SBC, aptX und AAC: Bluetooth-Standards einfach erklärt

Immer wieder lesen wir in den Herstellerbeschreibungen von Bluetooth-Kopfhörern allerlei kryptische Abkürzungen, wenn es um die Klangqualität geht. Und auch wir erwähnen in unseren Tests die verwendeten Codecs und listen diese meist auf. SBC, aptX oder AAC werden häufig genannt. Dass diese unterschiedlich stark eure Musik komprimieren, wisst ihr vielleicht schon. Aber welcher Codec ist besser? Wir wollen euch in dieser kurzen und knappen Übersicht eine Entscheidungshilfe geben.

Kurze Vorgeschichte

Bevor wir aber kurz auf die jeweiligen Codecs eingehen, gibt’s hier zunächst einen Exkurs, denn wir alle benutzen Bluetooth täglich wie selbstverständlich ohne genauer zu wissen, wofür es eigentlich steht. Klar, Bluetooth (benannt nach dem dänischen König Harald Blauzahn, der Teile von Norwegen und Dänemark vereinte, das Logo ist das Monogramm der altnordischen Runen „B“ und „H“) überträgt Daten über Funk. Damit die Übertragung möglichst sparsam stattfinden kann, muss die Leistungsaufnahme sowie die Rechenleistung möglichst gering sein. Das reichte für die ersten Bluetooth-Anwendungen dann auch dicke aus – Musikübertragung aber war zunächst nicht das Hauptziel der drahtlosen Übertragungstechnik in der ersten Generation.

Aber Bluetooth ist kein starrer Standard, er definiert sich (über die Bluetooth SIG) eher immer wieder neu durch neue Versionen. So sind wir inzwischen bei Version 6 angekommen. Die Einführung eines speziellen Low-Energy-Profils senkt den Energieverbrauch deutlich und ermöglicht so längeres Musikhören. Dieses Profil, auch „Bluetooth Low Energy“, „Bluetooth LE“ oder „BLE“ genannt, ist eine Funktechnik, die unabhängig entwickelt und bereits 2009 als optionaler Teil der Bluetooth-Version 4.0 veröffentlicht wurde. Bluetooth Low Energy ist aber nicht rückwärtskompatibel, sodass Bluetooth-Geräte zusätzlich BLE unterstützen müssen.

Bluetooth hat Profil(e)

Zur Übertragung von Audio wurde Bluetooth zunächst nur in Verbindung mit Headsets verwendet. Sogenannte „Profile“ regeln die stark in ihrem Frequenzgang einschränkten Audio-Streams: „HSP“ bedeutet „Headset Profile“, und kümmert sich um grundlegende Funktionen, die für eine reibungslose Kommunikation zwischen Headset und Device wichtig sind. Das Profil „HFP“ (für „Hands free Profile“) ist leicht aufgebohrt und definiert die reibungslose Zusammenarbeit zwischen Mobiltelefon und über eine im Auto installierte Freisprecheinrichtung. Wenn ihr also die beiden Abkürzungen in den technischen Spezifikationen lest, ist das nichts Besonderes und sagt auch nichts über die Übertragungsqualität eurer Musik aus.

Wichtiger sind da schon die beiden folgenden Profile, die „A2DP“ und „AVRCP“ heißen. Ersteres, das „Advanced Audio Distribution Profile“, ermöglicht erst die Übertragung von zwei unterschiedlichen Kanälen, also Stereo, mit einer erheblich besseren Codierung als „HSP“ und „HFP“. Das „Audio/Video Remote Control Profile“, kurz „AVRCP“, ist nur für die Steuerung zuständig: Es sendet Befehle wie „Play“, „Pause“ oder „Skip Title“ vom Kopfhörer an euer Smartphone.

Profile müssen von beiden Seiten unterstützt werden, damit sie funktionieren und sie bringen alle beteiligten technischen Geräte an einen Tisch, damit alle nach den gleichen Regeln spielen. Über die Qualität des Spiels entscheidet aber der Codec!

