Audio Bluetooth: il diavolo si nasconde nei dettagli
22.3.2017
Traduzione: tradotto automaticamente
Sul mercato arrivano sempre più cuffie Bluetooth di alta qualità e la tecnologia continua a svilupparsi, ma attenzione ai suoi difetti. Non tutti i dispositivi sono adatti a tutti gli standard. Questo articolo ti mostra a cosa prestare attenzione.
Il Bluetooth è un ottimo modo per ascoltare semplicemente la musica in streaming senza una connessione cablata. Da quando Apple ha rimosso la connessione dalle sue cuffie, il mercato delle cuffie Bluetooth è cresciuto ancora di più. Praticamente tutti i marchi le offrono, compresi produttori affermati come Sennheiser, Beyerdynamic e AKG, anche se i loro clienti snobbano questa tecnologia.
In effetti, la trasmissione di musica senza fili ha una cattiva reputazione tra gli appassionati di HiFi, il che è facile da capire: richiede una compressione dei dati che inevitabilmente ne diminuisce la qualità. Ma se le cuffie Bluetooth vanno a ruba, la qualità dell'audio non è poi così male, no? Ed è possibile migliorarla?
Sì... e no! :)
Nel primo paragrafo ti daremo una risposta di massima, per poi entrare più nel dettaglio nel resto dell'articolo.
Cosa devi sapere
Il Bluetooth è stato sviluppato con i seguenti obiettivi:
- minimo consumo energetico
- meno potenza di calcolo richiesta per la codifica e la decodifica
Questi due punti illustrano già chiaramente perché gli appassionati di HiFi stanno voltando le spalle al Bluetooth: la qualità del suono non è mai stata la priorità assoluta degli sviluppatori. La capacità di trasmissione del Bluetooth (nota anche come larghezza di banda) è inoltre limitata. La musica deve essere necessariamente compressa.
I seguenti elementi giocano un ruolo importante nella trasmissione via Bluetooth:
- Le capacità e la classe della sorgente .- Le capacità e la classe del ricevitore .- La distanza a cui si trovano i due dispositivi
Cosa si intende per "capacità"? I codec supportati. Il trasferimento può avvenire solo se entrambi i dispositivi supportano l'algoritmo desiderato, altrimenti viene utilizzato il minimo comune denominatore.
La classe supportata dal dispositivo è altrettanto importante.
- Classe 1: max. 100 mW, portata tipica di 100 m all'aperto e all'interno di edifici .- Classe 2: max. 2,5 mW, corrisponde a un raggio d'azione di 10 m all'interno degli edifici e di circa 50 m all'esterno .- Classe 3: max. 1 mW, portata di circa 1 metro in presenza di ostacoli e 10 m all'aperto .
Il Sennheiser Momentum 2 Wireless o il Parrot Zik 3 hanno una portata di Classe 1, ad esempio. In realtà, probabilmente utilizzano 3 o 4 mW - un po' di più di quanto consentito dalla Classe 2. I 100 mW massimi consentiti non vengono quindi trasmessi in modo costante direttamente nelle cuffie.
Le popolari QC35 di Bose hanno una potente gamma di Classe 2 che batte facilmente le Sennheiser (Classe 1) e le ha fatto guadagnare punti nel nostro test. (Lo smartphone del mio collega Dimitri Pfluger, che si trovava a 3 pareti e a 20 metri di distanza, è stato sentito all'improvviso.)
Le classi 1 e 2 sono quindi relativamente paragonabili, a differenza della classe 3. I dispositivi di classe 3 sono cuffie che risparmiano elettricità e riservano poco spazio alla batteria. Le Dash di Bragi sono un buon esempio. Devi aspettarti un'autonomia ridotta e una breve durata della batteria.
Smartphone, notebook e dongle funzionano con tutte le classi; è il dispositivo più debole a determinarlo. Le cuffie, per intenderci. Devi conoscere le capacità e la classe del tuo dispositivo, perché influiscono sulla qualità della trasmissione.
Le Cuffie funzionano con tutte le classi.
