SBC، AAC، aptX و LDAC: کدک‌های صوتی بلوتوث چگونه کیفیت صدای بی‌سیم را تعیین می‌کنند

خریدارانی که امسال هدفون‌های بی‌سیم خود را ارتقا می‌دهند، سرانجام می‌توانند تمام دامنه فرکانسی اشتراک‌های استریم باکیفیت خود را بشنوند؛ چرا که تولیدکنندگان سخت‌افزار به‌طور گسترده در حال استفاده از کدک‌های پیشرفته بلوتوث هستند که محدودیت‌های قدیمی پهنای باند را دور می‌زنند.[4]

علاقه‌مندان حرفه‌ای صدا پیش از این بلوتوث را نادیده می‌گرفتند، زیرا روش پیش‌فرض انتقال، جزئیات موسیقی را از بین می‌برد. اما اکنون، محاسبات ریاضی در ارتباطات بی‌سیم اساساً تغییر کرده و به دستگاه‌ها اجازه می‌دهد صدای با کیفیت استودیویی را بدون نیاز به کابل فیزیکی منتقل کنند.[4]

چالش اصلی صدای بلوتوث، پهنای باند است. یک فایل صوتی استاندارد و فشرده‌نشده با کیفیت CD به بیت‌ریت پیوسته ۱۴۱۱ کیلوبیت بر ثانیه (kbps) نیاز دارد. از آنجا که اتصالات استاندارد بلوتوث نمی‌توانند این حجم از داده را پشتیبانی کنند، دستگاه‌ها مجبورند صدا را فشرده کرده، از طریق هوا منتقل کنند و در سمت دیگر از حالت فشرده خارج سازند.[4]

نحوه انجام این فشرده‌سازی توسط کدک تعیین می‌شود؛ الگوریتم نرم‌افزاری که جریان دیجیتال را رمزگذاری و رمزگشایی می‌کند. وقتی یک گوشی هوشمند به یک جفت هدفون متصل می‌شود، این دو دستگاه با هم ارتباط برقرار می‌کنند تا بالاترین کیفیت کدکی را که هر دو پشتیبانی می‌کنند، بیابند.[4]

اگر دستگاه‌ها هیچ پروتکل پیشرفته مشترکی نداشته باشند، به‌طور پیش‌فرض از SBC (کدگذاری زیرباند) استفاده می‌کنند. کدک SBC که توسط گروه ویژه بلوتوث (Bluetooth SIG) الزامی شده، یک راهکار جایگزین جهانی است که تضمین می‌کند هر دو دستگاه صوتی بلوتوثی بتوانند با هم ارتباط برقرار کنند.

حداکثر بیت‌ریت SBC به ۳۲۸ کیلوبیت بر ثانیه محدود می‌شود، به این معنی که برای حفظ یک اتصال پایدار، حجم عظیمی از داده‌های صوتی را دور می‌ریزد. این کدک پیچیدگی محاسباتی پایین را به وفاداری صدا ترجیح می‌دهد و صدا را به‌گونه‌ای تهاجمی کوانتیزه می‌کند که اغلب منجر به از دست رفتن جزئیات فرکانس بالا و کدر شدن قطعات پیچیده سازها می‌شود.

دستگاه‌های اپل از SBC عبور کرده و از AAC (کدگذاری پیشرفته صوتی) استفاده می‌کنند. اگرچه AAC با حداکثر بیت‌ریت نسبتاً پایین ۲۵۰ کیلوبیت بر ثانیه کار می‌کند، اما مدل روان‌شناختی-شنیداری آن بسیار کارآمدتر از SBC است. این کدک به‌طور انتخابی صداهایی را که گوش انسان به‌راحتی قادر به درک آن‌ها نیست حذف می‌کند و صدای شفاف‌تری را در دستگاه‌های iOS بدون نیاز به پهنای باند بالا ارائه می‌دهد.[4]

