Цифровой аудиовыход оптический что это?

Что такое DIGITAL AUDIO OUT и как подключить к нему кабель

Зачастую передача аудиосигнала осуществляется при помощи электрического импульса через проводник. Таким образом организуются цифровые и аналоговые потоки. Совсем другой принцип реализован в проводах, подключаемых в оптический аудиовыход. Какие преимущества даёт оптический кабель для телевизора и домашнего кинотеатра – читайте в статье.

1. История возникновения системы
2. Основный принцип работы
3. Преимущества и недостатки оптического аудиовыхода
4. Сравнение с HDMI
5. Как выглядит оптический выход на телевизоре
6. Как подключить кабель
7. Прямое подключение через разъем
8. Подключение через приставку или конвертер
9. Параметры оптического кабеля для качественного соединения

История возникновения системы

Ещё недавно оптоволоконный кабель не воспринимался как инструмент для качественной передачи звука. Известно, что на быструю передачу данных возможен только свет. Впервые оптические технологии были применены в фотофоне, разработанным Александром Беллом.

Оптическая телефонная связь доказала возможность передачи сигнала по воздуху, но сама идея изобретателя не прижилась. Наработки физика стали использоваться для общения между судами, но не более.

Широкое использование оптоволоконных технологий началось лишь в середине 20 века, а серьёзный прорыв, позволивший принести диджитал аудио аут в массы, случился в 1980 году с изобретением стекловолоконного провода, который был способен передавать световой сигнал.

Несмотря на то, что оптический вход отпраздновал 40-летие, он до сих пор считается лучшим по качеству передачи аналогового звука, с которым не могут сравниться «тюльпан», HDMI-кабель, появившиеся значительно позже.

Основный принцип работы

Принятые стандарты для тв-входа, одинаковые для Samsung, LG, других производителей, заключаются в нескольких этапах транспортировки информации:

• генерация светового сигнала из электрического;
• его ретрансляция с выхода на вход без потери силы, искажений;
• приём входящим устройством сигнала;
• обратная трансформация сигнала в электрический.

Оптический кабель, подключаемый в digital audio out, состоит из оболочки и сердцевины. Внимание при производстве отводится сложности соединения коннекторов, при помощи которых можно подключить два устройства между собой.

Нарушение технологии существенно портит качество передаваемого звука, делая использование оптических соединений бесполезным. Именно поэтому, меломаны приобретают кабеля промышленной нарезки определённой длины.

Преимущества и недостатки оптического аудиовыхода

Наличие оптических разъёмов позволяет передавать сигнал с телевизора, мультимедийных устройств на HI-end-акустику, обычную колонку. Интерфейс – наиболее современный способ передачи звука без искажений помех, при этом в оптоволокне:

• отсутствует влияние электромагнитных полей, способных ухудшить итоговое качество звучания;
• не генерируются электромагнитные излучения при передаче, способное оказать влияние на другую аппаратуру;
• реализуется гальваническая развязка между подключёнными устройствами.

Таким образом, пользователь на выходе получает идеальный звук, что позволяет получить оригинальное звучание.

Наличие optical digital audio out стало стандартом для телевизоров не только топ-производителей, таких, как «Самсунг», но и мультимедийных приставок, игровых консолей. Для акустических систем HI-end наличие toslink (другое название оптического входа/выхода) – обязательное условие.

Сравнение с HDMI

Производители для удобства потребителей комплектуют технику всевозможными коммуникационными портами, что позволяет выбрать как подключить домашний кинотеатр к источнику звука. Самый популярный – HDMI-кабель.

Он способен одновременно передавать не только звук, но и видеосигнал с высокой пропускной способностью.

С его появлением популярность оптоволоконного аудиовыхода ушла на второй план, переместившись в область премиальной аппаратуры.

Несмотря на хорошие технические показатели передачи аудиосигнала, HDMI-порт, ввиду конструктивных особенностей, не способен передавать звук на уровне оптического.

Как выглядит оптический выход на телевизоре

Чтобы вставить коннектор оптического кабеля, необходимо найти разъём среди других портов, расположенных на телевизоре, системе домашнего кинотеатра. Выглядит он как трапециевидная заглушка, зачастую подписан как Optical Audio, Digital Audio Out, или Toslink.

Может показаться, что это не порт, но нажав на заглушку сердечником, она откроется. О правильности подключения сообщит красный индикатор, который загорится сразу после подключения.

Как подключить кабель

Само подключение акустики к телевизору, другой техники через оптический вход не должно вызвать сложностей, но существует ряд моментов.

Прямое подключение через разъем

Коммуникационный оптический порт, как правило, закрыт защитной крышкой, которая исключает попадание пыли. Достаточно слегка нажать на неё коннектором, и она откроется, осуществив подключение. Если сигнал не пошёл, стоит проверить в настройках активные аудиовыходы, а также уровень громкости на подключённых устройствах.

Подключение через приставку или конвертер

Часто система домашнего кинотеатра собиралась поэтапно, в разные годы. Встречаются ситуации, когда у ресивера нет оптического входа.

В таком случае, чтобы добиться идеального звучания, используя оптоволокно, потребуется покупка специальной приставки, позволяющей осуществить подключение через оптику.

