'삼성, 소니, 퀄컴'이 맞붙은 24비트 블루투스 오디오, 승자는 누가 될까? (APT-X, LDAC, UHQ-BT)

해당 글은 http://www.kbench.com/?q=node/168469 에서 정리된 내용 입니다.

최근 MDR-1000X 무선 헤드폰을 출시한 소니는 우리에게 의미 있는 데이터를 보여줬다. 2013년 전체 매출에서 25%에 불과했던 무선 헤드폰과 이어폰 비중이 3년 만에 절반을 넘길 만큼 급성장 했다는 데이터 였다.

선재 하나 차이에 민감한 마니아 층은 여전히 유선 제품을 고집하지만 편의성을 위해 음질과 타협할 수 있는 대대수 소비자들은 무선 제품에 관심이 더 많다고 했다.

최근에는 무선 헤드폰과 이어폰의 단점을 보완한 고음질 제품까지 나오고 있다니 더 이상 유선 제품을 고집할 이유가 없는 상황이다.

오늘은 고음질 무선 오디오를 실현하기 위해 개발된 기술들을 소개하고 소비자들은 어떤 기술이 탑재된 제품을 선택하는 것이 좋을지 정리해 보도록 하겠다.

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무선 오디오를 실현하는 기술은 크게 2가지

무선 오디오란 선으로 연결되지 않고 오디오 신호를 전송하는 기술을 말한다. 이를 실현하기 위해서는 무선으로 데이터를 전송하는 기술이 필요하고 여기에 사용되는 무선 네트워크 기술이 우리가 잘 알고 있는 WiFi와 블루투스다.

WiFi는 대표적인 무선 네트워크 기술이다. 모든 데이터 통신의 기반이고 대용량 데이터를 빠르게 전송할 수 있는 장점이 있다.

그래서 WiFi로 무선 오디오를 실현한 제품들은 CD 수준의 음질을 원본 그대로 전송하는 것은 기본이고 소스 기기에 담겨진 음원 파일 자체를 재생 기기로 가져가 재생할 수 있다. 음질 면에서 이 보다 더 좋은 방식은 없어, 고음질 오디오를 실현하기 위한 HiFi 무선 오디오 기기에 주로 사용되고 있다.

단점은 WiFi 네트워크가 소모하는 전력량이 상당하기 때문에 헤드폰이나 이어폰 같은 소형화 된 재생 기기엔 적합하지 않다.

상시 전원이 입력되는 네트워크 리시버나 포터블 오디오, 사운드바 라면 모를까 소형 배터리에 의존하는 무선 헤드폰과 이어폰엔 적합한 기술은 아니다.

무선 헤드폰과 이어폰에 주로 사용되는 무선 네트워크 기술은 블루투스다. 블루투스는 고속 데이터를 전송하는 대신 전력 소모를 최소화 해 소형화 된 기기에서 데이터 통신과 다양한 기능을 실현하기 위한 기술이다.

1초에 수십 MB를 전송하는 WiFi에 비하면 블루투스의 전송 속도는 보잘 것 없지만 전력 소모는 1/10 이상일 만큼 좋다. 그래서 배터리 소모가 적고 장시간 사용할 수 있는 핸즈프리 같은 제품에만 주로 사용되어 오다가 스마트폰과 태블릿으로 대표되는 모바일 기기 시장이 급성장함에 따라 무선 오디오를 위한 대표적인 네트워크 기술로 소비자들에게 인식되게 됐다.

블루투스의 가장 큰 단점은 음질이다. 편의성 만큼은 나무랄데없이 좋지만 원음 그대로를 전송할 수 있을 만큼 대역폭이 넉넉하지 않다. 거기다 음원 파일 그대로 전송하는 WiFi와 달리 음원을 PCM을 디코딩한 후 소스를 기기와 재생기기가 모두 지원하는 고덱으로 다시 압축해 전송하는 방식이라서 이 과정에서 발생하는 손실을 감수해야 한다.

블루투스에 사용되는 오디오 코덱도 SBC가 대다수여서 24bit 음원을 원본 그대로 재생하는 것은 사실 상 불가능에 가까웠는데 지난 해 부터 24bit 음원에 대응하는 옵션 코덱이 등장해 불루투스 오디오의 초대 약점을 해결할 수 있게 됐다.

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HiFi를 추구하는 블루투스 오디오 코덱

블루투스 오디오 기기에서 기본으로 사용되는 SBC는 16bit/48kHz에 비트레이트는 345Kbps가 한계다.

20:1 정도로 압축률이 높고 재생 기기에 부담이 적어 블루투스 오디오의 대표적인 코덱으로 사용되고 있지만 'Soundexpert.org'에서 측정한 결과 SBC로 전송 가능한 최대 음질(고음질 모드, CBR 328kbps)은 192kbps로 인코딩된 MP3 보다 조금 떨어지는 것으로 나타났다.

SBC 외에도 MP3보다 음질이 좋은 AAC를 옵션 코덱으로 사용할 수도 있지만 AAC도 24bit 음원에 대응하는 코덱은 아니라서 고음지 ㄹ무선 오디오로 활용하기엔 무리가 있다.

그래서 블루투스 라는 제한된 대역폭 내에서 24bit 음원에 대응할 수 있는 새로운 오디오 코덱을 소니와 삼성, 퀄컴이 만들어 냈다.

소니가 개발한 블루투스 오디오 코덱은 LDAC이다. 2015년 발표된 LDAC은 24bit/96kHz를 지원하며 압출률이 4.5:1 정도인 손실 압축 기술을 사용한다.

