La tecnología Bluetooth lleva el nombre de Harald Bluetooth, un antiguo rey vikingo. Y por el amor de Dios, no preguntes por qué. Es mejor descubrir las cosas realmente importantes: cómo funciona, de qué es capaz, por qué es interesante (y por qué no) para un amante de la música. Y lo más importante, qué sucede con la transmisión de audio cuando sale del teléfono inteligente o la tableta para llegar a los auriculares o parlantes inalámbricos a través de Bluetooth.

Hoy en día, sin soporte Bluetooth, es imposible imaginar un teléfono inteligente, una tableta o cualquier otro dispositivo móvil que se precie. Sin embargo, la tecnología en sí nació mucho antes que los teléfonos inteligentes y las tabletas: allá por 1994, y su propósito original era reemplazar los cables en el llenado de las estaciones de telecomunicaciones.

Inicialmente, el "diente azul" tenía muchos problemas con la velocidad y confiabilidad de la comunicación, el consumo de energía y la compatibilidad entre varios dispositivos, pero con el tiempo la tecnología ha ido creciendo, con cada nueva versión volviéndose notablemente más ágiles, más económicos y más capaces.

En la foto está bautizado Harald I Bluetooth. Según la leyenda (no confirmada), el rey unió los asentamientos daneses en un solo país. De este hecho surgió la idea de Bluetooth: conectar todos los dispositivos con un solo protocolo.

Algunas mejoras, por ejemplo, la simplificación del procedimiento de "emparejamiento" en la versión 2.1 y una importante reducción de la carga de las baterías en la actual versión 4.0, han hecho que la vida diaria de los amantes de la música sea notablemente más cómoda. La llegada de la tecnología NFC ha traído aún más comodidad: junto con ella, Bluetooth no requiere ninguna ceremonia en el reconocimiento mutuo del receptor y el transmisor, basta con tocar los dispositivos entre sí; Pero, en general, el progreso ha tenido poco efecto en la calidad de la transmisión del sonido: en la última edición de Bluetooth, este proceso se organiza de la misma manera que en su versión anterior a la de hace diez años. ¿Pero cómo exactamente?

35 dientes azules

Como la gran mayoría de otras interfaces inalámbricas, Bluetooth se basa en el uso de ondas de radio. Para transmitir información, el "diente azul" utiliza frecuencias de radio en la región de 2,4 GHz: los enrutadores Wi-Fi, los teclados y ratones inalámbricos de computadora, algunos teléfonos DECT y muchos otros equipos "pastan" aquí.

En qué se diferencia Bluetooth de muchos otros tecnologías inalámbricas? Por un lado, tiene un alcance relativamente reducido: su radio de acción no supera los diez metros, y las gruesas paredes pueden reducir aún más esta cifra.

Curiosamente, el logotipo de Bluetooth consta de dos runas escandinavas: “haglaz” y “berkana” (análogas de las letras latinas H y B).

Por otro lado, la multifuncionalidad. "Bluetooth" se puede utilizar para una amplia variedad de propósitos: desde transferir fotos a una computadora portátil hasta enviar documentos para imprimir, desde controlar dispositivos externos hasta transmitir audio. No es de extrañar que Bluetooth tenga tantos nombres diferentes. “perfiles”, cada uno de los cuales garantiza la realización de una tarea particular, definiendo los parámetros técnicos de la interacción entre el transmisor y el receptor Bluetooth. El número total de perfiles se mide en decenas (según un artículo de Wikipedia, en total hay 35), sólo tres se encargan de la transmisión del sonido. ¿En qué se diferencian entre sí?

Perfiles Bluetooth HSP, HFP y A2DP

El primero de los perfiles de audio de Bluetooth se llama HSP - Headphone Profile. Como su nombre indica, está diseñado para funcionar con auriculares móviles y está diseñado para la transmisión de voz básica con todas las consecuencias consiguientes: el audio sólo está permitido en formato mono y con una tasa de bits no superior a 64 kB/s. En comparación con este sonido, incluso los MP3 comprimidos parecen un deleite divino para los oídos.

El segundo, HFP, Handsfree Profile, es una versión un poco más avanzada del mismo perfil. Su público objetivo son los mismos auriculares monofónicos, por lo que el estéreo aún no es compatible, pero la calidad del sonido es ligeramente mayor. Sin embargo, este perfil todavía no es adecuado para escuchar música.

Tan pronto como apareció A2DP, muchos fabricantes de alta fidelidad se dieron cuenta. Pero antes que los demás, hubo pequeñas empresas que fabricaban adaptadores, como el GOgroove BlueGate que se muestra en la foto: una pequeña caja con un DAC y un amplificador de auriculares en su interior.

Para ello, se proporciona un perfil A2DP especial: Perfil de distribución de audio avanzado. Él es el responsable de la conexión. dispositivos móviles Con parlantes y auriculares inalámbricos. El perfil A2DP permite que la fuente de audio encuentre un lenguaje común con acústica inalámbrica y, lo más importante, controla la compresión de audio para enviar a través del canal "bluetooth". Este procedimiento no se puede evitar debido al bajo ancho de banda de Bluetooth, pero el nivel de compresión, los algoritmos utilizados para la compresión y, en última instancia, las pérdidas en la calidad del sonido pueden variar notablemente. Aquí es donde, como suele decirse, surgen los matices.

