Совместимость bluetooth – Есть ли обратная совместимость у Bluetooth 3.0? Иными словами, будет ли девайс с bluetooth 3.0 работать 2.1, например?

Содержание

11 мифов о Bluetooth 5.0

Bluetooth 5 «по-особенному» выделен среди прочих беспроводных технологий своего диапазона связи. Это тренд. Данная тенденция не смогла оставить в стороне разработчиков различных устройств, которые могут контролироваться дистанционно, например через смартфон. Давайте более детально разберем технологию Bluetooth 5, чтобы развенчать некоторые мифы о ней.

Bluetooth 5 не совместим с устройствами более старых версий

Вся прелесть Bluetooth 5 заключается в том, что он полностью совместим с предыдущими версиями Bluetooth 4.0, 4.1 и 4.2. Другим бонусом является то, что к новой версии Bluetooth 5 можно применять все базовые функции предыдущих версий. Например, можно использовать расширенный диапазон данных с версии 4.2 в сочетании с более высокой скоростью передачи данных версии 5.0, что позволит разработчикам использовать максимально эффективный набор функций для конкретного приложения.

Bluetooth 5 имеет более высокую скорость и более широкий диапазон  передачи данных

Одна из самых распространенных ошибок в отношении Bluetooth 5 — это мысль о том, что пользователи могут работать со скоростью 2 Мбит/с с увеличенным радиусом передачи данных, что не так. Высокоскоростные и дальномерные функции находятся на противоположных концах спектра: вы должны выбрать, важна ли скорость передачи данных или диапазон, поскольку устройство не может работать в обоих режимах одновременно. Например, для достижения максимального диапазона вы должны пожертвовать скоростью передачи данных, которая упадет до 125 кбит/с.

Увеличения диапазона передачи данных Bluetooth 5 достигается за счет увеличения выходной мощности радиостанции

Большим преимуществом дальних режимов является отсутствие увеличения потребления энергии. При использовании закодированных физических уровней (PHY) чувствительность приемника улучшается при одновременном поддержании одинакового тока передачи (TX) и приема (RX) в Bluetooth 4.0, 4.1 и 4.2. Bluetooth 5 использует прямую коррекцию ошибок (FEC) для расширения битов данных полезной нагрузки от 1 до 2 или от 1 до 4 при скоростях передачи данных 500 кбит/с или 125 кбит/с, соответственно. Теперь приемник может более легко различать сигнал и шум.

Bluetooth 5 включает Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE)

Огромное количество разработчиков с нетерпением ожидали ратификации внедрения устройств с низким энергопотреблением (BLE) в Bluetooth 5. К удивлению многих, BLE сетка была выпущена независимо и после анонса версии 5. Это «тонкий», но важный факт. BLE-сетка находится за пределами ядра Bluetooth спецификации. Это означает, что вы можете использовать BLE в сочетании с Bluetooth 4.0, 4.1, 4.2 или 5.

Bluetooth 5 улучшает работу с устройствами Wi-Fi

Данное устройство было представлено как улучшающее беспроводное соединение и совместимость. Это описание может быть неправильно трактовано как «улучшающее передачу данных с устройством Wi-Fi». Реально была повышена надежность работы с другими BLE устройствами. Случайная схема переключения частоты Bluetooth 5 снижает вероятность одновременной передачи данных с другого устройства BLE на одном и том же радиочастотном (RF) канале, что повышает общую надежность каждого соединения.

В высокоскоростном режиме передача между пакетами выполняется быстрее

Еще одно неправильное представление о Bluetooth 5 заключается в том, что высокая скорость связана со скоростью передачи данных между пакетами. На самом деле это не так. Исторически BLE ограничивалась скоростью передачи данных 1 Мбит/с; это удваивается до 2 Мбит/с с версией 5. Это означает, что для передачи пакетов данных требуется половина времени, сохраняя при этом одинаковый временной интервал между пакетами.

Управление умным домом с помощью Bluetooth 5

Соединение 2 Мбит/с имеет тот же диапазон, что и 1 Мбит/с

При работе со скоростью 2 Мбит/с с Bluetooth 5 наблюдается потеря чувствительности по сравнению с 1 Мбит/с. Более высокая скорость передачи данных дает более короткий диапазон, чем 1 Мбит/с. Но небольшое ограничение диапазона способствует нейтрализации улучшений в строении архитектуры первых BLE девайсов. Сравнивая радиосвязь Bluetooth 4.0 и Bluetooth 5 со скоростью 2 Мбит/с, последний будет иметь значительные преимущества в пропускной способности  при условии их размещения на одинаковом расстоянии от объекта, с которым идет обмен данными.

