咦？怎麼又斷線了——藍牙耳機距離大解密

組別 12：資工二王辰洋、社福一蔡翊瑄、勞工一張亦璿、財經二黃瑩庭、企管二沈慧靈、歷史一魏彤恩

圖一：實驗用耳機。

　　在人手一機的社會，隨時隨地都可以聆聽音樂或是觀看影片，只要戴上耳機，就可以進入自己的小小紓壓世界中，但從書包或口袋中拿出有線耳機，線總比麻花卷還捲，因此，藍牙耳機的發明，帶給我們更多的便利，只要打開手機藍牙按下連結鍵，就能擁有聽覺的饗宴。但在使用藍牙耳機時常常會被距離所限制，只要耳機跟手機之間超過一定的距離就沒有辦法接收到，使音樂播放到高潮時戛然而止甚至有可能直接讓藍牙耳機與手機中斷連接，因此透過實驗測試藍牙耳機的可連接距離到底可以到多遠，並加入日常生活中可能遇見的各種障礙物進行實測，可以了解到不同廠牌的藍牙耳機在收訊距離上有些許的差異。

「藍牙耳機原理」

　　首先從介紹藍牙耳機的原理開始，藍牙是一種無線通訊技術，讓各個裝置能夠在短距離進行無線資料的傳遞。設備與耳機間不透過實體線路，而是使用藍牙技術讓設備的音訊能傳遞至耳機，達成無線通訊的模式，這類型的耳機即稱為藍牙耳機。

「音源傳遞規格」

　　為了維持各個裝置間藍牙的互通性，藍牙技術聯盟規範了數種音源傳遞的規格如A2DP，此協議透過規定音源傳輸的方式，讓音源在不損失過多音質的情況縮小資料大小，讓裝置間在有限的寬頻下傳輸音源時，可以使用較少流量的同時保持良好音質。使用藍牙連接時常常會產生延遲的情況，但其實這是正常的現象，因為音源透過各種壓縮編碼、解碼傳輸時基本上會需要時間，並且藍牙傳輸時會保留一個緩存區（Buffer）來確保音訊傳遞的連續性，藉由稍微延遲訊號，來保證若遇到短暫的訊號中斷時能夠先繼續輸出緩存區內的資料，導致實際發送訊號和接收到訊號之間產生時間差，基本上只能盡量降低延遲的時間，不太可能完全解決，不過市面上的藍牙耳機大部分都已經克服延遲過久的情況，在使用上其實是沒有什麼問題。

「真無線藍牙耳機的音訊傳輸技術（TWS、TWSP）」

　　現在市面上常見的真無線藍牙耳機在訊號傳輸時，會以一邊的耳機作為主耳機、另一邊作為副耳機，主耳機負責接收來自裝置的訊號，再將解壓縮完的訊號傳至副耳機，而以這種方式傳遞訊號的耳機也被稱為TWS耳機。

　　這種傳遞方式造成副耳機需多一道手續才可接收到訊號，因而也會造成額外的延遲。為了改善這種情況，在TWS的基礎上也有發展出額外的技術：TWSP，藉由讓雙邊耳機都帶有獨立的藍牙接收晶片，使雙邊皆能夠獨立與裝置進行連接，進而去除需要二次傳遞所產生的延遲，並且能夠較平均的消耗兩邊的電量。

註：TWS:TrueWireless Stereo、TWSP(TWS+)：TrueWireless Stereo Plus

「實驗」

　　2022 年 11 月 29 日晚上 8 點半於中正大學文學院內及紫荊大道上，進行無線藍牙耳機的使用距離與限制實測。主要實驗器具是使用三家不同廠牌的耳機，分別為：蘋果公司的Airpods 2、三星公司的Galaxy Buds Live及其他品牌Sudio E2，其連線裝置使用同廠牌手機，進行三個階段的測試。直到完全斷訊無音才會停止實驗，測距工具為手機內建軟體。

第一階段：無障礙的連線測試。
第二階段：有玻璃門門阻隔。
第三階段：水泥實心牆阻隔。

表一：測量結果。

條件／廠牌	Airpods 2	Galaxy Buds Live	Sudio E2
無障礙	60.71 m 🏅	26.16 m	43.16 m
玻璃門阻礙	25.23 m	24.71 m	25.74 m🏅
實心水泥牆阻礙	30.19 m🏅	25.45 m	10.83 m

無障礙測試確實顯示能使三家廠牌的耳機，都擁有最遠使用距離，其中Airpods 2為三者中最遠。其餘兩種條件測試都顯示使用距離的縮減，玻璃門實驗中縮減最多的是Airpods 2達 34.19 m，而實心水泥牆實驗則是Sudio E2達 32.33 m縮減最多。

圖二：實測照片。

最後根據藍牙耳機可能對生活造成的影響，提出兩點內容說明：

「交通安全問題」
配戴時，可能因為耳機音量開太大，往往只專注在耳機裡頭所播放的音樂，並且許多人所使用的耳機常是耳塞式耳機，更容易阻隔外界的噪音，因此，會容易忽略外界的情況，開車時可能聽不到救護車鳴笛的聲音而忘記讓道，造成醫護人員的困擾；過斑馬線時，沒有注意到汽車接近或喇叭的聲音，而導致來不及閃避，造成交通事故。
「長期配戴耳機聽力受損風險」

在普遍認知，一般認為在超過金額80dB(A)的環境下一個小時以上及有可能造成暫時性的聽力受損，而若長期暴露在高分貝的環境下更可能造成永久性的聽力受損，大約一天內在80dB(A)環境下6小時就可能造成暫時性損傷，而當暴露在越高的分貝環境下，聽力受損所需的時間也會越短（約每加5分貝，可承受時間縮短為1/3），因此儘管耳機在外十分方便，也要適時拿下耳機，避免長期暴露在高分貝環境下造成聽力受損。

註：dB(A)：A加權聲音壓力位準、A-weighted Sound Pressure Level

參考資料:

藍牙網路簡介