6. Bluetooth

L'obiettivo principale al tempo della sua messa a punto (e lo è ancora oggi) era una trasmissione più economica possibile, così da mantenere il consumo energetico e la potenza di calcolo ai livelli minimi. Questo era sufficiente per le prime applicazioni Bluetooth dell'epoca, quando il bisogno di riprodurre musica alla massima qualità possibile non era ancora l'obiettivo principale della tecnologia di prima generazione.

E così leggiamo diversi termini Bluetooth nelle specifiche tecniche dei produttori, come "Bluetooth versione 5.0" o abbreviazioni come "A2DP" e "aptX". Questo dimostra che il Bluetooth non è uno standard rigido, bensì costantemente sviluppato dal Bluetooth Special Interest Group (SIG). Nel frattempo, il Bluetooth è disponibile nella versione 5.1 ed è stato dotato di nuove funzioni per la navigazione; anche le velocità di trasmissione e le gamme vengono aggiornate di versione in versione.

Profili Bluetooth

Per la trasmissione dell'audio, il Bluetooth è stato inizialmente utilizzato solo in connessione con gli auricolari. I cosiddetti "profili" regolano i flussi audio, che sono fortemente limitati nella loro risposta in frequenza: "HSP" significa "Headset Profile", e si occupa delle funzioni di base che sono importanti per una comunicazione fluida tra le cuffie e il dispositivo. Il profilo "HFP" (per "Hands free Profile") è leggermente più sofisticato e definisce la cooperazione fluida tra il telefono cellulare e il dispositivo vivavoce installato nell'auto.
Il profilo "A2DP" ("Advanced Audio Distribution Profile") permette innanzitutto la trasmissione di due canali diversi, cioè stereo, con una codifica notevolmente migliore di "HSP" e "HFP". La funzione "Audio/Video Remote Control Profile", o "AVRCP" in breve, è responsabile solo del controllo: invia comandi come "Play", "Pause" o "Skip Title" dalle cuffie allo smartphone.
È particolarmente importante sapere che i profili devono essere supportati da entrambe le parti, cioè dalle cuffie (ricevitore) e dal lettore (smartphone, mixer, ecc.). In altre parole, i profili portano tutti i dispositivi tecnici coinvolti allo stesso tavolo in modo che giochino secondo le stesse regole.

Classi Bluetooth

La portata effettivamente raggiungibile con le connessioni Bluetooth dipende da molti fattori (design, ambiente, ecc.) e può essere generalmente divisa in tre: la classe 1 trasmette con un massimo di 100 milliwatt e raggiunge una portata fino a 100 metri all'aperto. La classe 2 funziona con solo 2,5 milliwatt, la sua portata è fino a 50 metri all'aperto in condizioni ideali, ma i 10 metri sono molto più realistici. La classe 3 è la variante a maggior risparmio energetico: qui è necessario solo 1 milliwatt, ma è sufficiente per pochi metri (fino a 10 ma con contatto visivo). In generale, meglio cercare di risparmiare le batterie del trasmettitore (se ci sono) e quelle del ricevitore.

Codec Bluetooth

I codec si occupano della compressione dei segnali audio. I segnali digitali sono divisi in diverse bande di frequenza e queste sono poi codificate a seconda dei loro livelli di segnale. Questo ricorda la codifica degli MP3 che dimostra come, anche in questo caso, la codifica implichi sempre una perdita, a volte così consistente da essere percepibile. Attenzione: in questo caso entrambi i lati, trasmettitore e ricevitore, devono supportare il codec.

SBC

SBC, chiamato anche "Low Complexity Subband Codec", fa parte del profilo Bluetooth "A2DP" (vedi sopra). La sua compressione richiede relativamente poco all'hardware e quindi poca potenza di calcolo. L'uso del codice SBC è senza licenza, quindi è spesso usato come un fallback qualora il trasmettitore o il ricevitore non offrisse codec di livello superiore. La qualità del suono è buona nel caso di trasmessi Bit Rate elevati, ma perderebbe rapidamente qualità se il ricevitore fosse debole o esistessero ostacoli (ad esempio, pareti, spazio, distanza) tra il trasmettitore e il ricevitore. La massima frequenza di campionamento del codec SBC è di 48 kHz (ma di solito si usano solo 44,1 kHz), a 16 bit e a una velocità di dati di massimo 345 kb/s.

aptX

Si tratta di un codec a pagamento: qualora un produttore volesse usarlo sui suoi dispositivi, dovrà pagare dei diritti di licenza a Qualcomm. Il vantaggio del codec è il suo bit rate fisso di 354 kbit/s, una migliore performance di compressione (cioè un tasso di compressione inferiore) e dunque una qualità del suono migliore. Questo richiede necessariamente che tutti i dispositivi in gioco siano in grado di utilizzare lo standard aggiuntivo Bluetooth EDR - "Enhanced Data Rate", che offre un bit rate fino a 2,1 Mbps. In realtà, tutte le cuffie sono compatibili con l'EDR: un'occhiata ai dati tecnici o una richiesta al produttore dovrebbero chiarirti le idee.
L'appendice "HD" è un plus: con una frequenza di campionamento di 48 kHz e una risoluzione di 24 bit, la qualità è teoricamente superiore a quella del CD. Inoltre, c'è un minor rischio di dispersione. È anche vero che gli smartphone e le cuffie con aptX HD sono ancora piuttosto rari.

Qualcomm sviluppa costantemente i suoi codec aptX e nel frattempo ci sono diverse varianti che sono tutte adattate a specifici settori di applicazione. La variante a bassa latenza (aptX LL) è destinata a garantire una perfetta sincronizzazione tra l'immagine e il suono in contesti critici come i giochi o i film. "aptX Live" si rivolge principalmente alle applicazioni dal vivo sul palco che si basano su una latenza estremamente bassa quando microfoni e cuffie wireless interagiscono.
Qualcomm ha introdotto il nuovo codec "aptX Adaptive" solo nell'autunno 2018, e questo è caratterizzato dalla regolazione automatica dei tassi di compressione in contesti diversi. Poiché la trasmissione audio per le telefonate è meno critica in termini di tempo rispetto al gioco online o ai film in streaming, aptX Adaptive è estremamente performante nel restituire comunque la codifica ottimale.

AAC – Advanced Audio Coding

Questo codec è stato sviluppato dal Motion Picture Experts Group (MPEG) e si suppone che sia il successore di alta qualità dell'MP3, in quanto la correzione degli errori più precisa e gli algoritmi di codifica più efficienti comprimono meglio il materiale audio. Anche qui, i diritti di licenza sono dovuti, ma AAC supporta anche fino a 48 tracce, il che lo rende adatto alle applicazioni surround. Apple, per esempio, si basa su AAC per i suoi dispositivi mobili, mentre i suoi computer supportano aptX.

LDAC

Con LDAC, Sony ha sviluppato una tecnologia che può trasmettere contenuti audio High-Res a una velocità di trasferimento massima di 990 kbps. Una capacità di 24 bit e una frequenza di campionamento di 96 kHz si spingono oltre i limiti di ciò che è tecnicamente possibile, sebbene tale codec si trovi attualmente quasi esclusivamente tra i prodotti Sony.

Samsung UHQ-BT

Samsung UHQ-BT

Anche Samsung offre il codec UHQ-BT, un algoritmo che, come Sony, supporta fino a 24 bit e 96 kHz. Tuttavia, l'UHQ-BT non è molto utilizzato.