Bluetooth LE Audio
De nieuwe Bluetooth-standaard LE Audio zal energiezuiniger in-ear-hoofdtelefoons mogelijk maken, hoortoestellen kunnen integreren, beter klinken en latenties verminderen. De broadcastmodus opent nieuwe toepassingen voor musea, theaters en bioscopen.
Bluetooth Audio werd al in het begin van de jaren 2000 gespecificeerd, en het is verbazingwekkend wat er de afgelopen jaren nog gerealiseerd is met die ‘oude’ architectuur. Eerst en vooral moeten de populaire volledig draadloze oordopjes worden genoemd, die niet met een kabel onderling verbonden zijn.
Die apparaten lagten zien hoe creatief ontwikkelaars nu moeten zijn om hun doelen te bereiken met een audiotechnologie die eigenlijk al compleet achterhaald is. Omdat bluetooth slechts één stereosignaal kan uitzenden, en alleen via een point-to-point-verbinding, stuurt de mobiele telefoon de datastroom eerst naar de (meestal) rechter in-ear. Die stuurt het linker audiokanaal dan door naar de andere in-ear.
De situatie is net zo complex als het gaat om een betere bluetooth-audiokwaliteit: er bestaan alternatieven voor de Low Complexity Subband Codec (SBC), zoals aptX en aptX-HD, maar die zijn propriëtair, er moeten licentievergoedingen voor betaald worden en niet alle besturingssystemen en apparaten ondersteunen ze.
DE VOLGENDE AUDIOGENERATIE
De Special Interest Group (Bluetooth SIG), die verantwoordelijk is voor de verdere ontwikkeling van Bluetooth, erkent dat de standaard zijn grenzen heeft bereikt. De SIG heeft daarom besloten om die standaard in het vervolg Classic Audio te noemen en een nieuwe
Bluetooth-audiogeneratie te lanceren genaamd LE Audio. De technieken en concepten die daarvoor worden geïntroduceerd zijn zo vergaand dat ze “de komende 20 jaar audio-innovaties mogelijk maken”. De noodzakelijke set van ongeveer 20 specificaties is nog niet klaar, maar de belangrijkste componenten zullen dit jaar worden uitgebracht. Alleen de nieuwe core-specificatie is gepubliceerd, dus Bluetooth 5.2 is de nieuwste versie. Classic Audio blijft gewoon bestaan, zodat er apparaten zullen zijn die één of beide bedrijfsmodi ondersteunen.
DE NIEUWE CODEC
Het centrale element van LE Audio is een nieuwe codec genaamd LC3 (Low Complexity Communications Codec), die samplerates ondersteunt van 8, 16, 24, 32, 44.1 of 48 kHz, datarates van 16 tot 320 kbps en buffers van 7,5 en 10 milliseconden. Ontwikkelaars moeten dus in staat zijn om de audiotransmissie beter aan te passen aan de respectievelijke eisen. Voor het gebruik van LC3 bij Bluetooth-audiotransmissie zijn geen licentiekosten verschuldigd, net als bij SBC.
Volgens SIG profiteren gebruikers in vergelijking met SBC vooral van een betere geluidskwaliteit. Volgens SIG is uit luistertests gebleken dat de huidige standaardcodec hoorbaar slechter klinkt bij de maximale (stereo) datasnelheid van 345 kbit/s dan LC3 bij 160 kbit/s. Met een datasnelheid van 248 kbit/s zou LC3 zelfs 50 procent hogere gemiddelde beoordelingen hebben gekregen dan SCB met een vergelijkbare 237 kbit/s.
In overeenstemming met het Low Energy (LE) in de naam van de nieuwe bedrijfsmodus, kan LC3 volgens SIG ook worden gebruikt om audiogegevens te verzenden met een lagere datasnelheid met dezelfde of een iets betere kwaliteit dan SBC, waardoor energie wordt bespaard.
Volgens SIG presteert LE Audio ook zeer goed op het gebied van latentie. Die zou op protocolniveau zijn teruggebracht van 100 naar 10 milliseconden in vergelijking met SBC. Dialog Semiconductor liet tijdens de presentatie van LE Audio op de CES dan ook zien hoe 5.1-kanaals LC3-gecodeerd geluid via Bluetooth LE Audio van een tv naar een surroundsysteem kan worden gestuurd, zonder dat de lipsynchronisatie bij het afspelen van video's verloren gaat.
