A tecnologia Bluetooth recebeu o nome de Harald Bluetooth, um antigo rei viking. E pelo amor de Deus, não pergunte por quê. É melhor descobrir as coisas realmente importantes: como funciona, do que é capaz, por que é interessante – e por que não é – para um amante da música. E o mais importante, o que acontece com o fluxo de áudio quando ele sai do smartphone ou tablet para alcançar fones de ouvido ou alto-falantes sem fio via Bluetooth.

Hoje, é impossível imaginar um smartphone, um tablet ou qualquer outro dispositivo móvel que se preze sem suporte para Bluetooth. Porém, a própria tecnologia nasceu muito antes dos smartphones e tablets - em 1994, e seu objetivo original era substituir os fios no enchimento das estações de telecomunicações.

Inicialmente, o “dente azul” tinha muitos problemas com velocidade e confiabilidade de comunicação, consumo de energia e compatibilidade entre diversos dispositivos, mas com o tempo a tecnologia foi crescendo, com cada nova versão tornando-se visivelmente mais ágeis, mais económicos e mais capazes.

Na foto, Harald I Bluetooth é batizado. Segundo a lenda (não confirmada), o rei uniu os assentamentos dinamarqueses em um único país. Esse fato deu origem à ideia do Bluetooth - conectar todos os dispositivos com um protocolo

Algumas melhorias - por exemplo, a simplificação do procedimento de “emparelhamento” na versão 2.1 e uma grande redução na carga das baterias na versão atual 4.0 - tornaram o dia a dia dos amantes da música visivelmente mais confortável. O advento da tecnologia NFC trouxe ainda mais conforto - junto com ela, o Bluetooth não exige nenhuma cerimônia no reconhecimento mútuo do receptor e do transmissor, basta tocar os gadgets; Mas, em geral, o progresso teve pouco efeito na qualidade da transmissão do som: na última edição do Bluetooth, esse processo é organizado da mesma forma que em sua versão anterior, de dez anos atrás. Mas como exatamente?

35 dentes azuis

Como a grande maioria de outras interfaces sem fio, o Bluetooth é baseado no uso de ondas de rádio. Para transmitir informações, o “dente azul” usa frequências de rádio na região de 2,4 GHz - roteadores Wi-Fi, teclados e mouses de computador sem fio, alguns telefones DECT e muitos outros equipamentos “pastam” aqui.

Como o Bluetooth difere de muitos outros tecnologias sem fio? Por um lado, tem um alcance relativamente baixo: o seu alcance de ação não excede dez metros e paredes espessas podem reduzir ainda mais este número.

Curiosamente, o logotipo do Bluetooth consiste em duas runas escandinavas: “haglaz” e “berkana” (análogos das letras latinas H e B)

Por outro lado - multifuncionalidade. O “dente azul” pode ser usado para uma ampla variedade de finalidades: desde a transferência de fotos para um laptop até o envio de documentos para impressão, desde o controle de dispositivos externos até a transmissão de áudio. Não é de admirar que o Bluetooth tenha tantos chamados diferentes. “perfis”, cada um dos quais garante o desempenho de uma determinada tarefa, definindo os parâmetros técnicos de interação entre o transmissor e o receptor Bluetooth. O número total de perfis é medido em dezenas (de acordo com artigo na Wikipedia, são 35 básicos), apenas três são responsáveis ​​​​pela transmissão do som. Como eles são diferentes um do outro?

Perfis Bluetooth HSP, HFP e A2DP

O primeiro dos perfis de áudio Bluetooth é denominado HSP - Headset Profile. Como o nome sugere, ele foi projetado para funcionar com fones de ouvido móveis e é adaptado para transmissão básica de voz com todas as consequências: o áudio é permitido apenas em formato mono e com taxa de bits não superior a 64 kB/s. Comparados a esse som, até os MP3s compactados parecem um deleite divino para os ouvidos.

O segundo - HFP, Handsfree Profile - é uma versão um pouco mais avançada do mesmo perfil. Seu público-alvo são os mesmos fones de ouvido monofônicos, portanto o estéreo ainda não é compatível, mas a qualidade do som é um pouco superior. Porém, este perfil ainda não é adequado para ouvir música.

Assim que o A2DP apareceu, muitos fabricantes de hi-fi perceberam. Mas antes de todo mundo, havia pequenas empresas que fabricavam adaptadores, como o GOgroove BlueGate mostrado na foto – uma caixinha com um DAC e um amplificador de fone de ouvido dentro.

Para isso, é fornecido um perfil A2DP especial - Advanced Audio Distribution Profile. Ele é o responsável pela conexão dispositivos móveis com alto-falantes e fones de ouvido sem fio. O perfil A2DP permite que a fonte de áudio encontre um idioma comum com acústica sem fio e, o mais importante, controla a compactação de áudio para envio pelo canal “bluetooth”. Este procedimento não pode ser evitado devido à baixa largura de banda do Bluetooth, mas o nível de compressão, os algoritmos utilizados para compressão e, em última análise, as perdas na qualidade do som podem variar sensivelmente. É aqui que, como dizem, surgem as nuances.

O codec SBC é mais forte que o MP3

Como você sabe, o som pode ser comprimido de diferentes maneiras. Com ou sem perda de qualidade, com taxa de bits baixa ou alta, com configurações diferentes, utilizando codecs diferentes. Em vez de um dos codecs onipresentes para compactar o fluxo de áudio, o perfil A2DP usa seu próprio algoritmo de compactação Subband Coding por padrão - ou simplesmente SBC.

