Bluetooth (benannt nach dem dänischen König Harald Blauzahn) hat sich als einfach zu bedienender und am weitesten verbreiteter Standard zur Verbindung zwischen smarten Devices und Audiogeräten weitgehend durchgesetzt. Gerade im Mobilbereich sind praktisch alle Wireless-Kopfhörer und Drahtlos-Lautsprecher damit ausgestattet. Aber auch klassische HiFi-Receiver und Streaming-Komponenten öffnen sich dem als „Einsteigerstandard“ bezeichneten Bluetooth.
Wer das passende Bluetooth-Device für sein Smartphone und seine Ansprüche sucht, stößt bald auf eine verwirrende Vielfalt von Standards: Bluetooth 4.0, Bluetooth 5.1, SBC, mit oder ohne AAC-Codec sowie aptX und aptX HD. Wer soll da noch durchblicken, was brauche ich wirklich? Die Antworten liefert dieser Ratgeber mit FAQ.
Wie funktioniert Bluetooth zur Audio-Übertragung?
Bluetooth ist eine bereits 1998 eingeführte Technologie eines drahtlosen Übertragungsstandards für den Nahbereich. Dieser baut auf einem eigenen Funkstandard auf und gewährleistet eine weitestgehende Kompatibilität zwischen den Geräten, die den Standard unterstützen. Im Normalfall wird eine Verbindung zwischen zwei Geräten mit Bluetooth hergestellt, die dann in ständigem Datenaustausch zueinander stehen, bis die Verbindung wieder getrennt wird.
Bluetooth eignet sich für die Verbindung eines Quellgerätes wie Smartphone, Tablet oder Laptop zu einem Audio-Wiedergabegerät wie Kopfhörer oder Lautsprecher. Und zwar, seit die Profilstandards A2DP (für Stereo-Übertragung) und AVRCP (Für Kontrolle des Quellgerätes etwa bezüglich Lautstärke und Play/Pause/Skip) integriert sind.
Das A2DP Profil schreibt zudem vor, mit welchem Codec zur Datenreduktion das Quellgerät und das Wiedergabegerät mindestens ausgestattet sein müssen, um in jedem Fall zu einer kompatibel zu sein. Somit ist garantiert, dass alle Bluetooth-Geräte, die den Profil-Standard schon unterstützten, miteinander kompatibel sind.
Welche Quellgeräte und Wiedergabegeräte unterstützen das A2DP bzw. AVRCP-Profil?
Bei den allermeisten Geräten ist ab einer gewissen Generation des Betriebssystems garantiert, dass der A2DP Standard unterstützt wird und damit eine Stereo-Wiedergabe zu Bluetooth-Lautsprechern/Kopfhörern möglich ist, auch wenn die Wiedergabegeräte deutlich moderner sind. Die Mindestanforderungen sind in etwa:
Microsoft – ab Windows 8 (ca. 2012)
Apple iPhone/iPad – ab iOS 3.0 (ab ca. 2009)
Apple McIntosh – ab Mac OS 10.5 Leopard (ca. 2007)
Android – ab Android 1.5 (ca. 2009)
Das Steuerungsprofil AVRCP wurde in einigen Betriebssystemen erst deutlich später eingeführt.
Welche Audio-Codecs gibt es und wie gut ist die Klangqualität?
Ein Audio-Codec ist ein Algorithmus, der das Packen und Entpacken von digitalen Musikdaten mathematisch klar definiert. Unkomprimierte Musikübertragung ist bei Bluetooth unüblich und nicht vorgesehen. Der bekannteste Codec MP3 ist bei Bluetooth unüblich, wäre aber theoretisch einsetzbar.
SBC – garantierte Verbreitung
Der SBC-Codec ist standardmäßig im Bluetooth-Audio-Profil A2DP integriert und somit in allen Bluetooth-Geräten seit der Einführung von A2DP in die Quellgeräte integriert. Er verarbeitet digitale Musikdaten bis 48kHz/16Bit und ermöglicht im praktischen Betrieb Stream-Bandbreiten bis zu 320kb/s. Das klingt im Vergleich zu Streaming-Diensten wie Spotify nach einer hohen Qualität, in der Praxis ist der SBC-Codec jedoch deutlich weniger effektiv als die sehr modernen Codecs AAC und Ogg-Vobis.
Eine Garantie, welche Datenrate und damit welche Audioqualität übertragen wird, gibt es aber nie. Zum einen kann jeder Hersteller eines smarten Devices und eines Audiogerätes eigene Grenzen setzen. Zum anderen ist die effektive Datenrate auch variabel, abhängig von der momentanen Qualität der Funkstrecke. So ist es gängige Praxis, dass Hersteller die Datenrate reduzieren oder ganz deckeln, um eine stabilere Verbindung zu erzielen.
Obwohl SBC als „einfacher“ Codec gibt, ist er insbesondere im Nahbereich für mobile Bluetoo th-Lautsprecher und Kopfhörer im Einsteiger- bis gehobenem Sortiment problemlos und ohne hörbare Qualitätseinbußen einsetzbar.
