Bluetooth кодеки SBC, aptX и LDAC — чем они отличаются и как работают
Содержание:
Производители телефонов взяли курс на странную цель – искоренить аудио джек. В связи с чем значительно повысился спрос на Bluetooth наушники, которые также начали делать в большем количестве и разнообразии. И всё бы хорошо, но если провод работает всегда и везде одинаково, то работа Bluetooth наушников зависит от многих факторов, в том числе и от используемых кодеков, которые используются для кодирования музыки при беспроводной передаче.
Ещё одна сложность связана с тем, что на рынке одновременно присутствуют 5 кодеков: SBC, AAC, aptX, aptX HD и LDAC. Как выбрать нужный кодек? Какой из них даёт лучший результат и чем вообще аудиокодеки отличаются друг от друга? Об этом кратко, но понятно ниже в этой статье.
Что вы должны знать об аудиокодеках?
Ниже я приведу основные технические параметры, о которых вы должны знать и иметь базовое понимание того, на что они влияют. Это необходимо, чтобы понять, чем различаются кодеки между собой.
- Частота выборки (Sample rate), измеряется в Гц: этот параметр показывает, как часто производится запись данных для воспроизведения одной секунды звука. Чем выше это значение, тем выше качество звучания. Обычная запись на компакт-диске кодируется с частотой выборки 44100 Гц. Это значение считается достаточным для того, чтобы дальнейшее увеличение этого параметра не влияло критически на качество восприятия музыкального материала. Чем больше этот параметр, тем больше памяти будет занимать аудиозапись.
- Битность записи (Bit-depth), измеряется в количестве бит: для обычной аудиозаписи на компакт-диске используется 16 бит, этого значения достаточно, чтобы записать музыку с динамическим диапазоном до 96 дБ. Существуют и более прогрессивные методы записи, которые используются 24 бита, и даже 32 бита. Но в общем случае, если вы не используете Hi-End акустические системы записи с глубиной 16 бит вполне достаточно для того, чтобы дальнейшее увеличение битности не влияло на качество воспроизведения.
- Битрейт (Bit-rate), измеряется в кб/сек: битрейт показывает какое количество данных обрабатывает устройство, чтобы воспроизвести одну секунду звука. Чем это значение выше, тем больше данных о звуке записано для одной секунды, тем выше качество воспроизведения. Для компакт-диска это значение равно 1411 кб/сек, т.е. для воспроизведения одной секунды используется почти 1,5 мб данных. Максимальный битрейт для MP3 файлов ограничен 320 кб/сек.
Скорость передачи данных при использовании Bluetooth значительно падает с расстоянием. Обычно максимальная скорость обеспечивается на расстоянии до 3-х метров от наушников до источника звука, и чем дальше вы отходите, тем больше падает скорость, вплоть до полной потери соединения. По этой причине частота передачи данных по Bluetooth не имеет постоянной скорости, она всегда вариативна и зависит от многих внешних факторов: есть ли препятствие между наушниками и источником звука, имеется ли мощный источник радиоизлучения рядом с беспроводными наушниками, работает ли рядом Wi-Fi и так далее. Чем больше радиосигналов вокруг вас и чем они мощнее, тем медленнее скорость работы Bluetooth и тем чаще будут происходить потери данных при передаче, которые выражаются в помехах при воспроизведении музыки.
Для того, чтобы снизить требования к скорости в беспроводных сетях и снизить необходимое количество требуемой памяти на устройстве для хранения музыки, активно используются алгоритмы сжатия, которые основываются на психоакустике. Психоакустика изучает то, как человек воспринимает звук. Благодаря этим знаниям алгоритмы могут удалять из музыкального потока данные, значительно снижая требования к пропускной способности без потери в качестве звучания. Эти алгоритмы используются как при кодировании музыки, например, в MP3 формат, так и при передаче данных с помощью Bluetooth.
Существует 3 типа форматов хранения и передачи данных: не подвергнутые компрессированию, Lossy (компрессия с потерей качества) и Lossless (компрессия без потери качества). Ниже приведена таблица с основным различием между разными типами кодеков. Конкретно эти кодеки относятся не к передаче музыки по Bluetooth, а к кодированию музыки для её хранения. Это также важно, чтобы вы могли понять какой тип кодеков Bluetooth нужен для прослушивания музыки, которая находится в вашей коллекции. Например, если вся ваша коллекция в MP3 формате, вам совершенно не нужен кодек LDAC, и наоборот, если музыка храниться без потери качества, кодек LDAC или aptX HD будут крайне желательны.
- Маленький размер файлов
- Благодаря хорошему качеству звука и маленькому объёму являются самыми популярными форматами файлов
- Все алгоритмы этого класса используют алгоритмы, основанные на психоакустики, которые обрабатывают звук так, чтобы человек не заметил удаления данных
Какие бывают Bluetooth кодеки передачи музыки
Кодек – это программный алгоритм, тесно связанный с аппаратным обеспечением, которые кодируют сигнал перед отправкой с помощью Bluetooth в наушники, и внутри наушников раскодируют сигнал для его воспроизведения.