Uma comparação feita por Brent Butterwood (autor de About.com) mostra a diferença no ruído produzido quando um tom é aplicado em 5, 10, 12,5 e 20 kHz. Linha azul - aptX, verde - SBC()

O processamento de som usando métodos SBC tem muito em comum com a conhecida compressão MP3, mas as prioridades são estruturadas de forma um pouco diferente: a principal tarefa não é tanto minimizar as perdas sonoras, mas sim simplificar os cálculos. Tudo deve ser rápido, simples e fácil de fazer, mesmo para o processador móvel mais frágil.

Como resultado, o SBC lida com o som sem cerimônias desnecessárias - por exemplo, frequências acima de 14 kHz são simplesmente cortadas durante a conversão, como resultado a faixa de frequência é visivelmente estreitada. Não é surpreendente que mesmo com a mesma taxa de bits do MP3 (e o SBC permite taxas de bits de até 320 kB/s), o áudio codificado em SBC soa visivelmente pior.

Este gráfico mostra os espectros ao transmitir um sinal de 1 kHz através de aptX (azul) e SBC (verde), bem como 4 kHz - aptX (magenta) e SBC (vermelho) ()

Como resultado, ao usar o codificador padrão, a transmissão via Bluetooth degrada o som não apenas do áudio não compactado, mas também dos arquivos mp3 normais - afinal, durante o transporte sem fio, eles são primeiro decodificados e depois compactados novamente, desta vez de forma muito mais grosseira. Felizmente, o SBC é a principal, mas não necessariamente a única, ferramenta de compressão de fluxo de áudio que o A2DP possui em seu arsenal. Existem outras propostas mais interessantes.

Codificação de áudio avançada: avançada, mas não perfeita

O codec SBC básico com suas capacidades musicais modestas não é o melhor remédio atrair a atenção dos amantes da música para a tecnologia Bluetooth. É por isso que os desenvolvedores de muitos dispositivos com Bluetooth, especialmente no segmento superior, completam o perfil A2DP com ferramentas opcionais de compressão de áudio mais avançadas. A mais popular dessas ferramentas é o algoritmo AAC.

Ao contrário do codec SBC, conhecido apenas por quem gosta de se aprofundar nas especificações técnicas do Bluetooth, a abreviatura AAC é bem conhecida do público em geral. Claro! Afinal, esse é o formato utilizado, por exemplo, no iTunes. O objetivo inicial dos desenvolvedores do algoritmo era superar o MP3 em qualidade de som nas mesmas taxas de bits – não é por acaso que seu nome significa Advanced Audio Coding, “codificação de áudio avançada”.

Devido a algoritmos mais complexos, o AAC armazena mais informações musicais do que o mp3, e ainda mais o SBC. Não é de surpreender que sua inclusão no conjunto de codecs suportados pelo perfil A2DP melhore significativamente o som dos alto-falantes e fones de ouvido Bluetooth.

O principal é garantir que o codec AAC seja suportado por ambos os dispositivos “blue-toothed”: tanto aquele que serve como transmissor de sinal de áudio quanto aquele que funciona para recebê-lo. Se apenas um desses dispositivos puder entender a codificação AAC, o perfil A2DP reverterá automaticamente para o codec base. Com consequências bastante óbvias para o som.

Codec AptX: a melhor opção para os amantes da música

Compressão de áudio ainda mais avançada é fornecida pelo codec aptX, que é ativamente promovido pela CSR no mercado de áudio sem fio Bluetooth. Os criadores o promovem como um meio de transmissão sem fio de música “com qualidade de CD”.

O codec aptX possui logotipo próprio porque foi desenvolvido e patenteado pela CSR

Na verdade, isso não é inteiramente verdade, embora os algoritmos subjacentes ao aptX, em seu princípio de operação, realmente se assemelhem a codificadores sem perdas que compactam o fluxo de áudio sem perder informações de áudio. Entre as vantagens do aptX está a capacidade de transmitir MP3 e AAC Bluetooth sem processamento adicional e, portanto, sem degradação do som.

Uma versão especial do aptX Low Latency, adaptada às necessidades dos jogadores e fãs de cinema, também garante um atraso mínimo na entrega do sinal - o que significa assistir a um filme sem que as falas fiquem atrás das expressões faciais dos personagens.

O codec aptX fornece transmissão de áudio com taxa de bits de até 352 kB/s, não corta maiúsculas e expande a faixa de frequência para respeitáveis ​​​​10 Hz - 22 kHz, mas a alta complexidade dos algoritmos usados ​​​​requer processadores móveis triplicar o poder de computação em comparação com o SBC básico. É por isso que o suporte ao aptX é bastante raro entre dispositivos com dentes azuis, mais frequentemente no segmento premium de smartphones.

Porém, para se tornar dono de um smartphone com aptX, você não precisa desembolsar tanto dinheiro: os catálogos da Samsung, Sony, HTS e Asus contêm muitos modelos que suportam o codec avançado, inclusive alguns bastante acessíveis.

Tal como acontece com o AAC, ao conectar sua fonte de áudio sem fio a alto-falantes ou fones de ouvido, certifique-se de que o codec aptX seja compatível com ambos os dispositivos. Somente neste caso você pode ter certeza de que está realmente extraindo o máximo de seu potencial musical do “dente azul”.