El códec SBC es más duro que el MP3

Como sabes, el sonido se puede comprimir de diferentes formas. Con o sin pérdida de calidad, con bitrate alto o bajo, con diferentes configuraciones, usando diferentes códecs. En lugar de uno de los códecs omnipresentes para comprimir la transmisión de audio, el perfil A2DP utiliza de forma predeterminada su propio algoritmo de compresión de codificación de subbanda o, simplemente, SBC.

Una comparación realizada por Brent Butterwood (autor de About.com) muestra la diferencia en el ruido que se produce cuando se aplica un tono a 5, 10, 12,5 y 20 kHz. Línea azul - aptX, verde - SBC()

El procesamiento de sonido mediante métodos SBC tiene mucho en común con la conocida compresión MP3, pero las prioridades están estructuradas de manera algo diferente: la tarea principal no es tanto minimizar las pérdidas de sonido como simplificar los cálculos. Todo debería ser rápido, sencillo y fácil de hacer incluso para el procesador móvil más endeble.

Como resultado, SBC trata el sonido sin ceremonias innecesarias; por ejemplo, las frecuencias superiores a 14 kHz simplemente se cortan durante la conversión, como resultado de lo cual el rango de frecuencia se reduce notablemente. No es sorprendente que incluso con la misma tasa de bits que MP3 (y SBC permite velocidades de bits de hasta 320 kB/s), el audio codificado con SBC suene notablemente peor.

Este gráfico muestra los espectros al transmitir una señal de 1 kHz a través de aptX (azul) y SBC (verde), así como 4 kHz - aptX (magenta) y SBC (rojo) ()

Como resultado, cuando se utiliza el codificador predeterminado, la transmisión a través de Bluetooth degrada el sonido no sólo del audio sin comprimir, sino también de los archivos mp3 normales; después de todo, durante el transporte inalámbrico primero se decodifican y luego se comprimen nuevamente, esta vez de manera mucho más aproximada. Afortunadamente, SBC es la principal, pero no necesariamente la única, herramienta de compresión de flujo de audio que A2DP tiene en su arsenal. Hay otras propuestas más interesantes.

Codificación de audio avanzada: avanzada, pero no perfecta

El códec SBC básico con sus modestas capacidades musicales no es el mejor remedio atraer la atención de los amantes de la música hacia la tecnología Bluetooth. Es por eso que los desarrolladores de muchos dispositivos con tecnología Bluetooth, especialmente en el segmento superior, completan el perfil A2DP con herramientas de compresión de audio opcionales y más avanzadas. La más popular de estas herramientas es el algoritmo AAC.

A diferencia del códec SBC, que sólo resulta familiar para aquellos a quienes les gusta profundizar en las especificaciones técnicas de Bluetooth, la abreviatura AAC es bien conocida por el público en general. ¡Todavía lo haría! Al fin y al cabo, este es el formato que se utiliza, por ejemplo, en iTunes. El objetivo inicial de los desarrolladores del algoritmo era superar al MP3 en calidad de sonido con las mismas velocidades de bits; no es casualidad que su nombre signifique Advanced Audio Coding, "codificación de audio avanzada".

Debido a algoritmos más complejos, AAC en realidad almacena más información musical que mp3, y aún más que SBC. No es de extrañar que su inclusión en el conjunto de códecs soportados por el perfil A2DP mejore significativamente el sonido de los altavoces y auriculares Bluetooth.

Lo principal es asegurarse de que el códec AAC sea compatible con ambos dispositivos "con dientes azules": tanto el que sirve como transmisor de señal de audio como el que funciona para recibirla. Si solo uno de un par de dispositivos de este tipo puede comprender la codificación AAC, el perfil A2DP vuelve automáticamente al códec base. Con consecuencias bastante obvias para el sonido.

Códec AptX: la mejor opción para los amantes de la música

El códec aptX, que CSR promueve activamente en el mercado de audio inalámbrico Bluetooth, proporciona una compresión de audio aún más avanzada. Los creadores lo promocionan como un medio para transmitir música de forma inalámbrica "en calidad de CD".

El códec aptX tiene su propio logo porque fue desarrollado y patentado por CSR

De hecho, esto no es del todo cierto, aunque los algoritmos subyacentes a aptX, en su principio de funcionamiento, se parecen a codificadores sin pérdidas que comprimen el flujo de audio sin perder información de audio. Entre las ventajas de aptX está la capacidad de transmitir MP3 y AAC por Bluetooth sin procesamiento adicional y, por tanto, sin degradación del sonido.

Una versión especial de aptX Low Latency, adaptada a las necesidades de los jugadores y cinéfilos, también garantiza un retraso mínimo en la entrega de la señal, lo que significa ver una película sin que las líneas se queden detrás de las expresiones faciales de los personajes.

El códec aptX proporciona transmisión de audio con una velocidad de bits de hasta 352 kB/s, no elimina las mayúsculas y amplía el rango de frecuencia a unos respetables 10 Hz - 22 kHz, pero la alta complejidad de los algoritmos utilizados requiere procesadores móviles triplicar la potencia de cálculo en comparación con el SBC básico. Es por eso que la compatibilidad con aptX es bastante rara entre los dispositivos con dientes azules, más a menudo en el segmento premium de los teléfonos inteligentes.

Sin embargo, para convertirse en propietario de un teléfono inteligente con aptX, no es necesario desembolsar tanto dinero: en los catálogos de Samsung, Sony, HTS y Asus hay muchos modelos compatibles con el códec avanzado, incluidos modelos bastante asequibles.

Al igual que con AAC, al conectar su fuente de audio de forma inalámbrica a parlantes o auriculares, debe asegurarse de que ambos dispositivos admitan el códec aptX. Sólo en este caso podrás estar seguro de que realmente estás exprimiendo al máximo su potencial musical del “diente azul”.

