1sec Series วันนี้เราจะมาเล่าเรื่องง่าย ๆ แต่เบื้องหลังนั้นแสนซับซ้อน นั่นก็คือ Bluetooth Audio ก่อนหน้านี้ การฟังเพลงต้องใช้สายสัญญาณ เช่น หูฟังและลำโพง ต้องต่อสายหมด จนกระทั่งเทคโนโลยี Bluetooth เข้ามา ทำให้การเชื่อมต่อไร้สายแบบจุดต่อจุดระยะใกล้เกิดขึ้นได้
ประวัติการพัฒนา Bluetooth
- Bluetooth กำเนิดในปี 1998 ปัจจุบันก็นับได้ 26 ปี
- หูฟัง Bluetooth ตัวแรกถูกโชว์ในปี 1999 ในงาน COMDEX และได้รับรางวัล “Best of Show Technology Award”
- หูฟัง Bluetooth สำหรับฟังเพลงแบบที่ฟังได้สองหูพร้อมกัน เปิดตัวในปี 2004
Bluetooth ส่งเสียงเพลงไร้สายได้อย่างไร? เครื่องส่ง (เช่น Smartphone) และตัวรับ (หูฟังหรือลำโพง) ต้องรองรับมาตรฐานเดียวกัน เช่นเดียวกับ wifi ถ้าตัวส่งรองรับ wifi 6 แต่ตัวรับรองรับแค่ wifi 5 การเชื่อมต่อจะอิงตามมาตรฐานที่ต่ำกว่า
การพัฒนาเวอร์ชัน Bluetooth
- Bluetooth 1.0 และ 1.0B: ใช้งานจริงไม่ได้
- Bluetooth 1.1: ปี 2001
- Bluetooth 1.2: ปี 2003 ความเร็ว 721 kbps (Basic Data Rate)
- Bluetooth 2.0 + EDR: ปี 2005 ความเร็วสูงสุด 3 Mbps
- Bluetooth 2.1 + EDR: ปี 2007 เริ่มใช้ secure simple pairing (SSP)
- Bluetooth 3.0 + HS: ปี 2009 ความเร็วสูงสุด 24 Mbps ใช้ 802.11 ส่งข้อมูลความเร็วสูงควบคู่กับ Bluetooth
- Bluetooth 4.0: ปี 2010 ประกอบด้วย Classic Bluetooth, Bluetooth high speed และ Bluetooth Low Energy (BLE)
- Bluetooth 4.1: ปี 2013 พัฒนาเรื่องการใช้ร่วมกับคลื่นความถี่ 2.4 GHz
- Bluetooth 4.2: ปี 2014 รองรับการเชื่อมต่ออย่างปลอดภัยโดยใช้พลังงานต่ำ
- Bluetooth 5: ปี 2016 ความเร็ว 2 Mbps ในโหมด BLE ครอบคลุมระยะมากกว่าเดิม 4 เท่า แต่ลดความเร็วลง
- Bluetooth 5.1: ปี 2019 รองรับ Angle of Arrival (AoA) และ Angle of Departure (AoD)
- Bluetooth 5.2: ปี 2019 เพิ่มมาตรฐาน Low Energy Audio (LE Audio) รองรับ Codec LC3 และ Auracast
- Bluetooth 5.3: ปี 2021 รองรับ Connection Subrating
- Bluetooth 5.4: ปี 2023 รองรับ Periodic Advertising with Responses (PAwR)
การส่งเสียงผ่าน Bluetooth
ความเร็วสูงสุดของ Bluetooth คือ 24 Mbps ผ่าน Bluetooth 3.0 + HS แต่ Bluetooth 4.0 โหมด BLE รองรับความเร็วเพียง 1 Mbps Bluetooth 5 เพิ่มความเร็วเป็น 2 Mbps ในโหมด Low Energy ระยะการใช้งานไม่เกิน 10 เมตร Bluetooth 5 รองรับระยะไกลขึ้นโดยลดความเร็วลง
สำหรับการฟังเพลง Bluetooth เวอร์ชันนั้นไม่สำคัญเท่ากับ Codec ที่รองรับ อย่างน้อยรองรับ Bluetooth 4.0 ขึ้นไปก็ใช้งานได้ แต่หากต้องการมาตรฐานเสียงล่าสุด ควรเลือก Bluetooth 5.2
