디지털 입출력의 모든 것 광(Optical, TOSLINK), ADAT, S/PDIF 완벽 정리 > 소식

안녕하세요, 사운드캣입니다!

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여러분은 혹시 오디오 신호를 빛으로 보내본 적 있으신가요?

사실 우리 일상에서 빛보다 빠른 건 거의 없다고 봐도 됩니다. 그래서인지 광(Optical) 신호는 오디오 업계에서도 꽤 특별한 취급을 받는데요.

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음향 현장에서는 동축(Coaxial) 케이블도 정말 많이 사용합니다.

RCA 케이블과 완전히 똑같이 생겼습니다만, 아날로그가 아니라 디지털 입니다.

< 코엑시얼 케이블, Coaxial Cable, 동축 케이블 >

짧은 거리는 관계 없지만 긴 거리에서는 75오음으로 임피던스를 맞추어야 하고, 들고 다니기엔 무게도 만만치 않아 최근에는 그렇게 많이 사용하지는 않습니다.

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반면 옵티컬 케이블은 광섬유를 사용합니다.

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무엇보다도 장점은 가격이 코엑시얼 케이블에 비해서 저렴하고 표준화가 되어 있는데다, 전선이 아니다보니 외부 전기 신호로 부터

간섭에서 자유롭습니다.

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빛이 내부를 반사하며 이동하는 방식이라 전기적 간섭에도 강하고, 케이블 자체도 비교적 가볍습니다.

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물론 제품 가격 차이는 커넥터 품질이나 내구성에서 발생하지만, 기본적인 광섬유 자체는 생각보다 단순한 구조입니다.

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바로 이런 방식으로 전달되는 신호를 우리는 '옵티컬 신호'라고 부릅니다.

오늘은 오디오 장비를 사용하다 보면 한 번쯤 만나게 되는 TOSLINK, ADAT, S/PDIF 이야기를 해보겠습니다.

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TOSLINK

???? 바쁜 분들을 위한 한 줄 요약

ADAT, S/PDIF, 돌비디지털 등의 신호를 전달하는 대표적인 광 오디오 규격

 

옵티컬 케이블을 찾다 보면 의외로 많이 듣는 말이 있습니다.

"ADAT 케이블 주세요."

"옵티컬 선 주세요."

그런데 재미있는 건, 이 둘이 같은 케이블을 사용하지만, 실제로는 전혀 다른 규격이라는 점입니다.

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근데 광 케이블이라고도하고 TOSLINK라고도 하는데

TOSLINK는 Toshiba Link의 줄임말입니다.

즉, 처음에 일본 도시바사에서 만들었기 때문이에요.

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일본이 1980-90년대 전자 제품의 강국이어서 여러가지 규격이나 규약을 만들었는데

TOSLINK는 일본 가전 대기업(지금은 가전 대기업 이었던)에서 만들다보니

CD 플레이어, DVD 플레이어, DAT 레코더는 물론이고 플레이스테이션, 엑스박스, TV 같은 가전제품까지 정말 다양한 장비에서

사용되고 있습니다.

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아마 집에 있는 TV나 셋톱 박스 뒷면에도 보면 이러한 광단자가 있을 것입니다.

< 셋톱 박스의 TOSLINK 광단자 >

기본적으로는 TOSLINK는 2채널 PCM 오디오를 전송하지만, Dolby Digital이나 DTS 같은 멀티채널 압축 포맷도 지원합니다.

오래전에 음감 생활을 하신 분들은 휴대용 CDP에 원형 광단자가 있었다는 사실도 기억하실 것입니다.

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기본적인 TOSLINK 커넥터는 JIS F05 규격을 사용합니다.

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우리가 흔히 보는 네모난 '각대각' 모양의 광단자가 바로 이것이죠.

< TOSLINK 광케이블, 각대원 광케이블 >

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하지만 무턱대고 구입하다가는 잘못 구입할수도 있는데, 장비에 따라서는 다른 형태의 광커넥터를 사용하는 경우도 있기 때문에 케이블 구매 전에는 단자 모양을 한 번 확인하는 것이 좋습니다.

LC 커넥터(좌)와 SC 커넥터(우)

SC 커넥터는 네모난 형태로 가장 익숙한 방식입니다. 연결하기 쉽고 대중적으로 사용되기 때문에

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네트워크를 하시는 분들께 케이블이라고 하면 가장 먼저 떠올리는 형태이기도 합니다.