LC3 – der Nachfolger des Standard-Standards
Mit Bluetooth 5.2 wurde der SBC durch den neuen Low Complexity Communications Code (LC3) abgelöst. Dieser soll laut Entwicklern eine höhere Audioqualität liefern und Datenströme bis 48kHz/32Bit Quantisierung sehr effektiv komprimieren können. Erfahrungen liegen wegen der schwierigen Vergleichbarkeit bei dynamisch-variablen Datenraten noch nicht vor, aber die Qualität bei vergleichbarer Datenrate soll auf dem Niveau von AAC liegen.
Der Codec ist aber nur nutzbar, wenn die verbundenen Geräte Bluetooth 5.2 unterstützen, aber in diesem Fall automatisch garantiert.
AAC – Hires und Apple-Tauglichkeit
Der Advanced-Audio-Codec basierte auf Weiterentwicklungen von MP3, und ist in der Apple-Welt sowie auch bei Youtube sehr verbreitet, aber auch in allen Android-Geräten und zahlreichen Audio-Devices integriert. Theoretisch ist er Hires-fähig und verarbeitet Audioauflösungen bis 96kHz/24Bit, auch die maximal mögliche Datenrate von 320kb/s in der Praxis von CD-Qualität praktisch nicht zu unterscheiden.
In der Praxis ist aber vor allem bei Android-Geräten kaum feststellbar, in welcher Datenrate AAC tatsächlich gesendet wird, und die Rate kann wiederum von der aktuellen Funkqualität der Verbindung sowie des internen Energiemanagements des Devices abhängig gemacht werden. Viele Hersteller von Android-Phones beschneiden zudem das übertragbare Frequenzband vor der AAC-Codierung, um Datenrate und Batterieleistung zu sparen.
Apple setzt bewusst auf den AAC-Standard als Qualitätsmerkmal und reizt die Bandbreite so weit es geht aus, weshalb sich bei iPhones und iPads der Codec als Standard für Anspruchsvolle durchgesetzt hat. Wer entsprechend hochwertigere Audio Endgeräte für den Betrieb an Apple Produkten anschaffen sollte, sollte auf die Kompatibilität mit AAC achten.
aptX und aptX HD – Hohe Qualität mit eigenen Chips
Apt-X und seine anverwandten werden exklusiv vom Chip-Anbieter Qualcomm vermarktet, die Hersteller von smarten Devices müssen hier also Hardware und Lizenzen beziehen. Apple macht das nicht, weshalb Macs, iPhones und iPads kein AptX bieten. In den meisten mittel- bis hochpreisigeren Android-Geräten sind die entsprechenden Voraussetzungen aber gegeben.
Apt-X kann digitales Audio bis etwa zu CD-Qualität verarbeiten (48kHz/16Bit) und bietet mit einem entsprechend modernen Codec bei Datenraten bis 350kb/s auch qualitativ große Spielräume – theoretisch. Apt-X HD kann sogar 24 Bit und höhere Datenraten.
Solange die Funkverbindung stabil ist, arbeiten die aptX und aptX HD Codecs mit einer festen, garantierten Datenrate. Das garantiert eine hohe Mindestqualität beim Audio, aber birgt auch die Gefahr von Aussetzern, etwa wenn die Funkstrecke zwischen Sende- und Empfangsgerät zu lang wird oder durch Hindernisse gestört ist.
In der aptX-Familie gibt es noch weitere Codecs, die statt auf Audioqualität eher auf geringe Latenz, also Verzögerung, optimiert sind. Außer für Gamer und Live-Musiker spielen diese jedoch für den Heimanwender eher keine Rolle.
LDAC – Hires für die Sony-Welt
LDAC ist ein wenig verbreiteter Standard mit höchsten Audioreserven, und bekam besonders durch den Produktlaunch des Sony WH-1000XM4 eine gewisse Aufmerksamkeit. Denn der Hersteller warb damit, aptX durch LDAC ersetzt zu haben.
Musikauflösungen bis zu 96kHz/24Bit werden verarbeitet, und der Codec ermöglicht eine konstante Datenrate bis 1Mb/s. Das ist aber reine Theorie, denn damit werden recht hohe Resourcen auf der Senderseite verbraucht, weshalb viele Smartphone-Hersteller das Potenzial absichtlich nicht ausreizen. Auf der Seite der Endgeräte ist der Codec außer bei Sony-Geräten der aktuellsten beiden Generation auch noch sehr wenig verbreitet.
Codecs und Latenzverzögerungen bei Gaming und Livemusik-Monitoring
Fürs Musikhören ist eine gewisse Verzögerungszeit zwischen der Anwahl eines Streams oder dem Drücken der Play-Taste und dem Beginn der Musik zumeist unkritisch. Je höher die vom Codec genutzte Datenrate und je unsicherer die Funkverbindung, desto länger ist auch die als Latenz bezeichnete Verzögerungszeit. In der Praxis sind mit SBC, AAC und aptX Latenzzeiten zwischen 100 und 300ms üblich.
Bei Videoanwendungen, bei denen es auf Lippensynchronität ankommt, ist eine hohe Latnezzeit deutlich bemerkbar. Auf machen Geräten lässt sie sich aber durch eine eine Lypsync-Funktion ausgleichen.