Устройства Bluetooth 5 могут напрямую подключаться в режиме 2 Мбит/с

Это неверное утверждение. Два устройства должны сначала установить соединение со скоростью 1 Мбит/с, а потом, при наличии хорошего сигнала или совместимости устройств, переключиться на 2 Мбит/с. Эта тактика «переговоров» между устройствами аналогична упомянутой ранее функции расширения длины данных Bluetooth 4.2. Согласование функций дает вам гибкость для динамического изменения скорости передачи данных на основе потребностей вашего приложения и обеспечивает совместимость с устройствами BLE, которые не поддерживают высокоскоростную передачу данных.

Установка «дальнего» соединения должна быть короткой по времени

Если бы это была правда, это был бы очень существенный минус для данного девайса. К счастью, согласно спецификации устройство может находить и подключаться к другим девайсам на большом расстоянии через «расширение рекламы». Разгрузка рекламных каналов и использование каналов передачи данных обеспечивает более эффективное соединение на большом расстоянии и обеспечивает значительные преимущества при использовании, когда покрытие имеет решающее значение.

Устройства дальнего действия могут связываться со смартфоном, который не поддерживает Bluetooth 5

Вот еще один важный миф. Чтобы использовать функции высокой скорости и дальности передачи данных Bluetooth 5, центральные и периферийные устройства должны поддерживать Bluetooth 5. Чтобы продемонстрировать, что для связи датчика со смартфоном на большом расстоянии смартфон и узел датчика должны поддерживать Bluetooth 5 закодированные PHY.

BLE предназначен только для сетевых приложений

После появления BLE стал ассоциироваться в качестве технологии персональной сети с акцентом на носимые устройства и фитнес-трекеры. С появлением Bluetooth 5 эти барьеры ломаются, поскольку технология распространяется на торговые, домашние, промышленные и автомобильные приложения. Данная технология имеет все перспективы для использования в системах «умный дом».

И для владеющих английским небольшой обзорчик:

На что влияет версия bluetooth. Как разобраться в Bluetooth-версиях

За последнее время количество пользователей мобильных гаджетов значительно увеличилось, а это значит, что большое количество различных технических моментов остаются для начинающих юзеров тёмными лошадками. Одним из таких нюансов и являются Bluetooth-версии.

Вопреки тому, что совместимость bluetooth-версий находится на достаточно высоком уровне, всё-таки иногда случаются ситуации, при которых становится невозможно совершить сопряжение двух устройств. И дело здесь именно в протоколах, а не в профилях. И чтобы обосновать вышеупомянутую невозможность, сперва требуется разобраться, в чём разница между двумя этими понятиями.

Протокол – это набор инструкций, посредством которого и осуществляется передача различной информации. Именно он задаёт порядок, рабочую частоту и длительность работы той или иной составляющей. А профилями называются дополнительные надстройки, которые позволяют оперировать информацией определённого типа. Например, A2DP – это профиль, позволяющий bluetooth-модулю работать со стереозвуком, где при сопряжении происходит также и согласование кодеков, которые будут использоваться.

Если посмотреть в глобальном плане, то версия протоколов имеет большее значение, чем значимость профиля. В случае если оба устройства имеют одинаковую версию протокола, то им будут доступны все стандартные функции и возможности, которые поддерживает модуль. А вот с профилями всё обстоит иначе. Так как они добавляются опционально, чтобы они использовались и работали, потребуется их наличие в обоих гаджетах. Если же лишь один bluetooth -модуль будет поддерживать необходимый профиль, при передаче данных он задействован не будет.

Многих пользователей интересует вопрос, как узнать версию bluetooth. Сделать это можно несколькими способами, но самый простой – прочесть в спецификации устройства. Но куда важнее понимать, что скрывается за этими цифрами.

Как узнать версию Bluetooth: Видео

Технические данные различных протоколов

Это описание будет содержать далеко не самый полный перечень версий протоколов, а лишь наиболее значимые для всей технологии в целом. И начать, разумеется, стоит с самой первой, которая была создана без пары лет почти два десятилетия назад – в 1998 году, партнёрской группой SIG или Special Interested Group. Первичная же разработка была учреждена тогда ещё шведской фирмой Ericsson за 4 года до выхода на рынок. В результате успешного исследования был создан достойный аналог проводным технологиям и назвали его в честь датского короля северян-викингов Харальда Первого Синезубого.

Первая версия имела просто ошеломляющую совместимость между устройствами различных изготовителей. Скорость была крошечной, а радиус действия явно не соответствовал установленному стандарту. Если бы не оперативные попытки доработать технологию, вся задумка могла кануть в Лету. И профессиональные качества работников не подвели, ибо вскоре вышла сперва версия 1.1, а затем и 1.2, которая стала вершиной эволюции модулей первого поколения. Общую совместимость подтянули до достаточно высокого уровня, радиус действия задавался честными десятью метрами, скорость передачи сделали просто заоблачной – 721 Кбит/сек, разумеется, теоретически.

