블루투스 오디오는 사운드가 나쁘다! 사실일까?

 

요즘은 무엇이든 무선으로 연결하는 시대가 오디오의 세계에서도 그 파도가 몰려왔습니다. 특히 블루투스 헤드폰이나 블루투스 스피커는 기술의 진보가 화려하고 "무선은 음질이 떨어진다는 것"은 과거의 이야기라고 생각합니다.

하지만 그것이 사실일까요?

편리성이라는 관점에서 말하면 블루투스는 매우 우수합니다. 스마트폰의 매칭이 뛰어납니다 만 음질이라는 측면에서 검토하여 보면 아무래도 그 능력에 회의적이 되어버립니다.

그래서 이번에는 블루투스에 대해 철저하게 조사 해보고 블루투스가 어떻게 생겨났는지... 최신 블루투스는 어떤가? 또한 음질의차이까지 알아보도록 하겠습니다.

1. 블루투스의 개요
블루투스는 디지털 기기용 근거리 무선 통신 규격의 하나입니다. Bluetooth Basic Rate / Enhanced Date Rate (BR /EDR)와 Bluetooth Low Energy(LE)로 구성되어 있습니다.

사용하는 주파수 채널은 2.4Ghz 대역 스마트폰이나 PC 관련 기기 또는 이어폰이나 스피커 등을 중심으로 다양한 제품에 사용되고 있습니다.

특히 최근에는 블루투스 이어폰을 사용하는 유저들을 많이 볼 수 있게 되었습니다. 스마트폰에서 흐르고 있는 음악을 케이블 없이 들을 수 있습니다. 블루투스를 사용하면 가방에서 이어폰이 꼬이는 일도 없어지는게 대중에게 사랑받는 이유 이겠죠.

운전 중 통화에도 블루투스는 높은 인기를 자랑합니다. 핸즈프리 통화 라면 휴대전화 사용 등 위반의 거론 되지 않습니다. 따라서 매우 쉽게 사용할 수 있는 블루투스 이어폰이 아주 인기입니다.

그 외에도 노트북 등의 PC의 마우스와 키보드를 비롯해 휴대전화, phs, 스마트폰, 태블릿 PC에서 문자 정보나 음성 정보 등 낮은 속도에 디지털 정보의 무선 통신을 할 용도로 사용되고 있습니다.

2. 블루투스에 명칭 유래
블루투스는 번역하면 "파란이빨"이라는 뜻입니다 그럼~ 왜 파란이빨일까요? 그리고 블루투스 노아의 로고는 무엇을 모티브로 하고 있을까요? 블루투스의 명칭-로고의 그 유래를 소개하도록 하겠습니다.

2-1 에릭슨
"블루투스" 스웨덴의 에릭슨(Telefonaktiebolaget LM Ericsson) 기술자입니다. 스웨덴 스톡홀름에 본사를 둔 통신장비 제조업체로 세계 최대 이동통신회사인 전화 지상 고장 설비 제조업체로 유명한 기업입니다.

세계 17개국에서 약 2만 명에 기술자들이 연구개발에 노력하고 있으며, 연간 연구개발비는 매출액의 약 15%를 차지하는 것으로 알려져 있다. 특히 gsm 세계 휴대폰에 80% 이상의 채택되어 사실상 무선 통신 방식에 세계표준 기술입니다.

2-2 덴마크 왕 하랄-부로탄-고무손
하랄-부로탄-고무손는 처음으로 노르웨이와 덴마크를 협상을 통해 무혈 통합 문화의 가교 역할을 한 덴마크 왕입니다. 1140 년경 사이에 라틴어로 쓰여진 연대기 "로스 킬레 연대기" 블루 투스 덴마크 별명 표기가 있는 것부터 블루 투스 왕이라고 불리게 된 경위가 있습니다.

세계 유산에 "에린구 분묘 군"은 하랄의 의한 덴마크 통일의 공적을 기록한 룬 비석이 있습니다. 그리고 에릭슨의 기술자들은 그 공적에 연관되어 산업과 장치의 차이에 얽매이지 않고 다양한 분야에서 공통적으로 사용할 수 있는 무선통신 규격의 보이는 대로 라는 마음에서 프로탄의 영어 음력인 블루투스라는 이름을 붙였습니다.

2-3 로고 디자인의 디자인 컨셉

블루투스 로고는 파란이 모티브가 아닌 하랄부로탄에 이니셜 "HB"가 새겨져 있습니다. 하랄의 공적을 기린 룬 비석에는 룬에서 하랄 이니셜 "HB"가 기재되어 있습니다. 그리고 룬의 "H"는 *모양을 닮은 형태, B는 대략 B인데 그 두 가지의 조합한 것이 블루투스 로고로 채택되었습니다.