Il Codec: sono tre gli algoritmi comunemente utilizzati per trasmettere segnali audio via Bluetooth: SBC, aptX e AAC. Tutti i dispositivi devono supportare SBC, in quanto è il codec standard. aptX è molto diffuso, spesso utilizzato dagli smartphone basati su Android. Oltre a SBC, i dispositivi iOS funzionano solo con AAC, non con aptX.
La velocità di trasmissione: viene costantemente ridefinita dal mittente e dal destinatario. Il codec SBC parte da un bit rate medio e cerca di aumentarlo. La potenza del segnale del ricevitore è un fattore limitante. Il Bluetooth è un protocollo bidirezionale. La maggior parte dei dati passa certamente dal trasmettitore al ricevitore, ma quest'ultimo deve accettare i pacchetti di dati. Se contengono errori, li rimanda indietro. Il mittente più debole è quasi sempre il dispositivo ricevente, cioè l'auricolare.
Puoi aumentare leggermente la velocità di trasmissione avvicinandoti al trasmettitore o eliminando gli ostacoli. Ma un dispositivo con un raggio d'azione di Classe 3 non diventerà mai un dispositivo con un raggio d'azione di Classe 1. Lo stesso vale per i codec: o entrambi i dispositivi supportano l'algoritmo desiderato, o non lo supportano.
Criteri da applicare al momento dell'acquisto
Tutto questo sembra molto complicato? La situazione è un po' cambiata e la qualità dell'audio è ora più che discreta, se non ottima, soprattutto se si considera che queste cuffie wireless vengono indossate per la maggior parte del tempo in ambienti relativamente rumorosi. Se non sei disposto a investire più di 400 franchi, sono pochi i dispositivi la cui qualità ti deluderà davvero.
Se vuoi davvero ottimizzare la tua esperienza, ora sai che puoi giocare su due fattori. Il tuo dispositivo deve offrire la migliore qualità audio possibile o essere il più compatto possibile (cuffie in-ear)? Dovrai scegliere tra i due. Una qualità audio ottimale via Bluetooth per un lungo periodo di tempo e da una distanza di qualche metro richiede cuffie con un raggio d'azione di classe 1 o 2. Entrambi i dispositivi devono inoltre utilizzare gli stessi potenti codec, AAC o aptX.
Buone combinazioni:
Smartphone
−20%
Usato
CHF319.– nuovo CHF399.–
Apple iPhone 7
32 GB, Nero, 4.70", SIM singola, 12 Mpx, 4G
L'iPhone e il Bose QC35: iOS supporta SBC e AAC. Anche il QC35 è dotato di SBC e AAC. Una volta collegati, i dispositivi si sintonizzano automaticamente su AAC.
Samsung Galaxy S7 e le nuovissime cuffie Sennheiser PXC 550: entrambi i dispositivi sono dotati di aptX.
La Sony MDR-1000X merita una menzione, poiché funziona sia con AAC che con aptX. Lo stesso vale per Audio-Technica ATH-SR5BT.
Alcune nozioni di base
Originariamente, il Bluetooth veniva utilizzato principalmente per la telefonia in cuffia: rispondere e trasferire le chiamate, chattare, riagganciare. A questo scopo sono stati creati dei profili: HSP ("profilo cuffie") per l'audio e il HFP ("profilo mani libere") per le attività a mani libere. La banda di frequenza dell'HSP è limitata: non trasmette frequenze superiori a 8 kHz e solo in mono. Questo è sufficiente per le conversazioni telefoniche, ma non per ascoltare la musica. Nonostante le loro limitazioni, molte delle attuali cuffie con microfono integrato utilizzate anche per telefonare sono dotate di HSP e HFP. Le conversazioni telefoniche vengono sempre trasmesse tramite HSP al destinatario (uno smartphone, nella maggior parte dei casi).
Per la musica, è soprattutto il profilo A2DP ("Advanced Audio Distribution Profile") che ci interessa. Definisce le regole necessarie per una trasmissione di qualità. La trasmissione è unidirezionale. La larghezza di banda è di 706,25 kbit/s da Bluetooth 2.0/2.1. L'EDR (Enhanced Data Rate) triplica la velocità di trasmissione a 2,1 Mbit/s. Tutte le cuffie presenti sul mercato funzionano con questo sistema.
