Bluetooth станет в четыре раза быстрее: что происходит и почему?

Когда-то по IrDA Bluetooth пересылали фотографии, музыку и игры — в эпоху расцвета кнопочных телефонов. Несколько мегабайт могли передаваться довольно долго, но это мало кого останавливало. Потом появились более удобные способы обмена файлами, и об этой возможности стали вспоминать реже. Но Bluetooth не стал менее востребованным, ведь гарнитуры, колонки и другая беспроводная периферия никуда не делись.

Разработчики этого вида связи продолжают его совершенствовать, хотя со стороны может казаться, что улучшать там особо нечего. Оказывается, есть, и много! Сейчас дело дошло до почти четырехкратного увеличения скорости — давайте посмотрим, что получится и как это будет работать.

С чего все начиналось

Первая спецификация Bluetooth вышла в 1999 году. Технологию разрабатывали для беспроводного коннекта находившихся рядом устройств. К компьютеру можно было подключить мышь, к телефону — гарнитуру, а еще перекинуть файл на соседний девайс по воздуху. Все ок, но работало все это не так чтобы быстро. 

В 2004-м анонсирована версия 2.0 с Enhanced Data Rate, или EDR, где максимальный битрейт радиоинтерфейса достигал 3 Мбит/с. Эта ветка получила название Bluetooth Classic, или BR/EDR, и до сих пор используется, в частности, для беспроводного звука.

Позже понадобилось подключать электронику, для которой даже маленький аккумулятор — роскошь. Например, датчику температуры незачем постоянно поддерживать активный обмен: измерил, отправил результат и снова отключил радио. Для подобных задач в 2010 году в стандарт добавили Bluetooth Low Energy. Это отдельная ветка прогресса, поэтому старые гарнитуры не превратились в экономичные LE-аксессуары после очередного обновления телефона. Производители просто стали ставить контроллеры с поддержкой обеих систем, выбирая подходящую для конкретного подключения.

Ну а в декабре 2016 года Bluetooth 5 получил режим LE 2M с битрейтом 2 Мбит/с. Одновременно появился LE Coded, где часть пропускной способности отдали ради увеличения дальности и надежности приема. Дальше разработчики занимались позиционированием, звуком и другими возможностями, а верхняя планка скорости передачи данных LE оставалась на прежнем месте. Почти десять лет спустя стало понятно, что для более требовательной электроники этих двух мегабит уже маловато.

Что поменяли в радиоканале

Новое дополнение называется High Data Throughput, сокращенно HDT. Оно увеличивает максимальный битрейт Bluetooth LE до 7,5 Мбит/с — в 3,75 раза. Отсюда и почти четырехкратный прирост, о котором сейчас пишут в новостях. Причем для него не потребовалось переходить на другие частоты: диапазон 2,4 ГГц, ширина и расположение каналов остались прежними. Каким образом удалось это провернуть? В радиосигнал, если так можно выразиться, научились помещать больше информации, изменив способ его модуляции.

Если немного упростить — в обычных режимах LE каждому символу соответствует один бит. Здесь используются другие способы кодирования: π/4 QPSK, 8PSK и 16QAM. В последнем случае один символ несет уже четыре бита, для чего меняются и фаза, и амплитуда несущей. Приемнику нужно различать больше состояний, поэтому требования к обработке сигнала возрастают. На схеме ниже это хорошо видно: чем больше точек в сигнальном созвездии, тем больше вариантов приходится распознавать.

Во всех режимах HDT передаются два миллиона символов в секунду. С уже упомянутой 16QAM это дает 8 Мбит/с до учета избыточных битов для исправления ошибок. На нее приходится 1/16 общего объема, поэтому для данных остается 7,5 Мбит/с. Другие сочетания модуляции и кодирования дают меньшую скорость — всего в спецификации радиоинтерфейса Bluetooth 7.0 предусмотрено пять режимов:

Конечно, это идеальные показатели. На самом деле при копировании файлов скорость будет ниже из-за заголовков, подтверждений, пауз и повторных отправок. 

В HDT изменили и работу с пакетами: формат PF1 позволяет объединять несколько порций данных и делить их на блоки. Каждый из них снабжен собственной контрольной суммой, по которой приемник определяет, все ли дошло в целости. Если помеха повредила один фрагмент, достаточно повторно отправить только его. Часть ошибок можно исправить вообще без пересылки — для этого служит FEC, используя добавленные к полезным битам избыточные сведения. Если же качество связи падает, для следующего пакета можно снизить скорость, чтобы повысить вероятность успешного приема. 

Более быстрый обмен позволяет не только сократить ожидание при отправке файлов, но и передавать больше данных непрерывно. Один из примеров — беспроводной звук, где запись приходится сжимать с учетом возможностей соединения. Несжатое стерео с параметрами 24 бит/96 кГц требует около 4,6 Мбит/с без служебных расходов, поэтому прежнего потолка LE в 2 Мбит/с для него недостаточно. HDT увеличивает доступную пропускную способность и дает разработчикам больше свободы при выборе аудиоформата. Сам HDT уже включен в стандарт Bluetooth 7.0, а спецификации для передачи звука без потерь и высокого разрешения с его использованием Bluetooth SIG ожидает в 2027 году. 

Когда ждать новые гаджеты

Bluetooth SIG включила HDT в Bluetooth Core 7.0 4 ноября 2026 года, спецификация уже готова. Производители чипов тоже не сидели без дела: есть, например, FastConnect 8800 от Qualcomm с заявленной поддержкой новой функции. Дальше дело за компаниями, которые будут использовать такие компоненты в своих гаджетах. Обычно производители оборудования оперативно ставят новинки — тогда покупатели отдают свои денежки охотнее. 

Но тут есть нюанс. При выборе модели нужно смотреть не только на версию Bluetooth, но и на отдельное упоминание HDT в характеристиках. Производитель может выпустить устройство с Bluetooth 7.0 вообще без этой функции. Если она есть, максимальная скорость, скорее всего, будет различаться: обязательны режимы приема на 2, 3 и 4 Мбит/с, а поддержка 6 и 7,5 Мбит/с остается на усмотрение разработчика. Причем подходящие возможности нужны обоим аппаратам. Например, если телефон умеет передавать данные на 7,5 Мбит/с, а часы — принимать только на 4 Мбит/с, соединение будет ограничено возможностями часов.

Со старым железом, конечно, ускорения не получится. Как объясняет Bluetooth SIG, для HDT нужен новый радиомодуль — одной прошивкой здесь не обойтись. Но уже купленные аксессуары продолжат работать: совместимость с обычным Bluetooth LE сохранили. Сначала гаджеты подключаются привычным способом, а затем переходят на HDT, если оба его поддерживают. То есть старые часы новый смартфон увидит и подхватит, но синхронизация быстрее не станет.

Когда все это доберется до магазинов, пока неясно. Bluetooth SIG рассчитывает, что в 2027 году будут готовы спецификации для передачи звука без потерь и высокого разрешения через HDT. Дальше производителям потребуется собрать подходящее железо, добавить кодеки и наладить поддержку в операционных системах. Так что ждать одновременного появления этой функции во всех новых смартфонах и наушниках не стоит.