3. 블루투스의 역사

3-1 연혁
에릭슨의 프로젝트로 개발이 시작된 것은 1994년 그리고 4년 후인 1998년 에릭슨 인텔 IBM 노키아 도시바 등 5개의 회사(발기인 기업) 기업에 의해 블루투스는 책정되었습니다.

3-2 버전

3-2-1 연혁
1999년 블루투스 규격 버전 1.0 발표, 2001년 버전 1.1 발표됩니다. 버전 1.1은 대중적인 버전으로 블루투스가 보급되기 시작한 2003년에 버전 1.2 등장. 2.4Ghz 대역의 무선 LAN (11g/b)와 간섭 대책.

버전 2.0이 발표된 것은 2004년 Enhanced Date Rate (EDR)가 추가되어 EDR 지원하면 버전 1.2의 약 3배의 데이터 전송속도가 가능하게 되었습니다. 그리고 또한 2007년에는 2.1 버전의 발표되고 페어링의 단순화된 후 배터리 수명을 최대 5배 연장할 수 Sniff Subrating 기능이 추가되었습니다.

버전 3.0이 공개된 것은 2009년 Protocol Adaptation Layer (PAL)과 Generic Alternate MAC / PHY(AMP)에 의해 무선 LAN 규격 IEEE 802.11 MAC / PHY 계층에 이용이 가능하며, 최대 전송속도가 24 Mbps High Speed (HS)가 옵션으로 추가할 수 있도록 되었습니다. 또한 전력 관리 기능이 강화된 전력 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

버전 4.0이 공개 된 3.0 버전 공개의 약 8개월 후였습니다. 기존의 Bluetooth Basic Rate / Enhanced Date Rate (BR/EDR)에 가세 해 BR / EDR에 비해 크게 전력 절약 화를 실현 한 Bluetooth Low Energy (LE)가 추가되었습니다.

그리고 2013년에는 버전 4.1이 발표 된 버전 4.0의 고기능 화를 실현. 자동 재연결 및 LTE 와 블루투스 장치 간의 통신 간섭을 억제할 수 있게 되어 이듬해 2014년 발표 버전 4.2에서는 보안 강화 및 전송속도의 고속화를 도모했습니다.

현재 2018년 3월 시점에 최신 버전은 5.0입니다 공개 버전 4.0에서 7년 경과 한 2016년 12월에 일이었습니다. 4.0 세대에서 어느 정도 완성되었다고 생각된 블루투스 규격 이었지만 버전 5.0은 4.0 보다 데이터 전송속도가 두 배나 되고 범위도 4배로 확대되었습니다 그러나 5.0은 아직 보편화되지 않았고 버전 4세대가 주류라는 사실입니다.

3-2-2 버전 3.0 및 4.0 호환
버전 4.0에서 추가된 Bluetooth Low Energy(BLE) 는 4.0 이후 기기가 아니면 사용할 수 없습니다. 따라서 3.0과 4.0은 호환되지 않는 것으로 알려져 있지만 기기에 따라 이용이 가능합니다 왜냐하면 4.0 기기는 BLE 통신과 3.0 이전 통신의 방식을 겸하고 있는 것입니다.

구별은 로고로 확인하세요.
블루투스 로고 아래에 아무런 표시가 없는 것이 버전 3.0 이전에 통신 방식만을 나타냅니다.
로고 아래에 SMART의 로고가 있으면 그것은 BLE 통신만이 가능하다는 것을 의미하며 버전 4.0에만 연결 됩니다.
그리고 로고 아래에 "SMART READY" 있으면 그것은 BLE 통신 방식과 블루투스 3.0 이전에 통신방식을 모두 사용할 수 있습니다. 즉 "SMART READY"가 있으면 어떤 블루투스 에서도 사용아 가능합니다. 만 일 귀하의 기기가 하위 버전이라면 호환성을 생각하며  "Bluetooth SMART READY"의 로고 제품을 선택 합시다.

4. Bluetooth 의 프로필
4-1 프로파일
블루투스는 다양한 장치에서의 통신에 사용 됩니다. 따라서 기기의 종류별로 책정된 프로토콜이 그 사용 방법을 표준화 해야 합니다. 그리고 그 기능과 사용을 표준화 한 것이 "프로필(Profile)"라고 통신기기들이 동일한 프로파일을 가지고 있는 경우에만 그 기능을 이용한 통신이 가능합니다. 즉, 블루투스 대응 기종에서도 사용하는 기기 모두가 해당 프로파일에 대응하고 있지 않으면 통신할수없습니다.

4-2 대표적 프로필
블루투스 BR / EDR 프로파일은 현재 사용되고 있는 것으로 30 종류가 있습니다. 그 중에서도 대표적인 것은 다음과 같습니다.