В такой приставке присутствует два разъёма для оптического и коаксиального кабеля. Для подключения системы следует:

• вставить оптоволокно в выход телевизора, другого устройства;
• соединить кабель с разъёмом на приставке;
• через коаксиальный вход подключить аудиосистему.

Это простейший вариант преобразования аудиосигнала.

Продвинутым считается использование активного конвертера, превращающего цифровой сигнал формата 5.1 в аналоговый. Такой переходник обеспечивает ряд дополнительных опций, например, подключение других типов кабелей, наушников, игровой консоли.

Параметры оптического кабеля для качественного соединения

Чтобы соединить источник звука и акустическую систему, сохранив при этом высокое качество звука, требуется соблюсти следующие правила:

• некоторые специалисты заявляют, что не допускается использование оптического провода длиной свыше 10 метров, считая, что расстояние между устройствами не должно превышать 5 метров. На практике оптика обладает большой дальностью действия без потери силы сигнала. Некоторые производители выпускают шнуры длиной до 30 метров;
• длина кабеля должна быть с запасом. Из-за толщины его не получится согнуть.
• чем толще кабель, тем лучше изоляция и эксплуатационные характеристики. Толстый провод прослужит дольше;
• провода премиум-сегмента оснащаются нейлоновой обмоткой, что положительно влияет на качество передачи сигнала, защищает от механических повреждений;
• важен тип сердечника. Оптимально, если он стеклянный или кремнеземной. Такие решения намного эффективней пластиковых, с лучшей проводимостью сигнала;
• пропускная способность хорошего оптоволокна – от 9 до 11 МГЦ. Только такой показатель обеспечит потребности многоканальной акустикой с большой частотой дискретизации.

Наличие оптического входа говорит о возможности создать акустическую систему с кристально-чистым звуком. При этом, для организации потребуется покупка шнуров, а иногда и дополнительного оборудования. При покупке расходников, организации подключения стоит соблюдать ряд правил, без которых не получиться добиться звука уровня HI-end.

TOSLINK (S/PDIF): Преимущества и недостатки оптического аудио-кабеля

Многие аудио и видео устройства, такие как телевизоры, DVD, игровые консоли, ресиверы, также имеют оптический аудиовыход / вход S/PDIF в наборе разъемов. В этом руководстве я постараюсь рассказать вам, стоит ли использовать этот разъем, и если да, то как выбрать лучший оптический кабель?

Чем отличается TOSLINK от S/PDIF?

S/PDIF — это стандарт связи, обозначающий Sony / Philips Digital Interface Format. Он использует два кабеля / разъема: оптоволоконный кабель с разъемами TOSLINK или коаксиальный кабель с разъемами RCA. Что касается фактического сигнала, то они идентичны, однако TOSLINK на коаксиале имеет более высокую нестабильность сигнала (джиттер).

Наиболее современным и часто применяемым является именно оптоволоконный кабель, поэтому, в основном, под понятем «S/PDIF» имеется ввиду именно оптоволокно.

Стоит ли покупать оптический аудиокабель?

Наверное, многие считают, что покупать оптический кабель, например, для телевизора, нет смысла, так как HDMI может передавать и звук, и изображение. И хотя подключение HDMI действительно высокого качества, во многих случаях мы не можем им воспользоваться. В ситуации, когда мы хотим подключить источник звука, например проигрыватель Blu-ray или консоль, к отдельному усилителю или ЦАП, спасением может быть подключение с помощью оптического кабеля стандарта TOSLINK или Mini-TOSLINK.

История оптической передачи информации восходит к началу 1980-х годов и началась с дебюта проигрывателей CD-Audio. Хотя оптоволоконные соединения уже были известны, эта технология появилась на потребительском рынке с внедрением первого полностью цифрового аудио-формата. Стандарт подключения был разработан японской компанией Toshiba, которой мы также обязаны названием стандарта штекера для этих кабелей — TOSLINK (TOS (hiba) LINK).

Недостатки у оптического аудио-кабеля есть

К сожалению, соединение TOSLINK также имеет свои недостатки, поскольку из-за его ограниченной пропускной способности (максимум 125 Мбит/с) через него невозможно передавать потоки DTS-HD Master Audio и Dolby TrueHD. Если мы хотим использовать эти новые кодеки, нам понадобится кабель HDMI.

Что такого особенного в оптическом кабеле?

Прежде всего, он способен передавать объемный сжатый звук 5.1 / 7.1 или передавать стереозвук без потерь в формате PCM (импульсная кодовая модуляция) до 192 кГц / 24 бит. А главное — при этом практически невосприимчив к внешним воздействиям.

Оптический кабель передает звук в цифровом формате (стандарт S/PDIF), используя красный свет с длиной волны 660 нм. Если вы внимательно посмотрите на такой кабель, вы увидите, что он состоит из плотно сплетенного оптического волокна. О качестве оптического кабеля свидетельствует количество волокон, из которых изготовлен весь кабельный жгут. Поскольку мы не имеем дело с электрическими импульсами, оптические кабели не чувствительны к электромагнитным и радиопомехам, поэтому они почти всегда выводят тот же звук, что и полученный от передатчика на выходе источника звука. Это означает, что оптические кабели имеют значительное преимущество в этом отношении по сравнению с кабелями, которые проводят сигнал электрически (гальванически), такими как, например, коаксиальные кабели с сопротивлением 75 Ом. Кроме того, использование оптического кабеля предотвращает заземление двух соединенных вместе устройств, что может вызвать неприятное постоянное шипение или скрип в наушниках и динамиках.