Hoy en día, los dispositivos móviles no solo sirven para el propósito previsto: realizar llamadas, sino también como centros de entretenimiento multimedia. En teléfonos inteligentes y comunicadores puede ver películas, crear álbumes de fotos, jugar, navegar por Internet y escuchar música. Escucharon música y siempre la escucharán. Pero hoy descubriremos qué necesitan los dispositivos móviles, o mejor dicho, qué funciones y accesorios debe admitir un teléfono para tal placer musical.

El primer accesorio con el que podrás escuchar música en tu smartphone son los auriculares.

- (del inglés manos libres) un sistema que te permite hablar y controlar el teléfono sin usar las manos. Se utiliza con mayor frecuencia en automóviles. Básicamente, se trata de dispositivos que brindan la posibilidad de mantener una conversación sin mantener presionado teléfono móvil, comunicador en mano. Consta de un auricular y un micrófono. Hay manos libres alámbricas e inalámbricas.

Los auriculares con cable se conectan a un dispositivo móvil mediante un cable. Ellos, a su vez, se dividen en auriculares mono y estéreo. También existen Manos Libres multimedia, que te permiten controlar el reproductor de tu dispositivo móvil.

Los auriculares inalámbricos se conectan al dispositivo móvil mediante . Es capaz de captar la señal de un teléfono móvil a una distancia de hasta 10 m.

La tecnología inalámbrica Bluetooth es desde hace tiempo indispensable para equipar los teléfonos móviles con diversos dispositivos externos como manos libres, memoria externa o módems inalámbricos. EN Últimamente son cada vez más populares auriculares bluetooth y auriculares (). Algunos de ellos tienen la capacidad de trabajar no sólo con teléfonos móviles y PDA, sino también con otros dispositivos que no cuentan con el protocolo Bluetooth Estéreo mediante adaptadores.

La aparición de teléfonos que admiten la posibilidad de utilizar bluetooth inalámbrico Los auriculares estéreo para escuchar música permitieron a sus propietarios sentir la verdadera alegría de la ausencia total de cables. Sin embargo, el coste de estos teléfonos y de los propios auriculares Bluetooth no nos permite hablar de la naturaleza generalizada de este fenómeno.

Los auriculares estéreo Bluetooth no pueden funcionar con un dispositivo móvil si este último no es compatible con el perfil.

En la era de la tecnología moderna, nadie se sorprenderá con los dispositivos inalámbricos: utilizamos activamente Wi-Fi en teléfonos y computadoras portátiles, conectamos ratones y teclados inalámbricos a las computadoras y escuchamos música a través de auriculares Bluetooth. Y aquí viene el problema: ¿cómo elegir los mejores auriculares específicamente para sus dispositivos, ya que existen bastantes protocolos de transmisión de audio a través de BT y no todos son compatibles tanto con los auriculares como con el dispositivo?

Historia y características del estándar Bluetooth.

Pero empezaremos, como es habitual, en la historia de la creación de BT. Y comenzó a crearse, lo cual es digno de mención, varios años antes que USB; allá por 1994, Ericsson, un fabricante de equipos de telecomunicaciones bastante conocido en ese momento, comenzó a trabajar en este estándar. El estándar en sí se desarrolló como una alternativa inalámbrica a una conexión por cable a través de RS-232 (más conocido como puerto serie). Las especificaciones en sí estaban listas en 1998; al mismo tiempo se creó el grupo Bluetooth SIG, que, junto con Ericsson, incluía a IBM, Intel, Nokia y Toshiba. En 2002, Bluetooth pasó a formar parte del estándar IEEE 802.15.1 (Wi-Fi, permítanme recordarles, es parte del estándar IEEE 802.11). Actualmente hay más de 18.000 empresas en Bluetooth SIG, lo que convierte a Bluetooth en uno de los pocos estándares importantes para comunicaciones de datos de corto alcance.

¿Cómo funciona Bluetooth? Al igual que Wi-Fi y muchos otros sistemas, funciona en el rango ISM, de 2,4 a 2,4835 GHz. Por supuesto, el uso de una banda provoca interferencias (superposición) de señales y esto, a su vez, afecta negativamente la estabilidad y la velocidad de funcionamiento. Teniendo en cuenta que el sonido debe transmitirse siempre con la misma calidad y sin demoras, los desarrolladores del estándar utilizaron un truco. Quizás lo más problema principal para BT, es Wi-Fi: hay muchas redes de este tipo en el rango de 2,4 GHz en cada hogar y, en total, puede haber 13 canales en este rango con un ancho de 22 MHz:


En este caso el enfoque es sencillo: tanto el transmisor como el receptor utilizan siempre un canal bastante ancho. Sí, puede superponerse con otros canales, lo que afectará negativamente a la velocidad, pero no a la estabilidad, y esto conviene a todos. Bluetooth utiliza un enfoque diferente: en el rango ISM tiene hasta 79 canales (en algunos países 23, pero Rusia no es uno de ellos) con un ancho de solo 1 MHz, y el receptor y el transmisor cambian el canal a una frecuencia de 1600 veces por segundo según un algoritmo dado:


Esto se hace específicamente para reducir en gran medida la probabilidad de interferencia de señal en un rango de frecuencia tan pequeño. Pero esto no cancela las interferencias: los canales BT pequeños pueden caer en canales Wi-Fi grandes, y esto provocará una pérdida de velocidad, lo cual es inaceptable para la transmisión de sonido de alta calidad. Por lo tanto, BT utiliza la tecnología AFH (Salto de frecuencia adaptativo). Su principio es que al cambiar de canal Bluetooth, se ignoran aquellos canales que caen en un canal Wi-Fi grande:


Entonces, si usa Bluetooth en un solo lugar, en teoría no habrá problemas con la transmisión de sonido: se seleccionarán canales libres entre 79 canales, lo que garantizará una velocidad suficiente. Si te mueves, pueden surgir problemas, pero, por otro lado, ¿has visto a menudo redes Wi-Fi en la calle? Por lo tanto, la tecnología de transmisión de audio a través de BT puede considerarse completamente resistente al ruido, y solo queda descubrir los estándares para transmitir audio a través de ella.

