Što je Bluetooth LC3 kodek? Je li bolji od SBC-a?

Na događaju CES 2020, potpredsjednik marketinga za Bluetooth Special Interest Group, Ken Kolderup, najavio je rođenje Bluetooth Low Energy—nove vrste Bluetooth tehnologije prijenosa zvuka koja je koristila manju snagu, a nudila bolje kvaliteta.

Srce ove tehnologije bio je novi audio kodek nazvan Komunikacijski kodek niske složenosti (LC3). Ovo dovodi do pitanja: je li ovaj kodek bolji od SBC-a, glavnog za prijenos zvuka putem Bluetootha? Pa, idemo saznati.

Razumijevanje vrsta Bluetootha

Prije usporedbe kodeka bitno je razumjeti razliku između dviju današnjih Bluetooth tehnologija. Općenito, postoje dvije glavne Bluetooth kategorije. Evo kratkog pregleda oba.

Bluetooth Classic

Također poznat kao Bluetooth Basic Rate/Enhanced Data Rate (BR/EDR), Bluetooth Classic koristi skup radija dizajniranih za prijenos podataka pri većim brzinama prijenosa. Ovaj bitrate se u većini slučajeva kreće od 1 do 3 Mb/s. Zbog ove visoke brzine prijenosa, Bluetooth Classic se koristi za audio prijenos u bežičnim slušalicama, zvučnicima i sustavima za zabavu u automobilu.

Bluetooth Low Energy (BLE)

U usporedbi s klasičnim Bluetoothom, niskoenergetski Bluetooth koristi posebne niskoenergetske radije. Zbog ovoga, Bluetooth Low Energy prenosi podatke uz manju potrošnju energije. Ipak, ova energetska učinkovitost smanjuje bitrate na najviše 2 Mb/s. Osim toga, BLE nudi dva prijenosa niže brzine prijenosa od 125 i 500 kbps.

Zbog manje propusnosti i potrošnje energije, Bluetooth niske potrošnje energije koristi se za prijenos podataka na pametne satove i druge pametne uređaje koji se ne oslanjaju toliko na podatke.

S obzirom na ograničenje propusnosti BLE-a, Bluetooth Classic je primarni način za bežični prijenos zvuka. Međutim, sve se promijenilo 2020. kada je Bluetooth Special Interest Group izdala LC3. Ali kako bi jedan kodek mogao promijeniti sve? Prije nego što odgovorimo na to, moramo utvrditi kako se zvuk šalje putem Bluetootha.

Kako se zvuk šalje putem Bluetooth veze?

Kao što je ranije objašnjeno, Bluetooth Classic često se koristi za bežični prijenos zvuka. Da biste to učinili, glazba pohranjena na vašem uređaju šalje se u vaše bežične slušalice pomoću radiovalova.

Ti se valovi generiraju korištenjem visokoenergetskih Bluetooth radija, a jedinice i nule prenose se na bežični uređaj promjenom frekvencije odaslanih valova. Međutim, Bluetooth Classic ima ograničenu propusnost i preko njega se ne može slati zvuk visoke kvalitete. Ovdje kodeci stupaju na scenu.

Većina audio datoteka koje strujite putem Bluetootha koristi kodeke kao što su SBC, AAC, Aptx, LDAC i LHDC. Glavni cilj ovih kodeka je komprimirati audio datoteke, omogućujući njihov prijenos putem Bluetootha. Ove komprimirane datoteke se zatim šalju prijemniku, dekomprimiraju i reproduciraju.

Kako rade audio kodeci

Kad audio nije komprimiran, zauzima puno prostora za pohranu. Da stavimo stvari u perspektivu, nekomprimirana audio datoteka ima bit rate od 1,4 Mb/s. To znači da strujanje jedne sekunde nekomprimiranog zvuka; vaš pametni telefon mora slati 1,4x10^6 bita informacija u vaše slušalice putem Bluetootha.

Ako pogledate propusnost Bluetooth Classica, vidjet ćete da može slati podatke pri bitrateu od 3 Mb/s. Stoga biste mogli zaključiti da kodeci nisu potrebni, ali postoji caka. 3Mb/s je teoretski maksimum.

U najboljim uvjetima u stvarnom svijetu, maksimalna brzina prijenosa za klasični Bluetooth kanal je oko 900 Kbp/s. Te se stope postižu samo kada su ispunjeni određeni uvjeti i kada se uređaji koriste Bluetooth kodeke visoke rezolucije. U većini slučajeva Bluetooth prijenos nudi brzinu prijenosa od samo 320 Kb/s. Zbog ovog ograničenja propusnosti potrebni su kodeci za komprimiranje veličine audio datoteke koja se šalje u vaše slušalice.

I odašiljač i prijamnik moraju koristiti iste kodeke za prijenos zvuka. Ako neki od uređaja ne podržava određeni kodek, prijenos se prebacuje na zadani kodek, SBC, dok se koristi Bluetooth Classic. Za uređaje koji koriste BLE audio, zadani kodek je LC3.