Os dispositivos móveis hoje servem não apenas para a finalidade pretendida - fazer chamadas, mas também como centros de entretenimento multimídia. Em smartphones e comunicadores você pode assistir filmes, criar álbuns de fotos, jogar, navegar na Internet e ouvir música. Eles ouviam música e sempre ouvirão. Mas hoje vamos descobrir o que os dispositivos móveis precisam, ou melhor, quais funções e acessórios um telefone deve suportar para esse prazer musical.

O primeiro acessório com o qual você pode ouvir música no seu smartphone são os fones de ouvido.

- (do inglês hands-free) um sistema que permite falar e controlar o telefone sem usar as mãos. Mais frequentemente usado em carros. Essencialmente, estes são dispositivos que permitem manter uma conversa sem segurar celular, comunicador na mão. Consiste em um fone de ouvido e um microfone. Existem mãos livres com e sem fio.

Fones de ouvido com fio são conectados a um dispositivo móvel por meio de um cabo. Eles, por sua vez, são divididos em fones de ouvido mono e estéreo. Existem também handsfree multimídia, que permitem controlar o player do seu dispositivo móvel.

O fone de ouvido sem fio se conecta ao dispositivo móvel usando. É capaz de captar sinal de celular a uma distância de até 10 m.

A tecnologia sem fio Bluetooth é há algum tempo indispensável para equipar telefones celulares com vários dispositivos externos, como viva-voz, memória externa ou modems sem fio. EM ultimamente estão se tornando cada vez mais populares Fones de ouvido Bluetooth e fones de ouvido (). Alguns deles têm a capacidade de funcionar não só com celulares e PDAs, mas também com outros dispositivos que não possuem o protocolo Bluetooth estéreo por meio de adaptadores.

O surgimento de telefones que suportam a capacidade de usar bluetooth sem fio fones de ouvido estéreo para ouvir música permitiram que seus proprietários sentissem a verdadeira alegria da completa ausência de fios. No entanto, o custo desses telefones e dos próprios fones de ouvido Bluetooth não nos permite falar sobre a natureza generalizada desse fenômeno.

Os fones de ouvido estéreo Bluetooth não funcionam com um dispositivo móvel se este não suportar o perfil.

Na era da tecnologia moderna, você não surpreenderá ninguém com dispositivos sem fio: usamos ativamente Wi-Fi em telefones e laptops, conectamos mouses e teclados sem fio a computadores e ouvimos música por meio de fones de ouvido Bluetooth. E aí vem o problema - como escolher os melhores fones de ouvido especificamente para seus dispositivos, já que existem muitos protocolos de transmissão de áudio por BT e nem todos são suportados pelos fones de ouvido e pelo próprio dispositivo?

História e características do padrão Bluetooth

Mas começaremos, como sempre, pela história da criação da BT. E começou a ser criado, o que é digno de nota, vários anos antes do USB - em 1994, a Ericsson, um fabricante bastante conhecido de equipamentos de telecomunicações na época, começou a trabalhar nesse padrão. O próprio padrão foi desenvolvido como uma alternativa sem fio à conexão com fio via RS-232 (mais conhecida como porta serial). As próprias especificações ficaram prontas em 1998 - ao mesmo tempo em que foi criado o grupo Bluetooth SIG, que, junto com a Ericsson, incluía IBM, Intel, Nokia e Toshiba. Em 2002, o Bluetooth passou a fazer parte do padrão IEEE 802.15.1 (Wi-Fi, deixe-me lembrá-lo, faz parte do padrão IEEE 802.11). Existem atualmente mais de 18.000 empresas no Bluetooth SIG, tornando o Bluetooth um dos poucos padrões importantes para comunicações de dados de curto alcance.

Como funciona o Bluetooth? Ele, como o Wi-Fi e muitos outros sistemas, opera na faixa ISM - de 2,4 a 2,4835 GHz. É claro que usar uma banda leva à interferência (sobreposição) de sinais - e isso, por sua vez, afeta negativamente a estabilidade e a velocidade de operação. Levando em consideração que o som deve ser transmitido sempre com a mesma qualidade e sem atrasos, os desenvolvedores do padrão usaram um truque. Talvez o mais problema principal para BT é Wi-Fi - existem muitas dessas redes na faixa de 2,4 GHz em todas as residências e, no total, pode haver 13 canais nesta faixa com largura de 22 MHz:


A abordagem aqui é simples: tanto o transmissor quanto o receptor sempre usam um canal bastante amplo. Sim, pode se sobrepor a outros canais, o que afetará negativamente a velocidade, mas não a estabilidade - e isso agrada a todos. O Bluetooth usa uma abordagem diferente: na faixa ISM ele tem até 79 canais (em alguns países 23 - mas a Rússia não é um deles) com largura de apenas 1 MHz, e o receptor e o transmissor mudam de canal em uma frequência de 1600 vezes por segundo de acordo com um determinado algoritmo:


Isso é feito especificamente para reduzir significativamente a probabilidade de interferência de sinal em uma faixa de frequência tão pequena. Mas isso não cancela a interferência - pequenos canais BT podem cair em grandes canais Wi-Fi, e isso levará a uma perda de velocidade, o que é inaceitável para uma transmissão de som de alta qualidade. Portanto, a BT usa a tecnologia AFH (Adaptive Frequency Hopping). Seu princípio é que, ao alterar os canais Bluetooth, os canais que caem em um grande canal Wi-Fi sejam ignorados:


Portanto, se você usar o Bluetooth em um só lugar, em teoria não haverá problemas com a transmissão do som - os canais gratuitos serão selecionados entre 79 canais, o que garantirá velocidade suficiente. Se você se movimentar, podem surgir problemas - mas, por outro lado, você já viu redes Wi-Fi na rua com frequência? Portanto, a tecnologia de transmissão de áudio por BT pode ser considerada totalmente resistente a ruídos, e resta apenas descobrir os padrões para transmissão de áudio por ela.

