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- 1、蓝牙是什么原理
- 2、真无线与蓝牙的差别 蓝牙规格、传输协议、基本原理与名词解释
1、蓝牙是什么原理
蓝牙设备使用无线电波（而非电线或电缆）连接手机和电脑。当蓝牙设备之间想要相互交流时，它们需要进行配对，当网络环境创建成功，一台设备作为主设备，而所有其它设备作为从设备。微微网在蓝牙设备加入和离开无线电短程传感时动态、自动建立。蓝牙用于在不同的设备之间进行无线连接，例如连接计算机和外围设备，如：打印机、键盘等，又或让个人数码助理（PDA）与其它附近的PDA或计算机进行通信。市面上具备蓝牙技术的手机选择非常丰富，可以连接到计算机、PDA甚至连接到免提听筒。事实上，根据已订立的标准，蓝牙可以支持功能更强的长距离通讯，用以构成无线局域网。每个Bluetooth设备可同时维护7个连接。可以将每个设备配置为不断向附近的设备声明其存在以便建立连接。另外也可以对二个设备之间的连接进行密码保护，以防止被其他设备接收。
2、真无线与蓝牙的差别 蓝牙规格、传输协议、基本原理与名词解释
自从越来越多手机取消3.5mm的耳机孔之后，彷佛开启了新时代，各家耳机厂商纷纷推出无线蓝牙耳机商品，近期「真无线蓝牙耳机」更是成为市场新宠。 除了无线与真无线常常让人搞混之外，在挑选蓝牙耳机的时候，蓝牙5.0，以及SBC、AAC、aptX等规格问题，也时常让人一头雾水。 本篇介绍蓝牙耳机的规格，下次看见蓝牙耳机商品介绍的时候，就能更理解各项信息代表的意思。
「真无线」蓝牙耳机：左右耳机独立结构
真无线蓝牙耳机和一般无线蓝牙耳机的差别在哪里呢？ 其实无线、真无线是相对的概念，他们同样使用蓝牙无线通信、也省略了手机或计算机与耳机的线材链接，但「真无线」蓝牙耳机少了左右耳之间的线材，也就是左右耳机是分开的，两边的耳机都是独立的结构。
真无线不像无线蓝牙耳机会有条线挂在颈后，它不需要透过线材，而是使用另外的技术传输左右耳的音频。 在完全无线的情况下，真无线蓝牙耳机的使用方便性大增，但也因为少了线材的关系，真无线蓝牙耳机在音频同步、电力持久度上普遍不如无线蓝牙耳机。
▲真无线蓝牙耳机左右耳不需要线材连接，如图左的AirPods Pro。 图右为传统蓝牙连接的小米无线蓝牙项圈耳机。
TWS与低延迟的TWS传输技术
真无线蓝牙耳机在刚推出的时候，时常会发生左右耳音频不同步的问题，或是只有单边能接听电话。 这是因为早期真无线蓝牙耳机缺少线材传输，因此将左右耳机分成主耳机、副耳机，而主耳机在接收讯息的同时，也扮演了传输的功能。 举例来说，如果右耳耳机为主耳机，则右耳耳机需要先接收手机的讯号，再传送至左耳机，也就因此造成音频延迟。 这种方式是传统的TWS(True Wireless Stereo)蓝牙耳机。
不过，随着技术改良，现在真无线耳机左右耳也有可以独立接收的蓝牙芯片(如高通QCC3026芯片)，让两边耳机都可以作为主机端，同时接收手机的讯号。 左右耳都能成为主机端省去了二次传送的时间，也因此能够减低音频延迟，并且平均了两边的电力消耗，延长使用时间。 这种新技术称为TWS Plus。
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▲过往真无线蓝牙耳机将左右耳其中一端当作主机端，同时有接收与发送的功能(图左)，造成单边电力消耗快速，以及音频延迟。 后来左右耳机都可以接收手机讯息(图右)，不再区分主、副耳机。 (图片来源：Green Founding)
蓝牙规格影响传输速度、传输距离
市面上常见的无线耳机以蓝牙版本4.1、4.2、5.0为多，理论上当然版本越新越好，而左右耳独立联机功能也只有蓝牙版本5.0才办得到。 蓝牙是一种无线通信技术，能够让行动装置在短距离间交换数据，至今最新的版本为蓝牙5.1，在2019年发布。
蓝牙的版本与无线耳机的传输速度、传输距离、电力消耗上有非常大的关系，蓝牙版本4.1的理论传输速率为24Mbps，范围50公尺，而蓝牙5.0的理论速度达48Mbps、理论距离扩增到 300公尺。 蓝牙5.0和前一代相比，传输距离更远、速度更快、功耗更低，目前较新推出的蓝牙5.0真无线耳机可以达到连续音乐播放6小时、甚至10小时以上。
▲蓝牙标志。 蓝牙4.1开始支持多装置联机，让同一副耳机可以连接不同手机或计算机。 至于蓝牙5.0提高传输距离至300公尺，让智能家庭系统在Wi-Fi之外多了一个新选择。 (图片来源：Wiki)
SBC、AAC、aptX、LDAC与音质有关 需手机与耳机双方支持