4-2-1. GAP (Generic Access Profile)
다른 모든 프로파일의 기초로 기능하는 프로 파일이며 A2DP (오디오 스트리밍 기능) 및 VDP (비디오 스트리밍 재생가능)의 기반으로 사용할 수 있습니다 장비에 연결 및 암호화 등을 수행합니다.

4-2-2. GAVDP (Generic Audio / Video Distrbution Profile)
비디오 스트리밍과 오디오 스트리밍을 전달하기 위한 것으로 일반 오디오 / 비디오 배포 프로필입니다. GAP 뿐만 아니라 A2DP와 VDP 기초 기술로 사용되고 있습니다.

4-2-3. (Advanced Audio Distrbution Profile)
오디오 스트리밍 기능이며, 블루투스 오디오 의 가장 기본적인 구조의 프로필입니다.
모노 또는 스테레오 오디오 데이터를 ACL 채널에 고품질로 스트리밍 하는 단계와 사용하는 다른 블루투스 프로파일 블루투스 프로토콜이 정의되어 있습니다 (단 서라운드 사운드에 전달에 대해서는 정의의 범위 외부).

이 A2DP는 전송에 필요한 카프세링그화 방식만 규정되어 있습니다. 따라서 페이로드가 되는 음성의 압축에 사용하는 코덱은 자유롭게 규정할 수 있으며 SBC (압축파일에 하나 Sub-Band Codec 서브밴드 코덱)은 필수로 하되, 폭넓은 코덱을 사용할 수 있습니다. 실제로 지금까지 제품에 구현된 유명한 코덱은 MP3 오디오, AAC(MPEG -2/4 AAC, aptx, LDAC 등이 있습니다.

헤드폰이나 스피커 등 가장 중요한 프로파일중 하나입니다.

4-2-4. AVRCP (Audio / Video Remote Control Profile)
기기에 따라 적용 범위는 각각이지만 볼륨 재생 정지 스킵 등 작업 대상 장치를 리모컨으로 원격 조정 할 수 있는 프로 파일입니다. AVRCP버전 1.3이후는 아티스트 및 앨범 이름 등의 정보도 전송이 가능하게 되었습니다.
AVRCP는 작업 내용을 전송하는 측을 "CT" 작업 내용을 수신 아는 측을 "TG"라고 정의하고 TG를 원격 제어 하기 위한 절차 및 사용 하는 다른 블루투스 프로파일 블루투스 프로토콜이 정의되어 있습니다.
단, AVRCP의 동작은 디지털 오디오 플레이어의 원격 제어에 의한 작업 내용 전달입니다. 오디오 및 비디오 파일에서 스트리밍이 프로필릐 정의 범위에 포함되지 않습니다.

4-2-5.VDP (Video Distribution Profile)
비디오 스트리밍에 관한 프로필입니다 모니터 사이등에서 비디오 데이터를 스트리밍 합니다.

4-2-6.HSP (Headset Profile)
음성통화에 필요한 최소한의 기능을 가지고 있으며 마이크와 모노 양방향 통신을 지원하는 프로 파일입니다. 그러나 이어폰이나 헤드폰을 휴대전화나 스마트폰에 헤드셋으로 사용하려면 "HSP(Hands-Free Profile 약자 핸즈프리 기능"에 대한 대응이 필요합니다.

4-2-7.HFP (Hands-Free Profile)
주로 자동차에서 핸즈프리 통화 및 장비 조작 등의 기능을 가진 프로파일 됩니다. 발신 및 수신 작업을 수행하려면 "HFP" 이외에 "HSP"에 대한 대응도 필요하지만, 현재의 헤드셋에 대부분은 HSP와 HFP 모두 지원하고 있습니다.

5. Bluetooth 의 코덱
5-1. Bluetooth는 음질이 나쁘다고 말하는 이유
블루투스 오디오가 나오기 시작했을 무렵은 a2dp에 대응이 필수 SBC라는 압축 방식이 주류였습니다. 이 코덱은 데이터 전송속도를 억제하고 통신의 안전성을 우선했기 때문에 종종 음성신호의 압축 비율이 높게 설정되어 있습니다.
블루투스에서 SBC는 탑재 필수 표준 코덱 이기 때문에, 다만 "블루투스 오디오 음원은 모든 고압축"라는 이야기가 되어, 블루투스는 낮은 음질라는 정설이 완성되어 버렸습니다.

그러나 그것 뿐만이 아닙니다.

기본적으로 코덱이 같은 경우 비트레이트가 높은 쪽이 고음질이 됩니다. 반대로 비트레이트가 같은 경우 코덱의 성능이 음질에 차이가 나타납니다. 그리고 코덱의 음질 서열높은 순으로 aptx, AAC, SBC라고 되어 있습니다. 만 SBC가 AAC는 aptx에 비해 낮음 음질로 불리는 것은 과거에 비트레이트가 낮은 시대가 길었던 때문입니다.

