Bluetooth-Audiocodecs

Ein Bluetooth-Audiocodec ist das Rechenverfahren, mit dem ein Musiksignal für die Funkstrecke verkleinert und am anderen Ende wieder aufgebaut wird. Welches Verfahren läuft, handeln Sendegerät und Empfänger beim Verbinden untereinander aus — und es kommt nur eines in Frage, das beide Seiten beherrschen.

Ausführliche Erklärung

Der klassische Bluetooth-Weg für Musik heißt A2DP, das Profil für die Verteilung hochwertiger Audiodaten. Dieses Profil legt fest, dass die Daten vor dem Funkweg umcodiert werden, und es benennt die Verfahren, die dafür in Frage kommen. Der Punkt daran ist grundsätzlich: Eine Bluetooth-Verbindung reicht ein Signal nie unverändert durch. Selbst wenn die Quelle verlustfrei vorliegt, wird für den Funkweg neu gerechnet.

Beim Verbindungsaufbau meldet jede Seite, welche Verfahren sie kann. Übrig bleibt die Schnittmenge, und aus ihr wählt das Sendegerät. Gibt es keine Schnittmenge oberhalb des Pflichtverfahrens, läuft die Verbindung mit dem Pflichtverfahren — hörbar unauffällig, ohne Meldung auf dem Display.

SBC — das Verfahren, das jedes Gerät kann

SBC steht für Sub-Band Coding und ist der Codec, den A2DP verbindlich vorschreibt. Jedes Bluetooth-Audiogerät beherrscht ihn, und genau deshalb ist er der Rückfallweg jeder Verbindung. Er arbeitet verlustbehaftet: Anteile, die das Gehör nach der Rechnung des Verfahrens ohnehin nicht auflöst, werden gröber codiert. Warum das überhaupt funktioniert, steht bei der Verdeckung im Gehör.

Die Datenrate von SBC ist nicht fest, sondern über einen Parameter einstellbar, den beide Seiten aushandeln. In der Praxis liegen Stereoverbindungen häufig um 328 kbit/s, und das Verfahren erlaubt noch etwas mehr. Ältere oder sparsam ausgelegte Geräte handeln jedoch deutlich niedrigere Raten aus, und dann wird der Unterschied zu einem optionalen Codec auch auf einem gewöhnlichen Küchenlautsprecher hörbar.

AAC, aptX und LDAC — die optionalen Verfahren

Oberhalb des Pflichtcodecs darf jeder Hersteller weitere Verfahren anbieten. Drei davon sind im Wohnbereich verbreitet.

AAC ist derselbe Codec, der auch in Musikdiensten und im Fernsehen vorkommt. Auf Apple-Geräten ist er der Regelweg. Seine Güte hängt allerdings stark davon ab, wie gut der Encoder im Sendegerät rechnet, und diese Rechenarbeit fällt in Echtzeit an — dieselbe Datenrate liefert auf verschiedenen Telefonen deshalb verschieden gute Ergebnisse.

Die aptX-Familie gehört Qualcomm. Ihr Ursprung liegt weit vor Bluetooth: Stephen Smyth entwickelte das Grundverfahren in den 1980er Jahren an der Queen's University Belfast; über die Ausgründung Audio Processing Technology und den Chiphersteller CSR kam es 2015 zu Qualcomm. Heute stehen mehrere Ausbaustufen nebeneinander. Für aptX Adaptive gibt Qualcomm eine typische Datenrate von 279 bis 420 kbit/s an, die sich nach der Funklage regelt, sowie eine Systemlatenz von rund 80 Millisekunden. Die Stufe aptX Lossless überträgt den Inhalt einer CD — 16 Bit bei 44,1 Kilohertz — bitgenau, solange die Funklage es zulässt; Qualcomm nennt dafür Raten oberhalb von 1 Mbit/s. Sie gehört zu Snapdragon Sound und setzt Geräte dieser Plattform an beiden Enden voraus. Reicht die Funkstrecke nicht, regelt die Verbindung bis auf 140 kbit/s herunter — dann ist sie wieder verlustbehaftet, und der Wechsel geschieht während der Wiedergabe.

LDAC stammt von Sony und ist seit 2015 im Markt. Sony nennt drei Stufen — 330, 660 und 990 kbit/s — und eine Best-Effort-Regelung, die zwischen ihnen umschaltet, wenn die Funkstrecke die höhere Rate nicht hält. Bei 990 kbit/s erfüllt LDAC nach Sonys Angabe die Anforderung des Zeichens Hi-Res Audio Wireless. Verlustbehaftet arbeitet auch diese Stufe.

