Bluetooth с поддержкой a2dp. Что такое A2DP Bluetooth в смартфоне

Как работает стандарт A2DP Bluetooth с беспроводными наушниками и гарнитурой на телефоне?

Современные смартфоны обладают стандартом беспроводной передачи информации A2DP Bluetooth. Он предназначен для распространения аудио по радиоканалу на периферийные устройства. В качестве передатчика выступает мобильный телефон, а в качестве приемника - беспроводные наушники или портативная колонка. Технология A2DP Bluetooth позволяет избавиться от проводов, которые мешают использованию портативной аудиотехники.

Главной особенностью профиля A2DP Bluetooth является низкая пропускная способность, поэтому перед передачей звука смартфон вынужден обрабатывать дорожку специальным способом, чтобы уменьшить размер. Популярными кодеками являются SPC, MP3, ACC и другие. Важно, чтобы кодек поддерживали наушники, иначе музыка не будет воспроизводиться.

Как включить и использовать A2DP Bluetooth?

Технология A2DP Bluetooth (Advanced Audio Distribution Profile) позволяет пользоваться беспроводными наушниками, колонками и другой портативной техникой. Также пользователь способен управлять воспроизведением треков через клавиши, расположенные на корпусе периферийных устройств.

1. Чтобы начать пользоваться связью A2DP Bluetooth, необходимо активировать соответствующую опцию в настройках смартфона. На Android-гаджетах рекомендуется открыть шторку уведомлений и просто активировать Bluetooth.
2. Следующим шагом является включение наушников. Они должны быть заряжены и отображаться в списке доступных для подключения устройств. Здесь достаточно выбрать нужную гарнитуру и подождать, пока смартфон выполнит синхронизацию.
3. После описанных действий можно пользоваться всеми возможностями беспроводных наушников - прослушивать музыкальные композиции, регулировать громкость воспроизведения, переключать треки.

Дальность действия A2DP Bluetooth составляет приблизительно 10 метров, поэтому пользователю желательно держать наушники рядом с телефоном. Если отойти на некоторое расстояние, звук будет прерываться или передаваться с помехами.

Технология аудио A2DP Bluetooth является востребованным стандартом связи среди владельцев смартфонов. Она позволяет пользоваться беспроводными наушниками или портативными колонками. Для пользователя никаких особенных настроек нет, все работает «из коробки» через обычный Bluetooth и беспроводную гарнитуру.

В век современных технологий никого уже не удивишь беспроводными девайсами: мы активно используем Wi-Fi на телефонах и ноутбуках, к компьютерам подключаем беспроводные мыши и клавиатуры, а музыку слушаем через Bluetooth-наушники. И вот тут случается загвоздка - а как выбрать самые лучшие наушники конкретно для ваших девайсов, ведь протоколов передачи звука по BT достаточно много, и далеко не все из них поддерживаются и наушниками, и самим устройством?

История и характеристики стандарта Bluetooth

Но начнем мы, как обычно, в истории создания BT. А создавать его начали, что примечательно, за несколько лет до USB - еще в 1994 году над этим стандартом стала работать компания Ericsson, достаточно известный в то время производитель телекоммуникационного оборудования. Сам стандарт разрабатывался как беспроводная альтернатива проводному подключению по RS-232 (более известному как последовательный порт). Сами спецификации были готовы уже к 1998 году - тогда же была создана группа Bluetooth SIG, куда вместе с Ericsson вошли IBM, Intel, Nokia и Toshiba. В 2002 году Bluetooth стал частью стандарта IEEE 802.15.1 (Wi-Fi, напомню, входит в стандарт IEEE 802.11). На данный момент в группу Bluetooth SIG входит более 18000 компаний, что делает Bluetooth одним из немногих основных стандартов по передаче данных на небольшие расстояния.