Bluetooth hat Klasse

Zwar hängt die tatsächlich erzielbare Reichweite bei Bluetooth-Verbindungen von vielen Faktoren ab (Bauform, Umgebung, etc.), generell kann man diese (Reichweite) aber in drei Klassen einteilen: Klasse 1 sendet mit maximal 100 Milliwatt und schafft im Freien bis zu 100 Meter Reichweite. Klasse 2 arbeitet nur mit 2,5 Milliwatt, seine Reichweite beträgt im Freifeld bis zu 50 Meter unter Idealbedingungen, 10 Meter sind aber weitaus realistischer. Klasse 3 ist die stromsparendste Variante: Hier wird nur 1 Milliwatt benötigt, dafür reicht’s aber nur für wenige Meter (bis zu 10 Meter bei Sichtkontakt). Generell ist weniger immer wünschenswert, das schont den Akku.

Was macht so ein Codec eigentlich?

Im Bereich „Bluetooth“ kümmern sich Codecs um die Komprimierung von Audiosignalen. Die digitalen Signale werden in verschiedene Frequenzbänder aufgeteilt, und diese werden dann abhängig von seinem Signalpegel codiert. Das spart eine Menge Platz, ist aber so verlustbehaftet, dass ihr das unter Umständen auch hören könnt.

Und hier gilt Gleiches wie bei den Profilen: Beide Seiten, Sender und Empfänger, müssen den Codec unterstützen.

SBC

SBC, auch „Low Complexity Subband Codec“ genannt, ist Teil des Bluetooth-Profils „A2DP“ (siehe oben). Seine (verlustbehaftete) Komprimierung stellt vergleichsweise geringe Anforderungen an die Hardware und braucht daher nur wenig Rechenleistung. Die Verwendung des Codes SBC ist lizenzfrei, daher findet er häufig Verwendung. Die Sound-Qualität ist, wenn hohe Bitraten geliefert werden, gut, verliert aber schnell an Qualität, wenn der Empfänger schwach ist oder Hindernisse (z.B. Mauern, Luft, Entfernung) zwischen den Devices liegen. Seine maximale Samplerate beträgt 48 kHz (meist wird aber nur 44,1 kHz genutzt), bei 16 Bit und bei einer Datenrate von max. 345 kb/s.

LC3 & LC3plus

Die Bluetooth Special Interest Group hatte im Rahmen der CES 2020 in Las Vegas die nächste Generation von Bluetooth Audio angekündigt (wir berichteten). „LE Audio“ heißt die neue Version und soll die Bluetooth-Audioleistung verbessern und eine erweiterte Unterstützung für Hörgeräte sowie Audio Sharing bieten. LE Audio enthält einen neuen Audiocodec, den Low Complexity Communications Codec (LC3). Dieser soll den alten aus dem Classic Audio bekannten SBC Codec (s.o.) ablösen. LC3 bietet eine hohe Qualität auch bei niedrigen Datenraten und unterstützt Abtastraten bis 48.000 Hz sowie Samplingraten bis 24 Bit. Der erweiterte LC3plus Codec geht noch einen Schritt weiter und unterstützt 24Bit/96kHz.

aptX

aptX wurde bereits in den 80er Jahren an der Queen Universität in Belfast entwickelt, später gekauft von dem Technologieunternehmen CSR, die 2015 wiederum von Qualcomm gekauft wurden. Der Codec ist nicht kostenfrei, wer es in seinen Geräten benutzen will, muss Lizenzgebühren zahlen. Der Hersteller mag vielen von euch ein Begriff sein, wenn der Name „Snapdragon“ fällt: Dieser Prozessor steckt in sehr vielen Android-Smartphones, somit beherrschen sie auch aptX. Der Vorteil des Codecs ist seine fixe Bitrate von 354 kbit/s, eine bessere Komprimierungsleistung (also eine niedrigere Kompressionsrate) und eine daraus resultierende bessere Klangqualität. Dies setzt aber zwingend voraus, dass sämtliche Geräte, die im Spiel sind, den Bluetooth-Zusatzstandard EDR – „Enhanced Data Rate“ beherrschen, der eine Bitrate von bis zu 2,1 Mbit/s bietet. Keine Angst, eigentlich alle Kopfhörer beherrschen EDR, ein Blick auf die technischen Daten oder die Anfrage an den Hersteller sollte euch da ebenfalls Gewissheit verschaffen!

aptX HD

Noch besser wird’s mit dem Anhängsel „HD“. Mit einer Abtastrate von 48 kHz und einer Auflösung von 24 Bit liegt die Qualität theoretisch über der der CD. Zusätzlich gibt es ein geringeres Aussetzer-Risiko. Aber: Smartphones und Kopfhörer mit aptX HD sind immer noch recht selten, der PX von Bowers & Wilkins (zum Test) oder der Beyerdynamic Aventho Wireless (zum Test) unterstützen diesen Codec.

