[해방電線] ③ 블루투스, 하이파이부터 스마트공장까지

[아이뉴스24 김문기기자] 3G와 LTE 등 무선 네트워크 기술이 스마트폰에 직결된 새로운 경험을 창출했다면, 다양한 기기와의 연결을 통해 경험을 확산시킨 주요 기술은 블루투스다. 블루투스는 기기간의 호환성을 앞세워 보편화됐으며, 최근에는 블루투스가 없는 스마트폰이 스마트폰이 아닌 상황이 됐다.

블루투스의 시작은 지난 1998년 에릭슨과 노키아, IBM, 도시바, 인텔 등으로 이뤄진 블루투스SIG부터다. 비영리단체인 블루투스SIG는 에릭슨이 1994년부터 개발해온 무선 기술연구를 바탕으로 블루투스를 개발했다.

명칭 어원에 대해 여러 말들이 있으나 10세기경 스칸디나비아 지역을 통일한 덴마크, 노르웨이 국왕인 하랄 1세 블로탄에서 따왔다고 한다. 지역을 통일시킨 것처럼 블루투스도 모든 기기들을 통합하고자 한다는 의미로 쓰였다. 블루투스 로고도 국왕의 이니셜을 따와 룬문자인 H와 B를 합성해 디자인했다.

◆ 모바일과 모바일의 징검다리

1999년 첫 블루투스 1.0 버전이 공개됐다. 비면허대역인 2400MHz에서 2484MHz 주파수 대역을 사용했다. 속도가 1Mbps 이하였으며, 주파수 간섭도 심해 크게 활용되지 않았다. 그로부터 5년후 블루투스 2.0이 발표되면서 대중화되기 시작했다. 전송속도도 3Mbps까지 올라왔다. 2.1에서는 페어링 능력이 보다 강화됐다. 2009년 발표된 3.0부터는 스마트폰에서 주로 활용됐다. 속도도 최대 24Mbps까지 올라왔다.

2010년 6월 블루투스 4.0이 나오면서부터 블루투스 규격에 변화가 시작됐다. 속도와 호환성을 중시하던 시기를 지나 저전력을 추구함과 동시에 그에 따른 활용폭을 넓히는데 주력했다. 빠르게 변화하는 ICT 생태계에 발을 맞추기 위함이다.

최근 프리미엄 스마트폰을 중심으로 적용되고 있는 규격은 블루투스5다. 삼성전자 갤럭시S8 시리즈와 갤럭시노트8, 애플 아이폰8 시리즈와 아이폰X, LG전자 V30 등이 이를 지원한다.

마크 파월 블루투스SIG 전무는 "블루투스5는 신뢰할 수 있는 사물인터넷 연결은 물론, 간편하고 원활한 비콘 사용 기능을 제공한다"며, "기기간 연계 장벽을 낮춰 줌으로써 보다 매끄러운 사물인터넷 경험을 가능하게 한다"고 강조했다.

블루투스5는 바로 직전 버전인 블루투스 4.2 대비 도달범위가 4배로 증가했다. 약 365미터(m)까지 데이터를 주고 받을 수 있다. 속도는 최대 50Mbps까지 향상됐다. 초당 6.2MB의 용량을 수용할 수 있는 수준이다. 호환성과 안정성도 높아졌다. 충돌가능성을 낮춰 타 무선 기술과 공존이 가능하도록 했다.

시장조사업체 ABI리서치는 오는 2021년까지 전 세계 약 480억개 이상의 인터넷 연결기기가 설치될 예정이며, 그 중 3분의 1 가량이 기기에 블루투스 기능을 탑재할 것으로 전망했다.

◆ 블루투스, 연결의 폭을 넓히다

블루투스의 핵심 규격은 크게 2가지로 구분된다. 기본전송률(BR)과 고급데이터 전송률(EDR) 규격, 저전력(LE)을 구현하는 구격으로 나뉜다.

