Bluetooth-кодек LDAC – лучший беспроводной звук? (Наушники и телефоны с LDAC)

Максим Жуков

06.05.2019

34054 12

LDAC – Bluetooth-кодек высокого разрешения, разработанный Sony. Заявлено качество передаваемой музыки на уровне Hi-Res аудио. Так и есть, или тут налицо очередная маркетинговая басня? Этот вопрос уже давно блуждает по сети.

Действительно ли творение Sony даёт возможность слушать музыку высокого разрешения без проводов и проблем? Нет, даже этот кодек не даст реального Hi-Res качества по Bluetooth. Но по некоторым параметрам он уже близок.

Беспроводные Bluetooth наушники Sony с поддержкой кодека LDAC

Среди всех наушников мне встречались только наушники от Sony (и то единицы), которые поддерживают технологию LDAC. Вот самые популярные наушники с LDAC:

Как включить LDAC?

Как включить LDAC?

1. Чтобы включить LDAC и любой другой кодек нужно активировать «Меню Разработчика».

Меню Разработчика, можно активировать вот так:

2. После, в меню разработчика, нужно найти «Аудиокодек для передачи через Bluetooth» и выбрать нужный кодек:

Выбираем нужный кодек — LDAC, aptX, aptX HD, AAC, SBC.

1. Особенности LDAC — скорость передачи;
2. Битрейт и разрядность LDAC;
3. Частотный диапазон LDAC;
4. Уровень фонового шума LDAC;
5. Качество соединения по LDAC;
6. Итог.

1. Особенности LDAC — скорость передачи данных

LDAC – это кодек сжатия с потерями. Об этом производитель в итоге заявил довольно скоро после релиза. Уже после этого все заявления о Hi-Res качестве нельзя воспринимать всерьёз. Впрочем, Sony уточняет, что имеется в виду качество, близкое к Hi-Res.

Существует три варианта работы LDAC – 3 разных битрейта: 990 кбит\с, 660 кбит\с и 330 кбит\с. То есть, он не всегда работает на рекламных 990 кб\с. Эта вариативность сделана для того, чтобы кодек мог оптимизировать энергопотребление и ширину потока данных.

LDAC или aptX HD:

Битрейт LDAC и других Bluetooth-кодеков

Полезно понимать, что, когда на телефоне отображается соединение по LDAC, это могут быть и минимальные 330 кбит\с. Настраивается этот момент через инструменты разработчика или в некоторых программах от Sony.

И всё же, как минимум по битрейту, LDAC недалёк от lossless форматов. И явно впереди всех конкурентов (в режиме приоритета качества). При этом заявлена поддержка разрядности до 24 бит и частота дискретизации до 96 кГц.

LDAC рекламные материалы от Sony

2. Битрейт и разрядность LDAC

На современном этапе развития технологий Lossless (без потерь) обработка позволяет уменьшить битрейт максимум в 2 раза. Или около того. Например, у файла CD-качества (1411 кб\с), сжатого без потерь, мы увидим значения 770-900 Кбит\с. Всё, что ниже – сжатие с потерями.

Получается, что только 1 вариант работы LDAC даёт битрейт, аналогичный сжатому без потерь CD-качеству: приоритет качества 990 кбит\с. Остальные 2 режима и близко не подобрались даже к CD, не говоря уже о Hi-Res.

990*2 > 1411, а вот 660*2 < 1411, как и 330*2. Конечно, битрейт не может быть единственным показателем качества, но всё же. 😉

Средний битрейт 24 битного звука – около 4,5 Мбит. При передаче по LDAC (990 кбит\с), сжатие должно быть на уровне 4,5:1. Если Sony научились сжимать аудио с такими коэффициентами без потерь – это серьёзный прорыв.

LDAC Hi-Res Audio

Но нет, представители компании в итоге подтвердили, что сжатие происходит с потерями. Частично, конечно, используются алгоритмы lossless, но отбрасывание бит информации также имеет место. Впрочем, не только благодаря этому происходит сжатие и экономия ресурсов Bluetooth, есть ещё разница в глубине квантования звука по частотам.

LDAC квантование на основе чувствительности слуха

Этот момент важно держать в уме, для понимания работы кодека. Как видно из графика, полосы с частотами, которые люди слышат лучше всего (3-5 кГц) кодируются 24 битами. А вот для 16 кГц используется всего 12 бит. Эти частоты слышны гораздо хуже, а многие после 30 лет и вовсе уже их не слышат.

Похожий подход используется в aptX HD, но там сигнал делится всего на 4 полосы. По этому параметру LDAC ощутимо точнее. 😎

3. Частотный диапазон LDAC

Человек теоретически слышит звуки от 20 Гц до 20 кГц. Было доказано, что для квантования (отцифровки) аудио-сигнала без потерь, частота дискретизации (количество отрезков, на которые аналоговая волна делится при отцифровке) должна более чем в 2 раза превосходить частотный диапазон изначального аудио-сигнала.

Поэтому, CD-качества в 44.1 кГц вполне достаточно, от этого закона и отталкивались создатели формата.

Соответственно, диапазон частот, на котором кодек передаёт звук без изменений, должен быть около 22 кГц. Для Hi Res (у LDAC) заявлены 96 кГц, соответственно, частотный диапазон должен быть не меньше 48 кГц. Посмотрим, справляется ли LDAC с этим.

LDAC диапазон частот

Из графика видно, что в режиме приоритета качества LDAC достигает 47 кГц, что примерно соответствует Hi Res. Режим 660 кбит\с – только 30 кГц, что достаточно для CD-качества. А вот приоритет соединения выдаёт лишь 18 кГц, что даже ниже, чем у aptX. И, само собой, ниже, чем должно быть у CD-качества.