Perfis Bluetooth para transmissão de áudio

O primeiro perfil apareceu com Padrão Bluetooth 1.2 há mais de 15 anos - mesmo então, ocorreu aos desenvolvedores do padrão que o som sem fio era ótimo. Infelizmente, o próprio padrão, chamado HSP - Headset Profile, era pouco adequado para ouvir música: a transmissão do som era em formato mono com taxa de bits de até 64 kb/s. Isso era mais que suficiente para que os headsets funcionassem – para eles, esse perfil, em geral, foi criado –, mas a música transmitida nesse formato soava muito pior do que o mp3 torto de 128 kb/s tocado no alto-falante dos telefones da época.

O próximo perfil foi denominado HFP (Hands-Free Profile) e, como o nome sugere, foi novamente destinado a fones de ouvido - o mesmo som mono com baixa qualidade. Entre as melhorias está um trabalho mais avançado: por exemplo, ao fazer uma ligação, foi possível transmitir o som do telefone para os alto-falantes do carro, e usar o microfone do carro para atender. Mas estamos interessados ​​na transmissão de música e, por razões óbvias, este perfil não é categoricamente adequado para isso.

O primeiro perfil projetado especificamente para transmissão de som estéreo foi o A2DP - Advanced Audio Distribution Profile. Foi nele que surgiu a função de pesquisar fones de ouvido conectados ao aparelho para encontrar um codec comum para eles e, o mais importante, foi nesse perfil que se tornou possível controlar a compressão de áudio: infelizmente, a compressão não pode ser evitada devido à baixa largura de banda do Bluetooth, mas é isso. A compressão varia muito dependendo dos codecs usados ​​​​e da versão do BT, portanto a qualidade do áudio resultante pode variar muito.

Codec SBC – pior que MP3, mas em estéreo

Se for dito que seus alto-falantes ou fones de ouvido sem fio suportam A2DP e nem uma palavra a mais, então provavelmente o codec SBC (Subband Coding) será usado para compactação. O princípio de codificação em si é semelhante ao MP3, mas aqui a ênfase não está na minimização das perdas de som, mas na simplificação dos cálculos, para que a compactação ocorra muito rapidamente, mesmo em processadores móveis fracos. Portanto, por exemplo, frequências acima de 14 kHz são completamente cortadas. Portanto, embora o SBC permita taxas de bits de até 345 kb/s, o MP3 a 320 kb/s terá um som significativamente melhor - basta olhar os espectros:


Como você pode ver, o AptX oferece o melhor som (mais sobre isso abaixo), seguido pelo MP3 e o SBC em último lugar.

AAC é o único codec bom para iPhone

SBC é o codec de perfil A2DP padrão e, claro, não é o único - também existem ferramentas de compactação de áudio mais avançadas. E o mais popular entre eles é o codec AAC (Advanced Audio Coding). Aliás, é o melhor se você quiser usar fones de ouvido sem fio com um iPhone, então, se você tiver um, procure fones de ouvido compatíveis (e há muitos deles). E, em geral, o formato AAC é usado principalmente pela Apple - por exemplo, todas as músicas do iTunes ou Apple Music o utilizam.

O AAC foi originalmente desenvolvido como sucessor do MP3 - oferece melhor qualidade som com a mesma taxa de bits devido a várias otimizações: por exemplo, frequências que não são perceptíveis aos humanos são removidas, a redundância no sinal codificado é removida, uma janela mais ampla de 2.048 pixels é usada (você pode ler o que são janelas) e assim por diante . Então, no final das contas, esse codec funciona muito melhor que o SBC e é bastante adequado para ouvir música no dia a dia via Bluetooth - o principal é que tanto os fones de ouvido quanto o próprio dispositivo o suportem - caso contrário, o codec SBC padrão será usado com terrível consequências para o som.

aptX é a escolha ideal para os amantes do bom som

Este é um dos poucos codecs que podem transmitir áudio por BT para MP3 e AAC sem processamento adicional – e, portanto, sem afetar a qualidade do som. O áudio de dois canais é transmitido aqui com uma taxa de bits de até 352 kb/s e, claro, nenhuma frequência é cortada: é usada a faixa de frequência de 10 Hz a 22 kHz, o que é mais que suficiente para o ouvido humano .

Em 2009, apareceu uma versão mais avançada do aptX HD que permite transmitir som com taxa de bits de até 576 kb/s - e isso já é suficiente para reproduzir algum áudio de alta resolução, o que certamente agradará aos amantes da música.