Версия 2.1

Второе поколение произвело революцию, но именно версия 2.1 стала той путеводной звездой, которая используется и поныне. Очень многие устройства начального и среднего класса используют именно эту вариацию bluetooth-модуля. Главный упор был сделан на скорость, а решением стала надстройка EDR. Именно благодаря ей стало возможным осуществлять передачу на скоростях, близких к 3 Мбит/с, а уровень энергопотребления был снижен в пять раз. Разумеется, появились различные профили и надстройки, вплоть до возможности осуществлять раздачу доступа к сети.

Третья версия

Высокоскоростная спецификация 3.0 имела много общего с Wi-Fi, но не имела с ней прямой совместимости, а использование SLI-технологии, по которой два bluetooth -модуля соединялись в одну систему, позволило увеличить скорость передачи до 24 Мбит/сек. Причём при перемещении больших файлов использовался более высокоскоростной, но и энергозатратный протокол, а для небольших файлов – весьма экономичный.

Едва ли какой-либо технологии предрекали кончину чаще, чем Bluetooth. При этом невозможно не признать идею

Встречайте Bluetooth 5.0 — в 4 раза дальше и в 2 раза быстрее / Habr

Исполнительный директор Bluetooth SIG сообщил о новой версии стандарта. Компания прислушалась к маркетологам и, видимо, собирается для упрощения назвать версию Bluetooth 5 без обычной точки. Интереснее то, что новая версия будет предоставлять вдвое более быструю связь, а радиус действия увеличится в четыре раза по сравнению с Bluetooth 4.2. Другое важное обновление связано с функцией широковещательных пакетов установки соединения(advertising packet): Bluetooth-устройства смогут отправлять увеличенные фрагменты информации гаджетам, с которыми они не сопряжены.

АПД: исправлены показатели — по сообщению Bluetooth SIG, в новости была ошибка: радиус увеличится в 4 раза, а скорость — в 2 раза, а не наоборот, как в первой рассылке.



Технологию Bluetooth начали разрабатывать в 1994 году в качестве беспроводной замены кабелям RS-232. Это была Ericsson, и шведские корни компании повлияли на название и логотип: BlueTooth произошло от имени Харальда I Синезубого, а логотип складывается из двух скандинавских рун «хаглаз» и «беркана» . Датский король удостоился такой чести благодаря своему второму прозвищу — «Объединитель».

Bluetooth используют для передачи данных между персональными компьютерами и периферийными устройствами, игровыми приставками и джойстиками, между телефонами и гарнитурами, наушниками, умными устройствами. Использование Bluetooth привело к тому, что сейчас в России есть целое поколение людей, помнящих, как в школе они передавали музыку и картинки с телефона на телефон.

Технология завязана на использовании радиоволн в ISM-диапазоне (Industry, Science and Medicine), она использует свободный от лицензирования диапазон 2,4-2,4835 ГГц, и в нём применяется метод расширения спектра со скачкообразной перестройкой частоты (Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS). Благодаря псевдослучайной последовательности переключения между частотами возможна работа нескольких устройств друг рядом с другом без помех.

Первая версия Bluetooth 1.0 была готова в 1998 году, но проблемой была плохая совместимость между продуктами различных производителей. Версия 1.1 исправила ряд ошибок и получила индикацию мощности принимаемого сигнала. Проблему с совместимостью решила стандартизация версии Bluetooth 1.2 рабочей группой IEEE. Скорость версии 2.0, выпущенной в 2004 году, достигала 2,1 Мбит/с благодаря технологии ускорения передачи данных Enhanced Data Rate (EDR), а базовая скорость составляла 1.1 Мбит/с. В 2007 году 2.1 мог запрашивать характеристики устройства для фильтрации при сопряжении и экономить батарею. Bluetooth 3.0 с технологией HS в 2009 году мог в теории разогнаться до 24 Мбит/с.


Ericsson T39 — первый телефон с поддержкой Bluetooth, 2000 год

До последнего момента передовой версией была Bluetooth 4.2. Множество носимых устройств без поддержки смартфоном этой версии просто не будут работать. На смену 4.2 приходит Bluetooth 5. ArsTechnica со ссылкой на письмо исполнительного директора Bluetooth SIG Марка Пауэлла пишет о том, что скорость нового стандарта по сравнению с 4.2 увеличится в 2 раза, радиус действия — в 4 раза, а также даст «значительно больше возможностей для широковещательных пакетов». На момент написания статьи само письмо было недоступно. Уже сейчас в версии 4.2 такие пакеты имеют размер 47 байт, из которых 31 доступны для записи данных. Пока неизвестно, насколько больше они станут в новой версии.

Возможность передавать пакеты неопределенным адресатам без установки соединения широко используется так называемыми «маячками» — миниатюрными передатчиками, которые периодически передают широковещательные пакеты, которые могут содержать информацию о местоположении, заменяя систему GPS внутри зданий, рекламу и другие привязанные к локальному местоположению данные, например, информацию об экспонатах выставки.