Što je LC3?

Prijenos zvuka preko BLE-a bio je nemoguć jer Bluetooth Classic kodeci ne mogu isporučiti visokokvalitetni zvuk pri tako niskim brzinama prijenosa. Bluetooth Special Interest Group razvila je LC3 kodek za rješavanje ovog problema. Ponuda zvuka bolje kvalitete pri nižim brzinama prijenosa omogućila je prijenos zvuka visoke kvalitete putem BLE-a.

Što se tiče brojeva, kodek LC3 može isporučiti istu kvalitetu zvuka kao SBC uz upola manju brzinu prijenosa. Zbog te veće kompresije, kodek LC3 smanjuje latenciju i potrošnju energije, omogućujući bežičnim slušalicama da ponude bolji vijek trajanja baterije pri nižim latencijama. Ova niža latencija poboljšava korisničko iskustvo za aplikacije u stvarnom vremenu poput igranja i omogućuje upotrebu kodeka za aplikacije za telefoniranje bez upotrebe ruku.

Prije LC3, u slušalicama su se koristila dva različita kodeka, naime Advanced Audio Distribution Profile (A2DP) i Hands-Free Profile (HFP). Dok je A2DP dizajniran za visoku kvalitetu, HFP je korišten za prijenos glasovnih podataka putem Bluetootha.

Zbog zahtjeva niske latencije aplikacija za telefoniranje bez ruku, profil za telefoniranje bez ruku ima lošu kvalitetu zvuka. Ali s napretkom u telekomunikacijama, poput VoIP-a, sada dobivamo visoku kvalitetu, čak i putem bežičnih telefonskih poziva. Međutim, ograničenja HFP-a znače da kvaliteta zvuka pada ako koristimo Bluetooth slušalicu za telefoniranje bez ruku.

Ovdje LC3 dolazi na scenu jer može prenositi visokokvalitetni zvuk s mikrofona slušalice na telefon i obrnuto uz niske latencije.

SBC vs. LC3? Koji je bolji?

Kada se uspoređuju kodeci, glavni parametar koji treba uzeti u obzir je njihov bitrate. Kodek s većom brzinom prijenosa nudi bolju kvalitetu jer prenosi više audio informacija, omogućujući uređajima da bolje rekreiraju snimljeni zvuk.

Bit rate kodeka ovisi o frekvenciji uzorkovanja i dubini bita. Frekvencija uzorkovanja je brzina kojom se uzorci audio signala uzimaju za kompresiju. Dubina bita, naprotiv, definira broj bitova potrebnih za određivanje amplitude signala na svakom uzorku.

Bit rate kodeka može se definirati množenjem brzine uzorkovanja i dubine bita. Osim ovih parametara, prilikom definiranja bitrate-a potrebno je uzeti u obzir i broj kanala audio signala. Za mono audio, broj kanala je jedan, dok su za stereo audio dva.

Stoga možemo upotrijebiti ovu formulu da pronađemo bitrate kodeka:

bitrate = brzina uzorkovanja x dubina bita x broj kanala

S obzirom na ove informacije, usporedimo dva kodeka i vidimo njihove bitrate.

Kada pogledamo brojke, evidentno je da kodek LC3 može ponuditi bolju kvalitetu zvuka u usporedbi sa SBC-om zbog viših bitrateova. Osim toga, LC3 može isporučiti dvostruko bolju kvalitetu zvuka pri istoj brzini prijenosa u usporedbi s SBC-om. To je zato što koristi bolje algoritme kompresije i prikrivanje gubitka paketa, čime nudi mnogo bolje audio iskustvo.

Uz visoku kvalitetu, LC3 nudi nižu latenciju u usporedbi sa SBC-om, nudeći bolje korisničko iskustvo za aplikacije u stvarnom vremenu.

Uzorkovanje i dubine bitova koje koristi par bežičnih slušalica konfigurirali su proizvođači. Budući da se mogu konfigurirati za rad s nižim brzinama prijenosa kako bi se produžilo trajanje baterije i smanjile pogreške u prijenosu, sposobnost kodeka može se razlikovati od stvarne kvalitete koju isporučuju slušalice.

Hoće li LC3 zauvijek promijeniti Bluetooth audio?

LC3 kodek je u srcu BLE zvuka, najznačajnija revizija Bluetooth specifikacije u više od desetljeća. Ne samo da se kodek usredotočuje na isporuku visokokvalitetnog zvuka, već to čini dok nudi nižu latenciju i potrošnju energije.

S obzirom na ove promjene, Bluetooth proizvodi koje pokreće LC3 ponudit će korisnicima bolje telefoniranje i kvalitetu zvuka uz manju potrošnju energije. Zbog ove manje potrošnje energije, bežične slušalice imat će bolji vijek trajanja baterije i bolje programere mogao iskoristiti ovu energiju za pružanje boljih računalnih značajki poput ekvilizatora i aktivnog šuma otkazivanje.