如果藍牙離開耳機,還有哪些發力點?
近日,據外媒The Verge最新消息,Bluetooth SIG(藍牙技術聯盟,以下簡寫為“SIG”)組織表示,第一批藍牙LE Audio兼容產品預計在今年年底之前開始上市。
根據SIG發布的《2022年藍牙市場最新資訊》,LE Audio將提高藍牙音頻的性能,增加對助聽器的支持,并啟用Auracast廣播音頻——一種創新的藍牙技術。

這是自2007年以來,藍牙首次在音頻傳輸技術上進行大更新(此前一直使用基于藍牙2.1的A2DP)。隨之而來的,還有以一對多傳輸為賣點的Auracast。
音質延遲問題終解決
一對多傳輸拓疆土
在2017年,蘋果取消了iPhone 7的耳機插孔,將TWS帶入了耳機市場,徹底統一了品質參差不齊的藍牙耳機產品。也是那時開始,藍牙在音頻傳輸領域幾乎形成了技術上的壟斷。
但從藍牙的發展史來看,聽歌使用的藍牙A2DP協議屬于傳統藍牙,因此盡管藍牙技術在消費市場已經推進到了5.3版本,但藍牙耳機仍使用基于2.1版本的A2DP 1.2作為音頻傳輸協議。
可即便如此,TWS耳機的火爆程度仍未受影響。Counterpoint Research報告顯示,2021年全球TWS耳機的出貨量達到2.996億臺,接近3億臺,出貨量同比增長24%。到2022年第一季度,Canalys機構發布數據顯示,TWS耳機市場出貨量達到6820萬部,同比增長了17%。
只是在高額的出貨量背后,一直存在著抱怨TWS耳機“音質差、延遲高”的聲音。
音質差的原因在于音頻信號在傳輸過程中會受到壓縮。瓶頸并不在于耳機本身,而是藍牙技術的編解碼器(在A2DP協議中,SBC編解碼算法是默認支持)。而延遲高的問題在于TWS的傳輸方式上,TWS是手機先傳給主耳機(一般為右耳),再由右耳傳給左耳,為保證左右耳的聲音同步,所以出現了延遲。雖然后來TWS+的更新可以降低延遲,但功耗也會隨之升高。
在5.2版本之后,藍牙添加了LE Audio,通過LE Audio,藍牙將搭載LC3音頻編解碼器。LC3能夠使藍牙耳機達到業內最頂級的音頻質量。并且在保證音頻傳輸質量的同時,還降低了50%數據傳輸速率,這意味著更低的功耗、更長的電池續航、更小的設備體積。由下圖SBC和LC3對的對比可以看出,LC3的性能會隨著傳輸速率的增加而超過SBC。

SBC和LC3編解碼效果對比(圖源:FORCE Technology)
同時,LE Audio同步通道定義了一個有時間依賴的數據的傳輸通道和傳輸策略。首先是一個對于多接收方同步獲取數據的機制;其次是定義了發送方在允許的時間外丟棄數據,從而保證接收方收取的數據滿足時效要求。這不僅保證藍牙可以在低功耗的情況下解決延遲問題,LE Audio還可以向多個耳機同時傳輸,實現一對多的音頻傳輸。

這也是LE Audio衍生新技術Auracast,使一個音頻源設備能夠將一個或多個音頻流廣播到不限數量的音頻匯流設備。通過公共廣播配置文件(PBP)規范指定,可為消費者提供新的、全局可互操作的音頻體驗。
簡單來說,每個帶上耳機的人,都將可以連接到官方的藍牙,從而不會因為耳機在播放音樂錯過外界(如機場)公放的消息。
耳機市場高爆發
IoT仍為主力軍
IDC數據顯示,2022年第一季度中國可穿戴設備市場出貨量為2,584萬臺,同比下降7.5%。耳戴設備市場出貨量1,596萬臺,同比增長3.5%。其中僅TWS耳機保持同比增長3.2%。
由上述數據也可看出TWS耳機的火爆程度,即使在可穿戴設備市場低迷時,TWS耳機也依然堅挺。
但放眼藍牙的整個音頻傳輸設備出貨量,ABI Research數據顯示,2021年藍牙音頻設備出貨量為13億,而根據分析機構Canalys市場數據報告,2021年TWS耳機出貨量為2.9億臺。這也就是說,在音頻傳輸設備的出貨量上,TWS耳機也只是其中的一小部分,藍牙的主市場還是在IoT。