Porém, infelizmente, o aptX tem um problema bastante sério: como essa tecnologia pertence à Qualcomm, ela só funciona em aparelhos com seus chips Bluetooth, e é por isso que o suporte ao aptX não está e não pode estar no iPhone, onde há Wi-Fi e A BT responde com um chip da Broadcom. Bem, como no caso do AAC, tanto o próprio dispositivo quanto os fones de ouvido devem suportar aptX - caso contrário, haverá uma reversão para AAC ou SBC.

LDAC é a única escolha para amantes da música

Os amantes da música, é claro, dirão - 576 kb/s no aptX HD é ótimo, mas há música em flac com uma taxa de bits duas vezes maior. E aqui a Sony vem ao resgate com seu próprio codec, que fornece transmissão de áudio com taxa de bits de até 990 kb/s com frequência de amostragem de 96 kHz – o que, em geral, proporciona reprodução de áudio de qualidade superior à de CDs. E se antes esse codec era usado exclusivamente em dispositivos Sony, a partir do Android 8.0 ele está incluído no projeto AOSP, portanto, se o seu smartphone tiver firmware e você tiver fones de ouvido com suporte LDAC, poderá desfrutar do verdadeiramente Hi- Áudio de resolução via Bluetooth.

Resultados

Mas no final, vemos que o som Bluetooth se desenvolveu tanto que vai satisfazer qualquer desejo: para ouvintes pouco exigentes com fones de ouvido simples e música MP3 com taxa de bits de 128 kb/s, existe o SBC. Para quem está acostumado a ouvir músicas do iTunes ou MP3 a 320 kb/s, existe o AAC e o aptX. Bem, para os amantes da música com música em flac existe o aptX HD e o LDAC. No entanto, não se esqueça - ambos os dispositivos devem suportar o codec que você precisa - caso contrário, você ouvirá flac com o codec SBC, do qual obviamente não gostará.

Uma das tendências estáveis ​​​​no desenvolvimento de dispositivos móveis é o aprimoramento das comunicações sem fio, que proporcionam a capacidade de conexão à Internet, rede local, bem como diversos equipamentos periféricos (fones de ouvido, headsets, sistemas de alto-falantes, impressoras, etc.) e outros gadgets próximos. As tecnologias de comunicação sem fio, bem como outros componentes dos dispositivos móveis, estão em constante evolução. Novas versões de especificações aparecem, a largura de banda aumenta, o conjunto de funções se expande, etc. Graças a isso, é garantido um desenvolvimento de alta qualidade, sem o qual o progresso técnico é impensável. No entanto, o progresso também tem uma desvantagem: a cada ano fica cada vez mais difícil para os usuários entenderem qual é a diferença entre os diferentes modelos.

Geralmente de breve descrição Em um dispositivo móvel, você só pode obter os nomes das interfaces sem fio com as quais está equipado. A especificação detalhada geralmente contém informações adicionais, em particular as versões das interfaces sem fio (por exemplo, Wi-Fi 802.11b/g/n e Bluetooth 2.1). No entanto, isto nem sempre é suficiente para apreciar plenamente as capacidades de comunicação sem fios do dispositivo em questão. Por exemplo, para perceber se um determinado dispositivo periférico ligado via Bluetooth funcionará com o smartphone ou tablet que tem à sua disposição.

Neste artigo falaremos sobre várias nuances às quais você precisa prestar atenção ao avaliar as capacidades de dispositivos equipados com interface Bluetooth.

Escopo de aplicação

Uma interface sem fio de curto alcance, chamada Bluetooth, foi desenvolvida em 1994 por engenheiros da empresa sueca Ericsson. Desde 1998, o desenvolvimento e promoção desta tecnologia é realizado pelo Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), fundado pela Ericsson, IBM, Intel, Nokia e Toshiba. Até o momento, a lista de membros do Bluetooth SIG inclui mais de 13 mil empresas.

A introdução do Bluetooth nos dispositivos de consumo do mercado de massa começou na primeira metade da última década. Atualmente, muitos modelos de laptops e dispositivos móveis estão equipados com adaptadores Bluetooth integrados. Além disso, está à venda uma ampla gama de dispositivos periféricos (fones de ouvido sem fio, dispositivos apontadores, teclados, sistemas de alto-falantes, etc.) equipados com esta interface.

A principal função do Bluetooth é a criação das chamadas redes pessoais (Private Area Networks, PAN), que permitem a troca de dados entre desktops e laptops próximos (dentro da mesma casa, sala, veículo, etc.), periféricos e dispositivos móveis e Av.

As principais vantagens do Bluetooth em relação às soluções concorrentes são o baixo consumo de energia e o baixo custo dos transceptores, o que permite sua integração até mesmo em dispositivos de pequeno porte com baterias em miniatura. Além disso, os fabricantes de equipamentos estão isentos do pagamento de taxas de licenciamento para instalação de transceptores Bluetooth em seus produtos.

Conectando dispositivos

Usando a interface Bluetooth, você pode conectar dois ou vários dispositivos ao mesmo tempo. No primeiro caso, a ligação é efectuada segundo o esquema “ponto a ponto”, no segundo - segundo o esquema “ponto-multiponto”. Independentemente do esquema de conexão, um dos dispositivos é o mestre, os demais são escravos. O dispositivo mestre define o padrão que todos os dispositivos escravos utilizarão e também sincroniza sua operação. Dispositivos conectados desta forma formam uma piconet. Um dispositivo mestre e até sete dispositivos escravos podem ser combinados em uma piconet (Fig. 1 e 2). Além disso, é possível ter dispositivos escravos adicionais na piconet (mais de sete) que estejam com status estacionado: eles não participam da troca de dados, mas estão sincronizados com o dispositivo mestre.

