蓝牙5.0 5.1 5.2

蓝牙5.2版本中新增的功能包括LE同步信道(LE Isochronous Channels), 增强版ATT(Enhanced ATT)及LE功率控制(LE Power Control).下面分别简要介绍这三项新增功能。

一、LE同步信道

这是支撑下一代蓝牙音频的核心技术,之前版本的低功耗蓝牙仅支持面向连接的异步通信链路(ACL)及非连接模式的广播链路,前者应用于外围设备(例如手表)与中心设备(例如手机)间双向数据传输,后者应用于Beacon设备单向广播信息及Mesh网络中。为了实现基于LE的下一代蓝牙音频5.2版本中定义了LE同步信道(LE Isochronous Channels), 包括连接模式下的同步音频流(Connected Isochronous Stream)传输信道及广播模式下的同步音频流(Broadcast Isochronous Stream)传输信道。LE同步信道为实现下一代蓝牙音频的多声道音频流(Multi-Stream Audio)和基于广播音频流的共享音频(Audio Sharing)应用打下了基础。根据5.2版本核心规范一个同步组可以包括最多31个不同的同步音频流,在广播同步模式下可以实现通讯范围内无限多个音频接收端同时收听分享的音频流。

为了实现LE同步信道在低功耗蓝牙的控制器(Controller)中定义了一个新的通讯协议层 – 同步适配层 (ISOAL)。ISOAL用于实现同步数据(如数字音频流)的服务数据单元(SDU)与链路层(Link Layer)的协议数据单元(PDU)进行相互转换。基本原理是由于SDU的长度远大于PDU的长度因而在发送同步数据时需要将一个SDU分割并转换成多个PDU并调制射频信号进行传输,反过来在接收时需要将多个PDU重新组装转换成SDU并向上层传输。

二、增强版ATT

蓝牙5.2版本中对的ATT协议进行了完善(Enhanced Attribute Protocol),用于快速读取属性值,这一新增功能将提高基于ATT协议的信息沟通效率,实现快速服务发现(Fast Service Discovery)等功能。可以预见快速服务发现功能将在下一代蓝牙音频技术中得到应用,以实现音频设备间快速交换相关服务信息。

三、LE功率控制

蓝牙5.2版本定义了低功耗蓝牙的双向功率控制协议(LE Power Control),可用于实现多种应用场景,有助于在保持连接的情况下进一步降低功耗并提高设备连接的稳定性和可靠性。

蓝牙5.2相比5.0新增了三个功能,包括LE同步信道(LE Isochronous Channels)、增强版ATT(Enhanced ATT)及LE功率控制(LE Power Control)。而且5.2的传输距离更快、距离更远、功耗更低。

蓝牙5.2主要优点包括:通过更低的功耗和有时间限制的数据通信来实现更有效的连接。低能耗(LE )同步频道允许音频传输在多个设备间交互,另外LE功率控制可以优化发射机的功率。这些特性使得在蓝牙设备在2.4GHz频率范围内与其他无线设备得以更好地共存,并有效地改善了用户体验。

蓝牙5.0 5.1 5.2

众所周知蓝牙版本升级,意味着更快的连接速度,更远的连接距离,更低功耗。近几年,蓝牙版本不断更新,蓝牙技术更新在哪些地方呢?

蓝牙5.0 5.1 5.2

蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)在2021年7月13日正式发布了最新的蓝牙核心规范5.3版本。

相比蓝牙5.2,蓝牙5.3通过改善低功耗蓝牙中的周期性广播、连接更新以及频道分级,进一步提升了低功耗蓝牙的通讯效率和蓝牙设备的无线共存性,同时,蓝牙的功耗也有所下降。而且,蓝牙5.3版本还引入了一些新功能,增强了经典蓝牙BR/EDR(基础速率和增强速率)的安全性。

但目前搭载蓝牙5.3技术的产品还没有批量上市。TWS耳机方面蓝牙5.0,5.1,5.2版本还是常见的。

蓝牙5.0 5.1 5.2

蓝牙5.0是由蓝牙技术联盟在2016年提出的蓝牙技术标准。蓝牙5.1则是2019年1月28日公布标准。 相比蓝牙5.0,最新版蓝牙加入了测向功能和厘米级的定位服务,这项功能的加入使得室内的定位会变得更加精准,并且在小物体的位置上也能准确定位避免物品遗失。

蓝牙5.2是蓝牙技术联盟在2020年发布的蓝牙标准,主要的特性是增强版ATT协议、 LE功耗控制和LE信号同步,连接更快,更稳定,抗干扰性更好。蓝牙5.2版本规范还设定了的新一代蓝牙音频技术标准LE Audio,主要特点是全新的高音质、低功耗音频解码器LC3,支持多重串流音频、支持广播音频技术,为助听器提供强大的支持。

