1. 디지털 오디오 전송 포맷
① AES/EBU(Audio Engineering Society/European Broadcasting Union)
- AES/EBU는 유럽방송연맹(EBU)의 제안으로 오디오 엔지니어링 학회(AES)에서 채택한 표준 전송방식으로 AES3라고도 한다.
- 110Ω의 실드된 트위스트 페어 케이블(single twisted-pair cable)과 3-pin XLR 커넥터를 사용해 최대 100m까지 전송할 수 있다.
- 최대 샘플링 주파수는 192kHz이며 양자화 비트수는 24비트까지 전송 가능하고, 하나의 케이블로 2채널을 전송할 수 있다.
- AES 3-id는 AES/EBU신호를 75Ω 동축 케이블과 BNC 커넥터를 사용하여 약 1km까지 전송할 수 있게 한 방식으로 AES/EBU 신호를 간단히 변환해 전송할 수 있다.
② S/PDIF(Sony/Philips Digital Interface Format)
- S/PDIF는 Sony와 Philips가 함께 개발한 소비자용 디지털 오디오 전송 포맷이다.
- IEC(International Electronical Commission: 국제 전기기술 위원회)의 규정에는 IEC958 type1에 방송 및 전문가용으로 AES/EBU를, type2에 소비자용으로 S/PDIF를 규정하고 있다.
- 2가지 전송 방식을 사용할 수 있는데 동축(coaxial) 방식은 RCA커넥터와 75Ω의 동축 케이블을 주로 사용하며 광전송(optical)방식은 TOSLINK 커넥터와 광케이블을 사용한다.
- 하나의 케이블로 비압축 2채널 전송이 가능하며 전송거리는 최대 10m 정도이다.
- 샘플링 주파수는 44.1kHz와 48kHz까지 가능하며, 양자화 비트수는 24비트까지 전송 가능하다.
- SCMS(Serial Copy Management System: 복사방지 시스템)가 실려있어 콘텐츠의 디지털 복제를 막을 수 있다.
③ MADI(Multip-channel Audio Digital Interface)
- 1988년 Neve, SSL, Sony, Mitsubishi에 의해 제안된 비동기식 다채널 디지털 오디오 전송 방식으로 AES10이라고도 한다.
- 48kHz, 24bit로 최대 64채널을 전송할 수 있으며, 96kHz, 24bit로는 28채널을 전송할 수 있다.
- 기기에 따라 샘플링 주파수를 192kHz까지 설정할 수 있으며 멀티트랙 레코더나 디지털 오디오 콘솔에 주로 사용한다.
- SD급 비디오 신호와 유사해 전송에 75Ω 동축 케이블을 주로 이용하고, 전송거리는 최대 100m이다.
- 장거리 전송시 광케이블을 이용하여 전송이 가능하다.
- 기기가 지원하는 경우 2개의 케이블을 이중화(redundant)로 연결하면 보다 안정적으로 전송이 가능하다.
④ ADAT(Alesis DigitalAudio Tape) Optical Interfac
- Alesis가 제조 발표한 다채널 디지털 녹음기의 멀티 채널 데이터 전송을 위해 개발한 다채널 광전송 방식이다.
- TOSLINK 커넥터와 광케이블을 사용해 1회선으로 8채널의 오디오 데이터를 전송할 수 있다.
- 샘플링 주파수는 44.1kHz와 48kHz를 사용하며, 최대 96kHz를 사용할 수 있는데, 이 때 전송 채널 수는 1회선당 4채널이고, 양자화 비트수는 최대 24bit로 워드 클록 정보는 오디오 데이터와 함께 전송한다.
- 광전송 방식이지만 전송 거리는 비교적 짧아 최대 전송거리는 약 5m이다.
⑤ TDIF(Tascam Digital Interface)
- TDIF는 Tascam의 디지털 오디오 전송 방식으로, Tascam의 디지털 멀티 트랙 녹음기를 위한 오디오 전송 방식으로 개발되었다.
- D-sub 25-핀 커넥터를 사용해 8채널의 오디오 신호를 쌍방향으로 전송한다.