На что обращать внимание при покупке оптического аудиокабеля?

Конечно, главный вопрос — это длина кабеля, которая в соответствии с официальной спецификацией не должна превышать 5 метров, если не используется соответствующий усилитель сигнала. Мнения о максимальной длине передачи сигнала разделились, но наиболее распространены мнения, что сигнал без потерь гарантируется при длине кабеля, не превышающей 50 метров. Это означает, что нам не нужно беспокоиться о том, купим ли мы 5-метровый или 30-метровый TOSLINK. Однако помните, что качество сигнала в этом случае также будет зависеть от класса передающего и приемного устройства и класса используемого усилителя сигнала.

Также стоит обратить внимание на то, какую ленту поддерживает покупаемый нами кабель. Оптимальный диапазон — от 9 МГц до 11 МГц (более высокий диапазон указывает на лучший материал, из которого был изготовлен кабель). Здесь также важен материал, из которого изготовлен наш TOSLINK. Наименьшее место занимает пластик, а наивысшее — боросиликатное стекло. Последний материал можно найти почти исключительно в высококачественных аудиокабелях. Однако цена 1 м такого кабеля может превышать потолок в 15000 рублей.

Как установить такой кабель самостоятельно?

К сожалению, оптические аудиокабели — это не обычные металлические провода, которые можно безнаказанно бросить на пол. Ни при каких обстоятельствах кабели TOSLINK не должны изгибаться, скручиваться или растягиваться, поскольку это может привести к поломке оптического волокна и его безвозвратному повреждению. Разумеется, сломанный оптический кабель нельзя отремонтировать изолентой и паяльником, поэтому после такого повреждения остается только выбросить его в мусорное ведро. Так что, если мы где-то уже прокладываем кабель TOSLINK, делайте это осторожно, а не силой.

Процесс подключение кабеля к устройству достаточно прост. Все, что вам нужно сделать, это снять с наконечника специальную пластиковую крышку и подключить конец кабеля к соответствующему разъему. Но будьте осторожны — пластиковая крышка предназначена не только для защиты вилок от физических повреждений. Очень важным фактором, влияющим на удобство использования этого типа подключения, является чистота. Даже самая крошечная пылинка, если она попадет на вилку TOSLINK, может нарушить или полностью предотвратить передачу сигнала. Вот почему оптические входы и выходы во всех видах аудио- и видео-устройств имеют пластиковую заглушку, которая открывается только тогда, когда необходимо подключить кабель. Отсюда еще один вывод — нередко причиной неработающего оптического входа является небольшая грязь, а не дефект кабеля. Чаще всего достаточно аккуратно сдуть ненужную пыльцу, чтобы все пришло в норму.

Если мы подключим своим кабелем, например, DVD-плеер или приставку с набором динамиков — ничего не остается, кроме как наслаждаться совершенно чистым звуком. К сожалению, мы должны помнить, что если у нас некачественный набор динамиков или плохой усилитель — даже лучший оптический кабель не выдаст чистый звук. В этом случае покупать TOSLINK не стоит и лучше приобрести обычный медный кабель.

Помните, что хорошие оптические кабели раскроют весь свой потенциал в компании с хорошим плеером, усилителем и комплектом динамиков. В конце концов, ваша система будет работать так же хорошо, как работает ее самое слабое звено.

Коаксиальный, оптический и HDMI: какой тип подключений предпочесть?

Сохранить и прочитать потом —

Вы уже изучили разъемы и купили все нужные кабели. Осталось решить, какой из цифровых аудиоканалов использовать. Какой вариант обеспечит оптимальное воспроизведение аудио и видео? Наш краткий обзор поможет вам разобраться.

Если у вас когда-то был телевизор, DVD-проигрыватель, телеприставка или саундбар, вы уже наверняка имели дело с коаксиальным или оптическим разъемами, а в последние годы – и с HDMI-портами.

Все три вида подключений являются цифровыми. По коаксиальному и оптическому кабелям можно передавать только аудиосигнал, HDMI поддерживает одновременно и аудио, и видео. Если вы не вполне четко представляете себе, какой разъем выбрать, прочтите наш материал.

Коаксиальное цифровое подключение

Вероятно, самый редкий тип подключения у современных аудио- и видеокомпонентов – коаксиальное – предполагает использование электричества для передачи аудиосигнала.

Соответствующий разъем представляет собой всем знакомый круглый RCA-штекер, которым с обеих сторон оканчивается пара аналоговых межблочных кабелей.

Но не поддавайтесь искушению использовать стандартный аналоговый RCA-кабель вместо специального цифрового коаксиального! Он выглядит похоже и даже вполне работоспособен, однако его волновое сопротивление меньше, чем у цифрового (50 и 75 Ом, соответственно), поэтому хороших результатов вы не получите. Для большинства систем вполне подойдет кабель начального уровня – например, QED Performance Coaxial.