aptX Low Latency, aptX Live

Qualcomm entwickelt seine Codecs ständig weiter und inzwischen gibt’s einige Varianten, die alle auf gewisse Anwendungsgebiete zugeschnitten sind. Die Low-Latency-Variante soll bei zeitkritischen Anwendungen wie Spiele oder Filme für eine perfekte Synchronität sorgen. aptX Live adressiert vor allem Live-Anwendungen auf der Bühne, die bei einem Zusammenspiel von kabellosen Mikrofonen und Kopfhörern auf extrem niedrige Latenzzeiten angewiesen sind.

aptX Adaptive

Im Herbst 2018 hat Qualcomm den neuen Codec aptX Adaptive vorgestellt (zur Newsmeldung). Der Vorteil dieser Weiterentwicklung ist seine automatische Anpassung von Kompressionsraten, wenn unterschiedliche Anwendungsfälle vorliegen. Da die Audioübertragung bei Telefonaten weniger zeitkritisch ist als beim mobilen Gaming oder Netflix streamen, kann aptX Adaptive selbstständig die optimale Kodierung vornehmen.

aptX Lossless

Anfang September 2021 berichteten wir über Qualcomms neuen Codec „aptX Lossless“ (zur Newsmeldung). Diese Weiterentwicklung auf Basis des aptX Adaptive Codecs ist Teil der Anfang 2021 vorgestellten Snapdragon Sound-Audioplattform (zur Newsmeldung). aptX Lossless kann auf verlustfreie CD-Audioqualität – je nach Qualität der Bluetooth-Verbindung – hochskalieren, der Nutzer kann zwischen verlustfreiem CD-Audio (44,1 kHz) und verlustbehaftetem 24-Bit-Audio (96 kHz) wählen. Der Codec arbeitet mit Qualcomms „Bluetooth High Speed Link-Technologie“ zusammen, um den erforderlichen Datendurchsatz zu gewährleisten. Nur so sollen Datenraten von bis zu 1 Mbit/s erreicht werden können, in überlasteten Funkumgebungen sollen diese aber problemlos auf 140 Kbit/s herunterskaliert werden können, um Audio-Aussetzer oder Störungen zu minimieren und ein konsistentes und zuverlässiges Hörerlebnis zu gewährleisten.

AAC – Advanced Audio Coding

Entwickelt wurde dieser Codec von der Motion Picture Experts Group (MPEG) und soll der hochwertige Nachfolger von MP3 sein, da genauere Fehlerbehebungs- und effizientere Codierungsalgorithmen Audiomaterial besser komprimieren. Auch hier werden Lizenzgebühren fällig, dafür unterstützt AAC sogar bis zu 48 Spuren, was ihn für Surround-Anwendungen einsetzbar macht. Apple setzt beispielsweise auf AAC bei ihren mobilen Endgeräten, während ihre Computer aptX unterstützen.

LDAC

Sony hat mit dem LDAC eine Technologie entwickelt, die mit einer maximalen Übertragungsrate von 990 kBit/s High-Res-Audio-Inhalte übertragen kann. Eine Tiefe von 24 Bit und eine Sampling-Rate von 96 kHz reizt aktuell das technisch Machbare aus, leider findet sich dieser Codec aktuell nur in wenigen Produkten. So unterstützen u.a. die Sony WH-1000XM5, die Huawei FreeBuds 5i oder die Soundcore Space A40 by Anker als eine der wenigen diesen Übertragungs-Codec.

LHDC

Der LHDC (-Codec) wurde von der Savitech Corp. entwickelt und erlaubt wie LDAC von Sony hochwertiges Audiostreaming mit geringer Latenzzeit. Er unterstützt bis zu 24 Bit und 96 kHz Audio mit einer Bitrate von bis zu 900 kbps. Unter anderem unterstützen die OnePlus Buds Pro 2 diesen hochauflösenden Codec.

Samsung UHQ-BT

Auch Samsung hat an der Codec-Schraube gedreht und mit UHQ-BT einen Algorithmus im Programm, der wie Sony bis zu 24 Bit und 96 kHz unterstützt. Aber auch hier gilt: Weit verbreitet ist UHQ-BT nicht, wer sich aber ausschließlich im Samsung-Kosmos bewegt, könnte mit dem Bluetooth-Kopfhörer Level One Pro in Kombination mit einem Samsung Smartphone glücklich werden.