- TDIF-1 버전 2.0에서는 96kHz, 192kHz의 샘플링 주파수를 지원하고 있으나, 사용시 연결 회선 당 채널 수가 줄어들게 된다.
- 다채널 디지털 녹음기의 사용 감소와 함께 사용 빈도가 줄어들어 현재는 거의 사용하지 않고 있다.
⑥ 파이어와이어(firewire, IEEE1394)
- Apple에서 컴퓨터 데이터를 전송하기 위해 개발한 디지털 전송 방식으로, 녹음기, 하드디스크, 전자악기 등에 사용한다.
- firewire 400Mb/s - IEEE1394a는 6회선 연심 케이블을 사용하며, 6핀 커넥터와 4핀 커넥터를 사용하는데 둘의 차이는 +/- 직류 전원(12V)라인의 유무 차이이다.
- firewire 800Mb/s - IEEE1394b의 9핀 커넥터를 사용하면 기존 속도의 2배를 지원한다.
- firewire 전용 케이블은 4.5m이하의 근거리에서만 사용이 가능하며, 보다 보편적인 USB방식의 고성능화와 Apple의 지원 중단으로 신규 장비의 출시가 중단된 상태이다.
⑦ USB(Universal Serial Bus)
- USB는 Intel이 기초 부분을 개발하고 IBM, Microsoft, NEC 등이 표준화한 컴퓨터 주변기기 연결 방식으로 거의 모든 컴퓨터에 탑재되어 있고, 컴퓨터에 연결 사용하는 대부분 오디오 인터페이스에서 채택하고 있다.
- 시리얼 포트나 패러럴 포트 등 컴퓨터 데이터 입출력 단자를 대체해 주변 기긱르 fths쉽게 dusruf하기 위해 개발되었고, 2000년대 초 부터 보급이 본격화 되었다.
- PC 1대에서 최대 127개의 USB 포트를 사용할 수 있으며, USB케이블을 통해 5V, 500mA를 지원할 수 있고, USB 3.0은 5V, 900mA, USB 3.1은 100W까지 전원 지원이 가능하다.
[USB 버전에 따른 전송 속도 표]
⑧ 썬더볼트(thundebolt)
- Intel이 Apple의 요청으로 개발한 디지털 데이터 전송 포맷이다.
- 썬더볼트 1과 2는 미니 디스플레이 포트를 사용했고, 이 후 3과 4는 USB Type-C 단자를 사용한다.
- 초기에는 10Gbps 듀얼링크의 대역폭으로 주로 전문 영상/음향 장비 회사에서 채택하여 사용했고, 썬더볼트 3은 최대 40Gbps의 전송 속도와 4K 디스플레이 최대 2개 또는 5K 디스플레이 1개를 연결할 수 있으면서 동시에 최대 100W 전력을 공급할 수 있다.
- 또한 OSI 계층 레이어1 레벨에서 USB모드, 디스플레이 포트 모드, 썬더볼트 모드 등 3가지 모드를 스위칭하여 사용할 수 있다.
- 썬더볼트는 기기 간 데이지 체인 방식으로 연결을 확장할 수 있어 한 포트에 최대 6개의 기기를 연결할 수 있다.
2. 디지털 오디오 파일 포맷
- 최근 디지털 환경에서 오디오 녹음은 하드디스크나 메모리에 파일로 기록되며, 파일형식이 즉 디지털 데이터 형식을 뜻한다고 볼 수 있다.
① WAV(웨이브)
- Microsoft와 IBM이 개발한 비압축 오디오 파일 포맷이다.
- PC에서 사용하는 표준 오디오 포맷으로, PC용 오디오 앱은 대부분 웨이브로 읽고 쓰기가 가능하다.
- 양자화 비트수와 샘플링 주파수를 사용자가 자유롭게 지정할 수 있다.
- 여러 채널을 하나의 파일에 담을 수 있는데, 일반적으로 사용하는 WAV 파일은 주로 모노나 스테레오이다.
② AIFF(Audio Interchange File Format)
- Apple이 개발한 비압축 오디오 파일 포맷이다.
