무선 오디오는 25년 만에 가장 큰 혁신을 이루고 있다. 상업적으로 이용 가능한 LE 오디오(LE Audio)가 도입되면서 음악 애호가들은 물론 많은 사람들이 이 혁신적인 오디오 기술의 혜택을 누리게 될 것이다.

최초의 블루투스(Bluetooth) 무선 헤드셋은 21세기가 시작될 무렵 시장에 출시됐으며 이후 소비자들이 완전히 이 기술을 수용하는 데까지 5년도 채 걸리지 않았다.

CNN에 따르면 2006년 5500만개 이상의 블루투스 헤드셋이 판매됐고 이는 판매대수 기준 전년대비 69% 증가한 수치다. 이러한 최초의 무선 오디오 혁명은 헤드셋의 안정적인 시장 진입으로 성공을 거뒀으며 이제 블루투스 LE 오디오의 상업적 도입으로 두 번째 혁신이 시작되고 있다.

2020년 블루투스SiG(Special Interest Group)는 더 높은 품질의 무선 사운드와 긴 배터리 수명을 제공하는 고품질, 저전력 오디오 코덱(Low Complexity Communications Codec, LC3)이 포함된 새로운 사양을 발표했다. 이후 상용화에 이르기까지 기술적인 어려움과 많은 시간이 소요되기는 했지만 이례적으로 길어진 것은 아니다.

일례로 노키아가 첫 블루투스 헤드셋에 대한 컨셉을 발표하고 시장에 출시하기까지 6년이 걸린 반면 LE 오디오는 4년 만에 상용화를 달성했다.

LE 오디오 시장은 블루투스 헤드셋보다 훨씬 더 큰 잠재력을 가지고 있다. 2006년에 판매된 5500만대의 블루투스 헤드셋은 2022년에 출하된 13억6000만대의 블루투스 클래식 오디오(Bluetooth Classic Audio) 기기와 비교하면 미미한 수치에 불과하다.

향후 발표될 2024년도 블루투스 오디오 출하량(LE 오디오 제품 포함)은 15억대를 넘어설 것으로 예상되고 있으며 전체 블루투스 제품 출하량의 약 30%를 차지할 가능성이 높은 것으로 나타났다.

초기 LE 오디오 제품들이 이미 시장에 출시되고 있지만 iOS 및 안드로이드 스마트폰과 주요 무선 오디오 기기 공급업체들이 LE 오디오를 기본 기술로 채택하게 되면 더욱 본격적인 변화가 시작될 것이다.

동시에 소비자들이 LE 오디오 기술이 이전의 무선 스트리밍 기술보다 더 나은 오디오 품질과 더 긴 재생시간을 제공한다는 점을 인식하는 순간 매출 성장은 급속도로 증가할 것이다.

ABI리서치(ABI Research)에 따르면 2027년까지 80억대 이상의 LE 오디오 기기가 출하될 것으로 예상되고 있다.

LE 오디오와 오라캐스트의 차이점
블루투스 LE는 데이터 전송을 위해 멀티 통신 토폴로지를 지원하지만 오디오 스트리밍을 위해서는 P2P(Point-to-Point) 통신만 활용한다. 오늘날의 무선 이어버드는 단일 오디오 스트림만을 수신하고 엔지니어링 작업을 통해 두 번째 채널을 이용해 다른 이어버드로 재전송이 필요하며 이로 인해 프로세싱 성능과 배터리 수명을 소모하게 된다.

반면 LE 오디오는 멀티 스트림 오디오 기능을 지원하기 때문에 한 쌍의 이어버드와 같은 여러 기기들이 각각의 고유한 오디오 스트림을 수신할 수 있도록 해준다. 또 좌우 채널은 재생 시 원음의 타이밍을 정확하게 유지할 수 있다. 이를 통해 탁월한 음질의 진정한 스테레오를 구현할 수 있으며 이어버드에서 추가 프로세싱이 필요하지 않아 배터리 수명도 연장할 수 있다.

LE 오디오와 클래식 오디오의 전력소모는 구현 방식과 제품의 사용 환경에 따라 크게 좌우되기 때문에 그 차이를 정량화하기는 어렵다. 예를 들어 최고의 오디오 품질을 제공하는데 중점을 두고 있는 제품 개발자는 배터리 수명을 크게 연장하는데 주력하기 보다는 고충실도를 위해 LC3 코덱을 구현하는 것을 선택하게 될 것이다.

