Музыка без проводов

Беспроводные технологии передачи звука становятся все более популярными на рынке Hi-Fi, и их активно берут на вооружение компании, специализирующихся на производстве аудиотехники.

Условно все существующие на сегодня способы передачи сигнала между аудиоустройствами можно разделить на три класса. Первые – это технологии, разработанные и запатентованные самыми компаниями, производящими Hi-Fi. Они подразумевают наличие в воспроизводящем устройстве (например, активной акустической системе) приемника сигнала, а также внешнего передатчика (поставляемого в комплекте, или приобретаемого отдельно), который надо подключить к источнику сигнала. В качестве примера таких систем можно привести акустику JBL, Harman/Kardon, а также док-станции iPort и Olive. 

Другой класс Hi-Fi-аппаратуры предусматривает использование Wi-Fi-передачи, для чего воспроизводящую технику надо подключить к существующей беспроводной сети (с присвоением IP-адреса). После этого можно будет в потоковом режиме воспроизводить звук, транслируемый с любого устройства (ПК или портативного гаджета), работающего в той же «сетке». Как одну из разновидностей такого рода подключения можно упомянуть AirPlay, обеспечивающий прямую связь между приемником и передатчиком при условии использования для прослушивания музыки программного плеера iTunes.

Третьим видом беспроводной связи в аудио, который и станет предметом нашего более подробного рассмотрения, является Bluetooth. Появившаяся на рынке уже более 10 лет назад, первоначально эта технология обеспечивала не очень высокое качество звука, и использовалась для создания беспроводных гарнитур для мобильных телефонов. Однако Bluetooth 2.0, обладающая более высокой скоростью передачи данных, и лучшим качеством связи, имела и весьма серьезный потенциал для повышения качества передаваемого звука. А новейший формат Bluetooth 4.0, при сохранении всех достоинств «второй» версии, отличается еще более высокой экономичностью, которая необходима для продления времени работы портативных устройств.

Кодируем звук

Существует так называемый Bluetooth Profile, который описывает функционал этой беспроводной связи. В частности, профиль A2DP (Advanced Audio Distribution Profile) определяет, насколько качественно будет передаваться звук (моно или стерео) при использовании Bluetooth.

В свою очередь, A2DP поддерживает несколько кодеков, с помощью которых исходный цифровой аудиосигнал шифруется для передачи по Bluetooth. Все устройства, оснащенные Bluetooth, поддерживают так называемые базовые кодеки (SBC), но могут поддерживать и дополнительные кодеки, такие как Apt-X, AAC, MP3 и т.д. Они обеспечивают лучшее качество звука, чем SBC, и Apt-X, является на сегодня самым совершенным аудиокодеком.

В базовом кодеке SBC используется ограничение частотного диапазона передаваемого сигнала с резким спадом АЧХ выше 14 кГц, поэтому он не подходит для качественного прослушивания музыки, Кодеки MP3 и AAC построены на базе убыточного «интеллектуального» сжатия данных с потерями информации, за счет чего качество звука также ухудшается.

Кодек Apt-X использует технологию обработки звука ADPCM, представляющую собой сжатие данных без потерь, с поддержкой 16 и 24-битной обработки, и шириной динамического диапазона до 120 дБ. Фактически, различия между ним и кодеками MP3/AAC такое же, что и между аудиофайлами, сжатыми в MP3/WMA и FLAC/WAV. При этом кодек Apt-X может передавать звук, кодированный в MP3 и AAC без дополнительной обработки, не ухудшая его качества.

Обработка получаемого звукового сигнала начинается с задержкой менее 1,9 мс, в то время как латентность MP3 и AAC составляет более 100 мс. Базовый кодек SBC также имеет низкую латентность, но в нем она достигается за счет использования буферной памяти, что накладывает определенные ограничения на структуру пакетов передаваемых данных, и в конечном счете приводит к ухудшению качества звука. Для Apt-X буферизация данных не требуется. Кроме того, в кодеке Apt-X имеется автосинхронизация между приемником (энкодером) и передатчиком (кодером), позволяющая в случае потери связи восстановить ее в течение менее 3 мс.

Кодек Apt-X может использоваться для передачи аудиосигнала в Hi-Fi-технике, хотя и требует большей вычислительной мощности от аудиопроцессора (32 MIPS для Apt-X против 12 MIPS для SBC). Поэтому, если вы заинтересованы в высококачественной беспроводной передаче звука в вашей домашней системе именно по Bluetooth, убедитесь, что и передатчик (например, смартфон), и приемник, встроенный в активные АС или аудиосистему, поддерживают эту технологию.

Однако, как всегда в подобных системах связи, здесь заложен принцип обратной совместимости. То есть, если передающее устройство, поддерживающее, например, кодек Apt-X, будет пытаться связаться с приемником, не поддерживающим его, то тогда оно перейдет на базовый кодек SBC, разумеется, с ухудшением качества звука.

Основные параметры кодека A2DP Apt-X:

• Степень сжатия: 4:1
• Формат звука: 16 бит, 44,1 кГц (соответствует CD-Audio)
• Битрейт: до 352 кб/с (SBC – 320 кб/с)
• Диапазон частот: 10 Гц – 22 кГц (SBC – 20 Гц – 17 кГц)
• Задержка передачи: менее 1,89 мс на частоте 48 кГц
• Динамический диапазон: 16 бит, более 92 дБ
• Шум и искажения: - 68,8 дБ.

Текст: Владимир Чернов