최근 스피커를 사려고 자료조사를 하다보니 블루투스가 CD보다 음질이 떨어진다고 하거나 무선은 유선을 이길 수가 없다는 얘기들이 많았다
유선 연결이 무선보다 안정적이고 지연시간이 짧고 전송 속도가 빠른건 당연하지만 과연 블루투스를 사용한다고 해서 음질이 나빠질까라는 궁금증으로 자료조사를 해보았다
최신 글이나 유투브 영상에서도 그렇고 커뮤니티에서도 잘못된 정보나 지난 얘기가 많아서 2022년 기준으로 조사한 어렵고 복잡한 얘기 빼고 간단하게만 정리해본다
블루투스가 음질을 저하시키려면?
우선 송수신기의 블루투스 오디오 프로파일이 지원하지 않는 코덱으로 전송해서 생기는 문제일수 있다
A2DP는 블루투스의 오디오 스트리밍을 위한 오디오 프로파일인데 표준으로는 SBC로 전송하지만 그 외의 코덱으로 전송하는 경우가 있으나 기기에서 지원하지 않으면 음원이 한번 더 인코딩되어 손실 되기 때문에 음질 저하가 일어나는 경우가 있다
때문에 블루투스를 통해 음원을 전송하면 무조건 2중으로 데이터 손실이 일어난다고 오해하는 경우가 많은데 구분해서 알아두는게 좋다
일반적으로 네트워크 통신을 하는 경우 송신자는 데이터를 패킷 단위로 쪼개어 보내고 수신자는 이를 조합해서 원본 데이터로 복원한다
블루투스 통신도 마찬가지로 패킷을 사용하는데 위의 패킷 구조에서 PDU에 데이터를 담고 CRC에서 보내는 순서와 데이터 무결성 체크를 한다
이를 통해서 전송한 데이터에서 오류가 있는지 판단하기 때문에 웬만해서는 원본 패킷이 변조되거나 손상될 일은 거의 없다
그렇다면 블루투스가 유선(wired) 또는 Wifi보다 음질이 나빠지기 위해서는 전송해야 할 데이터의 크기보다 전송 속도가 느리거나 전송 중에 패킷이 유실되어야 한다
무손실 음원의 비트레이트는 1Mbps 이하다
음원의 종류는 원본(NO), 무손실(LOSSLESS), 손실(Lossy)로 보통 구분한다
이번 얘기에서 원본 아날로그 음원은 제외하고 얘기하도록 하겠다
요즘 스트리밍 서비스들에서 무손실이나 비트레이트가 높은 음원을 많이 제공하는 추세에 있고 무손실 음원 중에서도 고품질의 음원을 고해상도(High Resolution)이라고 해서 별도로 취급하는 경우도 있다
아직 고해상도 음원의 대한 명확한 정의는 없지만 일반적으로는 24비트/96kHz의 음원을 얘기한다
BITRATE = Bit Depth * Sample Rate * Channel
비트레이트 즉 파일의 크기는 위와 같은 공식으로 계산이 가능한데
무손실 음원중에서도 현재 나와있는 최고 사양의 코덱인 LDAC의 24비트 96kHz의 음원도 이론적으로 초당 전송해야 할 데이터는 1Mb를 넘지 않는다
블루투스 전송 속도로는 대부분의 음원을 무리없이 전달 할 수 있다
블루투스 전송 속도에 영향을 미치는 변수는 굉장히 많다
우선 최신 버전일수록 전송속도가 늘어나고 연결거리가 늘어나고 소비전력, 지연시간(latency)이 줄어든다
이외에도 와이파이 연결 여부, 저전력 사용 여부, 신호 강도에 따라 전송 속도가 천차만별로 달라질 수 있어서
스펙에 나오는 전송 속도보다 실제 데이터 처리량(throughput)은 이보다 많이 낮아 수도 있는데 이를 감안해서 간단하게 정리해보면 신호강도에 문제가 없는 상황이라면
블루투스 3.x이상만 되어도 대부분의 손실 음원이 전달 가능하고 4.x 이상이면 높은 수준의 손실 음원을 전송할 수 있을 만큼의 전송 속도가 나오고 5.x 이상에서는 이론상 무손실 음원이 무리 없이 전달 가능하다
특히 4.1 버전부터 블루투스가 끊겨도 다시 근처에 접근하면 자동으로 재연결을 지원하거나 5이상부터는 240m이상의 거리를 지원하는 등 연결성이 강화되는 부분도 있다
블루투스 패킷은 유실 될 수 있다
블루투스는 이론적으로 무손실 음원을 전송하고도 남을 만큼의 속도를 제공하지만 100%의 신뢰성을 보장해주지는 않는다
앞에서 5.x버전 이후부터는 이론상 무손실 음원이 무리없이 재생 가능하다고 하긴 했지만 실제로 사용후기를 들어보면 990Kbps 음원의 경우는 간섭현상으로 인해 끊기는 일이 굉장히 잦다고 한다
- 와이파이로 연결된 기기 인한 충돌이 생기는 경우
(이런 경우에는 보통 연결 기기를 5Ghz로 바꿔주면 해결된다) - 송신기와 수신기의 사이가 멀거나 장애물이 있는 경우
- 송신기와 블루투스 여러 대와 연결이 되어 있는 경우
- 블루투스를 쓰는 사람이 많아서 전파간섭이 일어나는 경우
이런 경우들로 인해 패킷이 유실되어 잡음이 들리거나 소리가 안 나오는 경우가 있다는 것을 알아야 한다.