Inakzeptabel ist eine so hohe Latenz aber bei Gaming- und Livemusik-Anwendungen. Im ersteren Fall empfiehlt sich, beim Wiedergabegerät auf das Vorhandensein von aptX LL (Low-Latency) zu achten. Damit verringert sich die Latenzzeit entsprechend deutlich (unter 50ms). Das kann allerdings bei Livemusik-Anwendungen oder extrem reaktionskritischen Games wie Ego-Shootern trotzdem noch zu hoch sein.
Das bedeuten die Bluetooth-Generation von 1.0 bis Bluetooth 5.3
Seit der Einführung wurden immer wieder neue Generationen des Bluetooth-Funkstandards und der darin enthaltenen Protokolle auf den Markt gebracht. Ob 4.0 oder 5.3, die Generation erlaubt zunächst einmal keine direkte Aussage über die Audioqualität. Wohl aber gibt es Auswirkungen auf Batterieverbrauch, Stabilität der Verbindung und die Möglichkeit zur Verbindung von mehreren Devices. Letzteres spielt sowohl beim Multi-User-Betrieb am Bluetooth-Lautsprecher als auch bei zwei physisch getrennten True Wireless In Ears eine Rolle.
Bluetooth 3.1 und älter
Diese Standards werden nur von älteren Lautsprecher und Kopfhörer genutzt. Obwohl Bluetooth immer voll abwärtskompatibel ist, bringt die Verwendung zuweilen Probleme mit sich, wenn eines der Devices nur eine so alte Version beherrscht. Insbesondere bei Verbindungsstabilität, Reichweite und Batteriebelastung sind Bluetooth 3.1 nicht mehr zeitgemäß.
Bluetooth 4.0, 4.1 und 4.2
Der im Jahr 2010 eingeführte 4.0 Standard stellt für den drahtlosen Betrieb von Kopfhörern und Lautsprecher quasi einen Mindeststandard dar. Vor allem wegen des energiesparenden Betriebs bei konstanter Funkverbindung und höheren Datenraten macht alles davor wenig Sinn.
Welche Nachteile hat Bluetooth 4.X für Audio-Anwendungen?
Sowohl die Bandbreite als auch die Funkentfernung sind bei Bluetooth 4 deutlich limitiert. Das merkt man insbesondere dann, wenn kein direkter Sichtkontakt zwischen Sender und Empfänger vorliegt. Das resultiert dann meist in Aussetzern und Abbruch der Verbindung.
Das beliebte Stereo-Pairing, also das drahtlose Übertragen eines Stereo-Signals in je einen Stream für den linken und den rechten Kanal, funktioniert mit Bluetooth 4 nicht sinnvoll. Das schließt auch True Wireless Earphones und jegliche Multipoint/Multisource Anwendungen in der Praxis aus.
Bluetooth 5.0 und 5.1
Die fünfte Genertaion wurde 2016 eingeführt, und verbesserte die vorgenannten Punkte für Audio-Anwendungen recht deutlich. Für Funktionen wie Stereo-Pairing, True Wireless In-Ears oder das verbinden mehrerer Smartphones mit einem Audio-Device ist Bluetooth 5.0 der Minimalstandard.
Die Übertragungsbandbreite hat sich gegenüber Bluetooth 4.2 ebenfalls deutlich verbessert. Das macht die Verwendung von hochwertigen Codecs mit HiFi-ähnlichen Datenraten erst möglich.
In der Praxis bemerken Nutzer mit Bluetooth 5.0 vor allem eine deutlich schnellere Kopplung der Devices sowie eine verbesserte Übertragungssicherheit mit deutlich weniger Drop-Outs und Verbindungsabbrüchen.
Der Standard 5.1 brachte gegenüber 5.0 keine für die Audioqualität wirklich relevanten Verbesserungen, sondern eher Komfortfunktionen wie die Ortbarkeit.
Bluetooth 5.2
Mit dem aktuell (Stand: Februar 2022) gültigen Standard kamen technische Verbesserungen und ein neuer Standard-Codec. So profitieren besonders True-Wireless Earphones und andere Endgeräte mit wenig Batteriekapazität von einer deutlich energieeffizienteren Betriebsart. Werden Geräte mit Bluetooth 5.2 also an einem älteren Quellgerät betrieben, kann die effektiv nutzbare Akkulaufzeit geringer ausfallen als vom Hersteller angegeben.
Statt dem SBC-Codec wird jetzt der L3C als neuer Standard definiert. Er ermöglicht sowohl geringere Latenzzeiten als auch optional höhere Datenraten und Qualität.
Fazit
Bluetooth hat sich als Standard zur einfachen drahtlosen Übertragung durchgesetzt. Wenn man als Anwender auf eine hinreichend aktuelle Version und einer der jeweiligen Anwendung gemäßen Codec achtet, sind auch hochqualitative Übertragungen mit Bluetooth möglich. Es kommt aber sehr stark auf den Einzelfall an, sprich die Kombination der eingesetzten Geräte und die Qualität der Funkverbindung.
