일부 '무선' 가전기기가 유선을 벗어날 수 없는 이유

홈 시어터 설계와 구축에 프로젝터와 사운드 시스템 간의 HDMI 비호환성 등 수많은 장비 호환성 문제가 발생할 것이라고는 상상도 못했습니다.

또한, 무선 사운드 시스템을 올바르게 배선하는 것도 문제였습니다. 왜 무선 사운드 시스템인데 유선 연결이 필요한 걸까요? 홈 시어터 사용자와 장비 개발자를 위해 제가 알게 된 내용을 소개합니다.

홈 시어터 시스템을 위한 최상의 계획

저는 음질과 동영상 품질을 유지하면서 최대한 저렴하고 간단한 무선 홈 시어터를 설치하고 싶었습니다.

입력 및 사운드 지연을 줄이기 위해 게이밍 프로젝터를 선택했습니다. 사운드 시스템의 경우, Sonos 서브우퍼와 Sonos Era 300 두 대를 결합하면 무선으로 7.1.4 서라운드 사운드와 Dolby TrueHD 및 Dolby Atmos를 모방할 수 있기 때문에 Sonos Arc로 결정했습니다. 기존 홈 시어터 시스템은 11개의 스피커와 서브우퍼를 홈 시어터 수신기에 유선으로 연결해야만 이 기능을 사용할 수 있습니다.

Dolby TrueHD는 홈 시어터 시스템에서 사용할 수 있는 최고의 음질을 제공하고, Dolby Atmos는 화면의 음원이 시청자 주변에서 어떻게 움직이는지를 시뮬레이션합니다. 비행기가 머리 위를 날아갈 때 한쪽에서 소리가 들리다가 천천히 이동하여 마침내 반대편으로 사라지는 장면은 최고의 몰입감을 제공합니다.

무선을 선택한 이유는 몰입감과 단순성을 높이는 동시에 예산을 절감하기 위해서였습니다. 하지만 알고 봤더니 Sonos Arc는 특정 지점까지만 무선으로 작동했습니다. 다른 Sonos 장비와는 무선으로 통신하지만 프로젝터 및 A/V 소스에 연결하려면 방 전체에 걸쳐 HDMI eARC 전선이 필요했습니다.

장비 및 통신 프로토콜로 인한 무선 설계 제한

유선 연결이 필요하다는 사실을 알게 된 후에는 세 가지 옵션이 있었습니다.

1. Sonos Arc를 AV 소스에 연결할 긴 케이블을 찾습니다.
2. 긴 케이블을 HDMI eARC에 물리적으로 연결할 수 있는 무선 송신기 및 수신기로 대체합니다.
3. 무선의 꿈은 접고 클래식 홈 시어터 수신기 설정을 선택합니다(제 아내가 가장 싫어하는 옵션입니다).

솔루션을 조사하던 중 흥미로운 사실을 발견했습니다. 많은 가정용 오디오 장비가 비슷한 '특정 지점까지 무선' 설정을 가지고 있으며, HDMI 코드를 송신기와 수신기로 교체하면 음질이 크게 저하될 수 있다는 사실입니다. 따라서 홈 시어터와 호환되는 모든 가정용 장비는 무선 데이터 전송 제한을 해결해야 합니다.

이를 확인하기 위해 계산을 해 보았습니다.

