이 글은 제 블로그에 올린 내용을 발췌해왔습니다.

완전 무선 이어폰을 포함해 무선 오디오 시장에서 블루투스는 빠질 수 없는 중요한 기술입니다. 하지만 블루투스를 이용해 실시간으로 전송할 수 있는 대역폭이 크지 않아서 생기는 문제점, 전파 간섭이 생기기 쉽다는 약점, 블루투스가 소모하는 전력이 높은 단점 등이 거론되고 있습니다.

블루투스 표준을 만드는 Bluetooth SIG는 예전부터 표준을 업데이트하면서 대역폭을 늘려왔었고, Bluetooth LE(Low-Energy) 기술을 통해 저전력 블루투스를 구현하기 위해 노력했습니다. 블루투스를 활용한 무선 오디오에서는 SBC / AAC 코덱을 넘어서 전송 비트레이트를 높이고 압축의 손실율을 줄이는 형태의 독자 코덱이 발전했습니다. 퀄컴은 aptX로 시작하는 다양한 코덱을 만들어 지금은 스냅드래곤 사운드로 확장했고, 소니는 LDAC 코덱을 만들어 안드로이드 기기들에 오픈소스로 공개했으며, 삼성은 갤럭시 버즈 시리즈를 위해 SSC 코덱을 만들었고, 중국의 사비텍은 LHDC 코덱을 만들어 지금은 화웨이 기기들에 많이 탑재되고 있습니다.

여기서 블루투스 SIG는 기존 SBC 코덱을 대체하기 위해, 블루투스 LE에서 오디오를 주고 받게끔 하는 LE Audio를 만들었습니다. 그 LE Audio 속 오디오 코덱이 바로 LC3입니다. 요즘 루머에서 새 버전의 안드로이드가 LC3 코덱을 지원할 것이라느니, 곧 나올 애플의 기기들이 LC3 코덱을 지원할 예정이라느니 다양한 뉴스가 나오면서 LC3 기술에 대한 관심은 나날이 늘어가고 있습니다. 어떤 사람들은 모든 블루투스 문제들이 LC3 기술로 해결될 것이라는 이야기도 하고 있습니다.

모든 문제를 해결해줄 수 있는 도구를 보통 특정 업계나 문화권에서는 은탄환(silver bullet)이라고 부릅니다. 주로 소프트웨어 개발 업계에서 이 말을 많이 쓰고, 미국에서 페니실린이 나왔을 때 그 효과가 너무 대단하니까 은탄환이라고 불렀습니다.

LC3은 여러 문제를 가지고 있는 블루투스 오디오의 은탄환이 될 수 있을까요? 전 제목에도 적었듯이 LC3은 블루투스 오디오가 가지고 있는 문제들을 다 해결해줄 수 있는 은탄환이 될 수는 없다는 견지를 가지고 있습니다. 이 글에서는 왜 제가 이런 의견들을 가지게 되었는지 LC3의 표준을 보면서 이야기를 나눠보고, LC3 기술이 왜 정말 큰 의미가 있는지, 앞으로 어떤 것들이 개선될 수 있을지 이야기해보려고 합니다.

LC3이란?

위에서 LE Audio 중 LC3 코덱이 중요한 역할을 하며, LC3 기술이 어떤 배경을 통해 만들어지는지를 소개했습니다. LC3은 160 ~ 345kbps까지의 비트레이트를 재생할 수 있습니다. 비트레이트는 전송하는 음원의 최대 해상도를 의미합니다. 그 비트레이트가 높을수록 더 고해상도 음원이지만 블루투스 코덱에서는 전파 간섭이나 듣는데 어려움이 생기기 쉽습니다.

다른 코덱들을 한번 살펴볼까요? SBC가 240 ~ 345kbps까지를, AAC가 128 ~ 320kbps를, aptX가 352 ~ 384kbps를, aptX Adaptive는 279 ~ 420kbps를, LDAC가 330 ~ 990kbps까지, SSC는 88 ~ 512kbps까지의 비트레이트를 재생할 수 있습니다. CD급 음원(16bit / 44.1kHz)의 비트레이트가 1411kbps 정도인걸 감안해주시면 도움이 될 것 같습니다.

그러면 사실 비트레이트만 보면 기존 코덱이 제일 좋은게 아닐까? LC3이랑 SBC랑 차이가 무엇이지? 하는 생각을 할 수 있습니다. 이 점들을 하나하나 소개해보려고 합니다.

LC3은 무손실 압축 방식의 코덱이다?

LC3는 무손실 압축 방식의 코덱도 아니며, 고해상도 음원을 지원하기 위한 코덱도 아닙니다. LC3이 지원하는 비트레이트로는 그 정보를 다 담을 수 없습니다.

우선 지금 무손실 압축을 지원하는 블루투스 코덱은 딱 하나밖에 없습니다. 작년 9월에 발표된 aptX Lossless입니다. aptX Lossless는 aptX Adaptive의 확장된 코덱으로, 16bit / 44.1kHz의 CD급 음원을 무손실 압축으로 듣거나 24bit / 96kHz급의 고해상도 음원을 손실 압축으로 선택해서 들을 수 있습니다. 지금은 NuraTrue Pro가 이를 지원하는 첫 완전 무선 이어폰이며 아직 크라우드 펀딩 중에 있으므로 사용해볼 수도 없습니다. 출시가 된다면 스냅드래곤 사운드를 탑재한 기기들에서 들을 수 있을 것입니다.

LC3 vs. SBC, LC3 vs. 타 코덱

그러면 LC3은 왜 나왔을까요? 왜 그렇게 각광받고 있는 것일까요? 지금까지의 많은 코덱들은 다 Bluetooth LE(Low-Energy)가 아닌 Bluetooth에서 오디오 데이터를 주고 받았습니다. 저전력 규격이 있는데 활용을 못하고 있었으니, 전력을 더 많이 쓰고 있었던거죠. 하지만 LC3은 그것을 Bluetooth LE에서 실행하기 때문에 전력 소모가 많이 줄어듭니다. 이는 기존 코덱들과 차별화되는 LC3이 가지는 장점입니다.

또 한가지는 Bluetooth SIG에서 공개한 자료에 따르면 같은 비트레이트에서 SBC와 LC3으로 소리를 들려주고 품질에 대해 표준적인 방법으로 측정했을 때 LC3에 대한 평가가 더 좋았던 것을 볼 수 있습니다.

SBC 표준이 나온지 20년이 훨씬 넘었다는걸 생각하면 놀랍지 않은 결과입니다. 하지만 이는 확실히 기술의 진보를 보여주고 있죠. 하지만 특정 독자 코덱과의 직접적인 비교는 하지 않습니다. 블루투스는 SBC를 대체하는 Bluetooth LE에서의 새로운 오디오 전송 표준이기 때문입니다. LC3이 경쟁해야하는 상대는 기존의 다른 독점 코덱이 아닌, 기존의 SBC나 AAC같은 그냥 블루투스에서 널리 쓰여온 블루투스 코덱과 전력 소모 양이나 음질의 개선으로 경쟁력을 얻을 것입니다.

블루투스 SIG에서는 LC3 코덱을 구현할 때, 그 명세에서 블루투스 연결 문제 등으로 인한 패킷 손실을 감출 수 있는 시스템을 구현할 것을 강력히 권장하고 있습니다. 그것이 Packet Loss Concealment라는 것이며, 알고리즘을 이용해 중간에 데이터를 전달할 때 손실이 생겨도 매끄럽게 넘어갈 수 있는걸 구현합니다.