Как же работает Bluetooth? Он, как и Wi-Fi и множество других систем, работает в ISM-диапазоне - от 2.4 до 2.4835 ГГц. Разумеется, использование одного диапазона приводит к интерференции (наложению) сигналов - а это, в свою очередь, негативно сказывается на стабильности и скорости работы. С учетом того, что звук нужно передавать всегда в одном качестве без задержек, разработчики стандарта пошли на хитрость. Пожалуй, самой главной проблемой для BT является именно Wi-Fi - таких сетей в диапазоне 2.4 ГГц в каждом доме множество, а всего в этом диапазоне может быть 13 каналов шириной в 22 МГц:


Тут подход прост: и передатчик, и приемник все время использует один достаточно широкий канал. Да, он может перекрываться с другими каналами, что негативно скажется на скорости, но не на стабильности - и это всех устраивает. Bluetooth же использует другой подход: в ISM-диапазоне у него аж 79 каналов (в некоторых странах 23 - но Россия к ним не относится) шириной всего в 1 МГц, а приемник и передатчик с частотой в 1600 раз в секунду меняют канал по заданному алгоритму:


Это сделано специально для того, чтобы сильно уменьшить вероятность наложения сигналов в таком небольшом диапазоне частот. Но интерференцию это не отменяет - небольшие каналы BT вполне могут попасть в большие каналы Wi-Fi, и это приведет к потере скорости, что для качественной передачи звука недопустимо. Поэтому BT использует технологию AFH (Adaptive Frequency Hopping). Ее принцип заключается в том, что при смене каналов Bluetooth игнорируются те каналы, которые попадают в большой канал Wi-Fi:


Так что если вы пользуетесь Bluetooth в одном месте, то в теории никаких проблем с передачей звука нет - из 79 каналов будут выбраны свободные, что обеспечит достаточную скорость. Если вы перемещаетесь, то тут могут возникнуть проблемы - но, с другой стороны, часто вы видели на улице сети Wi-Fi? Так что технологию передачи звука по BT можно считать вполне помехоустойчивой, и осталось разобраться только со стандартами передачи звука по нему.

Bluetooth-профили для передачи звука

Самый первый профиль появился вместе со стандартом Bluetooth 1.2 больше 15 лет назад - уже тогда разработчикам стандарта пришло в голову, что беспроводной звук - это здорово. Увы, сам стандарт, называемый HSP - Headset Profile - для прослушивания музыки подходил слабо: передача звука шла в моно-формате с битрейтом до 64 кб/с. Этого более чем хватало для работы гарнитур - для них этот профиль, в общем-то, и был создан - но музыка, переданная в таком формате, звучала гораздо хуже самого криво пожатого 128 кб/с mp3, воспроизводимого через динамик тогдашних телефонов.

Следующий профиль назывался HFP (Hands-Free Profile), и, как понятно по названию, он опять же предназначался для гарнитур - все тот же монозвук с низким качеством. Из улучшений - более продвинутая работа: к примеру, при звонке можно было передавать звук с телефона на колонки машины, и использовать для ответа микрофон в машине. Но нас интересует именно передача музыки, и для нее этот профиль по понятным причинам категорически не подходит.

Первым профилем, предназначенным именно для передачи стереозвука, стал A2DP - Advanced Audio Distribution Profile. Именно в нем появилась функция опроса подключаемых к устройству наушников, дабы найти общий для них кодек, и, что самое главное - именно в этом профиле появилась возможность управлять сжатием аудио: увы, избежать сжатия нельзя из-за невысокой пропускной способности Bluetooth, но вот само сжатие сильно зависит от используемых кодеков и версии BT, так что итоговое качество звука может сильно варьироваться.

Кодек SBC - жмет хуже MP3, но в стерео

Если сказано, что ваши беспроводные колонки или наушники поддерживают A2DP и ни слова больше - то, скорее всего, будет использоваться для сжатия именно кодек SBC (Subband Coding). Сам принцип кодирования схож с MP3, однако тут упор идет не на минимизацию звуковых потерь, а на упрощение вычислений, дабы даже на слабых мобильных процессорах сжатие происходило очень быстро. Поэтому, к примеру, полностью отрезаются частоты выше 14 кГц. Поэтому, хоть SBC и допускает битрейт до 345 кб/с, MP3 в 320 кб/с будет звучать существенно лучше - достаточно просто посмотреть на спектры:


Как видно, лучше всего звук передает AptX (о нем ниже), далее идет MP3, ну и SBC на последнем месте.