Возможно, первые устройства с Bluetooth 5.0 появятся в начале 2017 года. Увеличение скорости и энергоэффективности используют в новых гаджетах для «умного дома» и носимых устройствах.

Нужен ли вам Bluetooth 5? — android.mobile-review.com

15 ноября 2019

Константин Иванов

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

По материалам Androidcentral

Любое из недавно приобретенных вами «умных» устройств может обладать поддержкой Bluetooth 5, новейшей версии стандарта Bluetooth. Также есть немалая вероятность того, что покупка, наоборот, будет лишена поддержки Bluetooth 5, поскольку не все компании позаботились об обновлении до последней версии.

Радует то, что даже несмотря на определенную сложность в объяснении технологии Bluetooth в целом, ответы на вопрос, что изменилось и что было улучшено, можно сформулировать довольно просто. Давайте посмотрим, что собой представляет Bluetooth 5 и что дает пользователю.

Технология BLE для гарнитур

Технология BLE (Bluetooth Low-Energy) была представлена вместе со стандартом Bluetooth 4, и ее задача интуитивно понятна из названия – обеспечить устройствам возможность связываться между собой с меньшими затратами энергии. Это имеет значение, если девайс работает от аккумулятора, например, смартфон или беспроводные наушники. 

До появления Bluetooth 5 технология BLE использовалась только в носимых устройствах, маячках и небольших девайсах, относящихся к Интернету вещей. Это означало, что Bluetooth-гарнитуры были вынуждены довольствоваться обычным, более энергозатратным Bluetooth по радиоканалу. Для вашего смартфона разница будет не особенно заметной, но она становится критичной, когда речь идет об устройстве с маленькой батарейкой, например, о паре Bluetooth-наушников. Чем больше времени они проведут на зарядке, тем меньше времени пробудут у вас в ушах.

При наличии Bluetooth 5 все аудиоустройства подключаются при помощи BLE. И это может очень сильно отразиться на времени работы, впрочем, так бывает не всегда. Хороший пример – это  AirPods от Apple. Когда они подключены к iPhone, чип Apple W1 может «служить посредником» в Bluetooth-подключении, измеряя интенсивность подключения и осуществляя некоторые незначительные настройки. А на Android-смартфоне все ограничивается стандартным Bluetooth-подключением. Вот почему AirPods дольше «живут» от одного заряда, когда используются с iPhone.  

Bluetooth Dual Audio

Bluetooth Dual Audio – это возможность подключения двух аудиоустройств, таких как наушники, к одному источнику, например, к смартфону.

Эта технология не является абсолютно новой – благодаря Qualcomm эта опция была доступна для Bluetooth еще на Galaxy S8. Но в случае с Bluetooth 5 это уже часть стандарта и не требует особой лицензии от производителя чипсета. Обратите внимание, что это касается всех аудиоустройств, а не только наушников. Вы можете подключать, к примеру, две колонки или даже пару наушников и колонку. 

Быстрее, сильнее и лучше

Самые большие преимущества Bluetooth 5 – это возросшие скорость передачи данных и дальность действия. Очень сильно возросшие. Максимум, который обеспечивает Bluetooth 5 – это в четыре раза увеличившаяся дальность действия, в восемь раз лучшая пропускная способность и удвоенная скорость. Впрочем, все это невозможно получить одновременно. 

Устройствам приходится «выбирать» между более высокой скоростью передачи данных или большей дальностью действия. Та же пара наушников, в первую очередь разработанная для воспроизведения музыки, скорее воспользуется преимуществом удвоенной пропускной способности, тогда как какой-нибудь жетон с Bluetooth-трекером, наоборот, будет полезнее за счет большей дальности действия.

Bluetooth 5 может передавать данные на скорости 2 Мбит/с, тогда как Bluetooth 4.2 – максимум 1 Мбит/с.  Bluetooth 5 может подключаться к устройству на расстоянии до 240 м, тогда как Bluetooth 4.2 ограничен расстоянием 60 м.

Впрочем, не забывайте, что это максимум, достижимый в прямой видимости, а любое препятствие на пути сигнала может на него повлиять. Тем не менее, налицо очень заметные усовершенствования. И в сочетании с технологией BLE они означают, что устройства для Интернета вещей смогут использовать преимущества лучшего сигнала и тратить при этом меньше энергии.

Bluetooth 5.1

Все, что было сказано выше, — это базовые спецификации для всех версий протокола Bluetooth 5-й версии, но уже есть вариант Bluetooth 5.1. Это самая последняя версия Bluetooth, которая появилась в январе 2019 года. В ней возросли скорость соединения и надежность, а также способность Bluetooth определять точное местонахождение устройства благодаря анализу направления к подключенным устройствам. 

Также в Bluetooth 5.1 добавилась возможность для Bluetooth-устройств сигнализировать о том, что они доступны для подключения. Эта функция получила название «Randomized Advertising Channel Indexing», и она позволяет гораздо проще, чем раньше, определять, к каким Bluetooth-устройствам поблизости вы можете подключиться. Это может быть полезно, если вы находитесь там, где есть множество чужих устройств, – например, в кафе или аэропорту.