蓝牙5.2对比5.1版本更新细节可以看这个,不再赘述。

LE Audio备受期待的新功能——LC3低复杂性通信编解码器

LC3能够使蓝牙耳机升级,达到业内最顶级的音频质量。LC3是一种新型低功耗音频编解码器,即使在低数据速率下也可提供高质量音频。这一特性为开发人员提供了极大的灵活性,让开发人员能够在关键产品属性(例如音频质量和功耗)之间实现更好的设计平衡。
LC3 (Low Complexity Communications Codec),采样率:8、16、24、32、44.1、48kHz,比特率:16-320kbps ,帧速率:7.5、10ms。
有开发者表示,LC3效率更高、功耗更低、延迟时间更短,整个编码、传输和解码过程仅需20毫秒;该解码器能将数据速率降低一半,从而延长电池寿命或缩小设备体积。

参考来自我爱音频网。

市面上已经推出了不少支持蓝牙V5.2的主控芯片和音频产品,不过它们绝大部分都没有LE同步信道、增强版ATT及LE功率控制,也不能支持LE Audio,部分已经认证的LC3产品也还没有上市。支持蓝牙V5.2的耳机常见的编解码器是aptX Adaptive、LDAC。

网友提出疑问:买5.1版本、5.2版本的无线蓝牙耳机,手机的蓝牙版本却是5.0,这样能愉快地使用吗?

蓝牙5.0 5.1 5.2

TWS耳机需要与手机、电脑等音频播放端进行搭配才能够进行使用,这也意味着手机端的配置对TWS耳机的音频传输也起到了决定性的作用。

目前通过蓝牙5.2认证的蓝牙音频产品,在连接稳定性、传输速度、功耗方面都有更好的优化,与支持蓝牙5.2版本的智能手机连接也会有更好的使用体验,而与当前蓝牙5.0的手机连接可能感知并不明显。

蓝牙耳机和手机是不同版本,也是可以兼容使用的,两个设备无论是哪个版本更好,共同使用时会以共同支持的最低版本工作。

但目前市场只有小部分手机是支持5.2蓝牙版本的,绝大多数手机还停留在5.0版本,想要适配性和性价比,各位买耳机别忘了参考手机的版本。

从实用性角度出发,考虑移动设备端和蓝牙耳机端的适配性,dyplay这款蓝牙版本5.0的真无线蓝牙耳机值得你的青睐。在200以下的价格范围内足够出色。

蓝牙5.0 5.1 5.2

相较于蓝牙4.2版本协议,5.0版本在连接稳定性和功耗性上都有了很大提升。耳机开盖秒连,取出即可连接成功,迅速配对上。

蓝牙5.0 5.1 5.2

音频编解码AAC技术,延时低,不损失声音频率中的甚高、甚低频率成分,声音更清晰,而且更接近原音,搭载10mmPU+羊绒复合膜特质单元,历经专业降噪团队的调校,提供解析度高、层次丰富以及保真度高的声音品质。

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内置高灵敏度MIC,降噪深度达-25dB,包含降噪模式和通透模式,使用场景更丰富。

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从充电仓到耳机,都采用切割线条感设计,展现年轻自由的气息,棱角分明,细腻光滑的质感,简约但不简单。

藍牙 5.0 / 5.1 / 5.2 真的可以讓耳機變得更好聽?

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近期市面上越來越多標榜著藍牙 5.0 技術的耳機,甚至更多用上了 2020 年推出的藍牙 5.2 的耳機,不少朋友都在問,這新的藍牙技術真的可以讓耳機聲音更好聽嗎?又有那些關鍵技術是可以提升我們從智慧型手機的串流音樂,利用藍牙傳輸到耳機的聲音品質?藍牙 5.0 / 5.1 / 5.2 又有哪些厲害的新功能,可以讓我們聽音樂更方便?

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藍牙 5.2 比起藍牙 4.2 更強大

聊藍牙 5.2 與 4.2 差異時,先說明藍牙 5.2 與 5.0 的差異,最主要有三個,首先是讓延遲更低,使用者體驗也提升;接著是低功率電力控制與
低功耗藍牙等時通道,總之就是一個 5.0 與 5.1 的 DEBUG 版本。

那藍牙 5 系列與 4.2 最大差異就是在傳輸距離與最大傳輸速度上的提升,傳輸距離藍牙 4.2 最大可達 50 公尺、5.2 最大可達 300 公尺;最大傳輸速度藍牙 4.2 最大可達 24Mbit/s、藍牙 5.2 最大可達 48Mbit/s,無論在頻寬或是距離都提升非常多。因為頻寬加大很多,所以加上了特異功能,也就是同時可對兩台藍牙耳機或喇叭輸出音訊。

先從音響設備怎麼提升音質講起

大家應該對於無間道中劉德華與梁朝偉的對話很熟悉,”高音甜、中音準、低音沉,總之一句話就是通透”。後來當劉德華換上另一條線材後,整個聲音品質大幅提升,讓梁朝偉驚艷不已。這個換線材的動作就能提升音質,很多朋友一定覺得有這麼玄嗎?事實上對音響玩家來說,一點都不奇怪,所以底下的解釋是用最簡單的方式解釋給讀者,其他的絞線方式、端子材質、隔離屏蔽方式、線芯數、器材適配性部分就先不在考慮內。