- MacOS 컴퓨터에서 오디오를 다루는 표준 파일로 사용되고 있어, 오디오 CD를 읽어들이거나 MacOS 기반의 DAW 소프트웨어에서 사용되고 있다.
- 파일 확장자는 '.aiff', '.aif'이며, 별도로 AIFF-C혹은 AIFC라는 압축 파일 포맷이 있고, 확장자는 '.aifc'를 사용한다.
- 유연성이 높은 오디오 포맷으로 채널수, 양자화 비트수, 샘플링 주파수를 자유롭게 설정할 수 있으며, 특정 앱 소프트웨어 정보를 기록하는 것도 가능하다.
③ MPEG-1(Moving Picture Experts Group Phase 1)
- 오디오/비디오 규격으로 방대한 양의 영상과 음성 파일을 CD-ROM에 수록할 수 있는 사이즈로 축소하는 것을 목적으로 1992년에 개발되었다.
- 32kHz, 44.1kHz, 48kHz 샘플링 주파수의 모노나 오디오 2채널 신호 파일 형식이며, 부호화 알고리즘에 따라 레이어 Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ로 분류한다.
- 레이어 Ⅱ의 MPEG-1데이터는 128kbps/ch 정도의 전송률로도 거의 원음과 차이 없는 음질을 구현할 수 있다.
- 일반적으로 'MP3'라고 부르는 오디오 파일 포맷이 MPEG-1 레이어 Ⅲ이다.
④ FLAC(Free Lossless Audio Codec)
- 무손실 오디오 데이터 압축 파일이며 MP3와 다르게 압축 손실이 발생하지 않는다.
- 전송률, 대역폭, 저장 공간 등을 절약하면서 오디오 소스를 원래의 형태로 보전해준다.
- 일반적인 FLAC 파일의 압축률은 50~70%정도이다.
- 태깅(tagging), 앨범 아트, 빠른 건너뛰기를 지원하기 때문에 일상적인 음악 재생과 보관에 적합하다.
- 무료 소프트웨어로 많은 응용 소프트웨어와 오디오 기기가 지원하고 있다.
3. 네트워크 오디오 전송 포맷
① AES50(SuperMAC)
- Sony에서 개발한 멀티채널 디지털 오디오 전송 포맷으로 CAT5케이블을 이용한다.
- 100 Mbit 이더넷을 기반으로 최대 48채널의 오디오 신호를 전송할 수 있으며, 최대 전송 거리는 1000m이다.
- SuperMAc의 광대역 포맷인HyperMAC은 1Gbit/s 이더넷을 사용하며 최대 384채널의 오디오 신호를 전송할 수 있고, 최대 전송거리는 100m이지만, 광전송을 사용하면 약 500m까지 전송 가능하다.
- 신호에 워드 클록을 포함하고 있으며, OSI 레이어 1 기반이기 때문에 이더넷 스위치나 허브를 사용하지 않고, 음향 기기끼리 직접 연결만 가능하다.
- 보통 디지털 오디오 콘솔과 스테이지 박스를 연결할 때 주로 사용한다.
② 코브라넷(CobraNet)
- 코브라넷은 1996년에 발표된 최초의 비압축 멀티채널 이더넷 전송 포맷이다.
- 코브라넷은 1000Mbit/s 속도의 네트워크에서 CAT5 케이블을 사용하여 최대 양방향 64채널(48kHz, 20bit)의 100m 오디오 콘트롤 데이터를 함께 전송할 수 있고, 멀티모드 광전송을 사용하면 최대 2km까지 송수신이 가능하다. 최대 96kHz의 샘플링 주파수와 24bit의 양자화 비트를 지원한다.
- 표준 이더넷 패킷을 사용하여 전송하며 TCP/IP 패킷을 사용하는 대신, 이더넷 링크 계층 패킷을 사용한다.
- 기존 이더넷 네트워크를 통한 데이터 트래픽과 공존할 수 있으므로 하나의 네트워크 인프라로 오디오 전송과 기타 네트워킹을 함께 할 수 있다.