AAC - единственный хороший кодек для iPhone

SBC - это стандартный кодек A2DP-профиля, и, разумеется, он далеко не единственный - есть и более продвинутые средства сжатия звука. И самый популярный среди них - кодек AAC (Advanced Audio Coding). Он же, к слову, самый лучший, если вы хотите использовать беспроводные наушники с iPhone, так что если у вас именно он - ищите наушники с его поддержкой (а таковых достаточно много). Да и вообще формат AAC используется больше всего именно в Apple - к примеру, все песни в iTunes или Apple Music используют именно его.

Изначально AAC разрабатывался как преемник MP3 - он дает лучшее качество звука при том же битрейте за счет нескольких оптимизаций: к примеру, удаляются не воспринимаемые человеком частоты, удаляется избыточность в кодированном сигнале, используется более широкое окно в 2048 точек (что такое окна можно почитать ) и так далее. Так что в итоге такой кодек работает существенно лучше SBC и вполне подходит для повседневного прослушивания музыки по Bluetooth - главное, чтобы его поддерживали как наушники, так и само устройство - иначе будет использоваться стандартный кодек SBC с печальными последствиями для звука.

aptX - оптимальный выбор для любителей хорошего звука

Это - один из немногих кодеков, который может передавать по BT звук в MP3 и AAC без дополнительной обработки - а, значит, и без влияния на качество звука. Двухканальный звук тут передается с битрейтом до 352 кб/с, и, разумеется, никакие частоты не обрезаются: используется частотный диапазон от 10 Гц до 22 кГц, чего более чем хватает для человеческого уха.

В 2009 году появилась более продвинутая версия aptX HD, она позволяет передавать звук с битрейтом до 576 кб/с - а этого уже хватает для воспроизведения некоторых Hi-Res-аудио, чем явно будут довольны меломаны.

Однако, увы, у aptX есть одна достаточно серьезная проблема: так как эта технология принадлежит Qualcomm, то и работает она только на устройствах с их Bluetooth-чипами, и именно поэтому поддержки aptX нет и не может быть на iPhone, где за Wi-Fi и BT отвечает чип от Broadcom. Ну и как в случае с AAC - поддерживать aptX должны как само устройство, так и наушники - в противном случае произойдет откат до AAC или SBC.

LDAC - единственный выбор для меломанов

Меломаны, конечно же, скажут - 576 кб/с у aptX HD это здорово, но есть музыка во flac с битрейтом и вдвое выше. И тут на помощь приходит Sony с собственным кодеком, который обеспечивает передачу звука с битрейтом аж в 990 кб/с с частотой дискретизации в 96 кГц - что, в общем-то, обеспечивает более качественное воспроизведение аудио, чем с CD-дисков. И если раньше этот кодек использовался сугубо в устройствах от Sony, то начиная с Android 8.0 он включен в проект AOSP, так что если под ваш смартфон есть прошивка на нем, и у вас есть наушники с поддержкой LDAC, то вы можете насладиться действительно Hi-Res-аудио по Bluetooth.

Итоги

А в итоге мы видим, что звук по Bluetooth развился настолько, что удовлетворит любым пожеланиям: для нетребовательных слушателей с простыми наушниками и музыкой в MP3 с битрейтом в 128 кб/с есть SBC. Для тех, кто привык слушать музыку из iTunes или же MP3 в 320 кб/с, есть AAC и aptX. Ну а для меломанов с музыкой в flac есть aptX HD и LDAC. Однако не забывайте - оба устройства должны поддерживать нужный вам кодек - иначе вы будете слушать flac с кодеком SBC, что явно вам не понравится.

Мобильные устройства сегодня служат не только по прямому назначению - звонки, а и центрами мультимедийных развлечений. На смартфонах и коммуникаторах можно смотреть фильмы, создавать фотоальбомы, играть, сёрфить по просторам интернета, а также слушать музыку. Музыку слушали и будут слушать всегда. А вот что нужно мобильным устройствам, точнее какие должен поддерживать функции и аксессуары телефон для такого музыкального удовольствия, мы и узнаем сегодня.

Первый аксессуар с помощью которого можно слушать музыкальные произведения на смартфоне это наушники - .

- (с англ. свободные руки) система, позволяющая говорить и управлять телефоном без помощи рук. Наиболее часто применяется в автомобилях. По сути это устройства, предоставляющие возможность вести разговор не держа мобильный телефон, коммуникатор в руке. Состоит из наушника и микрофона. Существуют проводные и безпроводные Hands free.

