartomány a helyiség jellemzőitől, valamint a rádióinterferenciától és a levegőben lévő erős elektromágneses sugárzás forrásaitól függően változhat.

Bluetooth verziók és különbségeik

A specifikáció első verzióját (Bluetooth 1.0) 1999-ben hagyták jóvá. Röviddel a köztes specifikáció (Bluetooth 1.0B) után jóváhagyták a Bluetooth 1.1-et – kijavította a hibákat és kiküszöbölte az első verzió számos hiányosságát.

2003-ban jóváhagyták a Bluetooth 1.2 mag specifikációját. Az egyik legfontosabb újítása az Adaptive Frequency Hopping spread spectrum (AFH) módszer bevezetése volt, amely a vezeték nélküli kapcsolatot sokkal ellenállóbbá tette az elektromágneses interferenciákkal szemben. Ezen túlmenően csökkenthető volt az eszközfelderítési és csatlakozási eljárások végrehajtására fordított idő.

Egy másik fontos fejlesztés az 1.2-es verzióban az adatcsere sebességének 433,9 Kbps-ra növelése volt mindkét irányban szimmetrikus csatornán keresztüli aszinkron kommunikáció esetén. Aszimmetrikus csatorna esetén az egyik irányban 723,2 Kbit/s, a másik irányban 57,6 Kbit/s volt az áteresztőképesség.

Hozzáadásra került az Extended Synchronous Connections (eSCO) technológia továbbfejlesztett változata is, amely javítja a streaming audio minőségét azáltal, hogy egy olyan mechanizmust használ, amely az átvitel során sérült csomagokat újraküldi.

2004 végén jóváhagyták a Bluetooth 2.0 + EDR alapspecifikációt. A második verzió legfontosabb újítása az Enhanced Data Rate (EDR) technológia volt, melynek megvalósításának köszönhetően jelentősen (többször) sikerült növelni az interfész átviteli sebességét. Elméletileg az EDR használatával 3 Mbit/s adatátviteli sebesség érhető el, de a gyakorlatban ez a szám általában nem haladja meg a 2 Mbit/s-ot.

Megjegyzendő, hogy az EDR nem kötelező funkció a Bluetooth 2.0 specifikációnak megfelelő adó-vevőknél.

A Bluetooth 2.0 adó-vevővel felszerelt eszközök visszafelé kompatibilisek a korábbi verziókkal (1.x). Az adatátviteli sebességet természetesen a lassabb eszköz képességei korlátozzák.

2007-ben jóváhagyták a Bluetooth 2.1 + EDR alapspecifikációt. A benne megvalósított újítások egyike a Sniff Subrating energiatakarékos technológia volt, amely lehetővé tette a mobil eszközök akkumulátor-élettartamának jelentős (háromszorosáról tízszeresére) növelését. A két eszköz közötti kommunikáció létrehozásának eljárása is jelentősen leegyszerűsödött.

2008 augusztusában jóváhagyták a Bluetooth 2.0 + EDR és Bluetooth 2.1 + EDR specifikációk alapvető kiegészítéseit (Core Specification Addendum, CSA). A végrehajtott változtatások célja az energiafogyasztás csökkentése, a továbbított adatok védelmi szintjének növelése, valamint a Bluetooth-eszközök azonosítására és csatlakoztatására szolgáló eljárások optimalizálása.

2009 áprilisában jóváhagyták a Bluetooth 3.0+HS magspecifikációt. A HS rövidítés ebben az esetben a nagy sebességet jelenti. Legfőbb újítása a Generic Alternate MAC/PHY technológia megvalósítása, amely akár 24 Mbit/s sebességű adatátvitelt tesz lehetővé. Ezen kívül két adó-vevő modult is terveznek használni: alacsony sebességű (alacsony fogyasztású) és nagy sebességű. A továbbított adatfolyam szélességétől (vagy a továbbított fájl méretétől) függően vagy kis sebességű (3 Mbit/s-ig), vagy nagy sebességű adó-vevőt használnak. Ez lehetővé teszi az energiafogyasztás csökkentését olyan helyzetekben, amikor nincs szükség nagy adatátviteli sebességre.

A Bluetooth 4.0 magspecifikációját 2010 júniusában hagyták jóvá. Ennek a verziónak a fő jellemzője az alacsony energiafelhasználású technológia alkalmazása. Csökkentett energiafogyasztás érhető el mind az adatátviteli sebesség korlátozásával (1 Mbit/s-nál nem több), mind azzal, hogy az adó-vevő nem működik folyamatosan, hanem csak az adatcsere idejére van bekapcsolva. A közhiedelemmel ellentétben a Bluetooth 4.0 nem biztosít nagyobb adatátviteli sebességet, mint a Bluetooth 3.0+HS.