I profili, tuttavia, stabiliscono solo le regole del gioco tra i dispositivi coinvolti. Come ho già detto, il codec audio, ma soprattutto la velocità di trasmissione disponibile, determinano la qualità del suono. In realtà, dati i numerosi ostacoli e le altre frequenze radio di disturbo, spesso è ben al di sotto del massimo teorico.
I codec
SBC
SBC è il protocollo standard utilizzato per il Bluetooth. Ogni dispositivo che opera con il profilo A2DP deve conoscere questo codec. SBC raggiunge una velocità massima di 345 kbit/s (un CD audio non compresso rappresenta 44.000 campioni × 2 canali × 16 bit = circa 1400 kbit/s). L'SBC offre un'ottima qualità del suono ad alte velocità di trasmissione. Se il ricevitore è debole (cuffie in-ear), gli ostacoli o la distanza riducono le velocità di trasmissione. Purtroppo, quelle degli smartphone non vengono mai comunicate.
L'algoritmo SBC è relativamente semplice. Richiede una potenza di calcolo relativamente bassa per codificare o decodificare il suono e ha quindi raggiunto i suoi obiettivi principali (moderazione e risparmio). Tuttavia, la compressione è facile da migliorare utilizzando nuovi chipset, senza aumentare il consumo di energia elettrica.
Questa è la ragione principale per cui gli algoritmi aptX e AAC, più efficienti, sono favoriti.
aptX
aptX è un protocollo proprietario la cui licenza deve essere acquistata. aptX è nato come versione sviluppata da un'università. Nel 2010 è stato acquisito da CSR e commercializzato con successo. Dalla fine del 2015, CSR è di proprietà di Qualcomm, che fornisce i processori (Snapdragon) e i chip mobili per molti smartphone Android; la maggior parte di questi, tra l'altro, è dotata di aptX. Troverai un elenco qui.
Il codec funziona con una velocità di trasmissione fissa di 354 kbit/s. Può sembrare poco flessibile, ma ha i suoi vantaggi: la qualità dell'audio è eccellente o inesistente. Non ci sono vie di mezzo. I bit rate richiesti da aptX devono essere imperativamente combinati con EDR ("Enhanced Data Rate"). aptX promette una trasmissione dei dati di "qualità simile a quella di un CD".
aptX HD
aptX HD è stato introdotto all'inizio del 2016. Rompe le dinamiche con 24 bit e una frequenza di campionamento di 48kHz. Qualcomm sostiene, tra l'altro, che è superiore al CD. (Se valga la pena di utilizzare più di 16 bit e 44,1 kHz sarà oggetto di un articolo successivo). aptX HD richiede una larghezza di banda fissa di 576 kbit/s. I dispositivi dotati di aptX HD sono ancora rari. È il caso, ad esempio, degli smartphone LG G5 e V20 e delle cuffie LG Tone Platinum.
AAC
Anche l'AAC è un formato di compressione. È stato sviluppato dal Motion Picture Experts Group (MPEG), un gruppo di lavoro che si occupa degli standard MPEG. L'AAC è stato concepito come il successore dell'MP3. Chi avrebbe mai pensato che quest'ultimo avrebbe avuto una vita così lunga? L'AAC supera l'MP3 sotto ogni punto di vista: la sua qualità audio è accettabile a partire da 96 kbit/s e generalmente indistinguibile dal CD a partire da 128 kbit/s. Il suo grande vantaggio rispetto all'MP3 è che supporta fino a 48 canali.
AAC è il codec standard di YouTube e domina sui dispositivi Apple. Nel complesso, tuttavia, è leggermente meno diffuso di aptX.
AAC è il codec standard di YouTube e domina sui dispositivi Apple.
E perché non MP3?