Arroz. 1. Diagrama de piconet,
conectando dois dispositivos

Arroz. 2. Esquema de piconet,
combinando vários dispositivos

Várias piconets podem ser combinadas em uma rede distribuída (scatternet). Para isso, um dispositivo operando como escravo em uma piconet deve atuar como mestre em outra (Fig. 3). As piconets que fazem parte da mesma rede distribuída não são sincronizadas entre si e utilizam padrões diferentes.

Arroz. 3. Diagrama de uma rede distribuída incluindo três piconets

O número máximo de piconets numa rede distribuída não pode exceder dez. Assim, a rede distribuída permite conectar um total de até 71 dispositivos.

Observe que na prática raramente surge a necessidade de criar uma rede distribuída. Com o atual grau de integração dos componentes de hardware, é difícil imaginar uma situação em que o proprietário de um smartphone ou tablet precise conectar mais de dois ou três dispositivos simultaneamente via Bluetooth.

Faixa

A especificação Bluetooth fornece três classes de transceptores (ver tabela), diferindo em potência e, portanto, em alcance efetivo. A opção mais comum, usada na maioria dos dispositivos eletrônicos móveis e PCs produzidos atualmente, são os transceptores Bluetooth Classe 2. Os sistemas Classe 3 de baixa potência são equipados com equipamentos médicos e a principal área de aplicação para os mais “longos”. range” Os módulos Classe 1 são sistemas de monitoramento e controle para equipamentos industriais.

Claro, você pode contar com uma conexão sem fio estável entre dispositivos localizados a uma distância máxima (por exemplo, 10 m no caso de transceptores Classe 2) somente se não houver grandes obstáculos entre eles (paredes, divisórias, portas, etc.). ). O alcance real pode variar dependendo das características da sala e da presença de interferência de rádio e fontes de forte radiação eletromagnética no ar.

Versões Bluetooth e suas diferenças

A primeira versão da especificação (Bluetooth 1.0) foi aprovada em 1999. Logo após a especificação intermediária (Bluetooth 1.0B), o Bluetooth 1.1 foi aprovado - corrigiu erros e eliminou muitas das deficiências da primeira versão.

Em 2003, a especificação principal do Bluetooth 1.2 foi aprovada. Uma de suas principais inovações foi a introdução do método adaptativo de espectro espalhado por salto de frequência (AFH), que tornou a conexão sem fio muito mais resistente à interferência eletromagnética. Além disso, foi possível reduzir o tempo gasto na realização de procedimentos de descoberta e conexão de dispositivos.

Outra melhoria importante na versão 1.2 foi o aumento na velocidade de troca de dados para 433,9 Kbps em cada direção ao usar comunicação assíncrona em canal simétrico. No caso de um canal assimétrico, a vazão foi de 723,2 Kbit/s em uma direção e 57,6 Kbit/s na outra.

Também foi adicionada uma versão aprimorada da tecnologia Extended Synchronous Connections (eSCO), que melhora a qualidade do streaming de áudio usando um mecanismo para reenviar pacotes danificados durante a transmissão.

No final de 2004, a especificação básica Bluetooth 2.0 + EDR foi aprovada. A inovação mais importante da segunda versão foi a tecnologia Enhanced Data Rate (EDR), graças à qual foi possível aumentar significativamente (várias vezes) o rendimento da interface. Teoricamente, o uso de EDR permite atingir uma taxa de transferência de dados de 3 Mbit/s, mas na prática esse valor geralmente não excede 2 Mbit/s.

Deve-se observar que o EDR não é um recurso obrigatório para transceptores que atendem à especificação Bluetooth 2.0.

Dispositivos equipados com transceptores Bluetooth 2.0 são compatíveis com versões anteriores (1.x). Naturalmente, a velocidade de transferência de dados é limitada pelas capacidades do dispositivo mais lento.

Em 2007, a especificação básica Bluetooth 2.1 + EDR foi aprovada. Uma das inovações nele implementadas foi a tecnologia economizadora de energia Sniff Subrating, que permitiu aumentar significativamente (de três a dez vezes) a duração vida útil da bateria dispositivos móveis. O procedimento para estabelecer comunicação entre dois dispositivos também foi significativamente simplificado.

Em agosto de 2008, foram aprovadas adições básicas (Core Specification Addendum, CSA) às especificações Bluetooth 2.0 + EDR e Bluetooth 2.1 + EDR. As alterações realizadas visam reduzir o consumo de energia, aumentar o nível de proteção dos dados transmitidos e otimizar os procedimentos de identificação e conexão de dispositivos Bluetooth.

Em abril de 2009, a especificação principal Bluetooth 3.0+HS foi aprovada. A abreviatura HS neste caso significa Alta Velocidade. Sua principal inovação é a implementação da tecnologia Generic Alternate MAC/PHY, que proporciona a capacidade de transferência de dados em velocidades de até 24 Mbit/s. Além disso, está prevista a utilização de dois módulos transceptores: baixa velocidade (com baixo consumo de energia) e alta velocidade. Dependendo da largura do fluxo de dados transmitido (ou do tamanho do arquivo transmitido), é usado um transceptor de baixa velocidade (até 3 Mbit/s) ou de alta velocidade. Isso permite reduzir o consumo de energia em situações onde não são necessárias altas taxas de transferência de dados.

