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音频科普,蓝牙:最方便的无线听歌方式认识不同编码的不同音质

 fjgsd 2023-03-04 发布于广东
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蓝牙

蓝牙(Bluetooth)相信是大家最熟悉的无线播歌方式,虽然连接上相当方便,但比起AirPlay、Chromecast、DLNA、Play-Fi 等等采用网络方式传送音乐的技术,音质方面稍为逊色一点。不过随着蓝牙版本及技术的改进,引入了不同的编码让这种方便快捷的连接方式也可以提供越来越好的音质。

由1.0 到5.2 版本:减低功耗、加大频宽、增加功能

warwick Acoustics

由90 年代电讯商爱立信(Ericsson)开发出来的这项技术,经过差不多30 年的发展,蓝牙已经经历了好多的版本变化。蓝牙采用2.4GHz 无线电频率,由初期蓝牙1.0 只具备723.1kbps 的慢速,到蓝牙3.0 大幅提升至24Mbps,足以用来传送较多资料以及较高质量的音乐;其后的蓝牙4.0、4.1、4.2 则是功能大幅增强、相当普及的版本,当中4.0 版加入了低功耗蓝牙技术、4.1 版加入智慧连接及支持多装置连接、4.2 版则可与互联网连接,甚至现时支持蓝牙播歌的器材有相当部分仍是采用蓝牙4.x 版本。

蓝牙1.0

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初代蓝牙版本有相当多兼容问题,容易出现无法连接以及泄漏资料的情况,到后期的1.2 版本速度才提升至723.1kbps,传输距离则只有10 米。

蓝牙2.0

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加入了「非跳跃窄频通道」(Non-hopping narrowband channel)技术,无需与每个蓝牙连接的装置交换应答信号,所以可以达成将蓝牙信号和资料传送到多个装置。

蓝牙3.0

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提高了数据传输速率,最高可达24Mbps,是蓝牙2.0 的8 倍,足以传送较高质量的音乐信号,现时主流的蓝牙传输速度大概也是这个水平。另外增强了电源控制,让闲置时功耗显著降低。

蓝牙4.0

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虽然速度和3.0 保持一样,不过传输距离大幅提升至50 米、甚至最高可达100 米,而且引入了「低功耗蓝牙」、「传统蓝牙」和「高速蓝牙」三种模式,与其后的4.1、4.2 是最普及的蓝牙版本。

蓝牙5.0

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支援室内定位导航功能,结合Wi-Fi 可达到精确度少于1 米的室内定位。可以无需配对接收数据,例如广告、位置资讯等,传输率提高至48Mbps,并且针对物联网进行了很多底层最佳化。

2016 年推出的蓝牙5.0 则将频宽翻倍至48Mbps,支援室内定位导航等功能。而2020 年最新公布的蓝牙5.2 就加入了LE Audio 技术,以Bluetooth Low Energy 运行,可以让耳机连接多个音频信号,或者多组耳机连接一个音频信号,采用了新开发的LC3(Low Complexity Communication Codec)编码。虽然频宽、连接的距离及稳定性对音质都有影响,不过以蓝牙播放音乐,发射和接收方支援的编码(Codec)对音质影响更为重要。

蓝牙版本时间图

版本

发布时间

最大传输

传输距离

蓝牙1.0  

1988

723.1kbps  

10米

蓝牙1.1  

2002

810kbps  

10米

蓝牙1.2  

2003

1Mbps

10米

蓝牙2.0+EDR  

2004

2.1Mbps  

10米

蓝牙2.1+EDR  

2007

3Mbps

10米

蓝牙3.0+HS  

2009

24Mbps  

10米

蓝牙4.0  

2010

24Mbps  

10米

蓝牙5.0  

2016

48Mbps  

10米

主流蓝牙编码的音质比较

SBC

// 「预设」蓝牙传输编码 //

SBC(Subband Codec)是由定制各种蓝牙标准和规格的组织Bluetooth Special Interest Group(SIG)为Advanced Audio Distribution Profile(A2DP)而设的音讯编码,由于属于标准的一部分,所以几乎所有的蓝牙装置都支援SBC 编码。SBC 支援单声道及立体声串流,取样率最高为48kHz,而单声道最高bit-rate 是342kbps、立体声则是345kbps,音质大约等同于中等质素的MP3。2020 年CES 上SIG 公布了SBC 的后继编码LC3(Low Complexity Communication Codec),理论上比SBC 有更佳音质及较少失真。

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AAC

// MP3 的后继者  //

Advanced Audio Coding(AAC)是由Dolby Lab、Sony、Nokia 等大品牌共同开发的技术,作为MP3 后继者而被设计出来,在相同的bit-rate 之下,AAC 相较于MP3 通常可以有更好的音质。Spotify、Apple Music 以及KKBOX 都是采用AAC 编码来串流音乐,亦都广泛应用于PS3、iPhone、YouTube 等不同器材和平台。由于iPhone、iPad 等都会用AAC 作为蓝牙音乐传输,所以绝大部分蓝牙耳机、喇叭等都会支援AAC,音质大约等同于中等至中高质素的MP3。 

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aptX

// 首款「高音质」蓝牙编码  //

aptX 之前也被叫做「apt-X」,不讲不知这种编码算法早在20 世纪80 年代已经发明,辗转之下最后被著名的手机处理器制造商「高通(Qualcomm)」购入。aptX 支援16bit、44.1/48kHz 的音讯,bit-rate 可达384kbps,向下兼容SBC。由于传输的码率比起SBC 及AAC 都更高,所以也拥有更佳音质,在早年算得上是首款拥有稍为接近CD 音质的蓝牙音乐编码。不过由于需要付高通授权费,所以某些器材、例如iPhone 等都并未配备aptX。

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aptX-HD

// 接近「无损」的蓝牙音乐传输  //

aptX HD 虽然名称入面有「HD」,不过依然是一款有损(lossy)的编码方式,不过已经可以提供接近无损的音乐质量,提供高达20kHz 的音讯频率以及至少120dB 的动态范围。而且在编码的时候延迟相当少,可以低于5毫秒,对于蓝牙作为免提通讯等应用特别有利,听歌当然都有帮助。在高音质蓝牙传输方面,最主要的对手就是Sony 开发的

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LDAC

// Hi-Res 认证、具备990kbps 传输速率 //

LDAC LDAC 编码的传输率比A2DP 标准下的SBC 高出3 倍,最高可以达到990kbps,支援串流播放24bit/96kHz 的音乐档案,是现时蓝牙技术的最高规格之一。LDAC 提供3 种传输模式,分为音质优先、正常,以及连线优先,分别为990kbps、660kbps 及330kbps 三种不同速度的传输率。LDAC 也是率先获得日本音响协会认证,达到Hi-Res Audio Wireless 标准的蓝牙高音质标准。其后唯一获得Hi-Res 认证的则是LHDC(Low-Latency Hi-Definition Audio Codec),规格差不多。

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2016 年推出的蓝牙5.0 则将频宽翻倍至48Mbps,支援室内定位导航等功能。而2020 年最新公布的蓝牙5.2 就加入了LE Audio 技术,以Bluetooth Low Energy 运行,可以让耳机连接多个音频信号,或者多组耳机连接一个音频信号,采用了新开发的LC3(Low Complexity Communication Codec)编码。虽然频宽、连接的距离及稳定性对音质都有影响,不过以蓝牙播放音乐,发射和接收方支援的编码(Codec)对音质影响更为重要。

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本文转载自

https://www./glossary/bluetooth-sbc-aac-aptx-aptx-hd-ldac-lhdc/

作者 炽

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