Проводные гарнитуры соединяютс я с мобильным аппаратом при помощи шнура. Они в свою очередь, делятся на моно- и стерео-гарнитуры. Также существуют мультимедийные Handsfree, позволяющие управлять плеером мобильного устройства.

Безпроводная гарнитура соединяется с мобильным устройством при помощи . Она способна улавливать сигнал мобильного телефона на расстоянии до 10 м.

Беспроводная технология Bluetooth с некоторых пор незаменима для оснащения мобильных телефонов различными внешними устройствами такими как handsfree, внешняя память или беспроводные модемы. В последнее время становятся все более популярны Bluetooth гарнитуры и наушники (). Некоторые из них имеют возможность работать не только с мобильными телефонами и КПК, но и с другими устройствами не имеющими протокола Стерео Bluetooth через адаптеры.

Появление телефонов, поддерживающих возможность использовать беспроводные Bluetooth стереонаушники для прослушивания музыки, позволило их владельцам почувствовать настоящую радость от полного отсутствия проводов. Однако, стоимость таких телефонов и самих Bluetooth-наушников не позволяет говорить о массовости данного явления.

Стерео Bluetooth наушники не могут работать с мобильным устройством, если на последнем не поддерживается профиль .

Технология Bluetooth названа в честь Харальда Синезубого, древнего короля викингов. И ради всевышнего не спрашивайте почему. Лучше разберемся с действительно важными вещами: как она устроена, на что способна, чем интересна - а чем не интересна - меломану. И главное, что происходит с аудиопотоком, когда он покидает смартфон или планшет, чтобы добраться до беспроводных наушников или колонок по Bluetooth-каналу.

Сегодня без поддержки Bluetooth невозможно представить себе ни смартфон, ни планшет, ни любое другое уважающее себя мобильное устройство. Однако сама технология появилась на свет куда раньше смартфонов и планшетов - еще в 1994-м, а ее изначальной целью была замена проводов в начинке телекоммуникационных станций.

Первоначально у «синего зуба» имелась масса проблем со скоростью и надежностью связи, энергоемкостью и совместимостью между различными устройствами, но со временем технология подросла, с каждой новой версией становясь заметно проворней, экономичней и способней.

На фото Харальд I Синезубый принимает крещение. Согласно легенде (неподтвержденной) король объединил датские поселения в единую страну. Этот факт и стал идеей для Bluetooth - связать все устройства одним протоколом

Некоторые улучшения - например, упрощение процедуры «спаривания» в версии 2.1 и серьезное уменьшение нагрузки на аккумуляторы в текущей версии 4.0 - сделали повседневную жизнь меломанов заметно комфортней. Еще больше комфорта внесло появление технологии NFC - в связке с ней Bluetooth вообще не требует никаких церемоний при взаимном распознавании приемника и передатчика, достаточно просто прикоснуться гаджетами друг к другу. Но в целом на качестве передачи звука прогресс отразился мало: в самом свежем издании Bluetooth этот процесс устроен так же, как и в его позапрошлой версии десятилетней давности. А собственно как?

35 синих зубов

Как и подавляющее большинство других беспроводных интерфейсов, Bluetooth основан на использовании радиоволн. Для передачи информации «синий зуб» использует радиочастоты в районе 2,4 ГГц - здесь же по соседству «пасутся» Wi-Fi-роутеры, беспроводные компьютерные клавиатуры и мыши, некоторые DECT телефоны и масса прочего оборудования.

Чем отличается Bluetooth от многих других беспроводных технологий? С одной стороны - относительно невысокой дальнобойностью: радиус ее действия не превышает десятка метров, а толстые стены могут дополнительно снизить этот показатель.

Что любопытно, логотип Bluetooth состоит из двух скандинавских рун: «хаглаз» и «беркана» (аналоги латинских букв H и B)

С другой стороны - многофункциональностью. «Синий зуб» можно использовать в самых разнообразных целях: от переброски фоток на ноутбук до отправки документов на печать, от управления внешними устройствами до потоковой трансляции аудио. Неудивительно, что у Bluetooth так много различных т.н. «профилей», каждый из которых обеспечивает выполнение той или иной конкретной задачи, определяя технические параметры взаимодействия между Bluetooth-передатчиком и приемником. Общее количество профилей измеряется десятками (согласно статье на Wikipedia базовых 35 штук), за передачу звука отвечают только три. Чем они отличаются друг от друга?