A especificação principal do Bluetooth 4.0 foi aprovada em junho de 2010. A principal característica desta versão é o uso de tecnologia de baixo consumo de energia. A redução do consumo de energia é alcançada limitando a taxa de transferência de dados (não mais que 1 Mbit/s) e pelo fato de o transceptor não operar constantemente, mas ficar ligado apenas durante a troca de dados. Ao contrário da crença popular, o Bluetooth 4.0 não oferece velocidades de transferência de dados mais altas do que o Bluetooth 3.0+HS.

Perfis Bluetooth

A capacidade dos dispositivos interagirem quando conectados via Bluetooth é amplamente determinada pelo conjunto de perfis que cada um deles suporta. Um perfil específico fornece suporte para determinadas funções, como transferência de arquivos ou streaming de mídia, fornecimento de conexão de rede, etc. Consulte a barra lateral para obter informações sobre alguns perfis Bluetooth.

É importante compreender que você só pode usar uma conexão Bluetooth para executar qualquer tarefa se o perfil apropriado for suportado pelos dispositivos mestre e escravo. Assim, é possível transferir um “cartão de visita” ou um contacto de um telemóvel para outro através de uma ligação Bluetooth apenas se ambos os dispositivos suportarem o perfil OPP (Object Push Profile). E, por exemplo, para utilizar um telefone celular como modem celular sem fio, é necessário que este dispositivo e o computador a ele conectado suportem o perfil DUN (Dial-up Networking Profile).

Muitas vezes surgem situações quando uma conexão Bluetooth é estabelecida entre dois dispositivos, mas alguma ação (por exemplo, transferir um arquivo) não pode ser executada. Uma das prováveis ​​razões para tais problemas pode ser a falta de suporte para o perfil correspondente em um dos dispositivos.

Assim, o conjunto de perfis suportados é um fator importante que deve ser levado em consideração na avaliação das capacidades de um determinado dispositivo. Infelizmente, alguns modelos de dispositivos móveis suportam conjunto mínimo perfis (por exemplo, apenas A2DP e HSP), o que limita significativamente as possibilidades de conexão sem fio a outros equipamentos.

Observe que o conjunto de perfis suportados é determinado não apenas pelas especificações e recursos de design do dispositivo, mas também pela política do fabricante. Por exemplo, alguns dispositivos bloqueiam a capacidade de transferir arquivos de determinados formatos (imagens, vídeos, e-books, aplicativos, etc.) sob o pretexto de combater a pirataria. É verdade que não são os fãs de conteúdos mediáticos falsificados que sofrem com tais restrições e programas, e usuários honestos que são forçados a transferir até mesmo fotos tiradas com sua própria câmera embutida para o PC de maneira indireta (por exemplo, enviando os arquivos necessários para seu próprio endereço de e-mail).

Perfis Bluetooth A2DP(Perfil de distribuição de áudio avançado) - fornece transmissão de um fluxo de áudio de dois canais (estéreo) de uma fonte de sinal (PC, player, telefone celular) para um fone de ouvido estéreo sem fio, sistema de alto-falantes ou outro dispositivo de reprodução. Para compactar o fluxo transmitido, pode-se utilizar o codec padrão SBC (Sub Band Codec) ou outro definido pelo fabricante do dispositivo. AVRCP(Perfil de controle remoto de áudio/vídeo) - permite controlar funções padrão de TVs, sistemas de home theater, etc. Um dispositivo que suporte o perfil AVRCP pode funcionar como um controle remoto sem fio. Pode ser usado em conjunto com perfis A2DP ou VDPT. PIF(Perfil de imagem básico) - fornece a capacidade de transmitir, receber e visualizar imagens. Por exemplo, permite transferir fotos digitais de uma câmera digital para a memória de um telefone celular. É possível alterar os tamanhos e formatos das imagens transmitidas, levando em consideração as especificidades dos dispositivos conectados. PPB(Perfil de impressão básico) - um perfil de impressão básico que permite a transmissão de vários objetos (mensagens de texto, cartões de visita, imagens, etc.) para saída em um dispositivo de impressão. Por exemplo, você pode imprimir uma mensagem de texto ou uma foto do seu celular em uma impressora. Uma característica importante do perfil BPP é que no dispositivo de onde o objeto é enviado para impressão não é necessário instalar um driver específico para o modelo de impressora existente. DUN(Perfil de rede dial-up) - fornece conexão de um PC ou outro dispositivo à Internet por meio de um telefone celular, que neste caso atua como um modem externo. FAX(Perfil de fax) - permite usar dispositivo externo(telemóvel ou MFP com módulo de fax) para receber e enviar mensagens de fax a partir de um PC. FTP(Perfil de transferência de arquivos) - fornece transferência de arquivos, bem como acesso ao sistema de arquivos do dispositivo conectado. Um conjunto padrão de comandos permite navegar pela estrutura hierárquica da unidade lógica de um dispositivo conectado, bem como copiar e excluir arquivos. GAVDP(Perfil Geral de Distribuição de Áudio/Vídeo) - garante a transmissão de fluxos de áudio e vídeo da fonte do sinal para o dispositivo de reprodução. É básico para perfis A2DP e VDP. HFP(Perfil mãos-livres) - fornece conexão de dispositivos automotivos viva-voz a um telefone celular para comunicação de voz. ESCONDIDO(Perfil de dispositivo de interface humana) - descreve protocolos e métodos para conectar dispositivos de entrada sem fio (mouses, teclados, joysticks, controles remotos, etc.) a um PC. O perfil HID é compatível com vários modelos de telefones celulares e PDAs, o que permite usá-los como controles remotos sem fio interface gráfica SO ou aplicativos individuais em um PC. PAS(Perfil de fone de ouvido) - permite conectar um fone de ouvido sem fio a um telefone celular ou outro dispositivo. Além de transmitir o fluxo de áudio, são fornecidas funções como discar, atender uma chamada, encerrar uma chamada e ajustar o volume. OPP(Object Push Profile) - um perfil básico para envio de objetos (imagens, cartões de visita, etc.). Por exemplo, você pode transferir uma lista de contatos de um celular para outro ou uma foto de um smartphone para um PC. Ao contrário do FTP, o perfil OPP não fornece acesso ao sistema de arquivos do dispositivo conectado. FRIGIDEIRA(Perfil de rede de área pessoal) - permite combinar dois ou mais dispositivos em uma rede local. Desta forma, você pode conectar vários PCs a um com acesso à Internet. Além disso, este perfil fornece acesso remoto a um PC que atua como dispositivo mestre. SINCRONIZAR(Perfil de Sincronização) - usado em conjunto com o perfil GOEP básico e sincroniza dados pessoais (diário, lista de contatos, etc.) entre dois dispositivos (por exemplo, em um PC de mesa e um telefone celular).