Сегодня коаксиальные подключения распространены меньше, чем оптические, но их все еще можно встретить на задних панелях некоторых AV-ресиверов, усилителей и телевизоров.

По нашему опыту, по сравнению с оптическим коаксиальное подключение обычно обеспечивает лучшее звучание. У него более высокая пропускная способность, благодаря чему поддерживаются более качественные форматы файлов с дискретизацией до 24 бит/192 кГц. Оптический канал обычно ограничен 96 кГц.

Главный недостаток коаксиального соединения заключается в потенциальной возможности переноса электрического шума между устройствами системы. Он всегда снижает качество звука и в той или иной степени присутствует во всех компонентах. К сожалению, при использовании коаксиального подключения помехи могут передаваться от источника к усилителю.

Кроме того, пропускной способности коаксиального кабеля недостаточно для передачи высококачественных форматов окружающего звучания – таких как Dolby TrueHD, DTS-HD Master Audio, Dolby Atmos и DTS:X. Поэтому в системе современного домашнего кинотеатра возможности его применения невелики.

Оптическое цифровое подключение

При оптическом цифровом подключении данные передаются по оптоволоконному кабелю (волокна которого могут быть изготовлены из пластмассы, стекла или кварца) посредством света. В таком случае шум из источника на контур ЦАП не переносится, как это может произойти с коаксиальным, поэтому его разумно использовать при подключении устройства напрямую к ЦАП саундбара или AV-ресивера.

Традиционно в системах ДК оптические кабели используются для передачи сжатого многоканального звука в форматах Dolby Digital и DTS. Те, что с разъемом Toslink (Toshiba Link), подключаются к соответствующим портам источника и AV-ресивера. Неплохим начальным вариантом будет кабель QED Performance Graphite Optical.

Многие производители перешли на HDMI в качестве основного типа разъемов, однако оптические выходы все еще регулярно встречаются у таких устройств, как игровые консоли, Blu-ray-проигрыватели, ТВ-приставки и телевизоры. Соответствующие входы можно обнаружить на стороне усилителя или ЦАП – например, в саундбарах или AV-ресиверах.

Как и в случае с коаксиальным подключением, одной из проблем оптического оказывается недостаток пропускной способности для передачи аудиоформатов без потерь – например, Dolby TrueHD или DTS-HD Master Audio, в которых записаны большинство саундтреков на Blu-ray-дисках. Кроме того, оптическое подключение не способно передавать сигналы более двух каналов несжатого потока в PCM. И, наконец, оптический кабель можно повредить, если слишком сильно согнуть его.

Как насчет HDMI?

Главным преимуществом представленного в 2002 году стандарта HDMI является возможность одновременной передачи видео- и аудиосигнала. У него значительно более высокая пропускная способность по сравнению с оптическим подключением, что позволяет передавать аудиофайлы в форматах без потерь – таких как Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio. Если оптическое и коаксиальное подключения можно назвать конкурентами, то у HDMI соперников нет.

HDMI-входы и выходы давно завоевали прочное положение в телевизорах, Blu-ray-проигрывателях и AV-ресиверах, а также все чаще встречаются в саундбарах. Кабель начального уровня – например, AudioQuest Pearl HDMI – подойдет широкому спектру систем.

Стандарт HDMI постоянно развивается, его новые версии обеспечивают все более широкую полосу пропускания и повышенную пропускную способность, позволяя передавать саундтреки с большим числом аудиоканалов – например, в форматах Dolby Atmos и DTS:X. Он также поддерживает имеющиеся и новые видеоформаты – в том числе с разрешением Ultra HD 4K и различные версии HDR – а также такие дополнительные функции, как высокая частота кадров (HFR) и eARC (обеспечивающий передачу до 32 каналов аудио).

На данный момент общепринятым считается стандарт 2.0, однако HDMI 2.1 (поддерживающий контент с разрешением 8K) постепенно прокладывает себе путь на рынок.

Итак, какой же тип подключения выбрать?

Ответ зависит от имеющейся у вас системы. Если необходимо сделать выбор строго между коаксиальным и оптическим подключениями, выбирайте первый вариант. По нашему опыту, коаксиальное подключение за счет большей детальности и повышенной динамики обычно обеспечивает более высокое качество звучания, чем оптическое.

Однако мы живем в эпоху, ориентированную на максимальное удобство. HDMI сегодня стал стандартом для любых аудио- и видеоустройств, и кажется разумным использовать именно его, если все компоненты системы им располагают.

Функциональность HDMI, пригодность к обновлению и возможность одновременной передачи аудио- и видеосигналов дают счастливую возможность забыть о нагромождениях кабелей вокруг устройств. А главное – при этом не придется жертвовать качеством.

Вся техника была протестирована в специальных комнатах «What Hi-Fi?»
https://www.whathifi.com/news/about-us

Подготовлено по материалам портала «What Hi-Fi?», март 2020 г.