MULTISTREAM-AUDIO
LE Audio kan individuele audiokanalen afzonderlijk versturen, die op hun beurt weer kunnen worden gegroepeerd. Bij een ‘true wireless’ oortelefoon betekent dit dat de mobiele telefoon in de toekomst de data voor het rechter- en linkerkanaal afzonderlijk naar de betreffende
in-ear zal sturen. Dat maakt gebruik van isochrone communicatie, de signalen worden daarbij met constante tussenpozen verzonden. De Bluetooth SIG heeft het daarbij over 25 microseconden.
Die ‘multistream-audio’ moet zorgen voor een robuustere transmissie en een beter stereobeeld. Omdat er geen (tweede) audiokanaal hoeft te worden doorgestuurd, kunnen er kleinere en energiezuiniger apparaten ontwikkeld worden. Spraakbesturing moet ook makkelijker te implementeren zijn, aangezien besturingscommando's en een audio-returnkanaal (voor spraakoverdracht bij headsets) afzonderlijk worden verzonden.
BROADCAST AUDIO
LE Audio heeft een nieuwe broadcastmodus waarmee een zender audio-datastromen naar een willekeurig aantal ontvangers kan sturen zonder dat die apart gekoppeld worden. In combinatie met multistream-audio kunnen daarbij groepen worden gevormd, zelfs meerdere parallel. Dat maakt het mogelijk om één audio-datastroom in stereo uit te zenden, maar ook meerdere streams met verschillende taalversies – in mono of stereo. Die technologie wordt gebruikt voor het zogenaamde Bluetooth Audio Sharing.
Bij privégebruik kunnen bijvoorbeeld meerdere mensen via hun eigen koptelefoon samen naar muziek luisteren. Het belangrijkste toepassingsgebied zal in de toekomst echter waarschijnlijk de openbare ruimte zijn. Bij musea zou het delen van audio er bijvoorbeeld voor kunnen zorgen dat bezoekers hun eigen oortelefoon kunnen gebruiken om naar audiogidsen te luisteren. Conferentiedeelnemers kunnen de vertalingen van de lezingen laten streamen naar hun eigen koptelefoon.
Verder zouden bijvoorbeeld sportscholen een markt kunnen zijn voor het delen van audio. Daar hangen vaak tv-toestellen met ondertiteling ingeschakeld en het geluid uit. Het wordt dan mogelijk om met een druk op de knop toegang te krijgen tot de tv-audiostroom.
Volgens SIG zal het delen van audio ook standaard gaan worden in veel bioscopen en zelfs bij theatervoorstellingen. Het gaat niet alleen om alternatieve taalversies, gebruikers met gehoorproblemen kunnen het geluid rechtstreeks naar hun hoortoestellen laten sturen. Dat kan ook thuis op de tv worden gebruikt.
Om te voorkomen dat onbevoegden de dataoverdracht binnendringen, voorziet het systeem in een optionele versleutelde uitzending, die alleen toegankelijk is na het invoeren van een pincode op de ontvanger. De Bluetooth SIG ziet dit Audio Sharing als een volledig nieuwe toepassingsgebied.
PLANNING
Tal van chipfabrikanten ondersteunen Bluetooth LE Audio en er zijn functionele prototypes van Qualcomm en Nordic Semiconductor. Mede door het nog ontbreken van specificaties gaat SIG er op dit moment van uit dat de eerste chipsets eind dit jaar klaar zijn en LE Audio ergens volgend jaar in de eerste producten te vinden zal zijn. Op dit moment is Apple aan het experimenteren met multistream-audio, waarbij meerdere gebruikers hun koptelefoon aan een iPhone kunnen koppelen – maar dat werkt alleen met bepaalde (eigen) modellen.
Volgens de groep zullen er apparaten komen die alleen Bluetooth LE Audio ondersteunen, bijvoorbeeld voor hoortoestellen. Typische bluetooth-audiobronnen zoals smartphones, tablets en laptops zullen in de toekomst meestal de Classic-Audio-modus blijven ondersteunen.