Os fabricantes convencem constantemente os consumidores de que as novas soluções são certamente melhores que as antigas. Novos processadores apresentam maior desempenho e menor consumo de energia em relação aos seus antecessores; novos monitores têm resolução mais alta e gama de cores mais ampla, etc. No entanto, não é aconselhável usar tal abordagem para avaliar as capacidades da interface Bluetooth.

Primeiramente, é necessário levar em consideração as características da frota existente de dispositivos Bluetooth. Afinal, como já mencionado, a taxa máxima de transferência de dados é determinada pelo dispositivo equipado com a versão mais antiga da interface. Além disso, altas taxas de transferência de dados não são necessárias para todas as tarefas. Se este for um fator realmente importante para copiar arquivos de mídia (gravações de som, imagens) ou transmitir um fluxo de áudio com baixo grau de compactação, então para a interação normal do telefone com fone de ouvido sem fio ou para trocar contatos com outro dispositivo, os recursos Bluetooth 2.0 são suficientes.

Em segundo lugar, em muitos casos, um factor muito mais importante do que a velocidade máxima da ligação sem fios é o conjunto de perfis Bluetooth suportados. Afinal, é ele quem realmente determina a gama de equipamentos com os quais o dispositivo existente é capaz de interagir. Infelizmente, essas informações raramente são fornecidas, mesmo nas especificações completas do dispositivo, e muitas vezes você precisa procurá-las no texto do manual de instruções ou em fóruns de usuários.

Como o padrão Bluetooth A2DP funciona com fones de ouvido sem fio e fones de ouvido em um telefone?

Os smartphones modernos possuem o padrão de transferência de informações sem fio Bluetooth A2DP. Ele foi projetado para distribuir áudio pelo ar para dispositivos periféricos. O transmissor é um telefone celular e o receptor são fones de ouvido sem fio ou um alto-falante portátil. A tecnologia Bluetooth A2DP elimina o incômodo de fios que bagunçam seus dispositivos de áudio portáteis.

A principal característica do perfil Bluetooth A2DP é a baixa largura de banda, portanto, antes de transmitir o áudio, o smartphone é forçado a processar a trilha de maneira especial para reduzir seu tamanho. Codecs populares são SPC, MP3, ACC e outros. É importante que o codec seja suportado pelos fones de ouvido, caso contrário a música não será reproduzida.

Como habilitar e usar o Bluetooth A2DP?

A tecnologia A2DP Bluetooth (Advanced Audio Distribution Profile) permite usar fones de ouvido, alto-falantes e outros equipamentos portáteis sem fio. O usuário também consegue controlar a reprodução das faixas por meio de teclas localizadas no corpo dos dispositivos periféricos.

1. Para começar a usar a comunicação Bluetooth A2DP, você precisa ativar a opção correspondente nas configurações do smartphone. Em gadgets Android, é recomendado abrir a aba de notificações e simplesmente ativar o Bluetooth.
2. O próximo passo é ligar os fones de ouvido. Eles devem estar carregados e aparecer na lista de dispositivos disponíveis para conexão. Aqui você só precisa selecionar o fone de ouvido desejado e aguardar a sincronização do smartphone.
3. Após as etapas descritas, você poderá usar todos os recursos dos fones de ouvido sem fio - ouvir música, ajustar o volume de reprodução, alternar faixas.

O alcance do Bluetooth A2DP é de aproximadamente 10 metros, por isso é aconselhável que o usuário mantenha os fones de ouvido próximos ao telefone. Se você se mover por uma certa distância, o som será interrompido ou transmitido com interferência.

A tecnologia de áudio Bluetooth A2DP é um padrão de comunicação popular entre os proprietários de smartphones. Ele permite que você use fones de ouvido sem fio ou alto-falantes portáteis. Não há configurações especiais para o usuário; tudo funciona imediatamente via Bluetooth normal e um fone de ouvido sem fio.