Bluetooth-профили HSP, HFP и A2DP

Первый из аудиопрофилей Bluetooth носит имя HSP - Headset Profile. Как можно понять из названия, он создан для работы с мобильными гарнитурами и заточен под базовую передачу голоса со всеми вытекающими отсюда последствиями: аудио допускается только в моно формате и с битрейтом не выше 64 кБ/c. По сравнению с этим звуком даже пережатые MP3 кажутся божественным наслаждением для ушей.

Второй - HFP, Handsfree Profile - представляет собой чуть более продвинутую версию того же профиля. Его адресат - все те же монофонические гарнитуры, так что стерео по-прежнему не поддерживается, но качество звука несколько выше. Впрочем, для прослушивания музыки этот профиль по-прежнему не подходит.

Как только появился A2DP, многие Hi-Fi-производители обратили на него внимание. Но раньше всех были небольшие компании, сделавшие адаптеры, как приведенный на фото GOgroove BlueGate, - небольшая коробочка с ЦАПом и усилителем для наушников внутри.

Для этой цели предусмотрен специальный профиль A2DP - Advanced Audio Distribution Profile. Именно он отвечает за соединение мобильных устройств с беспроводными колонками и наушниками. Профиль A2DP позволяет источнику звука найти общий язык с беспроводной акустикой, а главное - управляет сжатием аудио для отправки по «синезубому» каналу. Избежать этой процедуры нельзя из-за невысокой пропускной способности Bluetooth, но уровень компрессии, используемые для сжатия алгоритмы и, в конечном итоге, потери в качестве звука могут заметно варьироваться. Вот тут-то, как говорится, и возникают нюансы.

Кодек SBC жмет грубее MP3

Как известно, сжимать звук можно по-разному. С потерями в качестве или без них, с низким или высоким битрейтом, с различными настройками, с применением разных кодеков. Вместо какого-нибудь из повсеместно распространенных кодеков для сжатия аудиопотока в профиле A2DP по умолчанию применяется собственный алгоритм компрессии Subband Coding - или, попросту, SBC.

Сравнение, проведенное Брентом Баттервутом (автор About.com), показывает разницу в том, какие шумы возникают при подаче тона 5, 10, 12.5 и 20 кГц. Синяя линия - aptX, зеленая - SBC ()

Обработка звука по методам SBC имеет немало общего с хорошо всем знакомым MP3-сжатием, но приоритеты выстроены несколько по-иному: главная задача - не столько минимизировать звуковые потери, сколько упростить вычисления. Все должно быть быстро, просто и легко выполнимо даже для самого хлипкого мобильного процессора.

В результате SBC обходится со звуком без лишних церемоний - например, частоты выше 14 кГц при конвертации попросту отрезаются, в результате чего частотный диапазон заметно сужается. Не удивительно, что даже при равном битрейте с MP3 (а SBC допускает битрейт до 320 кБ/c) аудио в SBC-кодировке звучит заметно хуже.

На этом графике показаны спектры при трансляции сигнала 1 кГц через aptX (синий) и SBC (зеленый), а также 4 кГц - aptX (пурпурный) и SBC (красный) ()

В результате при использовании дефолтного кодировщика передача по Bluetooth ухудшает звучание не только несжатого аудио, но и обычных mp3-файлов - ведь в процессе беспроводной транспортировки они сперва декодируются, а затем вновь сжимаются, на этот раз куда грубей. К счастью, SBC - основной, но не обязательно единственный инструмент для компрессии аудиопотока, который имеется в арсенале A2DP. Есть и другие, более интересные предложения.

Advanced Audio Coding: продвинутое, но не идеальное

Базовый кодек SBC с его скромными музыкальными способностями - не лучшее средство привлечь внимание меломанов к Bluetooth-технологии. Вот почему разработчики многих «синезубых» устройств, особенно в топовом сегменте, комплектуют профиль A2DP опциональными, более продвинутыми средствами сжатия звука. Самое популярное из этих средств - алгоритм AAC.

