När bluetooth skapades för mer än 20 år sedan var det tänkt att vara ett strömsnålt alternativ till att slippa sladdar till främst datorer. Men man skapade profiler för en rad användningsområden, och headset till mobiltelefoner var med på ett tidigt stadium och blev den första stora tillämpningen för tekniken. I sin ursprungliga version var ljudkvalitén begränsad, och lämpade sig bäst för monoheadset för telefonsamtal. Så småningom utökades standarden till att även stödja musikuppspelning i stereolurar. Här lämnar standarden utrymme för tillverkarna att välja ljudkvalitet själv, med en basnivå som är rätt lågt satt, vilket har gett bluetooth dåligt rykte bland audiofiler. Men är det något som vanliga musiklyssnare märker av?
Grundproblemet är att okomprimerat ljud kräver rätt mycket dataöverföring. CD-ljud är inspelat med en samplingsfrekvens på 44,1 kHz med en upplösning på 16 bitar, vilket innebär att du behöver en avbrottsfri förbindelse på över 700 kbit/s, plus den data som krävs för att se till att dataströmmen kommer fram med datapaketen i rätt ordning, för att lyssna utan hack i ljudet. Många anser att CD-kvaliteten i sig är bristfällig och man har börjat med högupplöst ljud i olika sammanhang, samplat med upp till 192 kHz och med 24 bitars upplösning, vilket kräver en konstant ström på minst 4,6 Mbit/s. Om du streamade musik med den datahastigheten över mobilnätet skulle du göra av med en datapott på 2 gigabyte efter cirka 10 låtar.
Över en kabel där ingen annan information behöver transporteras, som en hörlurssladd, är detta inte ett problem, men ska du skicka data trådlöst över en delad frekvens med mycket störningar, vilket är fallet med bluetooth, är det både slösaktigt och onödigt att skicka okomprimerat ljud, när det finns alternativ.
Komprimering
Ända sedan man började spara musik som filer på datorer har man komprimerat musiken. Mp3 har blivit synonymt med musikfil, trots att det är ett format bland flera för datakomprimering av musik.
Komprimering av musik är bokstavligt talat en hel vetenskap, som har gett upphov till en uppsjö av kodningsformat, var och en med sina förespråkare och belackare. Vi ska här ge några exempel på hur komprimering kan fungera.
Om du i en text väldigt ofta skriver “över huvud taget” men aldrig öht så kan du korta ner texten genom att använda förkortningen öht i stället för att skriva ut hela frasen. Kan du hitta lediga bokstavskombinationer för alla fraser som förekommer kan du korta ner texten till en bråkdel av sin storlek. Till exempel zip-filer använder sig av denna princip.
Nackdelen är att texten blir svårläst om du inte först kör “sök och ersätt” på alla fraser i en ordbehandlare (vilket är ungefär vad man gör när man packar upp en zip-fil), och detsamma gäller musik som ska spelas upp i realtid, men principen är ändå ett av verktygen som olika kodformat för musikfiler utnyttjar.
En annan metod att komprimera data är att skicka skillnaden mellan varje datapunkt i stället för datavärdet. I stället för att skicka dataserien 2016 2018 2014 kan du då skicka 2016 +2 -4 vilket tar mindre plats. Det här är särskilt användbart just för ljud som ju kommer i sinusvågor där varje datapunkt ligger nära den föregående.
I varje givet musikstycke är det sällan ljud hela tiden på alla frekvenser, och många komprimeringstekniker går ut på att på olika sätt identifiera och plocka bort de bitar av inspelningen där det inte finns någon information att skicka. Det mänskliga örat är förstås mest känsligt för ljud kring mänskligt tal, medan ljud på gränsen till för ljust eller mörkt för att höras visserligen hörs, men man kanske inte behöver återge det med samma detaljnivå. Flera musikkomprimeringstekniker använder denna princip där man återger mellanregistret med hög upplösning men använder färre bitars noggrannhet på den nedre basen och övre diskanten.
Komprimering kan antingen vara förlustfri, vilket innebär att vilka knep man än tar till så ser man till att ingen information går förlorad, eller med förlust av ljudkvalitet, där man väljer att skala bort sådant som man ändå inte skulle lägga märke till. Accepterar man informationsförlust går det att packa ihop ljudfiler betydligt mer. Det klassiska exemplet är mp3-filer på 128 kbit/s som tar drygt tiondelen så mycket utrymme som okomprimerat CD-ljud.