HDMI eARC vs S/PDIF: почему рано хоронить оптический аудиокабель

Стандарт HDMI 2.1 принёс с собой обновленную функцию HDMI ARC, которая теперь называется eARC (Enhanced Audio Return Channel). Пропускная способность расширенного реверсивного звукового канала возросла в 37 раз (с 1 Мбит/с до 37 Мбит/с), что сделало возможным передачу без сжатия звука в формате 5.1 и 7.1.

Также появилась полноценная поддержка таких стандартов многоканального звука, как Dolby Atmos и DTS:X. И если во времена HDMI 2.0 передача звука по оптическому кабелю ещё не казалась чем-то сильно устаревшим, то теперь для многих пользователей S/PDIF — это артефакт из далёкого прошлого.

В этой статье я не хочу вдаваться в подробности работы той или иной технологии передачи звука. Вместо этого я предлагаю сконцентрироваться на практическом применении HDMI eARC и оптического S/PDIF (Toslink). Рассмотрим те факторы, которые даже в 2021 году могут склонить пользователя в сторону выбора старого-доброго оптического аудиокабеля.

Задержка звука

Для тех, кто использует домашнюю аудиоситему только для прослушивания музыки и просмотра фильмов — это фактор не столь значимый. А вот если планируется подключать к акустике игровую приставку или ПК, то показатель задержки звука следует принимать во внимание. Одним из известных изданий, которое регулярно проводит замеры задержки звука для различных аудиосистем, является Rtings.com. Ниже пара скриншотов с этого сайта.

Задержка звука саундбара Samsung HW-A550 Задержка звука саундбара Samsung HW-Q950A

Нельзя сказать, что задержка звука во всех случаях будет ниже при подключении по Toslink. Однако во многих современных моделях саундбаров (независимо от ценового сегмента) наблюдается именно такая тенденция.

Помехи и наводки

Оптическое волокно представляет собой диэлектрический материал, поэтому кабелю Toslink не страшны электромагнитные помехи. В то же время подавляющее большинство проводов HDMI — медные. Для защиты от помех в них используется экранирование, да только качество экранирования с 2012 года существенно снизилось. Согласно данным европейских исследователей, даже покупка «премиального» кабеля HDMI вовсе не гарантирует, что он будет защищен от помех на должном уровне.

Помехи при подключении через HDMI выражаются обычно в виде произвольного моргания дисплея и «заикания» звука. В некоторых случаях сам HDMI-кабель может служить источником помех для других устройств. Чаще всего провода HDMI конфликтуют с ТВ-антеннами и WiFi-роутерами.

Конечно, существуют и оптические HDMI-кабели, которые лишены этого недостатка. Однако их массовому распространению препятствует в большей степени их высокая цена, а в меньшей — их односторонняя природа (передача сигнала возможна только в одном направлении). К вопросу цены этих проводов мы вернемся чуть позже.

Сложность монтажа

Провода Toslink традиционно тоньше, чем провода HDMI. Диаметр наиболее доступных Toslink-кабелей — от 2.2 до 3 мм. Диаметр типичного медного HDMI 2.1 — около 7 мм, оптического — 5 мм. Как правило, медный кабель HDMI тем толще, чем он длиннее.

Скрытый монтаж аудиокабеля Toslink всегда будет проще. Штробить стену для его укладки не обязательно. Благодаря малой толщине провода в большинстве случаев хватит и канавки в гипсовой штукатурке, а из инструментов понадобится только канцелярский нож. Сделать это не так сложно даже после завершения ремонта, главное — в нужном месте аккуратно отклеить обои

Кабели Toslink существенно дешевле кабелей HDMI 2.1, особенно когда речь идет о большой длине. Максимальная дистанция передачи звука через интерфейс S/PDIF — 10 метров. По крайней мере, так говорится во многих источниках, включая и англоязычную Википедию. Когда-то это было правдой, но сейчас встречаются оптические аудиокабели длиной и 15, и 20, и даже 30 метров.

Кабели HDMI 2.1 длиной до 5 метров — почти всегда медные. А те, что длиннее — почти всегда оптические. Максимальная длина ограничена лишь толщиной кошелька, и найти HDMI 2.1 длиной 100 (сто) метров сейчас не является проблемой. Оптический HDMI в пересчете на 1 погонный метр стоит намного дороже медного. Таким образом, когда необходимо проложить аудиокабель на расстояние более 5 метров, выгода от выбора Toslink становится наиболее очевидной.

К примеру, самый доступный 10-метровый кабель Toslink на AliExpress продаётся за

300 рублей (см. здесь). В то же время самый дешевый 10-метровый HDMI 2.1 стоит уже

5200 рублей (см. здесь). А если вдруг есть необходимость передавать иногда звук и в противоположном направлении, то понадобится ещё и второй такой же кабель (не забываем про эту досадную особенность оптических HDMI).

Выводы

В том, что будущее многоканального звука — за HDMI, сомнений нет. Так же, как и будущее мониторов — за 4K. Однако до тех пор, пока 1080p и 1440p мониторы остаются намного более доступными, они будут иметь свою долю рынка. Тоже самое и с интерфейсом S/PDIF — он обходится в разы дешевле HDMI eARC, и к тому же имеет некоторые преимущества. Конечно, сжатый звук формата Dolby Digital 5.1 и DTS 6.1 — это его верхний предел. Однако эффект от этого сжатия можно ощутить только на дорогой акустике, а для саундбаров и простеньких домашних кинотеатров возможностей интерфейса S/PDIF большинству пользователей по-прежнему будет достаточно.

