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| S/PDIF TOSLINK 광단자 | S/PDIF RCA 단자(Coaxial)[1] |
1. 개요
Sony/Philips Digital Interface소니와 필립스가 1980년에 개발한 디지털 오디오 연결 규격이다.
단자로는 동축 케이블을 사용하는 RCA 단자나 광 케이블을 사용하는 TOSLINK 단자를 사용한다.
S/PDIF 규격은 192kHz 샘플링 주파수의 24비트 PCM 스테레오 오디오와 서라운드 오디오는 돌비의 돌비 디지털 또는 디지털 시어터 시스템의 DTS 손실 압축 기술을 이용해 5.1채널까지 전송할 수 있다[2] 무압축/무손실 다채널 서라운드 오디오는 대역폭의 한계로 전송할 수 없다. 그래서 일부 사운드 카드에서는 단자 3~4개를 사용하여 무압축 멀티 채널을 보낼 수 있게 한다.
전문가용 장비에서 사용하는 AES3를 기반으로 하여 만들었기 때문에 75-110Ω 임피던스 변환기만 갖추면 서로 호환이 된다.
2. TOSLINK
Toshiba Link라고도 한다. 명칭에서 알 수 있듯이 도시바가 1983년에 개발했다. 전송 매체는 플라스틱 멀티모드 광 케이블이며 단방향 전송이다. S/PDIF의 규격과 달리 TOSLINK는 96kHz 샘플링 주파수까지 규격만 있으며, 사운드 카드 등이 그 이상의 규격을 지원하는 경우도 있지만 오디오 앰프 등의 수신기도 지원하는지 반드시 확인해야 한다. 전송 속도는 공식 규격의 경우 4.6Mbps.[3] 광원은 적색 LED이며 수광 소자는 광 트랜지스터 등을 사용한다.[4] 작동 중인 S/PDIF 단자의 케이블을 뽑아보면 출력 단자 쪽에서 빛이 무수히 깜빡이는 걸 볼 수 있다. 최대 10m 정도의 케이블에서 사용할 수 있다. 외형상 특징은 입/출력 단자의 구멍이나 슬리브의 단면은 4각형이고 먼지 보호용 여닫이 뚜껑이 달려 있다.기본 용도는 CD 플레이어, DVD 플레이어 등 디지털 소스 기기에서 스피커 시스템 등의 오디오 출력 장치로 손실 없는 음성 신호 전송이다. 과거 미니디스크가 잠깐 흥했을 때 미니디스크 녹음기에 곡을 전송하는 용도로 많이 사용했다. PC 등 에서 스테레오 오디오를 PC 스피커로 전송하는 데 쓰이기도 하고 게임기는 플레이스테이션 2와 엑스박스 360부터 채택했다. 그러나 아래 쇠퇴 문단에 서술한 이유로 플레이스테이션 4 슬림에서 TOSLINK 단자가 빠지는 것을 시작으로 엑스박스 시리즈 X와 플레이스테이션 5 등의 9세대 게임기에서 채택하지 않는 등 게임기에서의 이용은 점차 줄어드는 추세다.
Mini TOSLINK라는 소형 규격도 있다. 3.5mm 오디오 단자의 중심에 광 케이블을 넣는 방식으로 만들었다. 주로 노트북 같은 소형 기기에 일부 설치되어 있다. 아날로그 라인 출력도 가능하고 S/PDIF 광단자 연결도 가능하다.
3. 장점
- 회로 구조가 매우 간단하다. 별도 제어도 필요없고 지연 시간도 작다.
- TOSLINK 한정으로 광케이블을 사용하기에 구형 PC와 저가형 무전원 DAC등에서 발생하던 USB 노이즈나 그라운드 루프의 회피책 중 하나로 쓰일 수 있었다.
4. 단점
- TOSLINK의 경우 광 케이블의 단점을 그대로 갖고 있다. 광 케이블의 최소 허용 곡률 반경은 광 케이블 내부 두께의 15배 이상으로 규정되어 있어 꽤 큰 편이다. 이를 넘겨 과도하게 접히거나 구부리면 전송 손실이 일어나기 시작하며, 광섬유가 끊어져 고장날 수 있다. 그러다 보니 설치에 제약이 따르며 불편하다. RCA 단자 규격도 있고 일부 기기들이 지원하기도 하지만, PC 내장 오디오나 CD 플레이어 등 많은 기기들이 S/PDIF하면 RCA가 아닌 TOSLINK를 채택한 경우가 많다.