지원 가능한 비트레이트는 사용자 선택에 다라 330kbps와 660kbps, 990kbps를 적용할 수 있어 4.5Mbps 정도의 LPCM 음원을 원본에 가깝게 재생 기기로 전송할 수 있다.

손실 압축 기술이라는 점에서 원본과 동일하다고는 말할 순 없지만 SBC와는 비교도 안될 만큼 고음질을 가능하게 하는 것이 소니 LDAC이다.

삼성이 개발한 UHQ-BT는 소니 LDAC와 마찬가지로 24bit/96kHz를 지원하지만 지원 가능한 최대 비트레이트가 521kbps라고만 알려졌을 뿐 자세한 정보가 확인된 적은 없다.

비트 심도와 샘플링 주파수만 동일하지 압축률 같은 정보는 어디에도 나와있지 않다. SBC 보다 우월한 음질을 제공하는 코덱은 맞겠지만 LDAC 만큼 인정 받을 수준인지는 확인이 불가능한 상황이다.

지금은 퀄컴 소유가 된 CSR의 aptX HD도 비트 심도가 24bit에 대응되는 고음질 오디오 코덱이다.

샘플링 주파수 대역이 48kHz가 한계라서 LDAC나 UHQ-BT만큼 원음에 가깝게 재생하는 것이 어려울 것 같지만 퀄컴은 절반 정도의 사람들이 24bit/96kHz 원음과 aptX HD로 압축된 소리를 구분하지 못했다고 주장하고 이싿.

aptX HD의 비트레이트는 삼성 보다 조금 높은 576kbps라서 여전히 소니 LDAC 보다 낮지만 aptX 보다 비트레이트가 높고 96dB 였던 SNR도 129dB로 크게 향상될 만큼 실질적인 음질 만큼은 자신 있는 것으로 알려져 있다.

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24비트 블루투스 오디오 코덱, 승자는 누가 될까?

LDAC와 UHQ-BT 긜고 aptX HD는 블루투스 SIG가 승인한 표준 코덱이 아니다. 블루투스 기기 메이커가 선택할 수 있는 옵션일 뿐이라서 시장 상황에 따라 도태 되거나 사라질 수도 있다.

그래서 소니와 삼성, 퀄컴은 자사가 개발한 24bit 오디오 코덱을 블루투스 오디오 기기 시장에 존속시키기 위해 각 사가 개발한 코덱을 자신들의 제품에 탑재해 출시하고 있다.

소니는 LDAC를 지원하는 스마트폰과 태블릿, 워크맨은 기본이고 무선 헤드폰과 스피커, 홈씨어터까지 LDAC를 지원하도록 만들었다. 삼성도 갤럭시 S6 이후 등장한 주력 제품마다 UHQ-BT를 지원하게 만들었고 UHQ-BT를 지원하는 무선 헤드폰과 이어폰 시리즈를 계속 출시해 왔다.

퀄컴은 직접 기기를 생산하는 메이커도 아니고 가장 늦게 해당 기술을 선보인 관계로 aptX HD 코덱을 지원하는 제품이 극히 제한적인 상황이다.

하지만 최근 인코더, 즉 소스 기기 라이센스를 무료로 변경했고 디코더 쪽 라이센스 비용도 1달러 이하라서 비용적인 조건이 상당히 좋다. 소니나 삼성 처럼 오디오 기기 메이커들과 경쟁 관계도 아니라서 다수의 기기 메이커들과 협력이 가능하다.

aptX HD 채택이 극히 제한적인 현 상황도 퀄컴 자체에서 일부 파트너에게만 aptX HD 솔루션을 우선 제공했기 때문인데 aptX HD 솔루션이 정식 릴리즈 되는 11월 이후에는 지금보다 훨씬 많은 오디오 메이커들이 aptX HD 코덱을 채택할 것으로 예상된다.

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aptX HD의 치명적인 약점

퀄텀의 aptX HD 코덱은 CSR8675 블루투스 칩을 탑재한 오디오 기기에서만 사용이 가능하다. 향후 코덱만 라이센스를 주거나 다른 칩이 또 나오기도 하겠지만 지금 당장은 CSR8675를 선택해야 aptX HD 코덱을 블루투스 헤드폰이나 이어폰에 적용할 수 있다.

그래서 CSR8675 스펙에 관계 없이 CSR8675를 선택할 수 밖에 없는 것이 현실이지만 한 가지 심각한 문제가 있다.

aptX HD 코덱이 지원한 유일한 블루투스 칩인 CSR8675는 최종 출력에서 24bit를 지원하지 않는 것으로 밝혀졌다. RADSONE이란 업체의 소개 자료를 보면 CSR8675 칩은 스테레오 DAC가 통합된 SOC지만 24bit DAC가 아닌 16비트 DAC가 내장됬다고 한다.

소스기기에 담긴 24bit 음원을 aptX HD 코덱을 통해 재생기기로 전달하고 24bit 음원 그대로 풀어내 봤자 아날로그 신호로 변환하는 최종 출력단에서 16비트로 다운그레이드 될 수 밖에 없는 구조라는 것이다.

회로에 24bit DAC를 따로 추가하면 문제를 해결할 수 있지만 CSR8675 칩 하나로 구성된 aptX HD 기기들은 진정한 24bit 오디오를 실현했다고 보기 어려운 상황이다.

참고로 현재까지 출시된 aptX HD 지원 기기 중 24bit DAC가 추가된 제품은 아스텔앤컨의 블루투스 헤드폰 앰프 'AK XB10'이 유일하다. 아스텔앤컨 브랜드를 소유하고 있는 아이리버 측도 CSR8675의 16비트 DAC문제 대문에 24bit DAC를 추가한 것으로 설명했다.