Цифровые аудиоинтерфейсы S/PDIF: что это такое, как работает и зачем нужно

Содержание

Содержание

Аудиозапись на компакт-дисках и сам компакт-диск в начале 80-х представили Philips и Sony. Они же разработали и запатентовали цифровой интерфейс для передачи данных: Sony-Philips Digital Interconnection Format — S/PDIF. В этом материале разбираемся, что это такое и зачем это нужно.

Первоначально S/PDIF был создан для передачи с компакт-диска двухканального звука в цифровом формате. Интерфейс разрабатывали как упрощенный вариант более продвинутого профессионального стандарта AES/EBU. Нужно было заменить массивные XLR-разъемы более привычными, бюджетными и понятными потребителю бытовыми коннекторами, и при этом дать возможность получать с компакт-диска «сырой» цифровой сигнал, без дополнительных преобразований.

Что и как передается по S/PDIF?

Чтобы гарантировать правильную передачу стереозвука с компакт-диска, достаточно было обеспечить скорость 150 Кбайт/с, но разработчики подстраховались и заложили запас по пропускной способности. S/PDIF может передавать не только несжатый стереосигнал с компакт-диска, но и многоканальный звук в формате 5.1 или 7.1 с использованием сжатия. А также некоторое количество дополнительной служебной информации вроде номера дорожки, флага о допустимости копирования, о наличии сжатия, о количестве каналов. Общий поток информации может теоретически достигать 1,536 Мбит/с. Всего-то полтора мегабита в секунду — по современным меркам это смешная цифра.

Еще забавнее изучить протокол изнутри: передача стереозвука была реализована импульсно-кодовой модуляцией PCM. Данные передавались пакетами по 32 бита в каждом, из которых 24 передавали данные, а 8 — служебную информацию. Если данных было меньше (некоторые компакты были записаны в 16 бит), то остаток пакета забивался нулями. Не очень рационально, зато эффективно — транслируемый сигнал тактировался через служебные биты, поэтому мог иметь самую разную частоту дискретизации. И хотя протокол аппаратно поддерживал только передачу стереопотока PCM с конкретными значениями частот дискретизации (32, 44.1 или 48 кГц), в него умудрились впихнуть многоканальность.

DVD-носители аудио и видео используют многоканальный звук формата 5.1 или 7.1, который вполне успешно сжимается по стандарту Dolby и DTS, и передается сквозь изначально стереофонический S/PDIF. Да настолько хорошо сжимается, что битность получается даже ниже, чем 16 бит. Недостающие биты опять же забиваются нулями.

Аппаратная реализация SPDIF-подключения

Наибольшую популярность SPDIF получил в форме электрического кабельного подключения через разъем RCA. Он же «тюльпанчик» или «колокольчик». Если дальность передачи не превышает полуметра, то для подключения можно использовать самый обычный и первый попавшийся кабель RCA-RCA —точно такой же, каким подключалось большинство видеомагнитофонов к телевизору. Но гораздо правильнее подключать SPDIF специальным кабелем с сопротивлением 75 Ом. Его часто называют коаксиальным, вероятно, чтобы подчеркнуть специализированное назначение.

На самом деле, все аудио-видео кабели RCA являются коаксиальными, то есть соосными. В них по центру идет сигнальный провод в изоляции, обернутый в экранный провод. Специальные кабели для подключения SPDIF, те самые на 75 Ом, устроены также. Телевизионный антенный или спутниковый кабель тоже коаксиальный. И разъемы все эти, по большому счету, тоже соосные. Но именно разъем SPDIF почему-то часто маркируют как «coaxial» или «coax».

Если дистанция передачи меньше полуметра, то SPDIF можно коммутировать хоть телефонной «лапшой» — будет работать. Да и в пределах 1.5-2 метров можно обойтись обычным, но качественным RCA-кабелем. А вот дальше потребуется тот самый волшебный коаксиальный кабель на 75 Ом.

Вторая популярная реализация SPDIF —подключение оптоволоконным кабелем и передача сигнала лазерным лучом. Выходы обычно маркируются как OpticalOut или TOSLINK—сокращение от ToshibaLink. Разъемы имеют квадратную форму и закрыты либо вставными заглушками, либо откидными шторками. В портативной электронике встречается модификация MiniTOSLINK в форм-факторе миниджека: в такой разъем можно подключать как обычные наушники, так и оптический кабель.

Кабель (волновод, если точнее) для оптического подключения SPDIF очень легко переломить. Поэтому их часто выпускают с дополнительной защитой, которая ограничивает изгиб, но увеличивает толщину кабеля. Прямой разницы в качестве и дальности передачи звука между толстым и тонким оптическим кабелем нет — первый просто лучше защищен от физического воздействия извне.

Еще бывает S/PDIF в формате Pin header — самая непопулярная реализация для «внутреннего» использования. Это штыревой разъем на материнских платах, аудиокартах, CD-приводах. Нужен для внутреннего подключения или вывода с материнской платы разъема RCA на заднюю панель компьютера. Дальность действия — сантиметров 30, не больше. Разъем обычно двухконтактный для коаксиального подключения и трехконтактный для комбинированного оптического. Лучше свериться с документацией и использовать любой подходящий кабель небольшой длины.