반면 사운드 품질을 희생하더라도 배터리 수명을 연장하는 것을 선택할 수도 있다. 후자의 경우처럼 배터리 수명 극대화에 초점을 맞춘다면 이어버드나 블루투스 스피커의 런타임을 클래식 오디오에 비해 최대 두 배까지 연장할 수 있다.

LE 오디오의 또 다른 혁신적인 기능은 오라캐스트(Auracast) 브로드캐스트 오디오가 추가됐다는 점이다. 오라캐스트는 스마트폰, 노트북, TV 또는 음향 시스템과 같은 오디오 소스 기기들이 하나 이상의 여러 오디오 스트림을 무제한의 블루투스 오디오 수신기에 브로드캐스트할 수 있도록 해준다.

오라캐스트는 여러 잠재적인 적용 사례를 가지고 있지만 그 중 가장 중요한 것은 현재 퍼블릭 어드레스(PA: Public Address)나 히어링 루프(Hearing Loop, 텔레코일(Telecoil)이라고도 함) 인프라가 구축된 장소에서 고품질 및 저비용의 증강 및 보조 청취 기술로 활용할 수 있다는 점이다. 이러한 적용 사례를 통해 청각 장애가 있는 전세계 15억명 이상의 사람들에게 더욱 폭넓은 접근성을 제공할 수 있다. 또 오라캐스트는 동시 통역 서비스가 이뤄지는 장소에서 다국어 오디오 스트림을 지원할 수 있다.

LE 오디오 및 오라캐스트에 최적화된 차세대 SoC
LE 오디오의 LC3 코덱은 오디오를 압축하고 압축 해제하는데 상당한 컴퓨팅 리소스를 필요로 하지만 최신 세대의 효율적인 무선 SoC는 전력을 크게 소모하지 않고도 이러한 요구사항을 안정적으로 충족할 수 있다.

예를 들어 노르딕세미컨덕터의 새로운 nRF54H20 SoC는 특정 유형의 작업부하에 최적화된 멀티 RISC-V 코프로세서와 멀티 Arm 코어텍스-M33 프로세서를 갖추고 있다. 이를 통해 LC3과 같은 첨단 오디오 코덱의 컴퓨팅 요구사항을 감독하는 동시에 소스와 수신기간의 저전력 무선 연결을 처리할 수 있는 충분한 오버헤드를 제공한다.

또 노르딕 SoC는 고효율 및 고집적, 컴퓨팅 성능을 통해 이어버드에서 스피커, 보청기에 이르기까지 더 나은 오디오 품질을 제공하고 더 적은 에너지를 소모하는 더욱 컴팩트한 미래의 LE 오디오 솔루션을 보다 신속하게 시장에 출시할 수 있도록 보장한다.

오라캐스트의 잠재력을 극대화하기 위해서는 무선 칩도 멀티 오디오 스트림을 지원해야 한다. 이론적으로 오디오 스트림 수는 무제한이지만 모든 SoC가 동일하게 이를 지원하는 것은 아니다. 노르딕의 nR54H20 SoC는 LE 오디오의 잠재력을 극대화할 수 있도록 설계됐다. 이 SoC는 단일 데이터 라인에서 멀티 채널 오디오 데이터 전송을 지원하는 2개의 TDM(Time Division Multiplexed) 오디오 인터페이스를 포함하고 있다. 이를 통해 TV와 마이크로폰, PA 시스템 등과 같은 다양한 소스에서 멀티 오디오 스트림을 지원하거나 다국어 방송을 가능하게 한다. 다국어 기능은 박물관과 같은 장소에서 통역 서비스를 필요로 하는 방문객에게 적외선, FM 또는 유선 헤드셋을 제공하는 대신 비용 효율적이고 위생적인 대안을 구축할 수 있다. 즉, 방문객들은 자신의 오라캐스트 지원 블루투스 이어버드나 청각 장치를 이용할 수 있다.

이러한 혁신적인 기술은 조만간 메인 스트림으로 부상하게 될 것이며 무선 사운드의 미래를 이끌게 될 것이다. 이는 매년 블루투스 오디오 제품을 구매하는 수십억명의 소비자들에게 희소식이 되는 것은 물론 청력 장애가 있는 모든 사람들에게 획기적인 돌파구가 될 것이다.