Beide Enden müssen dasselbe können

Das ist die Bedingung, an der die Codec-Frage im Wohnzimmer meistens scheitert. Ein Telefon mit LDAC an einem Lautsprecher ohne LDAC ergibt eine SBC-Verbindung. Ein Kopfhörer mit aptX Adaptive an einem Telefon ohne Qualcomm-Lizenz ebenso. Die Angabe auf der Verpackung beschreibt also immer nur eine Hälfte der Kette, und der Codec, der am Ende läuft, steht erst fest, wenn beide Geräte beisammen sind.

Für eine Kaufentscheidung zählen daraus zwei Folgen mehr als jedes Klangurteil. Erstens ist die Codec-Angabe eines Lautsprechers ohne die Angabe des Zuspielgeräts wertlos. Zweitens verschiebt sich die Verbindung stillschweigend nach unten, sobald jemand mit einem anderen Telefon zu Besuch kommt — und beim Gast fällt das niemandem auf, weil er den Vergleich nicht kennt.

LE Audio und LC3 — der zweite Weg

Neben dem klassischen Profil steht seit einigen Jahren LE Audio, ein eigener Übertragungsweg mit eigenem Pflichtcodec. Dieser heißt LC3 und wurde von Fraunhofer IIS und Ericsson entwickelt; der Bluetooth-Verband hat ihn standardisiert. Er arbeitet mit Rahmenlängen von 7,5 oder 10 Millisekunden und deckt Abtastraten von 8 bis 48 Kilohertz ab. In der Vergleichsdarstellung des Verbands erreicht LC3 bei 160 kbit/s eine bessere Bewertung als SBC bei 345 kbit/s — der Gewinn liegt also bei der Effizienz und damit bei Laufzeit und Verbindungsstabilität, weniger bei einer neuen Auflösungsobergrenze.

Auf LE Audio setzt außerdem Auracast auf, der Rundsendebetrieb an beliebig viele Empfänger gleichzeitig. Für Hörgeräte und für öffentliche Gebäude ist das der eigentliche Antrieb hinter der Entwicklung.

Häufiges Missverständnis

„Mit LDAC oder aptX ist Bluetooth verlustfrei." Eine hohe Datenrate ist keine verlustfreie Übertragung. LDAC arbeitet auch bei 990 kbit/s verlustbehaftet, und die Stufen darunter erst recht — die Best-Effort-Regelung fällt im Alltag häufiger zurück, als die Datenblattzahl vermuten lässt, etwa wenn das Telefon in der Tasche steckt. Verlustfrei überträgt bislang allein aptX Lossless, und das unter drei Bedingungen zugleich: Snapdragon-Sound-Geräte auf beiden Seiten, 16 Bit bei 44,1 Kilohertz als Quellformat und eine Funklage, die die Rate hält. Fällt eine der drei weg, läuft die Verbindung verlustbehaftet weiter, ohne dass es jemand merkt — der Anspruch gilt also der Strecke unter guten Bedingungen und nicht dem Gerätepaar an sich. Was verlustfrei überhaupt bedeutet, steht bei der Verlustfreien Kompression.

„Ein hochauflösender Codec holt zurück, was vorher verloren ging." Die Funkstrecke ist das letzte Glied der Kette, und sie rechnet mit dem, was ankommt. Kommt ein Musikdienst in einer verlustbehafteten Stufe herein, ist der Verlust bereits eingetreten; LDAC bei 990 kbit/s überträgt dann eine bereits reduzierte Aufnahme mit hoher Datenrate. Wo im Zuspielweg überhaupt entschieden wird, was ankommt, steht bei den Zuspielprotokollen — und was die Zahlen 24 Bit und 192 Kilohertz für sich genommen bedeuten, bei Abtastrate und Bittiefe.

„Der Codec entscheidet, wie es klingt." In einer Küche, auf einer Terrasse oder im Bad entscheiden Aufstellung, Lautsprecher und Raum den Höreindruck um ein Vielfaches deutlicher als der Unterschied zwischen SBC und LDAC. Die Codec-Frage wird erst dort interessant, wo alles davor bereits stimmt — und dort ist meistens ohnehin ein besserer Zuspielweg als Bluetooth verfügbar.