Какой SPDIF лучше: коаксиальный или оптический

Информация передается одинаковая, при любом типе подключения. С этой точки зрения нет никакой разницы, как именно передавать S/PDIF — по электрике или по оптике. Электрическое соединение доступнее: найти лишний кабель RCA-RCA в бытовых запасах обычно проще, чем оптоволокно. С другой стороны, оптическое подключение TOSLINK меньше подвержено помехам и электрическим наводкам, поэтому может использоваться совместно с кучей прочей электрики, например, в автомобиле.

Оптоволокно более хрупкое, при укладке резкими углами и поворотами уместнее проложить коаксиальный кабель. Сматывать и хранить оптоволокно нужно широкой петлей, без перегибов.

По дальности действия победителя тоже нет — максимальная дистанция передачи заявлена в 10 метров для обоих вариантов подключения, а «оверклокеров», которые бы решили побить этот рекорд, не очень много. Хотя на дистанции от пяти метров выигрывает оптика — лазерный луч, в отличие от электросигнала, не затухает.

Эпохи массового применения SPDIF

Первый пик популярности цифрового интерфейса многие пользователи могли и не заметить – это был специальный двухконтактный разъем на задней панели компьютерного CD-привода, через который он подключался к звуковой карте. Звук можно было выводить и через четырехконтактный аналоговый разъем, но в те времена цифро-аналоговый преобразователь в звуковой карте обычно был качественнее, чем в приводе.

Популярность первого пришествия интерфейса S/PDIF сошла на нет в ходе естественного развития компьютерной техники. Когда компьютеры стали достаточно быстры, чтобы обрабатывать цифровой поток аудио в реальном времени, необходимость в отдельном кабельном подключении исчезла — вся информация передавалась по штатному шлейфу IDE. Цифровой выход убрали с задней панели CD-приводов одновременно с кнопкой переключения дорожек, миниджеком и регулировкой громкости на лицевой панели дисковода. Это был конец 90-х.

Второй пик популярности пришелся на первые домашние кинотеатры с многоканальным звуком, еще до появления HDMI. Бытовые DVD-проигрыватели обычно предлагали два варианта вывода звука: либо стереозвук двумя «тюльпанами», либо многоканальный одним разъемом – оптическим или коаксиальным. Разумеется, для подключения был нужен AV-ресивер, который не только умел принимать многоканальный звук по S/PDIF, но и выступал в качестве усилителя. Он же был центром подключений всех источников видео и аудио.

Третий пик мы можем наблюдать сегодня, когда центральным устройством воспроизведения и ядром всей медиасистемы все чаще становится телевизор. Подключить в него можно что угодно, а вот звуковые способности тонкого корпуса невелики, да и для вывода звука предусмотрен только коаксиальный (реже оптический) S/P-DIF. И чтобы подключить к телевизору акустику помощнее, потребуется цифро-аналоговый преобразователь, который сделает из коаксиальной или оптической «цифры» парочку аналоговых «тюльпанов».

И в такой схеме, когда от телевизора до ЦАПа всего несколько сантиметров, нужен не специализированный коаксиальный кабель с точным сопротивлением, а самый обычный бытовой «тюльпан-тюльпан».

Будущее S/PDIF

Несмотря на долгую и непростую историю интерфейса, перспектив у него практически нет: с невысокой скоростью и дальностью передачи данных он вчистую проигрывает современным комбинированным способам передачи звука и видео, пропускная способность которых выражается в десятках гигабит в секунду — HDMI и DisplayPort.

Разъем SPDIF сегодня чаще используется для совместимости с предыдущими поколениями техники, чтобы подключать DVD-проигрыватель, видеомагнитофон, аналоговую акустическую систему и т. д. Вот несколько ключевых особенностей, которые нужно помнить при использовании SPDIF:

• Для коаксиального подключения можно использовать обычный кабель RCA-RCA, если дальность не превышает одного метра.
• Оптический кабель нельзя сгибать и пережимать, укладывайте его аккуратно, чтобы не переломить оптоволокно.
• Преобразователи Coaxial-TOSLink могут быть двунаправленными универсальными или однонаправленными: например, только из оптики в коаксиал или только из коаксиала в оптику.
• Передача многоканального звука возможна только при поддержке кодирования и на устройстве воспроизведения, и на приемнике.
• Выход SPDIF в DVD-проигрывателе чаще многоканальный, а выход в телевизоре стерео.

Как и зачем использовать оптический аудиовыход S / PDIF на вашем ПК

Когда дело доходит до подключение колонок к звуковой карте ваш компьютер вы увидите это, по крайней мере, в части ПК материнская плата, у вас есть несколько вариантов: вы можете использовать обычный мини-джек 3.5 мм, который обеспечивает аналоговое соединение всей жизни, или вы можете использовать Оптический аудиовыход S / PDIF , который обеспечивает Цифровое аудио . В этой статье мы расскажем вам, какие различия вы сможете увидеть между ними с точки зрения производительности и качества звука, и почему вы должны поощрять себя использовать оптический выход всякий раз, когда это возможно.