Perfiles Bluetooth para transmisión de audio

El primer perfil apareció con estándar bluetooth 1.2 hace más de 15 años; ya entonces a los desarrolladores del estándar se les ocurrió que el sonido inalámbrico era fantástico. Desgraciadamente, el estándar en sí, llamado HSP - Headset Profile, no era adecuado para escuchar música: la transmisión de sonido se realizaba en formato mono con una tasa de bits de hasta 64 kb/s. Esto fue más que suficiente para que los auriculares funcionaran (para ellos, en general, se creó este perfil), pero la música transmitida en este formato sonaba mucho peor que el mp3 torcido de 128 kbps reproducido a través del altavoz de los teléfonos de esa época.

El siguiente perfil se llamó HFP (Perfil manos libres) y, como sugiere el nombre, nuevamente estaba destinado a auriculares: el mismo sonido mono con baja calidad. Entre las mejoras se encuentra un trabajo más avanzado: por ejemplo, al realizar una llamada, era posible transmitir el sonido del teléfono a los parlantes del automóvil y utilizar el micrófono del automóvil para contestar. Pero nos interesa la transmisión de música y, por razones obvias, este perfil no es categóricamente apto para ello.

El primer perfil diseñado específicamente para la transmisión de sonido estéreo fue A2DP - Perfil de distribución de audio avanzado. Fue en él donde apareció la función de sondear los auriculares conectados al dispositivo para encontrar un códec común para ellos y, lo más importante, fue en este perfil donde fue posible controlar la compresión de audio: lamentablemente, no se puede evitar la compresión. debido al bajo ancho de banda de Bluetooth, pero eso es todo. La compresión varía mucho según los códecs utilizados y la versión de BT, por lo que la calidad del audio resultante puede variar mucho.

Códec SBC: peor que MP3, pero en estéreo

Si se dice que sus parlantes o auriculares inalámbricos admiten A2DP y ni una palabra más, lo más probable es que se utilice el códec SBC (Subband Coding) para la compresión. El principio de codificación en sí es similar al MP3, pero aquí el énfasis no está en minimizar las pérdidas de sonido, sino en simplificar los cálculos, de modo que la compresión se produzca muy rápidamente incluso en procesadores móviles débiles. Por lo tanto, por ejemplo, las frecuencias superiores a 14 kHz quedan completamente cortadas. Por lo tanto, aunque SBC permite velocidades de bits de hasta 345 kb/s, MP3 a 320 kb/s sonará significativamente mejor; basta con mirar los espectros:


Como puede ver, AptX ofrece el mejor sonido (más información a continuación), seguido de MP3 y SBC en último lugar.

AAC es el único códec bueno para iPhone

SBC es el códec de perfil A2DP estándar y, por supuesto, no es el único: también existen herramientas de compresión de audio más avanzadas. Y el más popular entre ellos es el códec AAC (Advanced Audio Coding). Por cierto, es lo mejor si quieres usar audífonos inalámbricos con un iPhone, así que si tienes uno, busca auriculares que lo admitan (y hay bastantes). Y, en general, Apple utiliza sobre todo el formato AAC; por ejemplo, todas las canciones de iTunes o Apple Music lo utilizan.

AAC se desarrolló originalmente como sucesor del MP3: ofrece mejor calidad sonido con la misma tasa de bits debido a varias optimizaciones: por ejemplo, se eliminan las frecuencias que no son perceptibles para los humanos, se elimina la redundancia en la señal codificada, se usa una ventana más amplia de 2048 píxeles (puede leer qué son las ventanas), etc. . Entonces, al final, este códec funciona significativamente mejor que SBC y es bastante adecuado para escuchar música todos los días a través de Bluetooth; lo principal es que tanto los auriculares como el dispositivo lo admiten; de lo contrario, el códec SBC estándar se utilizará con terribles consecuencias. Consecuencias para el sonido.

aptX es la opción óptima para los amantes del buen sonido

Este es uno de los pocos códecs que puede transmitir audio a través de BT a MP3 y AAC sin procesamiento adicional y, por lo tanto, sin afectar la calidad del sonido. Aquí se transmite audio de dos canales con una velocidad de bits de hasta 352 kbps y, por supuesto, no se corta ninguna frecuencia: se utiliza el rango de frecuencia de 10 Hz a 22 kHz, que es más que suficiente para el oído humano. .

En 2009, apareció una versión más avanzada de aptX HD; le permite transmitir audio con una tasa de bits de hasta 576 kb/s, y esto ya es suficiente para reproducir audio de alta resolución, lo que claramente complacerá a los amantes de la música.

