為什麼藍牙耳機會在人潮眾多的地方不穩,又為什麼真無線耳機特別容易遇到影音不同步,

2019.08.05 06:11PM
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為什麼藍牙耳機會在人潮眾多的地方不穩,又為什麼真無線耳機特別容易遇到影音不同步,

隨著近期手機取消 3.5mm 耳機孔、藍牙耳機價格降低等因素,消費者也越來越能接受藍牙耳機產品,不過也有不少人在使用藍牙耳機後遇到不如預期的狀況,例如斷線、影音不同步等等的情況,到底藍牙耳機為什麼會出現這樣的狀況呢?以下簡單介紹一些藍牙耳機的基本規格怎麼看與為什麼會有上述的問題。

藍牙音訊的 SBC 、 AAC 、 aptX 與 LDAC 是甚麼,為什麼通常都只能用 SBC 連接

是為什麼藍牙耳機會在人潮眾多的地方不穩,又為什麼真無線耳機特別容易遇到影音不同步,這篇文章的第1圖

蘋果除了 SBC 外僅支援 AAC

在耳機與藍牙配對後,會出現當前所使用的連接模式,而當前比較常見的包括 SBC 、 AAC ,還有僅會在 Android 出現的 aptX 與 LDAC ,但最常看到的還是 SBC 規範,其它三種規範則沒那麼常見。

在上面四項規範當中,其實只有 SBC 是藍牙官方標準的音訊協定,隸屬藍牙協定當中 A2DP 的通用音訊編碼,然而這項編碼已行之有年,同時也在發表後幾乎沒有任何版本變動,相較其他幾個標準壓縮效率較差,若在後續條件相同下,也是音質表現最差的,但由於是藍牙的強制規範,故所有藍牙音訊設備都會支援這項規範。

至於 aptX 與 LDAC 則是由技術供應商提供的非標準藍牙音訊技術, aptX 起源於英國體系藍牙大廠 CSR ,原是用於錄音室的無線傳輸技術,而後才轉到消費市場,但由於屬於專利技術,現在雖然 CSR 已被高通收購,但仍需要支援此項規範的高通 CSR 體系的藍牙晶片彼此搭配才能開通服務。不過 aptX 當前已經延伸出多個不同的特殊版本,除了傳統的 aptX ,還有包括低延遲的 aptX LL ,可達 24bit 的 aptX HD ,與可自己針對環境調整壓縮率的 aptX Apadtive 等。

至於 LDAC 也有類似 aptX 的情況, LDAC 是由 Sony 提出的高音質藍牙傳輸技術,也是當前日本音響業界最積極推動的標準,不過與 aptX 不同的是, Sony 本身並未推出專屬的藍牙晶片,而是利用技術驗證與授權的方式提供支援,同時藉由開放給 Android 的方式,只要是 Android 8 平台、搭配獲得認證核可的藍牙晶片,就能無償開通功能,只是若是如耳機、音響裝置等則仍須獲得 Sony 授權。

而 AAC 則是比較特殊的一項協定, AAC 並非單純用於藍牙音訊傳輸,是直接出自音樂壓縮格式的延伸應用,原本 AAC 強調的就是比當時 MP3 更好的壓縮效率與品質,當前也是蘋果旗下 iTunes 音樂格式與串流服務 Apple Music 採用的音訊標準,但用於藍牙 AAC 並非直接將 AAC 訊號進行無線傳輸,仍需經過再壓縮處理,導致實際聆聽品質仍低於標準版 aptX ,不過勝於 SBC 。

藍牙 4.1 vs 藍牙 5.0 真的重要嗎?

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▲藍牙版本對真無線耳機影響較大

最近藍牙耳機進入藍牙 4.1 與藍牙 5.0 的規格交替,若單純從規格看,理論上應該是越新的版本越好,但實際上是不是這樣?這邊先從藍牙 4.1 與藍牙 5.0 在官方規格於音訊傳輸上的差異做簡單的比較;從藍牙 4.1 到藍牙 5.0 差在哪?主要在於頻寬與傳輸距離,藍牙 4.1 的理論傳輸速率為 24Mbps ,範圍為 50 公尺,而藍牙 5.0 的理論速度達 48Mbps 、理論距離擴增到 300 公尺。

但回歸現實面,即便是使用較高頻寬的 LDAC ,也僅使用 990Kbps 的頻寬,無論是 4.1 或是 5.0 的規格都是堪用的,其次傳輸距離是官方的理論值,實際使用則會受到包括天線設計、環境變因與隨著距離延長而衰退等因素影響,導致實際可用距離遠低於理論值。另一個從規格看不來的則是耗電量,多半藍牙 5.0 晶片會比起藍牙 4.1 來的省電一些。

