Der Bluetooth-Guide von HiFi im Hinterhof

Geschichte und Grundlagen

Bereits in den 1990er Jahren wurde Bluetooth als Standard für die Kurzdistanzübertragung von Daten per Funk entwickelt, um Infrarotverbindungen abzulösen. Knapp formuliert ersetzt die Technik die Verwendung von Kabeln, denn die digitalen Daten, die man herkömmlich per USB, Audio- oder Netzwerkkabel übertragen würde, werden dank Bluetooth per Funk transportiert – und das ohne Sichtkontakt der zu verbindenden Geräte. Jedoch ist die Reichweite von den jeweiligen Apparaten abhängig; grob kann man sagen, dass sie zwischen zehn und einhundert Metern beträgt.

Übrigens: Abgeleitet wird der Name der Funktechnik vom dänischen König Harald Blatand (also Blauzahn), dessen Nachname auf Englisch mit Bluetooth übersetzt wird. Eine Referenz zu ihm ist bis heute in dem Bluetooth-Logo zu finden: Es setzt sich aus den Runen ᚼ (h) und ᛒ (b) zusammen und bildet damit die Initialen des Königs ab.

Anwendungsgebiete und Koppelung

Am ehesten kennen Sie die Bluetooth-Verbindung vermutlich von Ihrem Smartphone, aber auch Tablets oder Laptops verwenden die Funktechnik. Ganz klar, denn immerhin handelt es sich bei der Technologie um eine Schnittstelle, mit welcher verschiedene Geräte miteinander kommunizieren und jede Art von Daten (auch Musik) übertragen können. Somit lassen sich Kopfhörer, Lautsprecher und andere technische Geräte wie Drucker oder Headsets ganz einfach untereinander ansteuern. Natürlich gibt es noch eine Menge anderer Geräte, die via Bluetooth verbunden werden können, doch für den HiFi- und TV-Bereich genügt es, wenn wir uns auf Kopfhörer, Lautsprecher, Fernseher und ähnliches beschränken.

Um die entsprechenden Geräte zu verbinden, müssen sie miteinander gekoppelt werden. Das nennt man Pairing (vom Englischen “to pair”). Bis zu acht Geräte können sich zeitgleich verbinden. Die Grundlage dafür ist ein Chip mit Sender und Empfänger sowie die entsprechende Software, die den Austausch der Daten ermöglicht. Dann spricht man davon, dass die Geräte Bluetooth-fähig sind. Jener Standard ist weltweit verfügbar und glücklicherweise kostenfrei.

Übertragen werden die Daten der Netzwerktechnologie über das ISM-Band (das steht für Industrial, Scientific and Medical Band – also industriell, wissenschaftlich, medizinisch), welches von Hochfrequenz-Geräten (Übertragung von Frequenzen über hörbare Schallwellen) genutzt wird. Für Bluetooth sind das 2,48-GHz- und 2,4-GHz-Band erforderlich, welche man auch von WLAN oder Mikrowellenherden kennt. Das kann im schlimmsten Fall sogar zu einer Störung des Netzes führen. Im Gegensatz zum WLAN kommt Bluetooth jedoch auch ohne Router aus.

Bluetooth-Versionen

Wichtig sind jetzt noch die unterschiedlichen Versionen, die Bluetooth hat. Zwischen 1999 und 2009 gab es bereits insgesamt sieben Haupt- und Unterversionen des Bluetooth-Standards. Wie auch alle anderen Funktionen, beansprucht Bluetooth Akkuleistung, was sich nach und nach in den Versionen niedergeschlagen hat. In der heutigen Zeit ist mindestens Bluetooth 4.2, eher aber sogar Bluetooth 5.0 und höher auf Geräten installiert. Die Version Bluetooth 4.0 erhielt den Begriffszusatz „Low Energy“, da der Fokus (wie der Name verrät) auf einem geringen Stromverbrauch liegt. Die Unterversionen Bluetooth 4.1 und Bluetooth 4.2 wiederum haben ihre Optimierung in Punkto Sicherheit, Geschwindigkeit und Stromverbrauch erhalten. Seit 2016 bereits kennen wir Bluetooth 5 als neuesten Standard. Jener verspricht eine größere Reichweite sowie die doppelte Übertragungsgeschwindigkeit. Die aktuellsten Varianten Bluetooth 5.1 und 5.2 (letztgenannte ist seit 2020 die neueste Variante) brillieren damit, dass sie zum Beispiel Kopfhörer automatisch finden und eine verbesserte Audioübertragung mitbringen. Schön, dass hier an den HiFi-Bereich gedacht wurde!

Übrigens: Wenn Sie Geräte mit verschiedenen Versionen besitzen, ist das kein Problem. Trotz verschiedener Versionen können Sie Lautsprecher, Telefone, Computer und so weiter miteinander koppeln. Die einzigen Einschränkungen könnte es seitens der Hersteller geben, die ihre Produkte mit einer bestimmten Bluetooth-Version konform machen. In dem Fall kann man entsprechende Adapter verwenden.