Sin embargo, lamentablemente, aptX tiene un problema bastante grave: dado que esta tecnología pertenece a Qualcomm, solo funciona en dispositivos con sus chips Bluetooth, y es por eso que el soporte de aptX no está ni puede estar en el iPhone, donde hay Wi-Fi y BT responde con un chip de Broadcom. Bueno, como en el caso de AAC, tanto el dispositivo como los auriculares deben ser compatibles con aptX; de lo contrario, habrá una reversión a AAC o SBC.

LDAC es la única opción para los amantes de la música

Los amantes de la música, por supuesto, dirán: 576 kb/s con aptX HD es genial, pero hay música en flac con una tasa de bits dos veces mayor. Y aquí Sony viene al rescate con su propio códec, que proporciona transmisión de audio con una velocidad de bits de hasta 990 kbps con una frecuencia de muestreo de 96 kHz, lo que, en general, proporciona una reproducción de audio de mayor calidad que la de los CD. Y si antes este códec se usaba exclusivamente en dispositivos de Sony, a partir de Android 8.0 está incluido en el proyecto AOSP, por lo que si su teléfono inteligente tiene firmware y tiene auriculares con soporte LDAC, entonces podrá disfrutar de un verdadero Hi- Resolución de audio a través de Bluetooth.

Resultados

Pero al final vemos que el sonido Bluetooth se ha desarrollado tanto que satisfará cualquier deseo: para los oyentes poco exigentes con auriculares sencillos y música MP3 con una tasa de bits de 128 kbps, existe SBC. Para aquellos que están acostumbrados a escuchar música de iTunes o MP3 a 320 kb/s, existen AAC y aptX. Bueno, para los amantes de la música con música en flac existe aptX HD y LDAC. Sin embargo, no lo olvide: ambos dispositivos deben admitir el códec que necesita; de lo contrario, escuchará flac con el códec SBC, lo que obviamente no le gustará.

Una de las tendencias estables en el desarrollo de dispositivos móviles es la mejora de las comunicaciones inalámbricas, que brindan la posibilidad de conectarse a Internet, a una red local, así como a diversos equipos periféricos (auriculares, cascos, sistemas de altavoces, impresoras, etc.) y otros aparatos cercanos. Las tecnologías de comunicación inalámbrica, así como otros componentes de los dispositivos móviles, están en constante evolución. Aparecen nuevas versiones de especificaciones, aumenta el ancho de banda, se amplía el conjunto de funciones, etc. Gracias a esto se garantiza un desarrollo de alta calidad, sin el cual el progreso técnico es impensable. Sin embargo, el progreso también tiene un inconveniente: cada año a los usuarios les resulta cada vez más difícil entender cuál es la diferencia entre los diferentes modelos.

Generalmente de breve descripción Desde un dispositivo móvil sólo se pueden obtener los nombres de las interfaces inalámbricas con las que está equipado. La especificación detallada suele contener información adicional, en particular las versiones de las interfaces inalámbricas (por ejemplo, Wi-Fi 802.11b/g/n y Bluetooth 2.1). Sin embargo, esto no siempre es suficiente para apreciar plenamente las capacidades de comunicación inalámbrica del dispositivo en cuestión. Por ejemplo, para saber si un determinado dispositivo periférico conectado mediante Bluetooth funcionará con el teléfono inteligente o la tableta que tiene a su disposición.

En este artículo hablaremos sobre varios matices a los que debe prestar atención al evaluar las capacidades de los dispositivos equipados con una interfaz Bluetooth.

Ámbito de aplicación

En 1994, ingenieros de la empresa sueca Ericsson desarrollaron una interfaz inalámbrica de corto alcance, llamada Bluetooth. Desde 1998, el Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), fundado por Ericsson, IBM, Intel, Nokia y Toshiba, ha estado desarrollando y promoviendo esta tecnología. Hasta la fecha, la lista de miembros de Bluetooth SIG incluye más de 13 mil empresas.

La introducción de Bluetooth en los dispositivos de consumo del mercado masivo comenzó en la primera mitad de la década pasada. Actualmente, muchos modelos de portátiles y dispositivos móviles están equipados con adaptadores Bluetooth integrados. Además, se encuentran a la venta una amplia gama de dispositivos periféricos (auriculares inalámbricos, dispositivos señaladores, teclados, sistemas de altavoces, etc.) equipados con esta interfaz.

La función principal de Bluetooth es la creación de las llamadas redes personales (Redes de área privada, PAN), que brindan la capacidad de intercambiar datos entre computadoras de escritorio y portátiles cercanas (dentro de la misma casa, habitación, vehículo, etc.), periféricos. y dispositivos móviles, etc.

Las principales ventajas de Bluetooth sobre las soluciones de la competencia son el bajo consumo de energía y el bajo costo de los transceptores, lo que permite integrarlo incluso en dispositivos pequeños con baterías en miniatura. Además, los fabricantes de equipos están exentos de pagar derechos de licencia por instalar transceptores Bluetooth en sus productos.

Dispositivos de conexión

Usando la interfaz Bluetooth, puede conectar dos o más dispositivos a la vez. En el primer caso, la conexión se realiza según el esquema "punto a punto", en el segundo, según el esquema "punto a multipunto". Independientemente del esquema de conexión, uno de los dispositivos es el maestro, el resto son esclavos. El dispositivo maestro establece el patrón que utilizarán todos los dispositivos esclavos y también sincroniza su funcionamiento. Los dispositivos conectados de esta manera forman una piconet. En una piconet se pueden combinar un dispositivo maestro y hasta siete esclavos (Fig. 1 y 2). Además, es posible tener dispositivos esclavos adicionales en la piconet (más de siete) que tengan un estado estacionado: no participan en el intercambio de datos, pero están en sincronización con el dispositivo maestro.