Нужен ли вам Bluetooth 5?

Зависит от обстоятельств. Преимуществами Bluetooth 5 вы сможете насладиться только тогда, когда он есть в обоих устройствах. Если ваш смартфон поддерживает Bluetooth 5, а наушники или автомобиль – нет, то никакой разницы с тем, что было раньше, не будет. А такая ситуация вполне вероятна, потому что автопроизводители славятся своим упрямством в нежелании обновлять Bluetooth.

Есть и хорошие новости – Bluetooth 5 обладает 100% обратной совместимостью с Bluetooth 4. А это значит, что если устройства имеют разные версии Bluetooth, они смогут нормально подключаться и работать. Вы просто не сможете пользоваться преимуществами Bluetooth 5. Так что, покупая новые устройства, проверяйте наличие Bluetooth 5 заранее, если для вас это важно. К сожалению, в случае с Интернетом вещей и «умными» домашними приборами это бывает довольно сложно сделать.

В любом случае Bluetooth 5 – не та технология, отсутствие которой стоит каких-то переживаний. Тем более что к моменту, когда Bluetooth 5 будет в каждом утюге, появится уже новая версия – и все начнется сначала.

Чем отличается блютуз 3.0 от 4.0. Все что нужно знать о технологии Bluetooth

Любой звук начинается с источника. Сегодня существует масса беспроводных протоколов для передачи звука. Некоторые из них значительно интереснее Bluetooth, но пока не получили должного распространения. Сегодня Bluetooth оборудованы почти все смартфоны, ноутбуки и планшеты, а оснастить устройство его поддержкой при наличии USB-выхода — дело пяти минут.

Поэтому сегодня ограничимся именно звуковоспроизводящими устройствами с использованием «голубого зуба» (гайд вполне подойдёт и для выбора Bluetooth-колонки). Технология эта имеет довольно долгую историю и массу подводных камней, о существовании которых не всегда знают пользователи.

Наличие Bluetooth-передатчика не говорит о том, что устройство можно использовать в качестве источника звука для беспроводной аудиоаппаратуры. Не всякий Bluetooth позволит слушать качественную музыку без искажений. Не всякий подойдёт и для прослушивания файлов с высоким битрейтом и в lossless-форматах.

На что обратить внимание, чтобы слушать музыку без проводов — будь то просто MP3 или высококачественный рип с виниловой пластинки, мы расскажем в этой статье.

Начнём с самого важного: этот параметр напрямую говорит о том, можно ли слушать при помощи устройства музыку.

Версия Bluetooth

В современных устройствах чаще всего можно встретить поддержку Bluetooth 3.0 или 4.0, в некоторых топовых смартфонах и прочих гаджетах — 4.1. При этом вполне может оказаться, что приобретаемая гарнитура поддерживает подключение только по протоколу версии 2.1. Адаптеры обратно совместимы, но при подключении работает наиболее медленный протокол из двух.

Отличие между версиями протокола для обычного пользователя минимальны за счёт обратной совместимости. Основное, что бросается в глаза, — с каждой новой версией снижается энергопотребление устройств, а начиная с 3.0 добавлен второй модуль для высокоскоростной передачи данных на скорости 24 Мбит/с.

Версия 2.1 + EDR передаёт данные со скоростью не более 2,1 Мбит/с. Этого достаточно для воспроизведения аудиопотока низкого битрейта. Для воспроизведения аудиовидеопотока рекомендуется использовать версию Bluetooth не ниже 3.0.

Необходимо учесть, что для полноценного использования девайса в качестве плеера, крайне желательно наличие Bluetooth версии 4.0 и выше, а лучше — со сниженным энергопотреблением.

Опознать такой адаптер можно благодаря следующим категориям.

Профили Bluetooth

Профили — набор определённых функций, поддерживаемых устройствами. Из всех используемых в Bluetooth для прослушивания музыки интересны следующие:

  1. Headset Profile (HSP) необходим для связи гарнитуры и смартфона и беспроводной передачи монозвука с битрейтом 64 кбит/с.
  2. Hands-Free Profile (HFP) также обеспечивает только передачу моно, однако с более высоким качеством.
  3. Advanced Audio Distribution Profile (A2DP) необходим для передачи двухканального аудиопотока.
  4. Audio/Video Remote Control Profile (AVRCP) обеспечивает управление функциями воспроизводящих устройств (без него невозможно даже изменение громкости музыки).

Для полноценного прослушивания музыки необходим именно A2DP. Он не только обеспечивает передачу аудиопотока, но и управляет сжатием данных перед передачей.

Однако, даже если и передающее, и воспроизводящее устройство (например, смартфон и беспроводные наушники) оснащены Bluetooth 3.0 или 4.0 и поддерживают работу с необходимым протоколом, нужно обратить внимание на кодек, который используется.