Vad som är “ljud som inte märks att man tar bort” är naturligtvis högst subjektivt när det gäller musik, vilket är en orsak till att det finns så många olika musikformat och att det inte är helt lätt att jämföra dem. En del nyare komprimeringsalgoritmer är effektivare än äldre och får ut bättre ljudkvalitet på samma datamängd, men grundprincipen är ändå att ju högre datahastighet en överföring tar, desto bättre blir ljudkvalitén. En mp3 på 128 kbit/s har märkbar komprimering, medan man brukar säga att det är svårt att höra skillnad på CD-ljud (som kräver 640 kbit/s) och en MP3 på 320 kbit/s eller en AAC-fil på 256 kbit/s.
Innan vi går in på vilka ljudformat som stöds av bluetooth finns det ytterligare en sak som påverkar ljudkvalitén. Om du sparar en bild i jpeg-format med halvhög komprimeringsgrad, sparar om den i annat format, sparar den i jpeg igen och så vidare kommer den successivt att bli mer och mer förvrängd. Det beror på att de förluster som uppstår vid komprimeringen kan förstärkas om du komprimerar en redan komprimerad bild, och detsamma gäller för musik. Om du har musik i ett icke förlustfritt format, till exempel mp3 med 128 kbit/s och lyssnar på den över bluetooth kommer den att ytterligare försämras eftersom den då först okomprimeras, sedan komprimeras igen i ett nytt format med ytterligare förluster på förlusterna i ljudkvalitet. Bryr du dig om ljudkvalitén över bluetooth är det därför extra viktigt att du har filer eller streamad musik med god återgivning till att börja med.
Bluetooth-överföringen
Bluetooth i sitt standardutförande har en datahastighet på 1 megabit per sekund. För ljud vill du dock ha en stabil ström utan hack, och då brukar man räkna 320 kbit/s som den maximala stabila streaming-hastigheten. Dessutom finns tillägget Enhanced Data Rate som tredubblar detta värde till 1 mbit/s, men på bekostnad av sämre räckvidd och eventuellt högre strömförbrukning.
För musiköverföring ger bluetooth-standarden i princip tillverkaren av utrustning fria händer att implementera vilka ljudformat de känner för, men som minimum måste man stödja Low Complexity Subband Coding, bättre känt som SBC. SBC har en maximal bithastighet på 345 kbit/s men ligger typiskt på strax under 200 kbit/s, och är en algoritm som komprimerar med förlust och inte har rykte om sig att vara särdeles effektiv. Dessutom är den tillräckligt långsam för att ibland orsaka märkbar fördröjning vid filmtittande.
Alla bluetooth-headset stödjer SBC, men det blir allt vanligare att de även stödjer någon annan överföringsteknik med högre kvalitet, och ett par har blivit relativt etablerade. Här nedan räknar vi upp de förkortningar du ska hålla utkik efter, i ordning efter stigande ljudkvalitet.
Behöver jag bry mig?
Om du ska ha ett headset att lyssna på under löprundan behöver du inte tänka mycket på överföringsteknik. Ljudet från din kropp och från omgivningen är det som påverkar ljudupplevelsen absolut mest. Kvalitén och återgivningen på högtalarelementen har också stor effekt. De flesta skulle störa sig mer på om headsetet tappar förbindelsen och klipper i musiken än eventuella brister i ljudformatet. Det är först i tysta miljöer med bra lurar som kvalitén på ljudströmmen blir en faktor.
En annan faktor är dock den fördröjning som uppstår när ljudfilen komprimeras och okomprimeras. Några tiondels sekunders fördröjning i musikuppspelning spelar ingen större roll, men ska du titta på film innebär tillräckligt mycket fördröjning att du inte längre har läppsynk mot filmen, vilket kan vara störande. Överföringstekniken i sig är inte tillräckligt för att ställa till med problem, men det finns flera källor till fördröjning på vägen och därför vill du att alla ska vara så små som möjligt.
Överföringstekniker från låg till hög kvalitet
AAC
AAC utvecklades som ett mer effektivt alternativ till mp3 för musikfiler, och du får generellt sett bättre ljudkvalitet per datamängd jämfört med mp3, även om formatet inte är förlustfritt. Olika komprimeringsgrader finns men den nivå vi oftast stöter på är 250 kbit/s, vilket ger en ljudkvalitet som sägs vara svår att skilja från en CD-skivas.