A2DP è anormalmente compatibile con qualsiasi codec. In teoria, continuare a utilizzare l'MP3, un formato comunque dominante, non pone alcun problema. I bit rate sarebbero più che sufficienti. Lo stack de bluez di Linux (in inglese), ad esempio, sarebbe pronto a utilizzare l'MP3. Sfortunatamente, nessuno lo ha implementato e la situazione non cambierà, perché non ha capacità multicanale e la sua efficienza lascia a desiderare. Il brevetto più recente relativo all'MP3 è scaduto nell'aprile 2017. Peccato...
Sony e LDAC
Sony è uno dei pochi produttori che ha colto l'opportunità di sviluppare un proprio codec Bluetooth, LDAC, prima di incorporarlo nei suoi prodotti. Il già citato MDR-1000X non solo funziona con aptX e AAC, ma anche con LDAC. Abbinato a uno smartphone Xperia, raggiunge una vetta tecnica.
Samsung e UHQ BT
Anche Samsung ha sviluppato una tecnologia di trasferimento proprietaria chiamata UHQ BT. Le cuffie compatibili, come le Level On EO-PN920, possono trasmettere a 24 bit e 96 kHz con uno smartphone Galaxy. Si tratta di un'innovazione per la tecnologia Bluetooth.
Il vero problema: la doppia compressione
Quando si trasmettono contenuti audio via Bluetooth, i segnali audio vengono solitamente compressi due volte. Sullo smartphone, il materiale sorgente è solitamente presente come dati AAC o MP3. Questo viene decompresso prima della trasmissione Bluetooth e passa attraverso il DSP (processore di segnale digitale) prima di essere codificato nuovamente in SBC, AAC o aptX. Il dispositivo che funge da ricevitore finale li decodifica e li invia al trasduttore acustico tramite il convertitore digitale-analogico (DAC).
L'idea di comprimere i dati due volte non ha senso. È come scansionare una pagina, stamparla, scansionare la stampa e poi stamparla di nuovo. Il risultato non può che essere peggiore dell'originale. È vero, ma quanto peggiore? Tutto ciò che possiamo fare è cercare di limitare la perdita di qualità migliorando i codec. Ecco perché è meglio avere bit rate molto elevati alla sorgente o utilizzare hardware lossless.
L'ideale sarebbe trasmettere i dati non elaborati in modalità passthrough se, ad esempio, sono già nel formato giusto a un bit rate compatibile. Gli audiofili sognerebbero una trasmissione intatta del suono da una sorgente lossless.
L'amplificatore e il DAC sono ora nel dispositivo finale
Le cuffie wireless sono fondamentalmente diverse dalle altre in quanto i segnali possono e devono essere decodificati al loro interno. Devono quindi essere dotate di un amplificatore e di un DAC, il che ha i suoi pregi e i suoi difetti. Purtroppo, gli audiofili devono spesso investire centinaia o addirittura migliaia di franchi in questi gioielli tecnologici. Non c'è limite di prezzo. Questo delizioso pezzo è semplicemente un affare.
D'altra parte, la sorgente è solitamente uno smartphone, che deve essere dotato di amplificatore e DAC. Molti produttori di smartphone offrono prestazioni eccellenti in termini di uscita audio. Ma non credo che aziende come AKG, Sennheiser o Beyerdynamic scendano a compromessi quando si tratta dei loro componenti. Inoltre, i produttori dei dispositivi finali ora controllano l'intera catena DAC → amplificatore → trasmissione, il che può essere un vantaggio.
Bluetooth 5.0
Il Bluetooth 5.0, lanciato a dicembre 2016, dovrebbe portare un netto miglioramento. Promette una portata quattro volte superiore e una velocità doppia. Ma attenzione: le sue promesse si basano come al solito su un confronto tra i pessimi risultati delle versioni successive e le massime prestazioni del Bluetooth 5.0. Ciò che conta sono le seguenti specifiche: Il Bluetooth 4.x + EDR trasmetteva circa 2 MBit/s (massimo teorico). Il Bluetooth 5 + EDR e i suoi 3 MBit/s sono quindi più veloci solo del 50% circa (Fonte: Bluetooth 5.0 specifications, p. 86). (in inglese).