BR과 EDR은 비교적 근거리의 지속적인 무선 연결을 설정해 사용한다. 1:1 통신에 특화돼 있다. 대표적으로 쓰이는 곳이 오디오다. 무선 이어폰과 헤드셋, 스피커 등이 이에 해당된다. 최근에는 차량용 시스템에도 활용되고 있다. 블루투스SIG에 따르면 블루투스 BR과 EDR 장치는 지난해 5억 대 이상의 기기에 채택됐으며 오는 2021년에는 10억대 이상이 달성될 것으로 예상된다.

블루투스LE는 4.0버전과 함께 등장했다. 장거리 연결과 저전력을 통해 긴 배터리 수명을 보유하기 위해 개발됐다. 사물인터넷(IoT)과의 호흡이 탁월하다.

블루투스LE는 크게 1:1과 1:다, 다:다로 분화됐다. 기본적인 저전력 구현과 브로드캐스트, 메쉬를 구현하는데 최적화됐다.

1:1 저전력의 경우 스포츠 및 피트니스 장비에 무선연결을 돕고 있다. 헬스케어도 포함된다. 이를테면 혈압 모니터나 X선 영상 촬영 시스템 등에도 쓰인다. PC나 스마트폰의 주변장치도 저전력을 필요로 하는 곳에 적용됐다.

1:다 연결이 가능한 브로드캐스트는 블루투스 비콘 솔루션에 적합하다. 박물관, 여행지, 교육 및 운송 산업 등에 두루 쓰일 수 있다. 또한 열쇠나 핸드폰 등 유실물을 찾기에도 도움을 줄 수 있다. 트래픽이 많은 지역에서도 길을 찾을 수 있도록 해줄 수도 있다.

최근 부상하고 있는 방식은 다:다 연결이 가능한 블루투스 메쉬다. 산업용에 특화돼 있다. 이를테면 스마트 공장이나 스마트 오피스 등을 구현하고자 할 때 쓰인다. 수십개에서 많게는 수천대의 무선장치가 서로 연결될 수 있도록 해준다.

◆ 무선 하이파이 지원 선봉장

최근 부상하고 있는 포터블 무선 와이파이 시장의 선봉장은 다름아닌 블루투스다. 각종 코덱을 이용해 기존보다 높은 음질의 음악을 들을 수 있도록 도와준다.

무선 오디오 시장에서 코덱의 역할은 핵심이다. 코덱은 파일이 전달되는 통로 역할을 해준다. 음원과 포터블 디바이스, 리시버 등이 이를 모두 지원할 수 있어야 한다. 항상 휴대해야 하는 모바일 디바이스에게 전력효율이 중요한데, 이 때문에 블루투스가 주로 쓰이고 있다.

보편적인 블루투스 코덱은 SBC다. 다만 CD 음질 이상을 구현하지는 않는다. 통상적으로 포터블 하이파이의 경우 24비트 이상을 구현해야 하는데 CD 음질은 16비트/44.1kHz 수준이다.

포터블 하이파이 시장에서는 소니가 두각을 나타내고 있다. 지난 2015년 24비트/96kHz를 지원하는 LDAC를 공개했다. 비트레이트는 330Kbps에서 990Kbps까지 가능하다. 손실을 최소화해 높은 음질을 감상케 한다고 평가받고 있다.

소니 LDAC의 자체 생태계를 넘어 구글 안드로이드 8.0에 기본 적용될 수 있는 방향으로 범위를 확장시켰다. 안드로이드 오픈소스프로젝트(AOSP)를 통해 LDAC의 지원유무를 제조업체가 선택할 수 있다.

LDAC의 반대편에는 퀄컴 aptX HD가 자리잡고 있다. 퀄컴은 aptX 코덱을 보유하고 있는 영국업체 CSR을 지난 2014년 인수하고, 이 곳을 통해 aptX HD 코덱을 개발 및 배포했다. 24비트/48kHz 음원 재생이 가능하다. 최근에는 생태계를 보다 넓히고 있다.

삼성전자는 자체적으로 UHQ-BT 코덱을 보유하고 있다. 지난 2015년 갤럭시S6을 시작으로 프리미엄 스마트폰 라인업에 적용해오고 있다. 하만을 인수하면서 생태계 반경이 보다 넓어질 것으로 기대된다. 하만은 JBL과 하만카돈, 마크레빈슨, AKG 등 다수의 프리미엄 오디오 브랜드를 보유하고 있다.