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LC 커넥터는 조금 더 작고 컴팩트한 형태입니다.

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통신 장비 쪽에 더 자주 사용하지만 RME사의 MADI 같은 경우는 LC

대표적으로 LC와 SC 같은 규격을 멀티 채널 디지털 오디오로 사용합니다.

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하지만, 멀티채널 디지털 오디오 전송을 하는 음향 설비를 하시는 분이 아니라면 접할 일이 없으므로

일반적으로 이런게 있다 정도로 알아두시면 될 것 같습니다.

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그럼에도 불구하고 조금 더 깊게 들어가 볼까요?

FC 커넥터는 나사식으로 고정하는 방식입니다. 진동에 강하기 때문에 산업 현장이나 특수 환경에서 많이 사용됩니다.

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ST 커넥터는 BNC처럼 살짝 돌려서 잠그는 방식입니다. 네트워크 장비나 군사 장비에서 흔히 볼 수 있습니다.

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재미있는 사실 하나!

도시바는 케이블의 형태인 TOSLINK를 만들고, 전송 프로토콜은 S/PDIF입니다. Sony/Philips Digital Interface인데도 당시 일본의 가전 대기업 소니와 네덜란드의 가전 대기업인 필립스가 서로 다른 규격이 난무하여 호환성이 없는 것을 보장하기 위해서 S/PDIF를 만들었습니다.

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S/PDIF는 코엑시얼(동축)으로도 TOSLINK로도 전송됩니다.

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TOSLINK는 ADAT에서도 사용 된다?

그리고 ADAT 역시 같은 형태의 광케이블을 사용합니다.

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보통 오디오 인터페이스에 달려 있는 OPTICAL 단자는 ADAT과 S/PDIF를 모두 지원합니다.

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ADAT = 멀티채널

S/PDIF = 스테레오 채널

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로 이해하셔도 되겠습니다.

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원래 ADAT은 16Bit/48kHz로 스테레오 x 8채널을 전송할 수 있지만 S/MUX라고 해서

지금은 뭐하는지 알수가 없는 소노러스(Sonorus)라는 회사에서

기존의 물리적인 TOSLINK 광케이블과 단자 규격을 전혀 바꾸지 않고 유지하면서도 고해상도 오디오를 전송할 수 있도록 데이터를 여러 개의 기본 채널 대역폭으로 나누어 병합하는 비트 스플리팅(Bit-splitting) 방식의 S/MUX 프로토콜을 만들어냈습니다.

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이 회사는 처음에 오디오 인터페이스를 만들던 회사인데 S/MUX를 만들어서 특허를 낸 다음 라이센스를 받았습니다.

하지만 이제 20년이 훌쩍 넘어 라이센스가 없어졌습니다.

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24Bit/192KHz나 24Bit/96KHz 등으로 고해상도 전송을 할 수 있지만

채널이 줄어듭니다.

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아래 ADAT 부분에서 좀 더 자세하게 설명드리겠습니다.

참고로 광단자는 네모난 것만 있는게 아니라 3.5mm 잭과 거의 비슷한 형태도 있습니다.

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예전에 휴대용 CDP에 이어폰 단자에 빛이 나오는 것을 알 수 있는데

이는 이곳이 이어폰을 꽂는 단자라고 알려주는게 아니라 광출력도 같이 하기 위함입니다.

MD에는 주로 입력단자, CDP는 출력 단자여서 CDP의 음악을 MD로 복사할 때 사용했습니다.

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TOSLINK를 알았으니, 이제 실전으로 가보죠

"플레이스테이션 광출력을 오디오 인터페이스에 연결하고 싶은데요?"

왜냐면 게임 방송을 할 것이기 때문에~

생각보다 어렵지 않습니다.

우선 광케이블 하나 준비합니다.

그리고 게임기나 TV 뒷면에 있는 Digital Out 단자에 연결해 주세요.

여기서 한 번쯤 만나게 되는 설정이 있습니다.

바로 Linear PCM 입니다.

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또 공부해야 돼요?"

걱정하지 마세요. 그냥 2채널 오디오라고 생각하시면 됩니다.

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Linear PCM은 CD나 각종 디지털 오디오 기기에서 사용하는 대표적인 무압축 오디오 포맷입니다.

스테레오이고요.