Bluetooth profilok

A Bluetooth-on keresztül csatlakoztatott eszközök interakciós képességét nagymértékben meghatározza az általuk támogatott profilkészlet. Egy adott profil bizonyos funkciókat támogat, például fájlok átvitelét vagy adatfolyam-továbbítást, hálózati kapcsolat biztosítását stb. Nézze meg az oldalsávot egyes Bluetooth-profilokkal kapcsolatos információkért.

Fontos megérteni, hogy a Bluetooth-kapcsolatot csak akkor használhatja bármilyen feladat végrehajtására, ha a megfelelő profilt mind a mester, mind a slave eszköz támogatja. Így Bluetooth kapcsolaton keresztül csak akkor lehetséges „névjegykártya” vagy névjegy átvitele egyik mobiltelefonról a másikra, ha mindkét eszköz támogatja az OPP (Object Push Profile) profilt. És például egy mobiltelefon vezeték nélküli cellás modemként való használatához szükséges, hogy ez az eszköz és a hozzá csatlakoztatott számítógép támogassa a DUN-profilt (Dial-up Networking Profile).

Gyakran előfordulnak olyan helyzetek, amikor Bluetooth-kapcsolat jön létre két eszköz között, de bizonyos műveletek (például egy fájl átvitele) nem hajthatók végre. Az ilyen problémák egyik valószínű oka az lehet, hogy az egyik eszközön nem támogatott a megfelelő profil.

Így a támogatott profilok készlete fontos tényező, amelyet figyelembe kell venni egy adott eszköz képességeinek értékelésekor. Sajnos néhány mobileszköz-modell minimális profilkészletet támogat (például csak A2DP és HSP), ami jelentősen korlátozza a vezeték nélküli csatlakozás lehetőségét más berendezésekhez.

Vegye figyelembe, hogy a támogatott profilok készletét nemcsak az eszköz sajátosságai és tervezési jellemzői, hanem a gyártó irányelvei is meghatározzák. Egyes eszközök például blokkolják bizonyos formátumú fájlok (képek, videók, e-könyvek, alkalmazások stb.) átvitelét a kalózkodás elleni küzdelem ürügyén. Igaz, a valóságban nem a hamisított médiatartalmak és -szoftverek szerelmesei szenvednek ilyen korlátozásokat, hanem a becsületes felhasználók, akik még a saját beépített kamerával készült fényképeket is kénytelenek átkerülni a PC-re körforgalommal (pl. a szükséges fájlok elküldésével saját e-mail címükre).