Кодеки Bluetooth

Самое главное для воспроизведения музыки по протоколу A2DP — кодек, которым сжимается передаваемый на гарнитуру аудиопоток. Всего на данный момент существует три кодека:

  1. Subband Coding (SBC) — кодек, используемый A2DP по умолчанию и созданный разработчиками профиля. К сожалению, SBC жмёт значительно грубее , чем MP3. И стало быть, для прослушивания музыки не подходит.
  2. Advanced Audio Coding (AAC) — более продвинутый кодек, использующий другие алгоритмы сжатия. Звучит значительно лучше SBC.
  3. AptX — вот он, правильный выбор! Хотя бы из-за возможности передавать файлы в MP3 и AAC без дополнительных манипуляций и перекодирования. А значит, и без ухудшения звука. Однако стоит оговориться. Для воспроизведения разных битрейтов существует несколько версий aptX. Каждая из них предназначена для своего звукового потока.
Версия Число поддерживаемых каналов Максимальная частота дискретизации, кГц Квантование, бит Максимальный битрейт

разбираемся с новыми стандартами aptX HD, Adaptive и Low Latency / Stereo.ru

Один из секретов популярности Bluetooth (а к следующему году в мире прогнозируется наличие 14 миллиардов устройств с этой технологией) — в обратной совместимости. То есть если ваш смартфон поддерживает, скажем, Bluetooth 5.0, а наушники — только Bluetooth 4.2, это значит, что в случае их взаимодействия все будет работать. Правда, в рамках младшей из двух возможных версий Bluetooth. И это не может не радовать. Ведь зачастую выход новой версии чего-либо полностью исключал совместимость со всем, что выпускалось раньше, как бы намекая: вот этот рабочий и практически новый девайс теперь пора выбросить. Такое происходит, например, со многими интерфейсами кабельного подключения.

Bluetooth, уже во многом сумевший заменить кабель, оказался гораздо более лоялен к пользователям. При этом обновления происходят с похвальной регулярностью. За время, прошедшее с нашей публикации, появился Bluetooth 4.2, отличавшийся от принятого в конце 2013 года Bluetooth 4.1 повышенной конфиденциальностью и увеличением скорости передачи данных. И вот уже больше трех лет мир наслаждается Bluetooth 5.0. Радиус действия и скорость передачи данных увеличились в разы. К этому добавилась улучшенная помехозащищенность. Все вместе дало возможность обновить технологии передачи аудиосигнала.

Меньше тока, больше метров

Прежде всего, отметим развитие спецификации Bluetooth Low Energy. Начиная с пятой версии, она наконец-то может использоваться аудиоустройствами. Это значит, что ваши новые наушники и подключенный к ним смартфон могут дольше работать по Bluetooth от одной зарядки аккумулятора. Кроме того, функция Dual Audio, реализованная в Bluetooth 5.0, позволила воспроизводить звук на двух подключенных устройствах одновременно. Например, слушать один и тот же трек вдвоем с одного смартфона — так гораздо романтичнее. Мало того, на два разных устройства, в принципе, можно даже передавать два разных сигнала с одного гаджета.

Другое дело, реализованы ли эти возможности (и если реализованы — то как) в каждом конкретном случае. Ведь для этого, кроме готовности встроенного Bluetooth-модуля, необходимо аппаратное и программное соответствие остальных систем гаджета, где он установлен.

Отдельная тема — задокументированная возможность Bluetooth 5.0 работать на дистанциях до 240 метров. Эти возможности уже понемногу начинают использоваться. Правда, о задокументированной функции разработчики говорят, как о достижении, возможном «после многолетних исследований и повторных тестов» — но это останется уже на их совести.

Важнейшее преимущество Bluetooth 5.0 — возможность использовать скорость передачи данных до 2 Мбит/с, а это вдвое больше, чем поддерживает Bluetooth 4.2. Какие реальные улучшения следуют из этого? Самый простой ответ напрашивается сразу: возможность слушать некомпрессированный Hi-Res! Ведь на скорости 1 Мбит/с, доступной с Bluetooth 4.2, уже был реализован стандарт сжатия aptX, обеспечивший передачу цифрового аудио практически в качестве CD.

Семейство aptX: Adaptive, Low Latency и аудиофильский HD

И вот с этого места — литавры и фанфары (естественно, в НD-качестве) — на сцену выходит Qualcomm aptX HD, специально разработанный для удовлетворения растущего спроса на аудио высокого разрешения. Этот расширенный кодек поддерживает 24-битное качество музыки по Bluetooth на частоте до 48 кГц. И еще одно достижение — соотношение сигнал-шум, достигающее 129 дБ, а это уже величина, доступная не на всех современных ЦАПах референсного уровня.