Det finns bättre ljudkvalitet att få, men AAC har den stora fördelen att det är ett av få format som vunnit spridning både som filformat och överföringsteknik. Apple har till exempel helt standardiserat på AAC. Musikfiler sparas som AAC på telefonen, om du streamar Apple Music är det AAC-ljud du får, och om du kopplar in ett par Airpods streamas ljudet med AAC, utan att det sker någon dubbelkomprimering av det slag vi beskrivit ovan. Har du en Iphone vill du alltså ha ett par lurar med stöd för AAC, men även på Android stöds oftast formatet. Spotify streamar däremot musik i formatet ogg vorbis som inte finns som Bluetooth-överföringsformat, så där får du inte den vinsten.
aptX
Qualcomm ligger bakom aptX, och det har blivit ett av de mest spridda alternativen till SBC. Förutom att de flesta mobiler med Snapdragonchipset har stöd för aptX är kodningen med Android 8.0 Oreo en officiell del av Androidstandarden. Däremot stödjer inte Apple aptX. Överföringstekniken är rätt vanligt förekommande även hos hörlurstillverkare.
AptX har en fast överföringshastighet på 352 kbit/s, och en komprimeringsmetod där man bevarar mer information i de delar som örat är mest känslig för och komprimerar de högsta och lägsta frekvenserna mer. Kodningen anses vara bra på att inte skapa ytterligare förvrängningar av redan komprimerat ljud såsom mp3, och är dessutom snabb på att packa och packa upp musiken vilket skapar mindre fördröjning. AptX är inte ett förlustfritt format, men det anses ge bättre ljudkvalitet än AAC, och i praktiken är det svårt att höra skillnad på aptX och den CD-kvalitet som formatet utgår från.
aptX HD
Det är dokumenterat att de 16 bitars upplösning som CD-ljud använder är något lägre än vad det mänskliga örat kan uppfatta, och när man inte längre är beroende av CD-skivor har det blivit vanligare att man använder 24 bitar, som är långt mer än vad örat kan uppfatta.
aptX HD använder samma typ av komprimering som aptX, men med 24 bitarsljud i stället. Men det är fortfarande inte förlustfri komprimering så överföringen ger inte riktigt perfekt HD-ljud. Är ljudkällan CD-ljud kan ljudkvalitén ändå bli bättre med aptX HD än med aptX, eftersom aptX HD har högre upplösning än aptX även på de höga och låga frekvenser som komprimeras mer. För att leverera detta behöver aptX HD en stabil dataström på 578 kbit/s vilket man får genom att utnyttja de högre maximala datahastigheter som Bluetooth kan leverera. Risken är förstås att ljudet klipper lättare vid dåliga signalförhållanden.
aptX HD stöds av nyare Qualcomm-chipset och är en del av Android 8.0, medan Apple inte stödjer standarden. Samsung har dock inte implementerat aptX HD på Galaxy S9. Det är också fortfarande relativt ovanligt att hörlurstillverkare stödjer standarden, men vi kan nog räkna med att det blir vanligare över tid.
LDAC
LDAC är Sonys egenutvecklade teknik för högupplöst ljud över bluetooth. Andra tillverkare kan licensiera tekniken, vilket dock inte har hänt, och det såg länge ut som det var en angelägenhet enbart för Sonyfrälsta. Men som tack för att Sony lagt ner så mycket arbete med att hjälpa Google med utvecklingen av Android 8.0 fick man in stöd för LDAC i Androidstandarden, vilket plötsligt gör att ett större antal mobiltelefoner stödjer kodningen. För hörlurar är det fortfarande Sonys sortiment som gäller, men här finns bland annat de utmärkta MDR-1000X och uppföljaren WH-1000XM2 som hör till de bästa brusreducerande lurarna på marknaden, så det behöver inte precis vara ett nerköp att satsa på LDAC.
Sony är rätt hemliga med hur LDAC egentligen fungerar, men man använder en överföringshastighet på 990 kbit/s, vilket är precis på gränsen till vad bluetooth anses kunna leverera i en stabil uppkoppling med högsta datahastigheten påslagen. Viss komprimering sker fortfarande jämfört med HD-ljud, och den sker enligt samma principer som aptX, det vill säga att man återger riktigt höga och låga ljud med mindre detaljrikedom. Men den betydligt högre datahastigheten gör att man får med mer detaljer, och de flesta är överens om att LDAC ger den bästa överföringskvalitén du kan få över bluetooth i dag.