Bluetooth profilok A2DP(Advanced Audio Distribution Profile) – kétcsatornás (sztereó) hangfolyam átvitelét biztosítja egy jelforrásból (számítógép, lejátszó, mobiltelefon) vezeték nélküli sztereó headsetre, hangszórórendszerre vagy más lejátszóeszközre. Az átvitt adatfolyam tömörítéséhez szabványos SBC (Sub Band Codec) kodek vagy az eszköz gyártója által meghatározott más használható. AVRCP(Audio/Video Remote Control Profile) – lehetővé teszi a tévék, házimozirendszerek stb. szabványos funkcióinak vezérlését. Az AVRCP profilt támogató eszközök vezeték nélküli távirányítóként működhetnek. Használható A2DP vagy VDPT profilokkal együtt. BIP(Basic Imaging Profile) – lehetővé teszi a képek továbbítását, fogadását és megtekintését. Például lehetővé teszi digitális fényképek átvitelét egy digitális fényképezőgépről egy mobiltelefon memóriájába. Lehetőség van a továbbított képek méretének és formátumának megváltoztatására, figyelembe véve a csatlakoztatott eszközök sajátosságait. BPP(Basic Printing Profile) - alapvető nyomtatási profil, amely különféle objektumok (szöveges üzenetek, névjegykártyák, képek stb.) átvitelét biztosítja a nyomtatási eszközön történő nyomtatáshoz. Például kinyomtathat szöveges üzenetet vagy fényképet mobiltelefonjáról a nyomtatóra. A BPP profil fontos jellemzője, hogy azon az eszközön, amelyről az objektumot nyomtatásra küldik, nem szükséges a meglévő nyomtatómodellhez külön illesztőprogramot telepíteni. DERES(Dial-up Networking Profile) - számítógéphez vagy más eszközhöz való csatlakozást biztosít az internethez mobiltelefonon keresztül, amely ebben az esetben külső modemként működik. FAX(Faxprofil) – lehetővé teszi egy külső eszköz (mobiltelefon vagy faxmodullal rendelkező MFP) használatát faxüzenetek fogadására és küldésére a számítógépről. FTP(File Transfer Profile) - fájlátvitelt biztosít, valamint hozzáférést biztosít a csatlakoztatott eszköz fájlrendszeréhez. A szabványos parancskészlet lehetővé teszi a csatlakoztatott eszköz logikai meghajtójának hierarchikus struktúrájában való navigálást, valamint fájlok másolását és törlését. GAVDP(General Audio/Video Distribution Profile) – biztosítja az audio- és videofolyamok átvitelét a jelforrástól a lejátszóeszközig. Alap az A2DP és VDP profilokhoz. HFP(Hands-Free Profile) - kihangosító autós eszközök csatlakoztatását teszi lehetővé mobiltelefonhoz hangkommunikáció céljából. ELREJTETTE(Human Interface Device Profile) – a vezeték nélküli beviteli eszközök (egerek, billentyűzetek, joystickok, távirányítók stb.) PC-hez való csatlakoztatásának protokolljait és módszereit írja le. A HID-profilt számos mobiltelefon- és PDA-modell támogatja, ami lehetővé teszi, hogy vezeték nélküli távirányítóként használja őket az operációs rendszer grafikus felületének vagy a PC-n lévő egyes alkalmazások vezérléséhez. HSP(Headset Profile) – lehetővé teszi vezeték nélküli fejhallgató csatlakoztatását mobiltelefonhoz vagy más eszközhöz. Az audio stream továbbítása mellett olyan funkciók is rendelkezésre állnak, mint a tárcsázás, a bejövő hívások fogadása, a hívás befejezése és a hangerő beállítása. OPP(Object Push Profile) - alapprofil objektumok (képek, névjegykártyák stb.) küldéséhez. Például átviheti a névjegyek listáját egyik mobiltelefonról a másikra, vagy fényképet okostelefonról számítógépre. Az FTP-vel ellentétben az OPP-profil nem biztosít hozzáférést a csatlakoztatott eszköz fájlrendszeréhez. PÁN(Personal Area Networking Profile) – lehetővé teszi, hogy két vagy több eszközt egyesítsen helyi hálózatba. Ily módon több számítógépet is csatlakoztathat egy internet-hozzáféréssel rendelkező számítógéphez. Ezenkívül ez a profil távoli hozzáférést biztosít egy számítógéphez, amely fő eszközként működik. SZINKRONIZÁL(Szinkronizálási profil) - az alap GOEP profillal együtt használatos, és szinkronizálja a személyes adatokat (napló, névjegyzék stb.) két eszköz között (például asztali számítógépen és mobiltelefonon).

A gyártók folyamatosan meggyőzik a fogyasztókat arról, hogy az új megoldások minden bizonnyal jobbak, mint a régiek. Az új processzorok nagyobb teljesítményt és alacsonyabb energiafogyasztást mutatnak az elődeikhez képest; az új kijelzők nagyobb felbontással és szélesebb színskálával rendelkeznek stb. A Bluetooth interfész képességeinek értékeléséhez azonban aligha tanácsos ilyen megközelítést alkalmazni.

Először is figyelembe kell venni a meglévő Bluetooth-eszközpark jellemzőit. Végül is, mint már említettük, a maximális adatátviteli sebességet az interfész legrégebbi verziójával felszerelt eszköz határozza meg. Ráadásul nem minden feladathoz szükséges nagy adatátviteli sebesség. Ha ez nagyon fontos tényező a médiafájlok (hangfelvételek, képek) másolásakor vagy alacsony tömörítési fokú audio stream sugárzása esetén, akkor a telefon vezeték nélküli headsettel való normál interakciójához vagy más eszközzel való kapcsolatcseréhez a Bluetooth 2.0 képességei bőven elegendőek.

Másodszor, sok esetben a vezeték nélküli kapcsolat maximális sebességénél sokkal fontosabb tényező a támogatott Bluetooth-profilok készlete. Végül is valójában ő határozza meg azt a berendezést, amellyel a meglévő eszköz képes kölcsönhatásba lépni. Sajnos ez az információ ritkán szerepel még a készülék teljes specifikációjában is, gyakran a használati útmutató szövegében vagy a felhasználói fórumokon kell utánanézni.