La portata significativamente maggiore del Bluetooth 5.0 sarà particolarmente vantaggiosa per le cuffie in-ear. E i 3 MBit/s aprono la strada a codec ancora migliori. Bisogna solo volerli creare. I primi dispositivi con Bluetooth 5.0 sono stati avvistati nella primavera del 2017. Anche in questo caso, entrambi i dispositivi finali devono supportare il nuovo standard. Il mio collega Dominik Bärlocher ti spiegherà in modo più dettagliato le possibilità offerte dalla tecnologia Bluetooth 5.0.
Come faccio a sapere quale codec viene utilizzato?
Ho consultato molti siti per supportare il mio articolo. Gran parte della diffidenza che alcuni nutrono nei confronti del Bluetooth deriva dai primi tempi della combinazione audio HSP - Bluetooth, che produceva un suono metallico. Dai problemi di connessione dei mouse Bluetooth alle impostazioni predefinite non corrette, gli sviluppatori di sistemi operativi hanno sempre commesso degli errori.
E la mancanza di trasparenza sul tipo di codec e sul bit rate utilizzato non aiuta. È come non essere in grado di vedere quale rete sta utilizzando il tuo smartphone, Edge, 3G o LTE, o la potenza del segnale.
MacOS è un sistema operativo che non ha bisogno di essere utilizzato.
MacOS Sierra
Collega le cuffie al Mac. Tieni premuto il tasto opzione ⌥ e clicca sull'icona Bluetooth in cima all'elenco che appare. Passando il mouse sul dispositivo collegato, vedrai quale codec è in uso.
Avrai ancora più possibilità se scarichi il software Hardware IO Tools for Xcode dal centro sviluppatori di Apple. Esso contiene il Bluetooth Explorer. Tuttavia, è necessario disporre di un account appropriato. Non solo puoi controllare quale codec viene utilizzato, ma puoi anche selezionare diversi codec e velocità di trasmissione specifiche. Purtroppo, però, non puoi farlo senza scollegare e ricollegare il dispositivo.
Windows 10
Windows fa pena da questo punto di vista. Si suppone che il bitrate massimo sia utilizzato per impostazione predefinita in Windows 10. Ma non c'è nessun'altra configurazione possibile. Tuttavia, è possibile sostituire lo stack Bluetooth di Windows con uno di terze parti. Questo software viene offerto per lo più con i dongle Bluetooth, ma con un po' di pazienza spesso funziona anche con l'hardware integrato e offre più opzioni di configurazione. Reddit ricompensa chiunque trovi un modo per hackerare lo stack di Windows.
iOS
Sugli iPhone è impossibile sapere quale codec è attivo e quale bitrate viene utilizzato.
Android
Su Android la situazione varia. Alcuni produttori, come Sony, sono disposti a fornire informazioni sul codec, ma spesso non c'è modo di sapere quale codec e quale bitrate viene utilizzato. I nerd registrano il traffico Bluetooth su Cyanogenmod e poi lo analizzano sul pc con Wireshark. Divertiti!
Finalmente, riesci a sentire la differenza?!
Ora che ti ho bombardato di informazioni, probabilmente ti starai chiedendo se hai davvero bisogno di aptX.
In pratica, con un bit rate massimo di 192 kbit/s, il codec SBC è paragonato alla qualità di un MP3, che è più che rispettabile. Per le orecchie meno allenate è difficile distinguere la versione compressa da quella originale. E' ancora più difficile se si utilizzano i codec AAC e aptX adatti all'HiFi.
A breve valuteremo i diversi bit rate utilizzati da SBC e faremo un test alla cieca per confrontare SBC e aptX. Rimani sintonizzato!
Altre informazioni per i nerd dell'audio
Aurel Stevens
Chief Editor
aurel.stevens@digitecgalaxus.chSono il guru del team dei redattori. Scribacchino 5 giorni su 7 e papà 24 ore su 24. Mi interesso di tecnologia, computer e HiFi. Mi sposto sempre in bicicletta, in qualsiasi condizione meteo e, solitamente, sono di buon umore.
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