我們就先不要講太複雜,以智慧型手機的快充來說,大家覺得不同充電線對充電速度有差嗎?
當然有吧,這不是常識嗎?有些充電線插上去後就會顯示閃電充電中,有些線材插上去就會變成一般充電,甚至還叫你換一條線。

更淺顯易懂的例子就像一條速限 60 的單線道道路,在假日時可能就會容易塞車,而且可以通過的車流量會有限制,今天如果是 10 線道,速限加快到 120,就會改善很多,而且通過的車流也會變大很多。播音設備如手機、音響的音樂訊號是由聲音能量轉化成電能,透過電壓與電流來傳遞訊號,如果連接線的材質導電性好、線材又粗,是不是這些訊號就可以更完整無損的傳遞到你耳機或是喇叭上。速限就好像是不同的導線材質,就像銀導線的電阻就比銅要來的小,所以速線就可以提高很多;而由單線道提高到 10 線道,就表示線材變粗了,線材導電面積加大,可以通過的訊號就便可以變多,不過價格當然也變高很多。

有更大的頻寬一定會有更好的音質嗎?

但如果車流量原本就很小,單線道加上速限60的狀況下原本交通就非常順暢,那有必要加到 10 線道而且提高速限到 120 嗎?當然沒必要啊!

如果你的音源品質原本就沒有很好,手機也沒辦法輸出更多的訊號,加上耳機又無法重現這麼多訊號的狀況下,線材基本上就不需要太斤斤計較了,因為聲音品質的瓶頸並不會是在線材上。 但當你的聲音來源非常優異,耳機又可以還原這些聲音,這時候換上更好的線材絕對會讓你感覺到超有價值。依照這樣的理論來說,有更大頻寬應該要有更好的音質才對?

以前面提到的藍牙 5.2 最大傳輸速度是藍牙 4.2 的兩倍,但即使這樣,不要說比起有線要差很多,比起另一個無線技術 WiFi 都要差的很遠(為什麼要用藍牙?因為藍牙超省電!)。所以裝置在將音樂檔案傳遞到藍牙並不是直接把檔案丟到耳機或喇叭上,剛剛講的因為藍牙的頻寬比較低,所以為了縮小音樂檔案變成可以透過藍牙傳遞,會有一個將原始音樂編碼成壓縮格式的演算法,接下來就可以透過藍牙傳遞到耳機,但這經過壓縮的格式並不是音樂檔,還要經過耳機上的解碼器轉回音樂檔案,才有辦法播放。
這些過程雖然很快,但還是需要點時間,所以一般藍牙耳機都會有點延遲,這就是因為編碼解碼過程所造成的。

接下來就是關鍵了!

在保持音樂數據還原度的同時縮小檔案大小並非易事,所以經過心理聲學研究和分析,轉碼器省略了音樂中不會明顯造成音樂品質差異的資訊,像是比較高或是比較低的頻率就有可能被捨棄。所以相較於藍牙世代會不會影響音質來說,壓縮還原的編碼更為重要。

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相較愈頻寬更大的藍牙 5.2 ,其實這個更關鍵

最早的編碼方式大多使用 SBC 這種高損耗的壓縮格式,這格式非常強大,雖然說是高損耗,但其實還有著接近 MP3 的品質,也就是說一般的 MP3 用這壓縮方式傳遞並沒有太大的影響,所以如果耳機品質沒那麼好,這音質算是可以接受了。

但對於耳朵被養壞的朋友,有更多厲害的壓縮格式,以 APPLE 設備來說,AAC 的編碼解碼方式就是內建的演算法,在音樂還原上品質更好,但會比較耗電一些。另外像是 aptX、aptX HD、aptX LL 都有著品質非常好的演算法,同時也可以解決延遲問題。還有 Sony 獨家開發的 LDAC 演算法,可以提供接近無損音質的能力,但頻寬要求就會相對大。

更厲害的是 CES 2020 推出的 LC3 或稱為 LE 演算法,他被稱為下一世代藍牙音訊演算法。在音質、延遲、功耗都有非常棒的提升,還加上音樂共享新功能。藍牙技術聯盟表示,LC3能夠以SBC一半的位元率傳輸音訊,且不會造成音質大幅下降。效率提高讓真無線藍牙耳機可以使用較小的電池,減少耳機的體積,或者在相同尺寸下提供更長的電量續航,不過目前還沒有看到相關耳機產品出現。

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回到主題 藍牙 5.2 可以讓聲音變好聽嗎?

會!但關鍵還是演算法!藍牙 5.2 因為有了更大頻寬與更多功能,讓壓縮還原的演算法有了更大的空間,以前面提到的 LC3 演算法,就是基於藍牙 5.2 核心規格版本所推出,雖然目前市面上還沒有相關的音響或耳機產品出現,但應該離推出的時間也不會太久,就讓我們期待一下這樣的藍牙無線耳機可以幫我們帶來多好的音響體驗。

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視聽娛樂

2021-04-29

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