Bluetooth-Profile

Es gibt eine Vielzahl verschiedener Profile, die festlegen, welche Daten und Funktionalitäten genau zwischen den Geräten transferiert werden. Selbstredend funktionieren sie nur, wenn beide Geräte die entsprechenden Profile unterstützen. Die Anzahl der Profile wird stetig erweitert. Anbei geben wir Ihnen eine knappe Liste mit Profilen an die Hand, die wir für den Alltag und/oder HiFi-Angelegenheiten relevant finden.

• “OBEX” (Object Exchange) dient zum Austausch von Daten.
• An “HSP” (Headset-Profile) können Sie ein Headset anschließen.
• Für Freisprechanlagen in Autos wird “HFP” (Hands Free Profile) verwendet.
• Um Audiodaten zu übertragen benutzen Sie “A2DP” (Advanced Audio Distribution Profile). Somit lassen sich Musik oder die eigene Stimme über das Autoradio, Headsets, Kopfhörer und drahtlose Lautsprecher abspielen. Wenn man es genau nehmen möchte, geht es um Stereo-Signale. Dabei ist das Protokoll auf beiden Seiten leicht unterschiedlich, denn bei der Quelle arbeitet A2DP-SRC, beim Empfänger A2DP-SNK. Um eine gute Qualität beim Abspielen zu gewährleisten, muss das Profil von einem entsprechenden Code unterstützt werden – in diesem Falle ist es der SBC-Codec. Oft kommen MP3, AAC und aptX zum Einsatz, doch heute unterstützen nahezu alle Bluetooth-Geräte A2DP. Im Zusammenhang damit kommt außerdem oft AVRCP zum Einsatz.
• Das Profil “AVRCP” (Audio/Video Remote Control Profile) verwenden Sie nämlich, um beispielsweise einen Mediaplayer zu steuern. Das heißt, hiermit können Sie Musik und Video pausieren und das nächste Lied abspielen. Ähnlich wie beim vorher genannten Profil ist auch dieses unterteilt: AVRCP-CT beim Sender und AVRCP-TG bei dem zu steuernden Gerät.

Die Profile A2DP, HSP, HFP sowie AVRCP sind in den meisten Headsets, Kopfhörern und Lautsprechern verbaut. Daher erachten wir diese als am relevantesten. Technikbegeisterte Leser*innen können vermutlich einen ganzen Abend damit füllen, durch sämtliche weitere Profile zu stöbern.

aptX Codecs

Da wir aptX gerade erwähnt haben und diese Abkürzung durchaus gängig ist und viel verwendet wird, möchten wir diese noch etwas genauer beleuchten. Die Abkürzung steht für “Audio Processing Technology” und es handelt sich dabei um einen Audio-Codec, welcher die Bitrate für Breitband-Stereo-Audio reduzieren soll. Dabei gibt es die Varianten aptX, aptX Low Latency, aptX HD und aptX Adaptive.

• Der standardmäßige aptX-Audio-Codec findet in drahtlosen Audioanwendungen über das bereits erwähnte A2DP-Bluetooth-Profil seine Anwendung. Um die akustischen Vorteile nutzen zu können, muss die Technologie sowohl beim Sender, als auch Empfänger integriert sein.
• Wenn Sie aptX Low Latency verwenden, können Sie sich über eine End-to-End-Latenz von 32 ms freuen. Sie ist kleiner als die Latenzzeiten für die Audio-Video-Synchronisation im Fernsehbetrieb (jene liegt zwischen +40 ms und −60 ms). Es lassen sich interaktive Anwendungen für Computerspiele, Tonsignale von Musikinstrumenten, Multimedia und noch weiteres damit steuern.
• aptX-HD (auch als aptX Lossless bekannt) verfügt über eine Bitrate von 576 kbit/s. Dadurch unterstützt es hochauflösende Audio-Signale mit Abtastraten von bis zu 48 kHz und Abtastauflösungen von bis zu 24 Bit. Man spricht hier von einer nahezu verlustfreien Codierung. Jene bietet eine hochauflösende Audioqualität im Frequenzbereich zwischen 20 Hz und 20 kHz und darüber hinaus sogar einen Dynamikumfang von mindestens 120 dB. Achtung, dieser Codec ist nicht zu verwechseln mit dem von Sony entwickelten LDAC-Codec, der vermutlich der größte Konkurrent von aptX Lossless ist.
• Eine automatische Anpassung des Codecs soll mit aptX Adaptive erreicht werden. Das bedeutet: Optimale Audioqualität und optimale Latenzzeit, je nachdem, welche Inhalte Sie wiedergegeben. Außerdem ist der Codec abwärtskompatibel mit aptX und aptX HD.

Sicherheit und Abschluss

Wie Sie sich bestimmt denken können, ist auch Bluetooth nicht unbezwingbar. Es handelt sich immerhin um eine technische Errungenschaft und natürlich hat diese ihre Schwachstellen. In der Vergangenheit wurden vor allem über die PIN-Abfrage versucht, Bluetooth-Geräte zu bezwingen. Allerdings müssen sich etwaige Angreifer*innen in der Nähe der Geräte befinden, da die Reichweite der besten Bluetooth-Verbindungen eine geringe Reichweite nicht überschreitet. Daher gilt der Übertragungsstandard als sehr sicher. Sicher ist außerdem, dass er zukunftsorientiert ist und uns so schnell nicht verlassen wird.