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일반적인 CD는 44.1kHz & 48KHz / 16Bit를 사용하고,

고해상도 오디오는 최대 192kHz / 24bit까지 지원하기도 합니다.

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최근 게임기들은 대부분 48kHz 기반으로 동작합니다.

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그리고 여기서 가장 중요한 포인트!

광케이블을 인터페이스 뒤쪽 Optical 입력에 연결했다고 끝이 아닙니다.

대부분의 오디오 인터페이스는 해당 광포트를

 

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• ADAT 모드

• S/PDIF 모드

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중 하나로 설정할 수 있습니다.

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주파수도 오디오 인터페이스에서 48KHz로 맞추어줍니다.

[Audient] iD14 (MKII)

 

[Audient] iD24

예시

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• TV

• 플레이스테이션

• 엑스박스

• CD 플레이어

• 각종 디지털 오디오 장비

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들을 오디오 인터페이스에 깔끔하게 연결할 수 있습니다.

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???? 머리가 복잡해졌다면 이것만 기억하세요

• 가전제품 광출력 = 대부분 TOSLINK

• TOSLINK = 대부분 S/PDIF

• 인터페이스 설정도 S/PDIF로 맞춰야 함

끝. 소리가 빠르거나 느리게 들리면 44.1KHz -> 48KHz 또는 반대로 변경

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ADAT

이제 드디어 오늘의 또 다른 주인공입니다.

위에서도 ADAT에 대한 설명을 좀 드렸는데요.

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이번에는 TOSLINK와 비교하면서 보겠습니다.

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ADAT은 한 마디로 말하면

"광케이블 하나로 최대 8 채널을 동시에 보내기 위해 만들어진 규격"입니다.

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최초에 만들어질 때는 VHS 테이프에 8트랙을 레코딩할 목적으로 만들어졌습니다.

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알리리스에서 만들었기 때문에 ADAT이라고 합니다.

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ADAT 기기는 일반 비디오 플레이어 처럼 생겼고.. 놀랍게도

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동묘에 가면 팔 것 같은 VHS 테이프에 무려 스테레오로 8채널(16Bit/48kHz)를 녹음할 수 있었습니다.

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당시에는 매우 획기적이었기 때문에 ADAT이 표준이 되었습니다.

 

< 영화를 담는 VHS 테이프와 같은 것을 사용 >

지금은 이 VHS 플레이어와 레코더는 사라지고, 전송 방식인 ADAT만 남은 케이스입니다.

 

[Audient] iD44 MKll USB 오디언트 오디오 인터페이스

[Audient] iD44 USB 오디언트 오디오 인터페이스

실제로 Audient iD24, iD44와 같은 인터페이스는 ADAT 확장을 지원하기 때문에 외부 마이크 프리앰프를 연결해 입력 채널을 늘릴 수 있습니다.

그래서 전송방식 만큼은 현재도 앞으로도 사용될 것입니다.

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작은 홈스튜디오에서 시작했더라도 필요에 따라 시스템을 확장할 수 있는 이유가 바로 여기에 있습니다.

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일반적인 구성은 다음과 같습니다.

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• 48kHz → 8채널

• 96kHz → 4채널

• 192kHz → 2채널

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즉, 샘플레이트가 올라갈수록 사용할 수 있는 채널 수가 줄어드는 구조입니다.

96KHz 이상은 S/MUX라고 한다는 점위에서 말씀드렸는데요.

사실 특허가 없어져서 이제 S/MUX라는 말을 사용하지 않고

ADAT단자가 붙어 있는 오디오 인터페이스는 기본 ADAT인 48kHz와 S/MUX방식인 96kHz나 192KHz도 지원합니다.

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요즘 오디오 인터페이스를 보면 Optical 단자가 달려있는 경우가 많습니다.

재미있는 점은 같은 광단자라도

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• ADAT으로 사용할 수도 있고

• Optical S/PDIF로 사용할 수도 있다는 것입니다.

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그래서 인터페이스 설정창을 열어보면 Optical Mode 같은 항목이 존재하는 경우가 많습니다.

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잠깐! 하는 김에 그냥 AES/EBU에 대해서도 알아볼까요?

디지털 규격에는 S/PDIF나 ADAT만 있는게 아니라 AES/EBU도 있습니다.

그것까지 알아야 할 필요는 없지만 그래도 한김에 살짝 알아볼게요.