③ 이더사운드(EtherSound)
- Digigram이 오디오 엔지니어링 및 방송 엔지니어링을 위해 개발한 멀티채널 비압축 고품질 오디오 전송 포맷이다.
- 100Mbit 및 1Gbit 네트워크용 포맷으로 나눌 수 있는데, 100Mbit 포맷은 ES-100이라 하고, 최대 64채널의 오디오를 24bit, 48kHz로 컨트롤 신호와 함께 전송하며, 1Gbit 포맷은 ES-Giga라 하며 최대 256채널까지 전송가능하다.
- 하지만 위 두 버전은 하나의 네트워크에서 함께 전송할 수 없다.
- 실시간 무대음향에 적합한 매우 짧은 레이턴시가 장점이며, 링 토폴로지(ring topology)로 연결하면 네트워크의 이중화 구성으로 안정성을 향상시킬 수 있다.
④ 단테(Dante)
- Audinate가 개발한 방식으로, 이더넷 케이블이나 광케이블을 통해 멀티채널 오디오를 전송할 수 있는 규격이다.
- 단일 오디오 네트워크에서 마이크와 믹싱 콘솔, 스피커 시스템에 이르기까지 가장 폭넓은 제품군을 보유한 디지털 네트워크 오디오 규격이다.
- 데이터 전송을 위해 OSI 레이어3 방식을 사용하므로 각 기기는 IP주소를 가지며 기존 이더넷 네트워크를 사용할 수 있다.
- 컴퓨터 이더넷 포트로 가상의 사운드카드(virtual soundcard) 소프트웨어를 통해 오디오 데이터를 송수신할 수 있다.
- 24bit나 32bit이며, 44.1~192kHz 샘플링 주파수를 지원한다.
- 1Gbps 이더넷에서 512 채널을 전송 할 수 있다.
- 대부분 단테 오디오 기기는 주·예비 포트의 이중화 구성이 가능하다.
⑤ AVB(Audio Video Bridging)
- IEEE 802.1 표준 위원회의 IEEE 오디오 비디오 브리징 작업 그룹에서 개발한 오픈 소스 기술 표준으로, 이더넷 네트워크를 통한 실시간 오디오/비디오 전송 기술 표준이다.
- 대기시간이 짧고 라이센스 비용이 없어 보다 낮은 비용에 운용이 가능하나, AVB 인증 이더넷 스위치가 필요하다.
- 기기 간 연결시 최대 100m 전송이 가능하다.
- 밀란(Milan)은 AVB를 기반으로 공연 음향장비 운용에 특화 발전시킨 네트워크 프로토콜이다.
⑥ 사운드그리드(SoundGrid)
- Waves Audio가 DIGICO와 협력해서 개발한 네트워크 오디오 전송 포맷이다.
- 디지털 오디오 콘솔에서 매우 낮은 레이턴시로 Waves 플러그인을 실행할 수 있어 무대음향, 방송, 포스트 프로덕션에서 플러그인을 실시간으로 사용할 수 있다.
- OSI 레이어2 프로토콜을 사용하며 1Git/s 이더넷 네트워크에서 실행된다.
- 신호처리를 위한 서버와 제어 컴퓨터, 입출력(I/O)용 오디오 인터페이스로 시스템이 구성된다.
- 네트워크로 연결한 I/O 장치 간에 오디오를 라우팅하고 같은 네트워크에 연결한 플러그인 서버에서 처리하며 출력을 분할하여 컴퓨터 DAW에 멀티트랙 녹음도 가능하다.
⑦ AES67
- IP 기반 OSI 레이어3 프로토콜을 사용하는 디지털 오디오 전송 포맷으로 IP 네트워크를 통해 오디오 및 기타 미디어 데이터를 실시간으로 전송하는 미디어 기술 표준이다.
- 기존의 OSI 레이어3 프로토콜을 기반으로 하는 Ravenna, Livewire, Q-LAN, Dante와 같은 다양한 포맷과 상호 운용이 가능하다.
- AVB와 같은 레이어2 기술과도 호환이 가능하다.
- 16bit, 24bit와 샘플링 주파수 44.1,48,96kHz를 지원한다.