• IEEE 표준 협회에 따르면 최대 Wi-Fi 대역폭은 다음과 같습니다.
  • Wi-Fi 4: 600Mbps
  • Wi-Fi 5: 3500Mbps(3.5Gbps)
  • Wi-Fi 6: 9600Mbps(9.6Gbps)
• Bluetooth SIG에 따르면 현재 Bluetooth 기술의 최대 대역폭은 다음과 같습니다.
  • Bluetooth 저에너지: 2Mbps
  • Bluetooth 클래식: 3Mbps
• Airplay의 대역폭은 정확히 파악하기는 어렵습니다. 하지만 일부 Apple 토론 포럼과 애호가들의 의견은 다음과 같습니다.
  • Airplay 1은 최대 25Mbps로 실행됩니다.
  • Airplay 2는 최대 54Mbps로 실행됩니다.
• Chromecast의 비트 전송률도 찾기 어려웠습니다. 하지만 2022년 7월 18일자 Google 릴리즈 정보에 따르면 Nearby Connections SDK(앱이 주변 장치와 연결하여 데이터를 교환할 수 있는 P2P 네트워킹 API)는 연결 품질을 다음과 같이 정의하고 있습니다.
  • 양호: 6Mbps ~ 60Mbps
  • 정상: 200Kbps ~ 60Kbps
  • 불량: 5Kbps 이하

그렇다면 이러한 데이터 전송 제한은 오디오 및 동영상 신호의 비트 전송률에 어떤 영향을 미칠까요?

Dolby 웹사이트에 따르면, 데이터가 Ultra HD 블루레이 디스크에 로컬로 저장된 경우 Dolby Atmos 오디오 신호를 지원하는 Dolby TrueHD는 최대 18Mbps로 실행될 수 있습니다. 하지만 동영상을 스트리밍하는 경우 오디오 신호는 일반적으로 Dolby Digital Plus로 압축됩니다. 해당 신호에 Dolby Atomos를 추가하면 최대 1024kbps까지 도달할 수 있습니다.

PCMag에 따르면 Ultra HD 블루레이 디스크의 동영상 데이터는 최대 128Mbps의 비트 전송률로 실행될 수 있습니다. 스트리밍 서비스, 케이블 및 위성에서도 이 데이터를 압축해 사용합니다. 예를 들어 Netflix 기술 블로그에 따르면 Netflix의 최대 비트 전송률은 16Mbps입니다. Google 지원에 따르면 YouTube는 최대 85Mbps에서 4K 동영상을 제공하여 이 문제를 완전히 해결했다고 합니다. YouTube는 처리 능력을 갖춘 사용자에 한해 무려 300Mbps에서 8K 스트리밍도 제공합니다. 케이블 및 위성 비트 전송률의 경우, Netflix 및 YouTube 4K 서비스 사이의 중간 정도일 것으로 예상할 수 있습니다.

따라서 4K 시어터 시스템에서 최악의 시나리오의 경우 총 비트 전송률은 Ultra HD 블루레이로 영화를 시청하는 동안 146Mbps이고, 스트리밍하는 동안에는 약 86Mbps가 됩니다. Wi-Fi를 제외한 무선 통신 프로토콜은 스트리밍 비트 전송률을 거의 따라잡지 못합니다. 또한 Ultra HD 블루레이의 A/V 신호를 처리할 수 있는 곳도 없습니다.

이 점에서 Sonos ARC는 Wi-Fi에 연결할 수 있다는 사실을 첨언할 필요가 있습니다. 하지만 프로젝터나 A/V 소스에 연결할 수 없는 것은 지연 방지를 위한 설계상의 선택일 수 있습니다.

HDMI가 이 정도의 데이터 전송을 처리할 수 있나요?

HDMI 라이선스 관리에 따르면 가능하다고 합니다. 예를 들어 1080p 및 4K@30Hz용으로 설계된 고속 HDMI 케이블은 최대 Ultra HD 블루레이 신호의 70배 속도인 10.2Gbps로 데이터를 전송할 수 있습니다.

홈 시어터 설치를 마쳤습니다. (이미지 출처: Shawn Wasserman)

분명히 저는 문제의 해답을 찾았습니다. 결국 방 전체에 30피트 HDMI 케이블을 연결하여 Sonos Arc, 프로젝터, 다양한 A/V 소스를 연결했습니다. 벽을 따라 덮개를 씌워 전선을 숨긴 후 맛있는 팝콘을 먹으며 하루를 마무리했습니다.