반대로 말하면 이런 사항들을 감안해서 블루투스 데이터 송수신이 안정적인 환경이 조성된다면 음질의 저하 없이 음악을 감상할 수 있다
무손실 음원까지 굳이 필요가 없다
애초에 블라인드 테스트로 구분이 안된다고 다 결판이 난 얘기인데 원본/무손실/손실 음원을 구분하려면 일반 헤드셋으로는 힘들고 최고사양의 하이파이 스피커로도 극히 일부의 사람만이 구분이 가능하다
무선 헤드셋/이어폰으로는 320k은커녕 256k만 되어도 손실 음원과 무손실 음원을 구분을 하는 사람은 없다
안드로이드에서는 소니의 LDAC와 퀄컴의 Apx HD 코덱 등으로 블루투스를 통해 무손실 오디오를 지원하지만
애플에서 독자적으로 사용하는 무손실 코덱 ALAC(Apple Lossless Audio Codec)은 블루투스 무손실 오디오를 지원하지 않는다
100명의 사람을 붙들어 놓고 애플 뮤직의 압축 음원과 무손실 음원을 들려주는 테스트를 한다면 98, 99명은 그 차이를 찾아내지 못할 것이다.
대부분 사람의 귀는 그런 차이를 찾아낼 만큼 좋지 못하며, 그런 차이를 구별할 수 있는 사람은 극소수다. 또 그런 예민한 청각을 가진 사람도 차이를 구별하려면 최고 수준의 오디오 시스템을 갖춰야 할 것이다
애플 수석 부사장이 올해 초에 한 말이다.
이걸 구분할 수 있는 사람이 있다고는 하는데 궁금해서 이런저런 블라인드 테스트랑 전문가 영상을 다 찾아봤다지만 유의미하게 구분하는 사람은 찾지 못했는데, 보통 온라인에서만 서식하고 오프라인에서는 안보이신다
인간의 가청주파수는 대역폭(20~20,000Hz)이고 사람이 나이가 들면 그 대역폭도 현저히 줄어들기 때문에 돌고래 소리 듣는 게 인생 목표가 아닌 이상 일반적으로는 무손실 음원을 들을 필요도 없다
지금도 실제로 들어보면 구분할 수도 없는 마케팅적인 요소에 사람들은 필요 이상의 돈을 지불하고 있다
기술은 계속 발전한다
블루투스 기술은 날이 갈수록 높은 전송속도와 더 안정적인 연결과 보안을 지원하도록 발전해오고 있고 코덱도 계속 새로운 기술들이 나오고 있다
블루투스 5.2의 LC3 오디오 코덱이나 저지연을 위한 Aptx LL(Low Latency)코덱을 포함해서 오디오 블루투스쪽에서는 상황별로 발전할 여지는 많이 남아있다.
미드 실리콘밸리에서 나오는 Piped piper처럼 압축률을 높이면서 손실률이 없는 마법 같은 알고리즘을 제공해줄지도 모르는 일이다
하드웨어에서도 혁신적인 개선으로 사람이 명확히 인식할 수 있을 만큼의 고품질 음원을 재생하는 스피커가 나올 수도 있고 생산 공정 개선으로 최고급 스피커의 가격이 굉장히 싸지거나 혁신적인 보청기가 나와서 가청주파수 이상으로 듣게 해주지 않을까..
뭐가 됐든 오래 살아야 한다
정리하자면
송수신기가 음원에 맞는 블루투스 버전과 코덱을 지원하고, 신호 강도가 정상적인 상황이라면 대부분 블루투스로 인한 음질의 저하는 없다
손실 음원은 블루투스 버전 4.2이상, 320Kbps의 AAC코덱을 권장하고 무손실 음원은 송수신기 모두 5.x이상의 최신 버전과 무손실 코덱을 지원하는지 확인하는게 좋다
무손실 음원은 아직까지는 헤드셋/이어폰에서는 구분이 불가능하니 몇천만원짜리 스피커 살 재력이 되어 있을 때 고민해보자
처음엔 궁금증으로 시작해서 최대한 사실에 입각해서 객관적으로 조사해보려 했는데
생각보다 변수가 너무 많아서 글쓰는데 시간이 너무 많이 걸렸다
반박시 님말이 맞다
참고
https://habr.com/en/post/456182
https://www.headphonesty.com/2021/01/bluetooth-versions
https://homedjstudio.com/audio-bitrates-formats
https://www.headphonesty.com/2020/03/bluetooth-audio-codecs-explained
https://www.nextpit.com/bluetooth-audio-codecs
https://propairing.com/does-bluetooth-version-affect-sound-quality
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