На сайте разработчика приводится цитата из результатов независимых тестов Солфордского университета: «Из анализа результатов 24 человек, проходивших тест, сделан вывод о том, что участники не смогли последовательно обнаружить разницу между звуком 24 бит/96 кГц и кодированным и декодированным звуком 24 бит/48 кГц aptX HD».

Разберем пример реализации aptX HD на аудиочипсете Qualcomm SOC CSR8675. Он не только может обрабатывать сквозное 24-битное аудио, но также обеспечивает более глубокую обработку цифрового сигнала, чем его предшественники. Понижение соотношения сигнал/шум достигается, в частности, благодаря последовательному кодированию и декодированию при передаче/приеме. Также заявлено уменьшение искажений — особенно в диапазоне 10–20 кГц.

Чипсет работает под управлением программируемого 80-МГц RISC-процессора. Аудиосигнал обрабатывает встроенный 24-битный процессор Kalimba DSP. На борту, между прочим, стерео 24-битный АЦП с частотой дискретизации до 96 кГц, а встроенный стерео 24-битный ЦАП реализует частоту дискретизации до 192 кГц — параметры заданы с запасом.

На этом разработчики из Qualcomm не остановились, предложив кодек aptX Adaptive Audio. При низкой задержке в динамическом режиме, что отлично подойдет для геймерских гарнитур, он обеспечивает адаптивный битрейт, регулируя скорость передачи данных для бесперебойной связи. В своем релизе Qualcomm говорит о aptX Adaptive Audio, как о динамически настраиваемом аудиокодеке нового поколения, обратно совместимом с aptX и aptX HD.

Компания заявляет, что кодек спроектирован так, чтобы «автоматически настраиваться для обеспечения оптимального качества звука или задержки в зависимости от того, какой контент воспроизводится на устройстве, а также с учетом внешней радиочастотной среды, для обеспечения надежности». aptX Adaptive может работать на двух битрейтах: 276 и 420 Кбит/сек. Во втором варианте, благодаря более совершенным алгоритмам кодирования, по некоторым параметрам вроде сигнал-шум он даже превосходит aptX HD, хотя и не намного.

И еще один кодек от Qualcomm — aptX Low Latency, использующий скорость Bluetooth 5.0 для передачи аудио с низкой задержкой. Технология обеспечивает сквозную задержку при передаче по Bluetooth не более 32 мс. Задержка стандартного стерео Bluetooth сильно варьируется в зависимости от реализации системы и буферизации, но обычно она на порядок выше. И это ощутимо.

В частности, применение устройств Bluetooth для реализации беспроводных наушников к телевизору было практически невозможно. Ведь рекомендуемая задержка для синхронизации аудио и видео в вещательном телевидении составляет от +40 мс до -60 мс. Лучшие технические решения (концертные и студийные мониторные системы) должны соответствовать уровню 20–30 мс. aptX Low Latency приближается к ним, обеспечивая новые возможности, в частности, для игровых приложений. Задержку в 32 мс мы уже не можем заметить (или, скажем так, можем и не заметить).

Видео и MIDI

Таким образом, возможности Bluetooth 5.0 в еще большей степени, чем раньше, стали достоянием любителей качественного аудио. И это не значит, что развитие Bluetooth не проникает в другие направления мультимедийных развлечений.

Если заглянуть в раздел существующих спецификаций на сайте организации Bluetooth SIG, занимающейся развитием технологии, то, кроме расширенного профиля распространения аудио A2DP версии 1.3.2, можно найти профиль дистанционного управления A/V – AVRCP, общий профиль распределения аудио/видео GAVDP (существующий, кстати, с 2012 года), HID, профиль устройства интерфейса пользователя и другие перспективные возможности.

Отдельно стоит обратить внимание на технологию BLE MIDI (также называемую Bluetooth SMART), распространяемую для MIDI-сообщества, к которому имеют отношение не только профессиональные музыканты. Речь идет о воспроизведении по Bluetooth MIDI-записей или формируемых интерфейсами MIDI-последовательностей (даже рост растений). Эти Bluetooth-технологии создают новую свободу для творчества и получения новых впечатлений. Что дальше предоставит нам Bluetooth в своем развитии — станет известно очень скоро. Выход новой версии прогнозируется в ближайшее время.

Версии bluetooth

Вы можете меня спросить, что вообще интересного в bluetooth? Ну обмениваетесь вы с его помощью файлами между мобильниками, что еще? Но, на самом деле, возможности, предоставляемые форматом bluetooth, очень велики. Даже сети можно делать на его основе. И, возможно, это произойдет с появлением новых версий bluetooth.

bluetooth versions

Но рассказать про bluetooth стоит с самого начала — интерес представляют сами название и значок bluetooth. Все эти вещи очень символичны. Назван протокол словом bluetooth (синий зуб) не просто так, а в честь короля Дании Харальда I Синезуба. Считается, что он в годы правления сумел существенно объединить разрозненные народы Дании. Так и назначением нового формата было объединить усилия различных производителей и разработать универсальный формат обмена данными между устройствами. Более того, значок bluetooth представляет собой соединение двух нордических рун, Hagall (ᚼ) и Bjarkan (ᛒ), инициалов Харальда.