藍牙音頻傳輸設備年出貨量(圖源:ABI Research)
自2014年亞馬遜推出ECHO以來,藍牙就通過嵌入音頻交互式智能設備,在C端市場找到了落腳點。并在之后的兩年里打開了智能硬件的市場大門,設備出貨量迎來爆發式增長。
也正是因為更多智能設備的加入,為保證各設備能夠互聯互通,藍牙更新的風口便朝向了IoT。從4.1版本開始,藍牙便重點開始構建網絡模式:
4.1更新內容包括:一是提升藍牙技術的組網性能與低功耗特性,拓展物聯網市場。二是能夠讓藍牙組網,增加了對路由、網關等協議的支持,滿足物聯網的應用需求。
4.2更新內容包括:支持6LoWPAN。藍牙智能設備可通過IPSP(網絡協議支持配置文件)實現IP 連接,IPSP為藍牙智能設備添加了一個IPv6連接選項,是互聯家庭和物聯網應用的理想選擇。
之后的2017年7月,SIG正式宣布,藍牙技術開始全面支持Mesh網狀網絡。全新的Mesh功能提供設備間多對多傳輸,并特別提高構建大范圍網絡覆蓋的通信能力,適用于樓宇自動化、無線傳感器網絡等需要讓數以萬計個設備在可靠、安全的環境下傳輸的物聯網解決方案。
由于LoRa適合空曠場所的數據傳輸、Wi-Fi傳輸距離短,均無法組成mesh網絡;而zigbee雖然可以組成mesh網絡,但是傳輸效率比較低。于是藍牙Mesh組網通過無需中心網關、利用廣播+中繼接收轉發的機制、可以實現一對多的控制以及多對一的控制、應用層安全密鑰及網絡安全密鑰等特點,拿下了智能家居組網通訊的市場。
此后,藍牙便開始在IoT領域深耕,針對網絡設備藍牙技術已經發展成為所有智能家居解決方案的一個基本需求。無論其底層無線技術(如藍牙、Wi-Fi、802.15.4、Zigbee、Thread、Matter),所有智能家居解決方案在設備入網配置時都選擇了藍牙技術。根據ABI Research數據,2021年藍牙網絡設備的出貨量為4.86億臺。

除此之外,藍牙在位置服務設備上的發展也不容小覷,根據ABI Research,在2021年其出貨量達到了1.83億,尤其在高精度距離測量方面,目前包括展示(通過廣告)、距離(通過 RSSI)和測向(通過 AoA/AoD)。并且根據《2022年藍牙市場最新資訊》,在測距方面,藍牙目前在開發新特殊的規范開發項目,實現兩個藍牙設備之間高精度的距離測量。
同時ABI預測,在2022年,藍牙資產跟蹤設備年出貨量將達到1.28億,醫療系統藍牙位置服務部署數量達到2.5萬,藍牙鑰匙和配件出貨量將達到0.24億。
結語
回顧藍牙這一路走來并不容易,自1998年被愛立信正式啟用以來,便因為容易受同頻率產品所干擾影響通信質量、配對過程繁瑣等因素在不斷更新。雖然后來成為了手機標配,但還是難以作為剛需出現在日常生活中。
直到IoT的出現,才讓藍牙找準了自己的方向。如今藍牙設備2021年的出貨量已達到了47億臺,而它也并未停止探索更多的應用場景,在IoT領域從智能設備到室內定位,在耳機領域從一對一到一對多。未來的藍牙還將有更多值得開發的應用場景,也將優化已有功能,為射頻領域、IoT領域的未來添上一份力。
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參考資料:
SIG,《Auracast 廣播音頻如何為音頻開發人員開辟新的可能性》
SIG,《2022年藍牙市場最新資訊》
科技行者,《藍牙5.0就能有好音質嗎?淺談藍牙版本區別》
老王賣瓜,《藍牙5.2新特性及低功耗藍牙音頻(LE Audio)解讀》
郭靖,《物聯網新貴-藍牙mesh組網技術》
有木聊科技,《藍牙的前世今生和版本區別》