В отличие от кодека SBC, знакомого разве что любителям поглубже покопаться в технических спецификациях Bluetooth, аббревиатура AAC неплохо известна широким народным массам. Еще бы! Ведь именно этот формат используется, например, в iTunes. Изначальной задачей разработчиков алгоритма было превзойти MP3 по качеству звучания при одних и тех же битрейтах - не случайно его имя расшифровывается как Advanced Audio Coding, «продвинутое кодирование звука».

За счет более сложных алгоритмов AAC действительно сохраняет больше музыкальной информации, чем mp3, и уж тем более SBC. Не удивительно, что его включение в набор кодеков, поддерживаемых профилем A2DP, заметно улучшает звучание Bluetooth-колонок и наушников.

Главное - убедиться в том, что кодек AAC поддерживается обоими «синезубыми» девайсами: и тем, что служит передатчиком аудиосигнала, и тем, что работает на его приеме. Если из пары таких устройств кодировку AAC способно понять лишь одно - профиль A2DP автоматически откатывает назад на базовый кодек. С вполне очевидными последствиями для звучания.

Кодек AptX: лучший вариант для меломана

Еще более продвинутое сжатие звука обеспечивает кодек aptX, который активно продвигает на рынке беспроводного Bluetooth-аудио компания CSR. Создатели пропагандируют его как средство для беспроводной передачи музыки «в CD-качестве».

Кодек aptX имеет свой логотип, потому что разработан и запатентован компанией CSR

На самом деле это не совсем так, хотя алгоритмы, лежащие в основе aptX, по принципу своей работы действительно напоминают лосслесс-кодировщики, уплотняющие аудиопоток без потери звуковой информации. Среди достоинств aptX - способность к Bluetooth-трансляции MP3 и AAC без дополнительной обработки, а значит, и без ухудшения звука.

Специальная версия aptX Low Latency, заточенная под запросы геймеров и киноманов, обеспечивает еще и минимальную задержку в доставке сигнала - а значит, просмотр кино без отставания реплик от мимики персонажей.

Кодек aptX обеспечивает передачу аудио с битрейтом до 352 кБ/с, не обрезает верхний регистр и раздвигает частотный диапазон до вполне солидных 10 Гц - 22 кГц, но высокая сложность применяемых алгоритмов требует от мобильных процессоров утроенной вычислительной мощности по сравнению с базовым SBC. Именно поэтому поддержка aptX встречается среди «синезубых» приборов довольно редко, чаще всего - в премиальном сегменте смартфонов.

Впрочем, ради того, чтобы стать обладателем смартфона с aptX, не обязательно выкладывать так уж много наличности: в каталогах Samsung, Sony, HTS и Asus представлено немало моделей с поддержкой продвинутого кодека, в том числе вполне доступных по цене.

Как и в случае с AAC, при беспроводном соединении источника звука с колонками или наушниками следует убедиться, что кодек aptX поддерживается обоими устройствами. Лишь в этом случае можно не сомневаться, что ты действительно выжимаешь из «синего зуба» максимум его музыкального потенциала.

Рассмотрим понятие A2DP - что это , для чего нужно и как используется.

Определение

A2DP – это продвинутый протокол распространения аудио-данных между устройствами. Понятие является аббревиатурой от Advanced Audio Distribution Profile.

Особенность этой технологии передачи звука заключается в том, что она в режиме реального времени способна передавать максимально качественный аудио-контент межу несколькими гаджетами.

В результате, пользователь получает звук с минимальными потерями качества. Применяемые алгоритмы сжатия позволяют приемнику получить дорожку с качественным битрейтом.

Передача информации осуществляется с помощью . Все гаджеты, которые работают с A2DP условно разделяют на две категории;

Особенности функционирования

Пропускной способности стандартной гарнитуры недостаточно для передачи качественного звука без применения алгоритмов сжатия.

Для обеспечения наилучшего звучания используется архивация с помощью кодека SBC и форматов MP3, AAC.

Для максимальной демонстрации качества переданного аудио советуем использовать треки в формате MP3.

Где используется?

Сегодня сфера применения протокола A2DP продолжает стремительно увеличиваться.

Благодаря возможности беспроводной передачи MP3 вы можете слушать музыку, отправляя её с сотового телефона в магнитолу автомобиля или домашний караоке-центр.

Также, у пользователей есть возможность мгновенно воспроизводить любимые треки на приставках .

Требуется только синхронизация с поддержкой A2DP и вашего «умного» телевизора.