Но хватит об истории, давайте поговорим о современности — форматах bluetooth и их практических применениях.

Версии протокола bluetooth

Имеется несколько принятых стандартов:

  • Поколение 1 — стандарты 1.0, 1.1 и 1.2. Сейчас маловероятно, что вы встретите версии bluetooth 1.0 или 1.1, а вот 1.2 до сих пор достаточно распространены. Теоретический предел скорости передачи — 721 кбит в секунду.
  • Наиболее распространенное на данный момент поколение 2 (с разновидностями 2.0 + EDR, 2.1, 2.1 + EDR). Имеется обратная совместимость, что означает, что вы сможете связаться устройством поколения 2 с устройством поколения 1. Практически достижимая скорость — до 2мбит в секунду. На самом деле, это довольно много при текущем использовании bluetooth. Например, при пересылке данных на мобильный телефон зачастую скорость ограничивается самим телефоном, а не протоколом передачи данных.
  • Поколение 3 (версия 3.0 + HS). В продаже вы мало найдете устройств такого рода. Основным отличием является то, что подобный модуль должен содержать в себе две микросхемы. Первая передает данные по стандарту 2.0, вторая совместима со стандартом 802.11 (как и WiFi), поэтому и позволяет достигать скорости 30мбит в секунду. Однако, стоит заметить, что протокол bluetooth все равно имеет свои отличия, он несовместим со спецификациями WiFi 802.11b/g или 802.11n.
  • Разрабатываемое поколение 4. В первую очередь, оно направлено на пониженное энергопотребление и полноценную работу миниатюрных датчиков (располагаемых, например, в вашей одежде).

Принцип работы

Ключевое слово при работе bluetooth — профиль. Стандарт bluetooth лишь определяет базовые принципы взаимодействия устройств, на их основе и делаются различные «профили». Проще не объяснять, а привести несколько примеров: гарнитура, передача файлов, просмотр файлов на удаленном устройстве.

Когда два устройства устанавливают соединение, они обмениваются информацией о том, какие профили они поддерживают. После чего они смогут работать друг с другом по тем профилям, которые поддерживаются обоими устройствами. Список стандартных профилей достаточно велик, но мы, наверное, ограничиваемся вышеперечисленными и еще доступом в интернет (например, чтобы выйти в интернет через мобильник).

Среди соединенных устройств bluetooth всегда выбирается главное. Именно оно будет отправлять файлы, просматривать файлы подчиненного, выходить с его помощью в интернет. Но при этом, если оно закончило, допустим, передавать файлы, главным может стать и бывшее подчиненное и передать файлы в ответ.

Профиль Personal Area Networking Profile (PAN) позволяет создать сеть между подключенными устройствами. Кстати, в одной такой микросети может быть одно главное устройство и до шести подчиненных, но при этом имеются расширения для переброски мостов из одной такой сети в другую.

Сопряжение устройств и безопасность

Прежде чем устройства смогут работать друг с другом, они должны пройти так называемую процедуру сопряжения. При этом они обмениваются некоторыми данными с целью установить безопасное соединение и узнавать в дальнейшем друг друга. Данные, пересылаемые вначале, включают MAC-адреса, случайные числа и коды, введенные пользователями устройств. Если вы заботитесь о безопасности, очень важно производить процедуру сопряжения в надежном месте, так чтобы никто не смог «подслушать» обмен данными. В противном случае злоумышленник сможет имитировать одно из ваших устройств и подключаться к другому без авторизации.

Чем нам грозит несанкционированное подключение по bluetooth? Ну, например, тем, что другой человек сможет воспользоваться вашим телефоном для выхода в интернет. Или просто удалит все ваши файлы. Много чего может быть неприятного. Но, на самом деле, спешу вас успокоить. Всевозможные программы по «взлому bluetooth», которые можно скачать в интернете, ничего серьезного не представляют. Если у вас современное устройство, вы не принимаете bluetooth соединения от неизвестных людей и не производите процедуру сопряжения в очень людных местах, то, скорей всего, вам ничего не угрожает. А для большей надежности не оставляйте телефон со включенным bluetooth. Он так и дольше подзарядки требовать не будет. Что касается гарнитур hands-free — они входят в режим видимости и возможноси сопряжения только после нажатия специальной кнопки. Поэтому не так важно, что у них фиксирован пин-код.

И напоследок немного забавного. Со мной один раз пытались познакомиться через bluetooth. Девушка, видимо, находилась в гостях этажом выше или ниже, у нее были заготовлены картинки с текстом типа «привет», которые она отправляла. Я уж думал тоже прислать какую-нибудь картинку в ответ, но тут она прислала свою фотографию…

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus. comments powered by

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *