Bluetooth : comment diffuser facilement sa musique sans fil ?

Qu'est-ce que le Bluetooth ?

Bluetooth est une technologie de transmission sans-fil à courte distance, qui permet l'échange de données, notamment audio, entre différents périphériques fixes ou mobiles (ordinateurs, smartphones, tablettes, enceintes, amplis, téléviseurs, casques, etc.).

Liaison sans fil Bluetooth : à quoi ça sert ?

Idéale pour supprimer les câbles entre un ordinateur ou une console de jeux vidéo et ses périphériques (clavier, souris, manettes PS4 et Xbox One, imprimantes, etc.), cette technologie connaît également un bel essor avec la démocratisation de la téléphonie mobile. Faible consommateur d'énergie, le Bluetooth est en effet particulièrement adapté pour la liaison sans fil d'appareils nomades. D'abord cantonné aux oreillettes sans fil pour la téléphonie mains-libres, ce mode de transmission s'est vite étendu au domaine musical et se retrouve maintenant implanté sur de nombreux casques stéréo sans fil, des écouteurs True Wireless ainsi que sur des enceintes et des chaînes dédiées aux téléphones portables et aux tablettes tactiles.

De quand date la technologie Bluetooth ?

Inventée en 1994 par des ingénieurs de l'entreprise de communication suédoise Ericsson, la technologie Bluetooth doit beaucoup aux recherches militaires sur les transmissions initiées depuis les années 40. Dès 1998, plusieurs fabricants s'unissent autour d'Ericsson pour travailler sur la connexions de leurs appareils respectifs au moyen de cette technologie, formant le Bluetooth SIG (Special Interest Group), un groupement qui assure le développement de la technologie. Plusieurs normes se sont succédées, apportant chacune leur lot d'améliorations, notamment en termes de débit de données.

D'où vient le nom Bluetooth ?

En anglais, Bluetooth signifie "Dent Bleue". C'est ainsi qu'était surnommé le roi danois Harald 1er (Harald Blatand, "dent bleue" en danois) qui unifia au X^e siècle les royaumes du Danemark, de Suède et de Norvège. Par analogie, ce nom a été donné à cette technologie développée dans un pays nordique et conçue pour permettre à des appareils électroniques d'origines différentes de fonctionner ensemble.

Comment fonctionne la transmission des données en Bluetooth ?

Comme de nombreuses technologies de transmission sans fil, la technologie Bluetooth utilise les ondes radio. La grande différence avec d'autres modes de transmission radio comme la FM ou la TNT, c'est la portée : là où radio et TV diffusent sur des kilomètres pour atteindre des milliers de personnes, le Bluetooth est prévu pour une utilisation personnelle dans un champ restreint. Par analogie avec l'acronyme WLAN (Wireless Local Area Network – Réseau Local Sans Fil), on parle ici de WPAN, pour Wireless Personal Area Network, c'est-à-dire Réseau Personnel Sans Fil. Le champ d'action moyen d'une liaison Bluetooth est ainsi d'une dizaine de mètres et ne peut dépasser une cinquantaine de mètres dans le meilleur des cas. La bande de fréquence utilisée est comprise entre 2.402 et 2.480 GHz, découpée en 79 canaux de 1 MHz, la transmission se faisant en utilisant une combinaison de canaux qui change constamment afin d'éviter les interférences avec d'autres signaux radio.

Qu'est-ce que l'appairage Bluetooth ?

La norme Bluetooth a originairement été conçue pour une liaison directe entre deux appareils seulement, un appareil "maître" et un appareil "esclave". Pour communiquer entre eux, un smartphone et un périphérique Bluetooth, doivent être liés, on dit "appairés", le plus souvent au moyen d'un code fourni par le périphérique qui doit être saisi sur le téléphone (souvent 0000). Le téléphone garde ensuite en mémoire le code afin que les appairages suivant soient plus rapides et se fassent simplement en sélectionnant le périphérique dans une liste. Aujourd'hui, les progrès de la technologie Bluetooth aidant, il est fréquent de trouver des enceintes Bluetooth, des chaînes ou des autoradio capables prenant en charge l'appairage multiple (2 smartphones ou plus appairés à la même enceinte Bluetooth).

Qu'est-ce que l'A2DP ?

L'A2DP (Advanced Audio Distribution Profile – Profil de Distribution Audio Avancée) est une norme de transmission audio haute qualité utilisée avec la technologie Bluetooth pour diffuser, par exemple, le son d'un smartphone vers un casque sans fil. Cette norme est compatible avec le son stéréo et fonctionne à sens unique, depuis l'émetteur vers le récepteur. Le streaming audio selon la norme A2DP utilise généralement le codec SBC avec un débit pouvant atteindre 128 Kb/s.

Qu'est-ce que l'AVRCP ?

L'AVRCP (Audio Video Remote Control Profile – profile de commande à distance audio et vidéo) est un profil qui permet le contrôle de la diffusion audio-vidéo directement depuis le récepteur (casque ou enceinte). Dans la pratique, c'est ce qui permet de changer de chanson directement sur le casque ou l'enceinte via une touche dédiée, sans avoir à intervenir sur le smartphone ou la tablette qui émet la musique.

Qu'est-ce que l'apt-X ?

Compatible avec les appareils Bluetooth A2DP Stéréo, le codec apt-X offre une qualité relativement proche du CD-Audio. Avec un ratio de compression de 4:1 en moyenne, la musique écoutée est de très bonne qualité. Des fichiers FLAC, Apple Lossless ou PCM transmis via ce protocole sont relativement peu dégradés. Les fichiers MP3 ou AAC dont le débit est inférieur à 350 Kbits/s sont eux transmis sans transcodage, ni détérioration. La marge dynamique est de 92 dB, la quantification de 16 bits et la réponse en fréquence comprise entre 20 Hz et 22 kHz (comme le CD-Audio). Par ailleurs, le codec apt-X est compatible avec les systèmes Bluetooth SBC conventionnels.

La version Low Latency du codec apt-X permet d'abaisser le temps de latence entre l'émission et la réception du signal audio de 150 ms (Bluetooth standard) à seulement 32 ms. Cette très faible latence permet de profiter du son des vidéos ou des jeux d'un smartphone ou d'une tablette sur une enceinte Bluetooth, sans avoir à supporter un décalage entre l'image et le son.

L'aptX HD est une version du codec apt-X optimisée pour la transmission Bluetooth des fichiers audio HD jusqu'en 24 bits/48 kHz. Ce codec est rétrocompatible avec les codecs aptX précédents.

Le codec aptX Lossless promet un son de qualité CD (sans perte) en Bluetooth. Il s'agit d'une extension de l’aptX Adaptive qui permet de diffuser un son sans perte de qualité CD, soit 16 bits / 44,1 kHz, en Bluetooth. Le codec aptX Lossless permet d’obtenir un débit plus élevé que ce qui était possible avec l’aptX HD et surpasse même le LDAC de Sony en termes de bande passante (jusqu’à 1 Mbps pour l’aptX Lossless contre 990 kbps pour le LDAC).

À quoi correspondent les profils Bluetooth HSP et HFP ?

Le profil HSP (HeadSet Profile – Profil Casque) et le profil HFP (Hand Free Profile – Profil Mains Libres) prennent en charge la fonction téléphonie mains-libres. C'est le cas de la grande majorité des casques sans fil Bluetooth mais aussi de certaines enceintes Bluetooth. Le casque ou l'enceinte compatible HSP ou HFP intègre un microphone pour transmettre votre voix à l'interlocuteur, ainsi qu'une touche dédiée pour la prise des appels et pour raccrocher. Pour optimiser la qualité de la conversation, il peut être utile d'opter pour un appareil doté d'un microphone à réduction de bruit. 

Qu'est-ce que le profil Bluetooth IOPT ?

IOPT est un profil d'interopérabilité. Il s'agit d'un profil qui définit comment les appareils peuvent communiquer les uns avec les autres, sans nécessiter la saisie d'une clé de sécurité. De nombreux appareils sans fil comme les souris ou les claviers utilisent le WiFi ou les radiofréquences de manière unidirectionnelles en utilisant telle ou telle fréquence, mais n'ont pas la capacité de mise en réseau. Ces appareils envoient simplement des données (mouvements du pointeur, clic gauche ou droit, frappe de telle ou telle touche) mais ne communiquent pas en réseau avec un autre appareil. Le profil IOPT définit l'ensemble des protocoles nécessaires pour accomplir cela, sans nécessité de saisir de clé de sécurité dès lors que les deux produits qui doivent communiquer ont déjà été appairés une première fois.

Depuis la version 3,0, la norme Bluetooth intègre le profil IOPT en standard. Même si celui-ci est rarement mentionné dans la liste des fonctions de tel ou tel appareil Bluetooth, cela signifie que si vous utilisez un appareil Bluetooth 3,0 ou supérieur, votre appareil se connecte automatiquement, sans qu'il soit nécessaire d'entrer une clé de sécurité à chaque fois.

Les différents périphériques audio Bluetooth

On peut classer les périphériques audio Bluetooth en deux familles : les nomades et les sédentaires.

Émetteur Bluetooth

L'émetteur Bluetooth offre une solution très simple pour diffuser le son de n'importe quel appareil muni d'une sortie audio vers un casque sans fil Bluetooth ou vers une enceinte sans fil Bluetooth. Une fois l'émetteur Bluetooth relié à la sortie audio de la chaîne, de l'ampli ou du téléviseur, on peut écouter sans fil ses musiques ou la bande son de ses films et séries TV préférés, avec une portée pouvant atteindre 10 mètres environ. Les émetteurs Bluetooth les plus performants adoptent le codec apt-X qui offre une qualité musicale proche du CD avec les casques Bluetooth et les enceintes Bluetooth compatibles.

Que signifient classe 1, classe 2 et classe 3 ?

Il s'agit de la puissance d'émission Bluetooth de l'appareil concerné.
Il existe 3 classes d'émission, la classe 1 étant la plus puissante et la classe 3 la moins puissante.

• Les produits de classe 1 émettent avec une puissance maximum de 100 milliwatts et proposent une portée d’environ 100 mètres en champ libre (c'est-à-dire sans obstacles). Le contrôleurs Bluetooth des ordinateurs et les clés USB Bluetooth pour PC sont généralement en classe 1 (parfois en classe 2).
• Les appareils de classe 2 ont une puissance d’environ 2,5 milliwatts avec une portée plus courte, comprise entre une dizaine et une trentaine de mètres en champ libre. La plupart des smartphones, tablettes et téléphones portables actuels sont en classe 2, ainsi que la majorité des casques et enceintes nomades Bluetooth.
• La classe 3 dispose d'une puissance limitée à 1 milliwatt avec une portée de quelques mètres au maximum. Elle concerne principalement les téléphones portables et les kits mains-libres d'anciennes générations.

Qu'est-ce que le Bluetooth 5.0 ? 

Le Bluetooth 5 est la dernière norme majeure du protocole de communication Bluetooth. Par rapport à ses prédécesseurs, il  peut offrir une vitesse de transfert deux fois plus élevée, une portée quatre fois plus importante et offrir jusqu'à 2 Mbps de débit. Cette bande passante importante permet de communiquer simultanément avec plusieurs appareils. Initialement déployé avec le Bluetooth 5.0, cette norme a depuis évoluée avec les versions Bluetooth 5.1, Bluetooth 5.2 et Bluetooth 5.3. Cette dernière apporte revisite la manière d'adresser les données pour maximiser la stabilité et la précision. Par ailleurs, les modules Bluetooth 5 sont moins énergivores, ce qui permet de préserver l'autonomie des appareils mobiles. 

L'évolution de la norme de transmission Bluetooth

Chaque nouvelle version de la norme Bluetooth est rétrocompatible avec les anciennes.

• Bluetooth v1.0 et v1.0B
  • C'est la version originale de ce protocole de communication sans fil. Loin d'être parfaite, elle montra rapidement ses limites à cause de nombreux problèmes d'inter-opérabilité ente produits de différentes marques.
• Bluetooth v1.1
  • Ratifiée sous le standard IEEE 802.15.1-2002, cette version corrige de nombreuses imperfections de la V1.0, y ajoutant la possibilité de transmettre sur des canaux non cryptés ainsi qu'un indicateur de puissance du signal reçu (RSSI : Received Signal Strength Indicator).
• Bluetooth v1.2
  • Ratifiée sous le standard IEEE 802.15.1-2005.
  • Recherche et connexion plus rapides,
  • Accroissement de la vitesse de transmission qui atteint 721 kbit/s,
  • Technologie eSCO (Extended Synchronous Connections) qui améliore la qualité de transmission audio de la voix,
  • Interface de Contrôle Hôte (HCI),
  • Introduction du contrôle de flux et des modes de retransmissions pour le protocole L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol),
  • Adoption de la technologie AFH (Adaptive Frequency Hopping spread spectrum - étalement du spectre par saut de fréquence adaptatif) qui améliore la résistance du signal aux interférences des autres ondes radios.
• Bluetooth v2.0 + EDR
  • Adoptée en 2004, cette version inaugure la technologie EDR (Enhanced Data Rate) qui améliore la vitesse de transfert des données. On atteint alors un taux de transfert effectif de 2.1 Mbit/s. La technologie EDR reste cependant optionnelle, un produit pouvant être estampillé Bluetooth v2.0 sans atteindre le taux de transfert permis par l'EDR.
• Bluetooth v2.1 + EDR
  • Adoptée en 2007, cette version met l'accent sur la sécurité avec le protocole SSP (Secure Simple Pairing),
  • Réduction de la consommation d'énergie en mode basse consommation,
  • Amélioration de la séquence de détection de périphériques (EIR - Extended Inquiry Response) pour un meilleur filtrage de ces derniers avant connexion.
• Bluetooth v3.0 + HS
  • Adoptée en 2009, cette version peut atteindre un débit théorique de 24 Mbit/s en établissant une liaison de type 802.11 (WiFi) initiée par Bluetooth (détection et appairage),
  • Cette liaison haute vitesse n'est présente que sur les appareils portant la mention Bluetooth v3.0 + HS (pour High Speed),
  • Intégration du profil IOPT en standard,
  • L2CAP amélioré : implémentation du protocole ERTM (Enhanced Retransmission Mode - Mode de retransmission et de contrôle des flux optimisé).
• Bluetooth v4.0
  • Adoptée en 2010, cette version inclut le Bluetooth classique, le Bluetooth high-speed (basé sur le WiFi) ainsi que de nouveaux protocoles visant à diminuer la consommation d'énergie (BLE - Bluetooth Low Energy) avec pour appellation commerciale "Bluetooth Smart Ready".
• Bluetooth v4.1
  • Evolution de la norme 4.0, avec une meilleure compatibilité avec les réseaux LTE/4G.
• Bluetooth v4.2
  • Evolution de la norme 4.1, avec une connexion possible à Internet de périphériques connectés.
• Bluetooth v5.0
  • Ultime évolution annoncée en 2017, elle introduit une bande passante supérieure et une portée accrue.
• Bluetooth v5.1
  • Lancé en 2019, le Bluetooth 5.1 apporte le Direction Finding permettant de déterminer la direction depuis laquelle un signal Bluetooth est envoyé. Le couplage Bluetooth est également plus rapide. 
• Bluetooth v5.2
  • Cette nouvelle version présentée en 2021 apporte une consommation énergétique encore plus faible grâce au développement d'un nouveau codec Bluetooth LE Audio (Low Energy). 
• Bluetooth v5.3
  • Dernière version en date, le Bluetooth 5.3 revisite la manière d'adresser les données pour maximiser la stabilité et la précision de la communication sans fil.