Arroz. 1. Diagrama piconet,
conectando dos dispositivos

Arroz. 2. Esquema Piconet,
combinando varios dispositivos

Se pueden combinar varias piconets en una red distribuida (scatternet). Para ello, un dispositivo que funciona como esclavo en una piconet debe actuar como maestro en otra (Fig. 3). Los piconets que forman parte de la misma red distribuida no están sincronizados entre sí y utilizan patrones diferentes.

Arroz. 3. Diagrama de una red distribuida que incluye tres piconets.

El número máximo de piconets en una red distribuida no puede exceder de diez. Así, la red distribuida permite conectar un total de hasta 71 dispositivos.

Tenga en cuenta que en la práctica rara vez surge la necesidad de crear una red distribuida. Con el grado actual de integración de componentes de hardware, es difícil imaginar una situación en la que el propietario de un teléfono inteligente o una tableta necesite conectar más de dos o tres dispositivos simultáneamente a través de Bluetooth.

Radio de acción

La especificación Bluetooth proporciona tres clases de transceptores (ver tabla), que se diferencian en potencia y, por tanto, en alcance efectivo. La opción más común, que se utiliza en la mayoría de los dispositivos electrónicos móviles y PC que se producen actualmente, son los transceptores Bluetooth Clase 2 de baja potencia, que están equipados con equipos médicos y son el principal área de aplicación para los más "largos". Los módulos Class 1 range” son sistemas de monitoreo y control para equipos industriales.

Por supuesto, puede contar con una conexión inalámbrica estable entre dispositivos ubicados a una distancia máxima (por ejemplo, 10 m en el caso de transceptores de Clase 2) solo si no hay grandes obstáculos entre ellos (paredes, tabiques, puertas, etc.). ). El alcance real puede variar dependiendo de las características de la habitación y de la presencia de interferencias de radio y fuentes de fuerte radiación electromagnética en el aire.

Versiones de Bluetooth y sus diferencias.

La primera versión de la especificación (Bluetooth 1.0) se aprobó en 1999. Poco después de la especificación intermedia (Bluetooth 1.0B), se aprobó Bluetooth 1.1: corrigió errores y eliminó muchas de las deficiencias de la primera versión.

En 2003, se aprobó la especificación central Bluetooth 1.2. Una de sus innovaciones clave fue la introducción del método de espectro ensanchado por salto de frecuencia adaptativo (AFH), que hizo que la conexión inalámbrica fuera mucho más resistente a las interferencias electromagnéticas. Además, fue posible reducir el tiempo dedicado a realizar procedimientos de conexión y descubrimiento de dispositivos.

Otra mejora importante en la versión 1.2 fue el aumento de la velocidad de intercambio de datos a 433,9 Kbps en cada dirección cuando se utiliza comunicación asíncrona a través de un canal simétrico. En el caso de un canal asimétrico, el rendimiento fue de 723,2 Kbit/s en una dirección y de 57,6 Kbit/s en la otra.

También se ha agregado una versión mejorada de la tecnología Extended Synchronous Connections (eSCO), que mejora la calidad de la transmisión de audio mediante el uso de un mecanismo para reenviar paquetes dañados durante la transmisión.

A finales de 2004, se aprobó la especificación básica Bluetooth 2.0 + EDR. La innovación más importante de la segunda versión fue la tecnología Enhanced Data Rate (EDR), gracias a cuya implementación fue posible aumentar significativamente (varias veces) el rendimiento de la interfaz. Teóricamente, el uso de EDR permite alcanzar una velocidad de transferencia de datos de 3 Mbit/s, pero en la práctica esta cifra no suele superar los 2 Mbit/s.

Cabe señalar que EDR no es una característica requerida para los transceptores que cumplen con la especificación Bluetooth 2.0.

Los dispositivos equipados con transceptores Bluetooth 2.0 son compatibles con versiones anteriores (1.x). Naturalmente, la velocidad de transferencia de datos está limitada por las capacidades del dispositivo más lento.

En 2007, se aprobó la especificación básica Bluetooth 2.1 + EDR. Una de las innovaciones implementadas en él fue la tecnología de ahorro de energía Sniff Subrating, que permitió aumentar significativamente (de tres a diez veces) la duración. duración de la batería dispositivos móviles. También se ha simplificado significativamente el procedimiento para establecer comunicación entre dos dispositivos.

En agosto de 2008, se aprobaron adiciones básicas (Anexo de especificación principal, CSA) a las especificaciones Bluetooth 2.0 + EDR y Bluetooth 2.1 + EDR. Los cambios realizados tienen como objetivo reducir el consumo de energía, aumentar el nivel de protección de los datos transmitidos y optimizar los procedimientos para identificar y conectar dispositivos Bluetooth.

En abril de 2009, se aprobó la especificación central Bluetooth 3.0+HS. La abreviatura HS significa en este caso High Speed. Su principal innovación es la implementación de la tecnología Generic Alternate MAC/PHY, que brinda la capacidad de transferir datos a velocidades de hasta 24 Mbit/s. Además, está previsto utilizar dos módulos transceptores: de baja velocidad (con bajo consumo de energía) y de alta velocidad. Dependiendo del ancho del flujo de datos transmitido (o del tamaño del archivo transmitido), se utiliza un transceptor de baja velocidad (hasta 3 Mbit/s) o de alta velocidad. Esto le permite reducir el consumo de energía en situaciones donde no se requieren altas velocidades de transferencia de datos.