Codec ที่สำคัญ
Codec มีความสำคัญมากในการส่งเสียงผ่าน Bluetooth เนื่องจากความเร็วของ Bluetooth ค่อนข้างต่ำ แต่เสียงคุณภาพระดับ CD ต้องใช้ความเร็ว 1.411 Mbps จึงต้องมีการบีบอัดเสียงเพื่อให้การส่งข้อมูลไม่ติดขัดและเสียงไม่กระตุก
Signal Flow การส่งเสียงผ่าน Bluetooth
เมื่อเปิดเพลงจากแอปสตรีมมิ่ง เช่น Spotify หรือ Tidal:
- Spotify ส่งเพลงคุณภาพสูงสุดเป็น OGG Vorbis bitrate 320 kbps
- Tidal ส่งเพลงคุณภาพสูงสุดเป็น Hi-Res FLAC 192 kHz, 24 bit ใช้ bitrate ราว 6000 kbps
- แอปสตรีมมิ่งถอดรหัสเสียงออกมาเข้า mixer ของระบบ
- ระบบ iOS หรือ Android บีบอัดเสียงด้วย Codec ไปยังหูฟัง โดยใช้โปรไฟล์ Advanced Audio Distribution Profile (A2DP)
- หูฟังอ่าน Profile ของ Bluetooth และแกะเสียงที่ถูกบีบอัดออกมาผ่าน DAC ในตัวอุปกรณ์
สำหรับหูฟังแบบ TWS ชิป Bluetooth สามารถส่งเสียงไปหาหูฟังสองข้างพร้อมกัน ทำให้ปัญหาน้อยลง
Codec ที่นิยมใช้งาน
- SBC (Sub-Band Codec)
- AAC (Advanced Audio Coding)
- aptX
- aptX Adaptive
- LDAC
- LHDC โดย Savitech
- LC3 (Low Complexity Communication Codec)
คุณสมบัติของ Codec ต่าง ๆ
| Codec | รองรับ Hi-Res | อัตราส่งข้อมูล | คุณภาพเสียง | จุดเด่น | จุดอ่อน |
|---|---|---|---|---|---|
| SBC | X | 345 kbps | ธรรมดา | ใช้กับอุปกรณ์ Bluetooth ทั่วโลกได้ | คุณภาพเสียงแย่ที่สุด |
| AAC | X | 320 kbps | ดี | ดีที่สุดสำหรับ iPhone | กินแบตเยอะ ใช้บน Android ไม่ดีนัก |
| aptX | X | 384 kbps | ดี | ดีเลย์น้อย Android รองรับ | ใช้กับ iPhone ไม่ได้ |
| aptX Adaptive | / | 279 – 420 kbps | ดีเยี่ยม | ปรับอัตราส่งข้อมูลตามสภาพแวดล้อม | อุปกรณ์รองรับน้อย |
| LDAC | / | 330/660/990 kbps | ดีเยี่ยม | Android รองรับ รองรับเสียง Hi-Res | อุปกรณ์รองรับน้อย |
| LHDC | / | 400/560/900 kbps | ดีเยี่ยม | ดีเลย์น้อย รองรับ Hi-Res | อุปกรณ์รองรับน้อย |
| LC3 | X | 160 – 345 kbps | ดี | พลังงานต่ำ รองรับ Auracast | ของใหม่ อุปกรณ์ยังรองรับน้อย |
Codec ใหม่ๆ เช่น LC3Plus รองรับ Hi-Res ถึง 96 kHz 24 bit แต่ต้องจ่ายค่าใช้สิทธิ์เพิ่ม
คำถามที่พบบ่อย: ทำไมเสียงคุยสายหรือ video call ผ่าน Bluetooth แย่?
เพราะโปรไฟล์ Advanced Audio Distribution Profile (A2DP) ใช้สำหรับการฟังอย่างเดียว ไม่สามารถใช้กับการสื่อสารแบบสองทางได้ เมื่อเปิดแอปคุย หูฟัง Bluetooth จะปรับไปใช้ Headset Profile (HSP) ที่บีบอัดเสียงในระดับ 64 kbps ทำให้เสียงแย่ลง แม้ว่าเสียงพูดจะไม่แย่มาก แต่หากมีเสียงดนตรีจะรู้สึกว่าเสียงแย่มาก
