Warum können sich Chromecast, Airplay und Bluetooth nicht vertragen?

Hardware und Software, die dazu beitragen, dass Produkte die gleiche Sprache sprechen

Wenn die neuesten und besten Geräte der Unterhaltungselektronik entwickelt werden, wird Kompatibilität zu einem wichtigen - wenn auch tückischen - Thema. Wenn Sie meine früheren DigiKey-Blogs gelesen haben, wissen Sie, dass ich ein Befürworter von Abwärtskompatibilität und ein Kritiker von Formatkriegen bin. Ich weiß aber auch, dass sich technische Diskussionen über Ökosysteme oft auf Budgets, Technologie, Hardware, Logistik, Programmierung, IP und Planung beschränken. Die drahtlose Kommunikation in Form von Chromecast, Airplay, Bluetooth und Wi-Fi ist ein gutes Beispiel dafür.

Ein Hochfrequenz-Transceiver, der mit 802.11a/b/g/n/ac, Bluetooth v4.1, GPIO, I2C, SPI, UART und USB für 5 Gbit/s kompatibel ist. (Quelle: Deepwave Digital, NVIDIA und DigiKey.)

Chromecast und Bluetooth sind fast so weit verbreitet wie Wi-Fi. Airplay ist jedoch nicht immer mit anderen kompatibel. Apple hat die Beschränkungen für die Nutzung seines proprietären drahtlosen Kommunikationsprotokolls durch Dritte gelockert, aber es bleibt ein weitgehend geschlossenes Ökosystem. Alternativ dazu haben Google und die Bluetooth Special Interest Group (SIG) die Open-Source-Route gewählt, die es einer Vielzahl von Hard- und Software ermöglicht, sich in das ständig wachsende Ökosystem der Paare zu integrieren.

Die Frage ist also: Können Entwicklungsteams (und damit am Ende auch die Verbraucher) gewinnen, wenn sie Produkte anbieten, die mit all diesen drahtlosen Kommunikationstechnologien kompatibel sind?

Was haben drahtlose Kommunikationstechnologien gemeinsam?

Im Grunde funktionieren alle drahtlosen Kommunikationstechnologien auf die gleiche Weise. Sender wandeln ein elektronisches Signal in eine Hochfrequenzwelle um. Die Welle wird dann von einem Empfänger aufgenommen, der die Nachricht wieder in ein elektronisches Signal umwandelt. Transceiver sind Geräte, die diese Signale sowohl senden als auch empfangen können. Wi-Fi, Chromecast, Airplay und Bluetooth unterscheiden sich darin, wie diese Nachrichten übersetzt, kodiert und übertragen werden. Im Grunde reden sie auf dieselbe Weise, sprechen aber unterschiedliche Sprachen.

Aus der Sicht der Hardware kann Unterhaltungselektronik so entwickelt werden, dass sie mit allen vier drahtlosen Kommunikationsprotokollen interagieren kann, indem sie einen Sender auswählen, der mit den verschiedenen Frequenzen kompatibel ist, mit denen diese Protokolle arbeiten. Mit anderen Worten: Die Gewährleistung, dass ein Produkt mit allen Protokollen interagieren kann, ist vor allem eine Herausforderung für die Software.

Was unterscheidet die Ökosysteme Wi-Fi, Chromecast, Airplay und Bluetooth?

Bluetooth ist eine ganz eigene Sache. Es nutzt das 2,4-GHz-Frequenzband, um Elektronikgeräte in der Nähe miteinander kommunizieren zu lassen. Bluetooth Classic begrenzt diese Kommunikation zwischen zwei Geräten, hat aber eine Datenobergrenze von 3 Mbit/s. Bluetooth Low Energy (BLE) verbraucht, wie der Name schon sagt, weniger Energie, ermöglicht aber auch, dass mehrere Geräte gleichzeitig miteinander kommunizieren können. Der Nachteil von BLE ist, dass es eine Datenobergrenze von 2 Mbit/s hat. Bei der Entwicklung von Unterhaltungselektronik ist es möglich, einen Transceiver zu wählen, der mit Bluetooth, aber nicht mit Wi-Fi, Chromecast oder Airplay kompatibel ist.

Ironischerweise ist Wi-Fi das Herzstück sowohl von Chromecast als auch von Airplay; sie arbeiten alle mit den Frequenzbändern 2,4 GHz und 5 GHz. Die beiden konkurrierenden Technologien bauen auf Wi-Fi auf und ermöglichen die Kommunikation mehrerer Systeme im selben Netz. Aufgrund dieser Gemeinsamkeiten gibt es verschiedene Softwarelösungen, die es Chromecast-Geräten ermöglichen, mit Airplay-Geräten zu kommunizieren und umgekehrt, ohne dass Hardware-Erweiterungen erforderlich sind. Diese Gemeinsamkeit erklärt auch, warum jeder Transceiver, der mit 802.11a/b/c/g/n kompatibel ist, theoretisch mit Wi-Fi, Chromecast oder Airplay funktionieren kann. Es kann jedoch sein, dass dieses Gerät keine Bluetooth-Verbindung herstellen kann. Die Bandbreiten für Wi-Fi 6 liegen bei etwa 9600 Mbit/s, für Airplay bei etwa 54 Mbit/s und für Chromecast bei 60 Mbit/s.

Der Hauptunterschied zwischen Chromecast und Airplay besteht darin, dass die Technologie von Google beim Streaming von Daten die Geräte anweist, direkt auf den Stream zuzugreifen. Airplay-Geräte hingegen nehmen den Stream auf und übertragen die Audio-/Videodaten an die Geräte. Deshalb ist es möglich, ein Android-Telefon auszuschalten, selbst wenn man die meisten Chromecast-Funktionen nutzen möchte, während Apple-Geräte für alle Airplay-Funktionen eingeschaltet bleiben müssen. Anders ausgedrückt: Chromecast-Geräte funktionieren wie eine Fernbedienung, während Airplay wie eine Kabelbox funktioniert.

Zusammenfassung

Es ist erwähnenswert, dass Chromecast-Geräte, da sie direkt auf einen Stream zugreifen, in der Regel eine bessere Bild- und Tonqualität aufweisen als Airplay oder Bluetooth. Wenn Sie also kein Produkt entwerfen, das sich direkt an die Apple- und/oder Bluetooth-Gemeinde richtet, sollten Sie sicherstellen, dass das Design mit Chromecast kompatibel ist.

Weitere Informationen über die Transceiver-Technologie und die drahtlosen Systeme, mit denen sie kompatibel sind, finden Sie in der Produktliste von DigiKey.