Nicht zu verwechseln mit

• Bluetooth-Version: Die Angabe 5.3 oder 5.4 beschreibt die Funkgeneration und sagt nichts darüber, welche Codecs ein Gerät beherrscht. Ein Gerät mit hoher Versionsnummer kann ausschließlich SBC können.
• Zuspielprotokolle: AirPlay 2, Spotify Connect oder Chromecast built-in sind andere Wege ins Haus, die über das Netzwerk laufen und ohne diese Umcodierung auskommen. Siehe Zuspielprotokolle.
• Dateiformate: FLAC und ALAC beschreiben, wie Musik gespeichert wird. Über Bluetooth wird auch eine FLAC-Datei neu codiert. Siehe Verlustfreie Kompression.
• Videocodecs: H.264, HEVC und AV1 lösen dieselbe Aufgabe für Bild und haben mit der Funkstrecke nichts zu tun.
• Noise Cancelling: Ein Verfahren im Kopfhörer gegen Umgebungslärm. Es läuft unabhängig davon, welcher Codec die Verbindung bedient. Siehe Noise Cancelling.

In der Planung

Eine Küche mit zwei Einbaulautsprechern, dazu die Terrasse davor. Der Wunsch kommt fast immer über den Codec herein: „Bitte etwas mit LDAC, ich habe ein Sony-Telefon."

Zu klären ist vorher, wer diese Zonen überhaupt bedient. Bleibt es beim Telefon einer einzelnen Person, ist die Codec-Frage sinnvoll stellbar. Sollen Familie und Gäste dieselben Lautsprecher benutzen, zerfällt sie: Jedes Zuspielgerät bringt eigene Verfahren mit, die Verbindung landet regelmäßig bei SBC, und die Zone ist außerdem nur belegt, solange eine bestimmte Person in Reichweite bleibt.

Für eine Zone, die zum Haus gehört und nicht zu einer Person, ist der netzwerkbasierte Weg der richtige — das Gerät holt den Datenstrom selbst, die Codec-Frage entfällt und mehrere Zonen laufen gleichzeitig und im Gleichlauf. Bluetooth bleibt daneben als zweiter Weg für den Fall, dass ein Gast etwas Eigenes abspielen will; für diesen Fall genügt SBC.

Die Gerätefrage steht am Schluss, und sie lautet dann anders als am Anfang: Beherrscht der Lautsprecher den Zuspielweg des Dienstes, der im Haushalt wirklich benutzt wird? Wo Bluetooth dagegen der einzige Weg bleibt — bei einem mobilen Lautsprecher oder einem Kopfhörer —, wird das Gerätepaar zusammen betrachtet und nicht einzeln. Bei Fernsehton kommt die Laufzeit als eigene Größe dazu; die Größenordnungen dafür stehen bei der Latenz der Audiokette.

Verknüpfte Inhalte

Wie ein Streamingdienst überhaupt ins Haus kommt und welche Wege dabei wie viel Auflösung durchlassen, steht bei den Zuspielprotokollen. Der Unterschied zwischen verlustfreier und verlustbehafteter Verarbeitung steht bei der Verlustfreien Kompression, die Bedeutung der Zahlen dahinter bei Abtastrate und Bittiefe. Warum Datenreduktion hörbar folgenlos bleiben kann, erklärt die Verdeckung im Gehör. Für die zeitliche Seite einer Funkverbindung ist die Latenz der Audiokette einschlägig, für den Umgang mit Umgebungslärm am Kopfhörer Noise Cancelling.

Quellen

Das Profil A2DP und seine Codec-Auswahl sind über die Spezifikationsseite des Bluetooth-Verbands belegt, deren Volltext hier nicht eingesehen wurde. Die Angaben zu LC3 — Abtastraten, Rahmenlängen und der Vergleich mit SBC nach ITU-R BS.1116-3 — stammen aus der technischen Darstellung desselben Verbands, ebenso die Einordnung von LE Audio und Auracast; die Entwicklung von LC3 durch Fraunhofer IIS und Ericsson ist über die Produktunterlage von Fraunhofer erfasst, die in diesem Lauf nicht geöffnet wurde. Die Stufen und die Best-Effort-Regelung von LDAC gibt Sony auf der eigenen Entwicklerseite an, die Datenrate und die Latenz von aptX Adaptive gibt Qualcomm an. Die Angaben zu aptX Lossless — CD-Format, Bitgenauigkeit, Raten oberhalb 1 Mbit/s bis herunter auf 140 kbit/s und die Bindung an Snapdragon Sound — stehen in der Qualcomm-Mitteilung vom September 2021, die für diese Seite am 6. September 2026 gelesen wurde. Die Datenraten von SBC sind aus der Implementierungspraxis übernommen und nicht normativ belegt.