不過就筆者的經驗來說,耳罩耳機與傳統頸掛式入耳式耳機對藍牙版本在接收性能的影響較不明顯,不同版本主要在於續航力的差異,對於原本就有較多裝電池空間的耳罩耳機影響又更不明顯,然而對於真無線耳機,兩個版本卻會有顯著的體驗差異。

主因在於藍牙真無線技術在 4.1 版本時仍在發展其,晶片先天穩定性就相對不理想,其次是藍牙 5.0 晶片的耗電量較藍牙 4.1 低了不少,對電池容量更為受限的真無線耳機也有助於提高續航力,目前較新穎的藍牙 5.0 真無線耳機在帳面規格不少都達到 6 小時以上的連續音樂播放,甚至在特定條件下還有達 10 小時的產品。

為什麼藍牙耳機在人多的場合或是特定的地方會不穩

雖然新款的藍牙耳機已經較早期穩定不少,不過在一些公眾空間或是特定的情況,藍牙耳機還是會出現斷訊的情況,這會牽涉到藍牙所使用的 2.4GHz 的先天限制; 2.4GHz 是公眾可使用的藍牙頻段,包括 WiFi 、藍牙或是一些通用的無線技術都是採用 2.4GHz 頻段。

然而也因為現在使用 2.4GHz 的裝置越來越多,可是 2.4GHz 分配給不同技術的頻譜卻是有限的,一但在同一個環境當中有大量使用藍牙的人,就會彼此搶用有限的頻譜,同時還會有彼此相互干擾的問題,這也是為什麼在一些公眾空間當中藍牙會產生斷斷續續的問題。

但有時在沒有太多人的地方藍牙也依舊會有斷斷續續的情況,就是由於 2.4GHz 本身抗環境干擾造成的問題,舉凡馬達、風扇、大量的水、金屬等,都會對 2.4GHz 的藍牙造成一定的影響,舉例來說,筆者先前在座位裸機測試電腦硬體時,當電源供應器的風扇開始轉動,就會發現藍牙耳機開始不穩定,或是在飛機上空姐推著放滿飲料的金屬餐車過去,有時也會造成藍牙耳機斷斷續續。

為什麼有一部分真無線耳機會在 Android 看影片有影音不同步的情況?

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▲版本較舊的真無線耳機在 Android 裝置容易遇到影音不同步的問題

為什麼同樣一副真無線耳機,用 iOS 看影片很正常,但 Ancdroid 卻會有影音不同步,這就會牽涉到 Android 與 iOS 先天設計的差異,在先前參加 Sony 日本 WF-1000XM3 體驗活動時, Sony 工程師就提到由於蘋果 iOS 內嵌的影音播放軟體會進行聲音與影像的時間軸校正,但 Android 並沒有這樣的機制,故 Android 或多或少影音都會有些許的延遲。

但為何部分的真無線耳機影音不同步的情況特別嚴重?主要的原因則牽涉到真無線耳機的工作原理;當前真無線耳機運作的方式分為三種,一種是由身為主機的一邊進行與手機的藍牙立體聲訊號接收,而後再利用近磁通訊技術傳遞到另一邊,第二種同樣由一邊做為主機、但同樣利用藍牙再把訊號延伸到另一耳,最後一種則是左右耳各自接收來自手機的左右聲道訊號的獨立真無線模式。

其中第二種模式、也就是先將其中一耳作為藍牙立體聲訊號的接收,再透過藍牙把訊號傳遞到另一邊的模式,最容易產生影音不同步的現象,因為這種模式實際上的聲音會選擇以接收的一方播放的時間軸作為兩耳的時間軸,但若搭配的是較早期藍牙 4.1 的晶片,則會因為訊號延遲較明顯,等同播放聲音後會有兩次的藍牙延遲問題,不過在規格邁入藍牙 5.0 後,延遲有獲得一定程度的減緩,同樣透過此種模式連接的真無線耳機已經較藍牙 4.1 的真無線耳機影音延遲不明顯。

第一種模式透過近磁通訊雖然比起第二種透過藍牙二次傳遞的模式來的穩定,但近磁通訊的傳輸距離極短,一但取下耳機後子機就會沒有半發收到訊號;無論是第一種模式或是第二種模式,都會造成若要單耳通話都僅能使用主機進行,其次是兩邊的電力會出現不平均耗損,作為主機的一邊電量會消耗的特別快。

至於獨立真無線傳輸是相對穩定的模式,左右耳之間直接接收手機左聲道與右聲道的訊號,兩邊不再有主從問題,耗電量也更為平均,同時來電時任一耳理論上都能進行通話(但能否直接在耳機接聽與掛斷則視耳機操作定義而定),也因為僅單一次的訊號接收,延遲又比起前述的模式更低,不過此模式會受限到技術問題,例如高通的 TrueWireless Plus 需要搭配指定行動運算平台,而 Sony 新款的 WF-1000XM3 則是利用軟體控制的方式實現左右獨立連接,或許隨著技術越來越普及,未來獨立連接可能會變得更容易一些。

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