Сегодня, за некоторыми исключениями, все представленные на рынке материнские платы со встроенной звуковой картой имеют цифровой выход S / PDIF. Вы сможете увидеть, что, когда оборудование включено и эта розетка не используется, несмотря на то, что у большинства из них есть небольшая откидная крышка, загорается красный свет, и это потому, что ваше оборудование готово использовать его одновременно. на аппаратном уровне. как софт.

Что такое оптический аудиовыход и что это означает?

Фактически, оптический аудиовыход называется S / PDIF (хотя некоторые называют его напрямую SPDIF) из-за протокола S / P-DIF, который соответствует стандарту Sony / Цифровой интерфейс Philips формат, а его разъем — TOSLINK; По сути, вместо того, чтобы использовать медь для передачи сигнала, он буквально передается по оптоволоконному кабелю, и это довольно точный аналог, если мы сравним старые медные соединения ADSL с оптоволоконным кабелем, который теперь обслуживает Интернет в наибольшей степени. дома за городом.

Точнее, все оптические аудиовыходы звуковых карт ПК обычно имеют небольшую крышку, которую можно откинуть внутрь, когда мы вставим TOSLINK разъем, и это сделано для того, чтобы пыль или другая грязь не попадала в него, когда он не используется, поскольку это оптическое соединение, грязь или пыль могут препятствовать и даже отменять сигнал.

Следовательно, разница между старым аудиовыходом мини-джек и оптическим аудиовыходом на ПК заключается, по сути, в способе подключения (или, если быть более точным, коммуникации) и используемом кабеле. Очевидно, что если бы не имело значения использовать одно соединение, а не другое, не было бы причин использовать оптический выход вместо аналогового, верно? Но, как вы уже догадались, использование оптического выхода имеет определенные преимущества.

Как вы уже догадались, цифровой оптоволоконный интерфейс имеет много больше пропускной способности чем аналоговый интерфейс с медным кабелем, а это означает, что с помощью одного цифрового кабеля мы можем передавать многоканальный звук. Другими словами, с помощью одного кабеля мы можем интегрировать сигнал для Объемный звук 5.1 и такие форматы, как Dolby True Surround или DTS , в то время как выполнение этого в цифровом формате требует гораздо большего количества кабелей, которые, кроме того, могут иметь потери сигнала.

Что касается потери сигнала, мы находим еще одно из его основных преимуществ: будучи цифровым аудиовыходом через оптоволокно, он либо работает, либо не работает, но нет «полутонов», то есть когда он работает, он работает на в то же время. всегда максимум возможностей, в отличие от аналогового сигнала, который может пострадать вмешательство or деградация в зависимости от условий окружающей среды. С практической точки зрения сравнение аналоговых аудиовыходов мини-джек с оптическим аудиовыходом S / PDIF на ПК похоже на переход от видеоподключения VGA к разъему HDMI.

Что лучше использовать на ПК: цифровой или аналоговый звук?

Во всех областях (и не только говоря об аудио) цифровой отличается от аналогового непрерывностью: в цифровой системе изменения всегда радикальны, потому что он переходит от единиц к нулям (двоичная система), что означает, что он пропускает ток или нет. не пропускает ток, или работает, или не работает, белый или черный. Однако аналоговый сигнал позволяет изменениям происходить постепенно и постепенно, постоянно поддерживая непрерывность.

Теперь мы можем думать, что тогда аналоговое аудио лучше, чем цифровое, потому что мы заметим, что тон меняется лучше, но реальность совсем другая, потому что это не зависит от типа соединения, которое у вас есть, а от того, как был закодирован звук. Подумайте, что в конечном итоге мы говорим о соединениях на ПК, и откуда бы он ни пришел, если отправителем сигнала является ПК, он цифровой, и поэтому качество, которое мы воспринимаем позже, будет зависеть от его качества.

Другими словами, качество звука не улучшится из-за использования цифрового оптического выхода, поскольку качество зависит не от этого, а от битрейта и других параметров воспроизводимой звуковой дорожки; Однако, используя этот аудиовыход, вы можете заметить, что не будет никаких помех или ухудшения сигнала, поскольку, будучи цифровым, как мы объясняли ранее, он либо работает, либо не работает, нет полумер.

Поэтому и уже отвечая на вопрос владельца: да, лучше использовать оптический аудиовыход S / PDIF вашего ПК, если у ваших динамиков или звукового оборудования есть этот вход. На самом деле, все это преимущества, поскольку, хотя вы не получите качества, вы не потеряете его, поскольку не будет помех или ухудшения качества, и вы также будете иметь возможность централизовать весь звук оборудования с помощью один кабель независимо от количества динамиков, которое у вас есть (очевидно, если позже у вас будет 5 динамиков плюс сабвуфер, у каждого из них будет свой собственный кабель, но разница в том, что вам не нужно будет подключать все из них к ПК, а только один их).

Поэтому мы рекомендуем по возможности выбирать цифровой оптический аудиовыход вместо аналогового мини-разъема, так как вы избежите проблем и подключение будет намного удобнее.