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AES와 EBU는 각각 '오디오 엔지니어링 협회(Audio Engineering Society)'와 '유럽 방송 연맹(European Broadcasting Union)'을 의미하는 국제 기구입니다.

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이 두 단체가 공동 개발한 'AES/EBU(AES3)'는 프로 오디오 스튜디오 환경에서 주로 3핀 XLR 케이블을 사용해 2채널의 고해상도 디지털 오디오 신호를 장거리까지 손실 없이 전송하기 위해 만든 업계 표준 통신 규격입니다.

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그래서 아날로그 밸런스 전송 기술과 같이 신호외에 역신호가 있어 XLR 케이블로 전송됩니다.

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일종의 에러 보정 기능이죠.

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그런데 AES도 동축으로 전송할 수 있다고요?

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네.

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역신호를 버리고, 신호 + 접지에 기본적으로 2채널 오디오 신호이므로 약간 신호를 컨버팅해주면 됩니다.

S/PDIF와 AES/EBU는 구조적으로 상당히 비슷한 친척 관계이기 때문이죠.

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그래서 변환기를 사용하거나 장비 설계에 따라 변환기를 사용안해도 상호 호환되는 경우도 있습니다.

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하이엔드 DAC나 컨버터를 보다 보면

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AES 입력만 있는데도 S/PDIF를 받아주는 장비들이 존재하는 이유가 바로 이것입니다.

(참고로 케이블 임피던스는 AES/EBU가 110오음, S/PDIF가 75오음입니다. 그래서 AES/ENU를 S/PDIF로 바꾸려면 임피던스를 낮추고, 신호를 조금 변환해주면 됩니다. 하지만 임피던스는 조금 안맞아도 단거리에서는 크게 문제가 안됩니다.)

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S/PDIF, AES/EBU, ADAT 조금 헤깔릴 수 있는 문제, 장비 뒤를 잘 보면 적혀 있습니다.

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예를 들어 RME ADI-2 같은 장비를 볼게요.

기본적으로 2채널 컨버터입니다.

 

ADAT 입력을 받을 수는 있지만

실제로는 채널 1, 2만 사용합니다.

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그래서 제조사도 혼동을 줄이기 위해

ADAT인지 S/PDIF인지 후면 패널에 친절하게 적어두곤 합니다.

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포커스라이트 18i20 4세대의 뒷면 입니다. 코엑시얼 단자가 S/PDIF이고 광단자가 ADAT입니다.

포커스라이트 OCTOPRE입니다. 위에서 설명한 S/MUX에 대한 설명이 96KHz, 192KHz 부분입니다.

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광입력과 출력이 두개씩 있지만 S/MUX 192KHz모드에 1-2, 3-4번만

사용된다고 적혀 있죠.

보급형 인터페이스를 보면

광단자는 입력만 있고, 동축 S/PDIF는 입출력 모두 제공하는 경우가 많습니다.

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만약 동축 단자로 S/PDIF가 적혀 있다면 광단자는 무조건 ADAT입니다.

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RME OctaMic II / 8-Channel MicPreamp and AD converter to AES/EBU & ADAT

반면 상위급 인터페이스는 이야기가 조금 다릅니다.

ADAT 입출력과 Coaxial 입출력을 모두 제공하기도 합니다.

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이런 장비들은

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• 디지털 모니터링 시스템

• 멀티채널 DAC

• 디지털 서밍 시스템

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같은 전문 장비들과 연동하기 위한 목적이 큽니다.

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마무리

오디오 인터페이스 뒤쪽에 달린 네모난 광단자.

처음 보면 그냥 "케이블 꽂는 구멍"처럼 보이지만,

알고 보면 스튜디오 확장의 핵심 포인트가 되기도 합니다.

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TOSLINK, S/PDIF, ADAT의 차이만 이해해도

TV 연결부터 게임기 연결, 8채널 프리앰프 확장,

외장 DAC 운용까지 훨씬 자유롭게 시스템을 구성할 수 있습니다.

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특히 최근 오디오 인터페이스들은 단순히 마이크를 연결하는 장비를 넘어 디지털 오디오 허브 역할까지 수행합니다. ADAT과 S/PDIF를 제대로 이해하고 있다면 TV, 게임기, 외장 DAC, 마이크 프리앰프까지 하나의 시스템으로 훨씬 유연하게 구성할 수 있습니다.

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지금까지 사운드캣 이었습니다!

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