Bluetooth イヤフォン

Bluetooth

携帯端末機器(ウォークマンやIPOD)と3.5Φオーディオジャック付きケーブルでイヤフォンやヘッドフォンに接続して音楽を楽しむ時代から、携帯端末機器とイヤフォンやヘッドホンを無線で動画や音楽を楽しむ時代へシフトしてきております。この無線接続はBluetooth規格を利用したイヤフォン、ヘッドフォン製品が多く占められております。

また、Bluetoothの製品分野はオーディオ&エンターテインメント、自動車、スマートビルディング、スマートホームなど多岐にわたり多くの製品が存在します。今回はスマートフォン/タブレットで利用されているBluetoothについて、おおまかなに説明していきたいと思います。

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1.Bluetoothとは

1996年にIntel社とEricsson社とNokia社の3社が、異なる製品や業界間の接続と連携を支援するため、近距離無線技術の標準化を規格しようと集まったのがきっかけで、デジタル機器用の近距離無線通信規格の1つになりました。

1996年(平成8年)の日本での出来事

  • 内閣総理大臣:村山富市氏
  • 携帯電話とPHSの契約者が急増
  • ポケベルの利用者数が過去最多
  • 東京ビックサイトが開場
  • 名探偵コナンがTV放送開始

インテル社のJim Kardash氏が3社の会議の場で仮コード名とて”Bluetooth”を提案しました。このBluetoothはスカンジナビアを統合した王として有名なハラルド・ブルートゥースが名前の由来としています。

そしてBluetoothのロゴは、新フサルクというルーン文字でハラルド王の名前の頭文字”H”と”B”を組み合わせた文字がロゴになっています。

2.無線技術

Bluetoothは2.4GHzの免許不要のISM(産業・科学・医療用)バンドや無線LAN(Wi-Fi)を動作帯域としています。なので、病院内や工業施設内でBluetoothイヤフォンを使用した場合、無線干渉を起こす可能性が考えられますので注意が必要です。

Bluetooth BR/EDRは2.4GHz帯を79の周波数チャネル※に分け、周波数ホッピング(利用周波数をランダムに変更)を行いながら、半径10 – 100m程度のBluetooth搭載機器と、最大3Mbpsで無線通信を行います。Bluetooth HSの場合は24Mbpsの無線通信を行います。                 ※Bluetooth LEは周波数チャネルが40に分かれています。

3.プロファイル

Bluetoothは様々な機器での通信に使用されるため、機器の種類ごとに策定された通信プロトコル(通信する機器同士間での約束事)があって、種類ごとの使用方法をプロファイル(Profile)として標準化しています。通信機器同士が同じプロファイルを持っている状態でプロファイルの機能を利用した通信をします。Bluetoothが対応している機器であっても、機器同士が適切なプロファイルに対応していないとBluetoothが利用できません。

Bluetoothイヤフォン、ヘッドフォンに使用される主なプロファイル一覧

◆A2DP (Advanced Audio Distribution Profile)
音声をレシーバー付きヘッドフォン、イヤフォンに伝送するプロファイル
HSP/HFPとは異なり、ステレオ音声・高音質が特徴です。
お薦めするプロファイルです。

◆AVRCP(Audio/Video Remote Control Profile)
AV機器のリモコン機能を使用するためのプロファイル

◆HFP(Hands-Free Profile)
車内やヘッドセットでハンズフリー通話を使用するためのプロファイル
HSPの機能に加え、通信の発信/着信機能が使用できる特徴です。

HSP(Headset Profile)
ヘッドセット(Bluetooth搭載)と通信するためのプロファイル
モノラル音声の受信だけではなく、マイクで双方向通信が可能です。

4.コーデック

符号化方式を使ってデータのエンコード(符号化)とデコード(復号)を双方向にできる装置やソフトウェアなどのことを言います。又、そのためのアルゴリズムを指す用語としても使用されます。Bluetoothイヤフォン・ヘッドフォンの場合、音声データの圧縮変換方式を利用して端末機器とBluetooth機器間でデータのやり取りをします。

プロファイル(A2DP)に対応しているコーデックは以下の通りです。   

SBC :Subband Codecの略称です。Bluetooth機器の標準的に使用されているコーデックです。     
AAC :Advanced Audio Codingの略称です。
    iPhone等のApple製品で使用されており、SBCに比べ高音質が特徴です。  
aptX :CSR社が開発した音声圧縮技術です。
    Androidスマートフォン等で使用しているものがあり、SBCに比べ圧縮率が低く高音質が特徴です。
LDAC :Sonyが開発したハイレゾ音源をBluetooth経由でも伝送可能な音声圧縮技術です。
    上記のBluetoothの圧縮技術(SBC等)とは異なり、ハイレゾ音源を低い周波数・低いビット数へ
    ダウンコンバートすることなく処理することが特徴です。

5.Bluetooth Version

Bluetooth機器にはBluetooth Versionが記載されており、各バージョン毎に機能が進化しております。最近では、Bluetooth SIGに製品登録する際に古いバージョンのリスト追加(製品登録)が出来ないことからVersion 4.0以降から簡単に説明したいと思います。

Version 4.0 (2009年12月公開
Bluetooth Basic Rate/Enhanced Data Rate (BR/EDR)に加え、BR/EDRに比べ大幅に省電力化されたBluetooth Low Energy(LE) が追加された。

Version 4.1 
Bluetooth Low Energy(LE)にモバイル端末向け通信サービスの電波干渉を抑える技術とデータ転送の効率化が改善されました。
また、次の機能が追加されました。(自動の再接続機能と直接インターネット接続できる機能、ホストとクライアント同時になれる機能)

Version 4.2
Bluetooth Low Energy(LE)にData Packet Length Extension を追加し、通信速度が260kbpsから650kbpsに2.5倍高速化されました。

Version 5.0
Bluetooth Low Energy のデータレートが2Mbps, 1Mbps, 500kbps, 125kbpsになり、2Mbps及び1Mbpsは従来通り到達距離が100m、125kbpsでは到達距離が400mとなった。

6.電波法(技適マーク)について

何故ここで電波法について書く理由として、Bluetooth機器は電波を発信しています。日本では電波を出す機器に対して電波法が適応されます。

既にBluetooth機器をお持ちの方はBluetooth機器本体に印刷されている箇所を見て頂けると分かりますが、技適マーク(四角形内に”T”と番号、四角形内に”R”マークと番号)が印刷されています。この印刷がない場合、技術適合認定されていないものですので注意が必要です。特にインターネット販売されている製品(海外製品)で多く見受けられます。

7.ペアリングとは

ペアリングは、携帯機器端末とBluetooth機器を無線通信する為にお互いを認識させる作業なので、Bluetooth機器を購入してから最初に行って下さい。 主な手順(取扱説明書に必ず書いてありますが)としては、Bluetooth機器をペアリングモード状態にしてから携帯機器端末(Bletooth設定画面上に表示されたBluetooth機器名を選択)で接続します。この時、端末機器によってはパスキー(認証鍵)を求められる場合がありますが、主にに”0000”か”1234”が初期設定値とされております。

ペアリング操作を完了すると携帯機器端末にBluetooth機器が登録されているので、双方の電源がONの時に自動的に接続が完了します。ペアリング後、携帯端末がBluetooth機器を認識できない場合は再度ペアリングをする必要があります。

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