В идеальной ситуации любой кодек стремиться уменьшить количество передаваемых данных при условии сохранения оригинального качества звучания. Но это идеал и ещё ни один кодек не смог этого достигнуть.
Требование к уменьшению передаваемых данных диктуется тем, что чем меньше данных в секунду мы передаём, тем меньше вероятность потерять часть данных. При этом снижаются требования к пропускной способности беспроводного интерфейса и к памяти для хранения данных.
Любой кодек это попытка сбалансировать количество передаваемых данных и результирующее качество воспроизведение звука.
SBC
Самый просто кодек носит название SBC (low-complexity sub-band codec), он является базовым и любое оборудование, будь то телефон или наушники, которые имеют профиль A2DP его поддерживают. Он обеспечивает достаточное качество передачи данных, чтобы можно было без серьёзных проблем слушать музыку, но, конечно, результат нельзя назвать идеальным или близким к нему. Битрейт кодека может варьироваться между от 192 до 320 кб/сек.
Основной причиной почему на рынке существует довольно много кодеков в том, что Bluetooth обладает ограниченной пропускной способностью, при этом она значительно падает при отдалении от источника. При определённых условиях, даже если наушники будут не далеко от источника, передача данных может прерываться или вовсе обрываться.
Линейка кодеков aptX
Лучшие беспроводные наушники с поддержкой кодека aptX по версии Headphone-Review.ru Рейтинг ТОП 10
Компания Qualcomm разработала собственные кодеки: aptX, aptX LL и aptX HD. В большинстве случаев именно это семейство кодеков обеспечивают идеальное соотношение между количеством переданной информации и качеством звука. Однако, у этих кодеков есть требование, которое невозможно обойти – они работают только при использовании чипов от Qualcomm, что логично, и они платные, т.е. производитель наушников или телефонов, которые поддерживают эти кодеки, должен заплатить лицензионные отчисления Qualcomm.
Кодеки семейства aptX имеют ряд преимуществ по сравнению с SBC: они способны передать больше данных за секунду времени, при этом имеют иные алгоритмы кодирования, которые способны передать не только стандартный сигнал с параметрами 16 бит 44.1 кГц, как SBC.
Например, кодек aptX способен передавать музыку с параметрами 16 бит 48 кГц с битрейтом до 352 кб/сек, а кодек aptX РВ 24 бита 48 кГц с битрейтом до 576 кб/сек.
Да, кодеки семейства aptX относятся к семейству Lossy, т.е. при кодировании сигнала теряется его оригинальное качество, но они довольно хорошо справляются со своей задачей и при обычном ежедневном использовании наушников вы, скорее всего, не заметите ухудшения качества звучания музыки.
AAC
Кодек AAC также присутствует во многих телефонах и наушниках, он является чем-то среднем по качеству передачи музыки между SBC и aptX. Однако, недавнее исследование показало, что разные производители настраивают его работу в телефонах по-разному, в одном случае мы получаем довольно качественный звук, а в другом он гораздо хуже и, что самое печальное, это слышно. Поэтому если ваш телефон и наушники поддерживают aptX, то я рекомендую использовать именно его.
LDAC
Как и Qualcomm, компания Sony разработала собственный кодек передачи музыки по Bluetooth, назвав его LDAC. На сегодня это самый продвинутый кодек для самых требовательных слушателей. Он способен передать в 3 раза больше информации в секунду, чем SBC. При этом кодирование может происходить с параметрами 24 бита 96 кГц с максимальным битрейтом до 990 кб/сек. Как видим, это намного лучше, чем даже aptX HD, однако, есть загвоздка – малое число телефонов (и иных устройств), которые имеют поддержку этого кодека. На сегодня только телефоны Sony могут этим похвастаться. Дело в том, что для использование этого кодека нужно платить лицензионные отчисления Sony и получается замкнутый круг: нет большого количества наушников с поддержкой LDAC, поэтому нет смысла платить Sony за поддержку кодека в телефонах, а раз нет поддержки в телефонах, то и наушники выпускать с LDAC большого смысла не имеет. Вот так и живём.
Заключение
В этой статье я не затронул технические особенности реализации каждого из кодеков, т.к. это нужно очень малому числу любопытствующих, а написание подобной статьи займёт очень много времени.
Однако, даже после беглого ознакомления с всей номенклатурой кодеков поможет вам понять какие наушники стоит покупать, а какие нет.
Помните, что оба устройства должны поддерживать один и тот же кодек. Например, если ваши наушники поддерживают aptX, то и телефон должен официально его поддерживать, в противном случае будет использован универсальный кодек SBC. Если и телефон и наушники поддерживают какой-то кодек, отличный от SBC, по умолчанию они будут использовать именно его, т.к. в общем случае он обеспечит лучшее качество звучания. Поэтому если в описании обоих гаджетов указана поддержка aptX или LDAC, с 90% вероятностью будут использованы именно эти кодеки.
Если у вас есть вопросы, не стесняйтесь, оставляйте их в комментариях к этой записи.