无线耳机需要透过蓝牙传输音频，常见的有SBC、AAC、aptX、LDAC等编码方式，其中只有SBC是A2DP官方标准订定。 A2DP是Advance Audio Distribution Profile，蓝牙立体声音频传输规范的简称，它是一种规范，规定蓝牙传输讯号的方式，只要符合该协议，就能以至少16 bits，44.1kHz的质量传输音频。
不过，A2DP规范已行之有年，而且几乎没有版本更新，因此就算所有蓝牙音频设备都支持此规范，但也是各项编码中音质表现最基本的。 也可以这么说，几乎所有蓝牙音频设备都适用SBC标准音频协议，但SBC同时也是最低标准。
▲Sony WF-1000XM3的蓝牙规格。 SBC编码速度其实与MP3差不多，但因为蓝牙转换会将音档压缩，转码也会损失音频细节，因此听到的档案已经过MP3压缩一次，再经过SBC压缩一次，导致听感比原始的MP3还要差。 图中A2DP、AVRCP、HFP也都是蓝牙规范。 (图片来源：Sony)
▲蓝牙耳机内部组件，正中间为蓝牙芯片。 (图片来源：Sony)
AAC(Advanced Audio Coding)是另外一种音频编码程序，它并非单纯用于蓝牙音频传输，而是直接出自音乐压缩格式。 AAC常见的附档名有m4a、mp4等等，强调拥有比MP3更好的压缩效率、以及音频质量。 在MP3盛行的时代，苹果仍然支持AAC音频编码，于是苹果的音频设备如今也都支持AAC，AAC也正是苹果旗下 iTunes音乐格式与串流服务Apple Music采用的音频标准。 AAC的音频质量比SBC要来得更好。
aptX与LDAC技术规范
aptX与LDAC则是由技术供货商提供，属于非标准的蓝牙音频技术。 aptX起源于蓝牙大厂 CSR，原本是用于录音室的无线传输技术，后来转到消费市场。 CSR现在已被高通收购，因此高通生产的芯片中，符合CSR规范的蓝牙芯片，就能够使用aptX音频服务。 LDAC由Sony提出，不过Sony本身并未生产芯片，它用户许可证的方式提供支持，开放给Android系统，因此部分Android手机支持Sony的LDAC技术。
▲aptX与LDAC。 aptX能保留更多的细节，音质比SBC跟AAC来得更好，而因为aptX技术已被高通买下，因此高通生产的芯片大多都支持aptX音频。 在基本的aptX之外，另外还有aptX HD(高质量aptX) 、aptX LL(低延迟aptX)等其他相关音频技术。 (图片来源：Wiki)
▲aptX Adaptive是一口气取代前三种aptX的新版本，需要新版芯片(如高通的QCC5100芯片)才有支持。 详细可参考：高通 aptX Adaptive 将带来更抗干扰、低延迟且保有高音质，支持商品预计 2019 年春季问世。
▲LDAC的带宽、传输都远胜过其他，但只有经过Sony授权的的蓝牙耳机、音响设备才支持LDAC，且通常价格都不便宜。 LDAC也是当前日本音响业界最积极推动的标准，带宽是SBC的3倍左右，也就是同时间内可以让3倍的信息量通过，减少音频传输时压缩受损的程度。 (图片来源：Sony)
在音质呈现上，属Sony的LDAC最佳，接着是高通的aptX、苹果支持的AAC，最后才是基本的SBC。 不过需要注意的是，只有蓝牙耳机支持是没有用的，需要手机与蓝牙耳机双方支持，加上有足够质量的讯源，才能达到较高等级的音频效果，不然只会接收到最最基本的音频。
联机稳定度、续航力仍然在持续改良
无线蓝牙耳机在推出后也碰到不少问题，比如说联机稳定度，虽然相较早期已稳定许多，但在人多的场合、或是特定地方，仍然容易联机不稳，或是断讯。 这是因为蓝牙使用2.4GHz频段的缘故，包括Wi-Fi、蓝牙或是一些通用的无线技术，都是采用2.4GHz频段，这造成装置越来越多，而用户需要抢有限的频谱，同时装置之间也会互相干扰。
续航力是因为蓝牙耳机追求体积小、极轻量，导致内部的电池容量受限，无法一次储存太多的电力。 因此蓝牙耳机通常都会搭配充电盒，收纳时随时充电，延长使用时间。
- 为什么蓝牙耳机会在人潮多的地方不稳，又为什么真无线耳机特别容易影音不同步？
▲ Sony的真无线降噪耳机WF-1000XM3。 主动降噪能通过降噪系统，在收集并解析外界造音之后，产生与外界噪音相反的声波，将噪音中和，以实现降噪的效果。
无线蓝牙耳机发展蓬勃 改善用户音频体验
虽然无线耳机算是近几年才突然兴起的产品，但在众多厂商的实验下，生产技术已逐渐成熟。 除了完全脱脱机材的控制之外，或许未来耳机还会有更多突破，带给用户更加完善的音频体验。
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