La especificación principal de Bluetooth 4.0 se aprobó en junio de 2010. La característica clave de esta versión es el uso de tecnología de bajo consumo de energía. La reducción del consumo de energía se logra limitando la velocidad de transferencia de datos (no más de 1 Mbit/s) y por el hecho de que el transceptor no funciona constantemente, sino que se enciende solo durante el intercambio de datos. Contrariamente a la creencia popular, Bluetooth 4.0 no proporciona velocidades de transferencia de datos más altas que Bluetooth 3.0+HS.

Perfiles Bluetooth

La capacidad de los dispositivos para interactuar cuando están conectados vía Bluetooth está determinada en gran medida por el conjunto de perfiles que soporta cada uno de ellos. Un perfil particular brinda soporte para ciertas funciones, como transferir archivos o transmitir medios, proporcionar una conexión de red, etc. Consulte la barra lateral para obtener información sobre algunos perfiles de Bluetooth.

Es importante comprender que puede utilizar una conexión Bluetooth para realizar cualquier tarea sólo si el perfil adecuado es compatible tanto con el dispositivo maestro como con el esclavo. Por lo tanto, es posible transferir una “tarjeta de visita” o un contacto de un teléfono móvil a otro a través de una conexión Bluetooth sólo si ambos dispositivos admiten el perfil OPP (Object Push Profile). Y, por ejemplo, para utilizar un teléfono móvil como módem celular inalámbrico, es necesario que este dispositivo y la computadora conectada a él admitan el perfil DUN (Perfil de acceso telefónico a redes).

A menudo surgen situaciones cuando se establece una conexión Bluetooth entre dos dispositivos, pero no se puede realizar alguna acción (por ejemplo, transferir un archivo). Una de las posibles razones de estos problemas puede ser la falta de compatibilidad con el perfil adecuado en uno de los dispositivos.

Por tanto, el conjunto de perfiles admitidos es un factor importante que debe tenerse en cuenta al evaluar las capacidades de un dispositivo en particular. Desafortunadamente, algunos modelos de dispositivos móviles admiten conjunto mínimo perfiles (por ejemplo, solo A2DP y HSP), lo que limita significativamente las posibilidades de conexión inalámbrica a otros equipos.

Tenga en cuenta que el conjunto de perfiles admitidos está determinado no sólo por las características específicas y de diseño del dispositivo, sino también por la política del fabricante. Por ejemplo, algunos dispositivos bloquean la capacidad de transferir archivos de ciertos formatos (imágenes, videos, libros electrónicos, aplicaciones, etc.) con el pretexto de luchar contra la piratería. Es cierto que, de hecho, no son los fanáticos del contenido mediático falsificado los que sufren tales restricciones y software y usuarios honestos que se ven obligados a transferir incluso fotografías tomadas con su propia cámara integrada al PC de forma indirecta (por ejemplo, enviando los archivos necesarios a su propia dirección de correo electrónico).

Perfiles Bluetooth A2DP(Perfil de distribución de audio avanzado): proporciona la transmisión de una transmisión de audio de dos canales (estéreo) desde una fuente de señal (PC, reproductor, teléfono móvil) a unos auriculares estéreo inalámbricos. sistema de altavoces u otro dispositivo de reproducción. Para comprimir el flujo transmitido se puede utilizar el códec estándar SBC (Sub Band Codec) u otro definido por el fabricante del dispositivo. AVRCP(Perfil de control remoto de audio/vídeo): le permite controlar funciones estándar de televisores, sistemas de cine en casa, etc. Un dispositivo que admita el perfil AVRCP puede actuar como un control remoto inalámbrico. Se puede utilizar junto con perfiles A2DP o VDPT. PBI(Perfil de imagen básico): proporciona la capacidad de transmitir, recibir y ver imágenes. Por ejemplo, permite transferir fotografías digitales desde una cámara digital a la memoria de un teléfono móvil. Es posible cambiar los tamaños y formatos de las imágenes transmitidas, teniendo en cuenta las características específicas de los dispositivos conectados. AFF(Perfil de impresión básico): un perfil de impresión básico que proporciona la transmisión de varios objetos (mensajes de texto, Cartas de negocios, imágenes, etc.) para su salida en un dispositivo de impresión. Por ejemplo, puedes imprimir un mensaje de texto o una foto desde tu teléfono móvil en una impresora. Una característica importante del perfil BPP es que en el dispositivo desde el que se envía el objeto a imprimir, no es necesario instalar un controlador específico para el modelo de impresora existente. PARDO(Perfil de acceso telefónico a redes): proporciona una conexión a una PC u otro dispositivo a Internet a través de un teléfono móvil, que en este caso actúa como un módem externo. FAX(Perfil de fax): le permite utilizar dispositivo externo(teléfono móvil o MFP con módulo de fax) para recibir y enviar mensajes de fax desde una PC. ftp(Perfil de transferencia de archivos): proporciona transferencia de archivos, así como acceso al sistema de archivos del dispositivo conectado. Un conjunto estándar de comandos le permite navegar por la estructura jerárquica de la unidad lógica de un dispositivo conectado, así como copiar y eliminar archivos. GAVDP(Perfil de distribución general de audio/vídeo): garantiza la transmisión de secuencias de audio y vídeo desde la fuente de señal al dispositivo de reproducción. Es básico para perfiles A2DP y VDP. HFP(Perfil de manos libres): proporciona conexión de dispositivos de manos libres para el automóvil a un teléfono móvil para comunicación de voz. ESCONDIDO(Perfil de dispositivo de interfaz humana): describe protocolos y métodos para conectar dispositivos de entrada inalámbricos (ratones, teclados, joysticks, controles remotos, etc.) a una PC. El perfil HID es compatible con varios modelos de teléfonos móviles y PDA, lo que permite utilizarlos como controles remotos inalámbricos. interfaz gráfica SO o aplicaciones individuales en una PC. HSP(Perfil de auriculares): le permite conectar unos auriculares inalámbricos a un teléfono móvil u otro dispositivo. Además de transmitir el flujo de audio, se proporcionan funciones como marcar, responder una llamada entrante, finalizar una llamada y ajustar el volumen. OPP(Object Push Profile): un perfil básico para enviar objetos (imágenes, tarjetas de visita, etc.). Por ejemplo, puedes transferir una lista de contactos de un teléfono móvil a otro o una foto de un teléfono inteligente a una PC. A diferencia de FTP, el perfil OPP no proporciona acceso al sistema de archivos del dispositivo conectado. CACEROLA(Perfil de red de área personal): le permite combinar dos o más dispositivos en una red local. De esta forma, podrás conectar varios PC a uno con acceso a Internet. Además, este perfil proporciona acceso remoto a una PC que actúa como dispositivo maestro. SINCRONIZACIÓN(Perfil de sincronización): se utiliza junto con el perfil GOEP básico y sincroniza datos personales (diario, lista de contactos, etc.) entre dos dispositivos (por ejemplo, en una PC de escritorio y un teléfono móvil).