- 단방향 통신이기 때문에 수신기에서 제어할 수 없다.
- 단방향 통신임에도 불구하고 오류를 감지하고 정정할 수 있는 오류 정정 코드(Error Correction Code, ECC)가 없다.
- 다채널 서라운드 오디오가 보급되기 시작하면서 발생된 문제점이다. S/PDIF는 대역폭이 4.6Mbps에 불과해 5.1채널을 초과하는 서라운드 오디오 전송이 불가능하다. 상세한 내역은 쇠퇴 문단에 서술했다.
5. 쇠퇴
소비자용 전자 제품 중에서는 가장 먼저 대중화된 디지털 인터페이스지만 1980년에 개발된 오래된 규격이라 DVD가 보급되기 시작하면서 문제가 발생했다. 규격이 탄생한 1980년 당시 고급 디지털 스테레오 오디오 전송을 목표로 만들었기 때문에 4.6Mbps의 대역폭은 차고도 넘쳤으나 세월이 흘러 DVD가 보급이 되고 AV 리시버에 다채널 서라운드 오디오가 대중화되자 문제가 발생했다.돌비 연구소와 DTS는 이 문제점을 해결하기 위해 돌비 디지털이나 DTS 디지털 서라운드 손실 압축 규격을 만들면서 5.1채널 서라운드 오디오를 전송할 수 있게 만들었다. 그러나 그 이상의 다채널 서라운드 오디오 전송은 불가능하다. 소니와 필립스는 S/PDIF 규격을 더 이상 개정하지 않았기 때문이다. 필립스는 2013년 AV 사업부를 후나이전기(船井電機)[5]에 매각하면서 능력을 상실했으며, 소니는 디지털 오디오 전송 규격으로 HDMI를 밀고 있다. 현재 다채널 서라운드 오디오 전송을 위해 가정용 업계에서는 HDMI ARC를, PC 업계에서는 DisplayPort와 USB Audio Class를, 모바일 기기는 USB Audio Class를 밀고 있다. 전문가용 장비에서는 AES10, Dante 같은 다른 규격들이 더 많이 쓰인다.
오늘날 S/PDIF 단자는 주로 오디오 인터페이스나 사운드 카드와 오디오 앰프간의 연결로만 쓰이고 있다. S/PDIF 규격으로도 충분하기 때문이다. HDMI가 AV 리시버의 규격으로 쓰이고 있지만 라이선스비나 케이블/커넥터 등의 가격, 두께/크기 편리성 등이 동축 케이블이나 광 케이블에 비해 크게 떨어져 오디오 전용의 규격으로는 보급에 제한이 있다.
전문가용 장비에서는 쓰이지 않는다. 전문가용 장비 특성상 멀티 채널 지원이 매우 중요한데 S/PDIF는 스테레오만 지원하기 때문이다. 이 때문에 같은 TOSLINK를 사용하지만 8채널을 지원하는 ADAT이나 고급형 장비의 경우 MADI나 Dante 같은 비교적 최신 규격을 사용한다. 스테레오 연결을 한다고 해도 프로용 규격인 AES3를 주로 사용하지 S/PDIF를 사용하지는 않는다.
6. 관련 문서
[1] RCA 단자는 게임기나 블루레이 디스크/DVD 플레이어 보다는 주로 Hi-Fi 오디오 기기에서 많이 사용된다.[2] TV나 재생기기 외부기기의 패스스루 설정 필요[3] [math(96 \mathrm{kHz} \times 24 \mathrm{bit} \times 2 \mathrm{(stereo)} \approx 4.6 \mathrm{Mbps})][4] 광 케이블 전송을 가장 저렴하게 구현할 수 있는 구성이다.[5] 1961년 설립된 가전제품 회사로 본사는 오사카부 다이토시에 있다. 회사명은 창업주인 후나이 테츠로(船井哲良, 1927~2017)의 이름에서 유래했다. 초기에는 재봉틀을 생산하는 기업이었으며 경영악화로 2024년에 파산하였다.