덧붙여서, SBC는 데이터 전송량을 조정하는값 "bitPool 53(328kbps)에 대응하고 있습니다. 물론 코덱에 의한 음질 차이는 있지만 bitPool 53이라면 AAC에 비해 크게 뒤떨어지지 않는다고 생각하는 사람이 다수입니다 한마디로 해서 "SBC 낮은 음질"라는 시대는과거의 이야기이며, 지금의 블루투스는 결코 음질이 좋지 않은 오디오가 없습니다.

5-2.고음질 코덱
블루투스도 버전 업을 거듭하면서 안전성이 비약적으로 향상했습니다. 또한 제조사의 개발 노하우도 축척 된 데이터 전송속도를 충분히 확보한 낮은 압축률에서의 이용도 가능하게 되었습니다.
원래 블루투스 오디오에서 가장 중요한 프로파일 "A2DP"는 SBC 대응을 하고 있었지만 코덱은 자유롭게 규정할 수 있는 사양이었습니다. 따라서 지금은보다 고음질의 압축 방식 aac 나 aptx 등에 대응한 기기도 많아지고 있으면 블루투스 오디오는 새로운 국면전환을 시도하고 있습니다.

5-2-1.AAC
AAC는 "Advanced Audio Coding"의 약자로, 돌이킬 수 없는 방식에 압축방식입니다. MP3 후속 형식으로 책정되었습니다. 일반적으로 같은 정도에 비트레이트 라면 aac는 MP3보다 고음질로 알려져 있습니다.
한편 AAA는 SBC만큼 높은 압축을 수행하지만 SBC는 압축 방법이 다릅니다. AAC는 MP3뿐만 아니라 인간이 들리지 않는 것으로 알려져 있는 대역의 주파수까지 압축하고 있습니다. 그래서 같은 정도의 비트레이트라면 AAC는 고음질로 들린다는 것입니다.

AAC는 iTunes의 기본 압축 방식에도 채용되어있어 신뢰성까지 충분한 방식입니다.

5-2-2.aptx
aptx(당초 aptx로 표기했지만, 2010년에 aptx로 바뀌었습니다)는 1980 년대에 영국 여왕의 대학 벨파스트에서 그 알고리즘이 개발되어 캠브리지에 본사를 둘 CSR사에 의해 처음에는 방송 산업 이후에 블루투스오디오 용으로 실용화된 압축방식입니다. 고음질이라고 명성도 놓고 최근 급속하게 대응 기기가 증가하고 있습니다.

Aptx는 AAC처럼 들리지 않는 소리를 걸러내는 것이 아니라 고급 계산하여 원래의 데이터를 영구적으로 4분의 1로 압축합니다. 당연히 SBC와 AAC와 비교하면 압축 효율이 낮아진다 비트레이트는 높아지고 원본데이터에 손색이 없는 고음질을 제한할 수 있습니다.
또함 대기시간 (지연시간)이 SBC와 AAC 보다 더 짧은 특징도 겸해 갖추고 있습니다.

5-2-3.LDAC
Bluetooth 에서 최대 96khz / 24bit의 고해상도 음악 데이터를 취급하는 코덱 ldac는 소니가 개발한 최신 코덱입니다. 최대 비트 전송률 990kbps는 블루투스의 최대 처리량에 가깝기 때문에 전파 상황에 따라 잡음이 생길 수도 있지만, 지금 가장 고해상도에 가까운 존재입니다.
다만 ldac 대응 오디오 압축을 위한 일본오디오 협회가 정한 고해상도 로고는 적용되지 않습니다.

6.마무리
블루투스 오디오에 음질이 나쁘다는 것은 더 이상 옛날에 이야기입니다. 음질이 떨어지던 시절도 있었지만 최근에는 매우 음질이 향상되었습니다.
그러나 지난 10년 정도의 기술이므로 구입 시 몇 가지 주의가 필요합니다. 특히 버전에 주의합시다 호환성 문제가 발생할 수도 있습니다. 사용하는 기기가 버전 몇에 대응 하고 있는지 반드시 제대로 확인합시다.

오디오는 새로운 시대의 돌입하는 양상이 짙어지고 있습니다.

오래된 물건을 소중히 하면서 새로운 것을 도입하면 윤택한 오디오 라이프가 찾아옵니다.

감사합니다.

 

[리뷰/Audio] - 캔스톤 LX25 블루투스 PC스피커 추천 이유 있네?!

캔스톤 LX25 블루투스 PC스피커 추천 이유 있네?!

 

[리뷰/PC&주변기기] - 마샬 엠버튼 블루투스 스피커 개봉기​

마샬 엠버튼 블루투스 스피커 개봉기