3.1 Промежуточный вывод

Из всего вышеописанного можно сделать вывод, что LDAC передаёт звук в режиме 990 кбит\с в качестве, сравнимом с CD. Минимальная глубина квантования в 12 бит только чуть ниже эталонных 16, битрейта вполне хватает, а частота дискретизации даже больше, чем необходимо.

Но до уровня Hi Res LDAC не дотягивает. Разрядность сильно варьируется и достигает заявленных 24 бит только в узкой полосе частот, битрейта явно не хватает. Но частота дискретизации соответствует стандартам аудио высокого разрешения.

Sony WF-SP700N работают по LDAC

4. Уровень фонового шума LDAC

Однако, если говорить о соответствии кодека стандартам качества, важно отметить ещё такой параметр, как уровень фонового шума. Чем он ниже, тем меньше вероятность услышать «потрескивания» и прочие искажения на определённых частотах.

Есть установленные параметры, они отмечены на графиках пунктирными линиями для 16 бит (CD) и верхней границей красной области для Hi Res (24 бит)

Передаваемый звук был в формате Hi Res. По графикам видно, что в приоритете качества LDAC на части диапазона вполне соответствует стандартам 24 бит. Однако, на высоких частотах всё же немало шума, особенно в районе 15 кГц. Режим 660 кбит\с на ВЧ местами даёт больше шума, чем должно быть даже для 16-битного качества. В режиме приоритета соединения LDAC показывает себя даже хуже, чем стандартный SBС, что явно не соответствует звуку высокого разрешения.

Так как частотная характеристика «хайреза» выходит за пределы обычных 20 кГц и простирается до 48 кГц, не лишним будет посмотреть, как кодек ведёт себя в высокочастотном диапазоне, хоть он и не слышен.

LDAC (990 кб\с) уровень шума в высокочастотном диапазоне

Как видно, на неслышимых человеком частотах LDAC даже в приоритете качества очень «шумит». Для сравнения приведён график уровня шума при проводной передаче Hi Res звука, он ровный по всему диапазону.

Такая картина ожидаема, ведь кодек должен «экономить» ширину потока Bluetooth. Соответственно, на те частоты, которые мы не слышим, ресурсы и не тратятся, при этом создаётся шум и искажения. Примерно так работают все lossy-кодеки.

Sony WI-1000X наушники с шумоподавлением и LDAC

Если замерить уровень шума для звука CD-качества, то картина аналогичная. LDAC вполне «умещается» в этот стандарт на режимах 990 кбит\с и 660 кбит\с. Но в приоритете соединения искажений значительно больше, чем должно быть. При этом aptX HD даёт сходные результаты на более низких битрейтах.

5. Качество соединения LDAC

Как видно из предыдущих тестов, LDAC хорош только в режиме 990 кбит\с. Хоть сжатие происходит с потерями и качество Hi Res, в общем-то, не достигается. Тем не менее, для беспроводной передачи музыки, результат очень неплох.

Рассмотрим показатель уровня принимаемого сигнала. Он выступает в роли индикатора качества связи. Измеряется в дБм (децибел-милливатт). До -60 дБм – уровень, достаточный для передачи данных в реальном времени. Ниже -80 дБм – ощутимые задержки. По вертикальной оси отложены потерянные секунды при воспроизведении звука.

Качество соединения для разных кодеков

Из графика понятно, что LDAC в приоритете соединения, как и другие кодеки «низкого разрешения» (SBC, AAC и даже aptX) начинают терять пакеты только при -80 дБм. То есть, нужно большое расстояние или препятствия для потерь пакетов.

Остальные режимы LDAC начинают терять пакеты гораздо раньше, на уровне -60 дБм, а aptX HD – на -70 дБм. Что говорит о нестабильности передачи. Учитывая, что измерение было проведено на расстоянии от кармана до уха, стабильность LDAC в режиме приоритета качества оставляет желать лучшего.

Sony SRS-XB41 поддерживает передачу звука по LDAC

После этого становится понятным, почему LDAC по умолчанию соединяется в 330 кбит\с. Остальные режимы очень сильно занимают полосу пропускания Bluetooth, вызывают помехи и артефакты соединения в условиях, отличающихся от идеальных. А мы чаще всего находимся именно в них. 😉

6. Итог

LDAC – Bluetooth-кодек высокого разрешения, который может передавать музыку в качестве, близком к CD. Он сжимает звук с потерями и не дотягивает до стандартов Hi Res по всем протестированным параметрам.

Если вы слушаете музыку по LDAC на улице или в транспорте (и включили приоритет качества в настройках), скорее всего, вы услышите много помех и частые прерывания сигнала. Ведь этот режим «потребляет» много ресурсов Bluetooth. А при 330 кбит\с, где надёжность соединения гораздо выше, выигрыша в качестве звука, по сравнению с другими кодеками, не будет.

Sony WH-1000XM3 – «топовые» наушники с шумоподавлением и LDAC

С другой стороны, многие рассмотренные моменты не очень слышны в условиях (опять же), отличающихся от идеальных. Поэтому, сбрасывать LDAC со счетов я бы не стал. В любом случае, он может «выдавать» достойное качество звука по Bluetooth. Жаль только, наушники (и беспроводные колонки) с поддержкой этого кодека можно пересчитать по пальцам.

Погоня за качественным звуком без проводов продолжается. И это не смотря на то, что он уже вполне удовлетворяет параметрам качества большинства пользователей. Так держать, Sony. 😉 Если исследования не будут останавливаться, рано или поздно мы получим реальный Hi Res «по воздуху».