در سمت اندروید، خانواده aptX از شرکت کوالکام (Qualcomm) تلاش برای دستیابی به کیفیت بالاتر را پیش برده است. کدک استاندارد aptX بیت‌ریت را به ۳۵۲ کیلوبیت بر ثانیه افزایش می‌دهد، اما جهش واقعی با aptX HD و aptX Adaptive رخ می‌دهد که برای پشتیبانی از عمق صدای ۲۴ بیتی، به‌ترتیب تا ۵۷۶ و ۴۲۰ کیلوبیت بر ثانیه ارتقا می‌یابند.[2]

کوالکام اخیراً با معرفی aptX Lossless مرزها را فراتر برده است. این کدک با بهینه‌سازی لینک پرسرعت بلوتوث، در محیط‌های دارای فرکانس رادیویی پاک، تا ۱٫۲ مگابیت بر ثانیه (Mbps) مقیاس‌پذیر است و صدایی با کیفیت دقیق و بیت‌به‌بیت مشابه CD ارائه می‌دهد.[2]

کدک LDAC سونی که در سال ۲۰۱۵ معرفی شد، رویکرد متفاوتی نسبت به صدای بی‌سیم با وضوح بالا دارد. این کدک به‌جای تمرکز صرف بر کیفیت بدون افت CD، با رساندن پهنای باند بلوتوث به بالاترین حد ممکن، قصد دارد فایل‌های باکیفیت ۲۴ بیت/۹۶ کیلوهرتز را منتقل کند. طبق مستندات فنی این شرکت، این کدک با انتقال داده‌هایی سه برابر بیشتر از بلوتوث استاندارد، «تجربه شنیداری بی‌سیم بهتری را برای تمام موسیقی‌های شما فراهم می‌کند».[1][3]

کدک LDAC با حداکثر بیت‌ریت ۹۹۰ کیلوبیت بر ثانیه کار می‌کند؛ یعنی سه برابر سقف استاندارد SBC. این کدک از یک طرح کدگذاری ترکیبی استفاده می‌کند که فرکانس‌های فراصوت بالای ۲۰ کیلوهرتز را که کدک‌های استاندارد به‌سادگی حذف می‌کنند، حفظ می‌کند.[1][3]

از آنجا که انتقال ۹۹۰ کیلوبیت بر ثانیه از طریق هوا به‌شدت مستعد تداخل است، LDAC به‌صورت تطبیقی عمل می‌کند. اگر محیط بی‌سیم شلوغ شود، می‌تواند به ۶۶۰ یا ۳۳۰ کیلوبیت بر ثانیه کاهش یابد و در صورت لزوم، پایداری اتصال را به حداکثر وضوح ترجیح دهد.[1]

نکته مهم برای خریداران، سازگاری سخت‌افزاری است. یک کدک تنها در صورتی کار می‌کند که هم دستگاه فرستنده و هم دستگاه گیرنده از آن پشتیبانی کنند. یک هدفون مجهز به LDAC که با آیفون جفت شود، به‌طور پیش‌فرض به AAC برمی‌گردد و قابلیت‌های وضوح بالای آن کاملاً بی‌استفاده می‌ماند.[4]

تأخیر (Latency) نیز همچنان یک عامل متمایزکننده است. در حالی که LDAC کیفیت صدا را به حداکثر می‌رساند، زمان پردازش آن می‌تواند تا ۲۰۰ میلی‌ثانیه تأخیر ایجاد کند که آن را برای بازی یا تماشای ویدیو نامناسب می‌سازد.[1]

در مقابل، کدک‌هایی مانند aptX Adaptive می‌توانند تأخیر را به حدود ۴۰ میلی‌ثانیه کاهش دهند تا صدا و تصویر کاملاً هماهنگ بمانند. انتخاب کدک، سقف نهایی کیفیت یک سیستم صوتی بی‌سیم را تعیین می‌کند. از آنجا که سرویس‌های استریم به‌طور پیش‌فرض به سمت کاتالوگ‌های بدون افت کیفیت می‌روند، الگوریتم‌هایی که پل ارتباطی بین گوشی و گوش شما هستند، به عامل تعیین‌کننده در وفاداری صدای مدرن تبدیل شده‌اند.[2][4]