Los fabricantes convencen constantemente a los consumidores de que las nuevas soluciones son ciertamente mejores que las antiguas. Los nuevos procesadores tienen mayor rendimiento y menor consumo de energía en comparación con sus predecesores; las nuevas pantallas tienen mayor resolución y una gama de colores más amplia, etc. Sin embargo, no es aconsejable utilizar este método para evaluar las capacidades de la interfaz Bluetooth.

En primer lugar, es necesario tener en cuenta las características del parque existente de dispositivos Bluetooth. Después de todo, como ya se mencionó, la velocidad máxima de transferencia de datos la determina el dispositivo equipado con la versión más antigua de la interfaz. Además, no todas las tareas requieren altas velocidades de transferencia de datos. Si este es un factor realmente importante para copiar archivos multimedia (grabaciones de sonido, imágenes) o transmitir una transmisión de audio con un bajo grado de compresión, entonces para la interacción normal del teléfono con auriculares inalámbricos o para intercambiar contactos con otro dispositivo, las capacidades de Bluetooth 2.0 son suficientes.

En segundo lugar, en muchos casos, un factor mucho más importante que la velocidad máxima de la conexión inalámbrica es el conjunto de perfiles Bluetooth compatibles. Después de todo, es él quien realmente determina la gama de equipos con los que el dispositivo existente es capaz de interactuar. Desafortunadamente, esta información rara vez se proporciona, ni siquiera en las especificaciones completas del dispositivo, y a menudo hay que buscarla en el texto del manual de instrucciones o en los foros de usuarios.

¿Cómo funciona el estándar Bluetooth A2DP con auriculares inalámbricos y auriculares en un teléfono?

Los teléfonos inteligentes modernos tienen el estándar de transferencia de información inalámbrica Bluetooth A2DP. Está diseñado para distribuir audio por aire a dispositivos periféricos. El transmisor es un teléfono móvil y el receptor son unos auriculares inalámbricos o un altavoz portátil. La tecnología Bluetooth A2DP elimina la molestia de los cables que abarrotan sus dispositivos de audio portátiles.

La característica principal del perfil Bluetooth A2DP es el bajo ancho de banda, por lo que antes de transmitir audio, el teléfono inteligente se ve obligado a procesar la pista de una manera especial para reducir su tamaño. Los códecs populares son SPC, MP3, ACC y otros. Es importante que el códec sea compatible con los auriculares; de lo contrario, la música no se reproducirá.

¿Cómo habilitar y utilizar A2DP Bluetooth?

La tecnología A2DP Bluetooth (Perfil de distribución de audio avanzado) le permite utilizar auriculares, parlantes y otros equipos portátiles inalámbricos. El usuario también puede controlar la reproducción de pistas a través de teclas ubicadas en el cuerpo de los dispositivos periféricos.

1. Para comenzar a utilizar la comunicación Bluetooth A2DP, debe activar la opción correspondiente en la configuración del teléfono inteligente. En dispositivos Android, se recomienda abrir la pantalla de notificaciones y simplemente activar Bluetooth.
2. El siguiente paso es encender los auriculares. Deben cargarse y aparecer en la lista de dispositivos disponibles para conexión. Aquí solo necesita seleccionar los auriculares deseados y esperar a que se sincronice el teléfono inteligente.
3. Después de los pasos descritos, podrá utilizar todas las capacidades de los auriculares inalámbricos: escuchar música, ajustar el volumen de reproducción y cambiar de pista.

El alcance de A2DP Bluetooth es de aproximadamente 10 metros, por lo que es recomendable que el usuario mantenga los auriculares cerca del teléfono. Si se mueve una cierta distancia, el sonido se interrumpirá o se transmitirá con interferencias.

La tecnología de audio Bluetooth A2DP es un estándar de comunicación popular entre los propietarios de teléfonos inteligentes. Le permite utilizar auriculares inalámbricos o Bocinas portables. No hay configuraciones especiales para el usuario; todo funciona desde el primer momento a través de Bluetooth normal y unos auriculares inalámbricos.