S/PDIF — что это, принцип работы, виды и особенности интерфейса
Что такое S/PDIF?
S/PDIF представляет собой разъем для передачи цифрового звука между аудио оборудованием. Здесь применяются различные спецификации, относящиеся к аппаратной реализации, а также протоколу низкого уровня. S/PDIF часто используется, чтобы передавать сигнал форматов CD (44,1 кГц) и DAT (48 кГц).
История создания S/PDIF
Стоит отметить, что S/PDIF является детищем компаний Philips и Sony. Интерфейс создавался на базе стандарта профессионального уровня AES/EBU, но обрел более упрощенный вид. С самого начала планировалось, что при помощи S/PDIF будет передавать звук только с CD-дисков. Также шла речь исключительно о стереофонии. Но постепенно интерфейс дорабатывался, а количество поддерживаемых форматов постоянно росло. В результате стандарт научился работать со звуком 7.1 и 5.1. При этом поток сжимается и восстанавливается с использованием декодера.
Принцип работы и характеристики S/PDIF
Сам по себе S/PDIF реализован с помощью «тюльпана» (RCA) и электрического (коаксиального) кабеля, где сопротивление составляет 75 Ом. Такой шнур станет идеальным вариантом, если расстояние между устройствами составляет два метра и более. Для максимально коротких дистанций подойдет и обычный RCA-RCA. При этом самым прогрессивным на сегодня представляется вариант подключения через оптоволоконный кабель с применением лазерного луча (TOSLINK или OpticalOut).
Как уже отмечалось, S/PDIF разработан для работы со стереозвуком, но теперь поддерживает и многоканальное звучание сжатого типа. Это стало возможно благодаря расширению допустимой скорости от 150 килобайт в секунду до 1,536 мегабит в секунду. Здесь применяется импульсно-кодовая модуляция для передачи звука. Причем информация дробится на отдельные пакеты (32 бита), а свободное место в них может заполняться нулями. Кроме самого звука осуществляется передача данных о количестве каналов, а также номере дорожки (трека).
Виды S/PDIF
На сегодня S/PDIF реализован в нескольких видах:
В какой технике можно встретить выход S/PDIF?
В начале данный выход можно было встретить в CD-плеерах и DVD-плеерах, в которые вставляются диски.
Однако со временем он стал задействоваться во многих аудио-устройствах. Выход есть в телевизорах, плеерах, звуковых картах для ПК, в автомобильных магнитолах, домашних кинотеатрах.
Особенности S/PDIF выхода в телевизоре
Выход S/PDIF на данном устройстве обязательно нужен для того, чтобы выводить и передавать аудиосигнал в необходимом формате. Когда по ТВ идет передача с высоким качеством и поддерживается формат 5.1, то с оборудования происходит вывод звука в оптическом или цифровом формате. Современные модели телевизоров обычно оснащены коаксиальными или Toslink разъемами.
S/PDIF ресивер: что это и зачем нужен
Если нужно подключить DVD-плеер к ресиверу домашнего кинотеатра, то интерфейс S/PDIF станет отличным вариантом. Это позволит передавать цифровой объемный звук, который предварительно сжимается. При этом должны поддерживаться форматы DTS и Dolby Digital.
Как правильно выбрать S/PDIF кабель, что лучше коаксиальный или оптический
При покупке стоит обращать внимание на длину кабеля. Без использования соответствующего усилителя сигнала она должна составлять не более пяти метров. Кроме того, важно обратить внимание на то, какая лента поддерживается выбранным кабелем. Оптимальным диапазоном принято считать от 9 МГц до 11 Мгц. Чем выше цифры, тем лучше материал кабеля. Стоит отметить, что больше ценится продукция из боросиликатного стекла. Пластик считается более простым вариантом.
При любом типе подключения передача информации одинаковая. Большой разницы нет передавать по оптике или электрике. Однако последний вариант является более распространенным и доступным. Оптоволокно найти немного сложнее, особенно если искать у себя в запасах. Но есть приверженцы теории того, что оптическое подключение меньше страдает от помех. Поэтому его проще использовать, когда подключено много другой электроники. К его минусам можно отнести хрупкость при укладке. Такой кабель предпочтительнее скручивать широкой петлей. Если класть более резкими углами с поворотами, то стоит обратить внимание на коаксиальный кабель. Что касается дальности, то оба варианта идентичны. У них максимальная дистанция передачи представлена цифрами 10 метров. В плюсы оптики здесь можно отнести то, что от 5 метров лазерный луч не будет затухать в отличие от электрического сигнала.
TOSLINK и S/PDIF: в чем разница
Данный интерфейс работает с оптоволоконным разъемом TOSLINK или коаксиальным кабелем, имеющим разъемы RCA. Фактический сигнал у обоих вариантов одинаков. Но TOSLINK на коаксиальном кабеле отличается более высокой нестабильностью сигнала. С S/PDIF чаще всего связывают оптоволокно, так как он является более современным и востребованным.
Плюсы и минусы S/PDIF
Есть ли будущее у S/PDIF выхода
Выход S/PDIF уступает некоторым современным способам передачи звука по небольшой передаче звука и расстоянии передачи данных. Он может использоваться в отдельных случаях, когда это необходимо или нет других вариантов. Чаще всего разъем задействован для совместимости с техникой прошлых поколений. Так, он будет актуален для подключения аналоговых акустических систем, различных видеомагнитофонов, а также DVD-проигрывателей и других устройств. При этом актуальность S/PDIF не проходит еще и по причине того, что по сравнению с HDMI eARC он намного дешевле. Если пользователь не приобретает дорогую акустику, то он не заметит минусов данного интерфейса.
Подключаем домашний кинотеатр к телевизору через RCA, HDMI, COAXIAL, S-video
Зачем соахiаl разъём в телевизоре
Слово соахiаl в переводе с латинского буквально означает «совместная ось», а определение «коаксиальный» скорее относится к кабелю, устройство которого обеспечивает качественную передачу телевизионного сигнала высокой частотности от антенны к телевизору. То есть соахiаl разъём – это выход из телевизионного приёмника для подключения антенны.
Основным назначением коаксиальных устройств является обеспечение соединения между оборудованием разных видов. Это соединение имеет два типа парных составляющих: розетка-вилка и штырь-гнездо. Каждый кабель соотносится с соахiаl выходами различных видов.
По функциональному назначению различают такие виды разъёмов:
В связи с дороговизной медных конструкций магистральных соахiаl кабелей, их часто заменяют оптические аналоги. Удешевляют производство за счёт частичной замены медных компонентов. Основу делают из стали, частично включают в состав плакированную медь, а сверху оплетают стальной и алюминиевой проволоками.
По способу сборки различают три группы кабельных коннекторов:
Накрутные разъёмы
Корпус накрутного коаксиального выхода имеет встроенную скруглённую резьбу и дополняется напрессованной гайкой.
Такой коннектор для соединения ещё называется накрутным штекером. Он особенно широко применяется в домашних условиях и очень популярен из-за простоты подключения, осуществление которого не требует особых умений и специальных инструментов.
Однако такие распространённые штекеры имеют целый ряд существенных недостатков:
Обжимные разъёмы
В обжимном устройстве используются два цилиндра: наружный, как бы продолжающий строение корпуса, и внутренний, который подбирается по диаметру кабельного диэлектрика с фольгой. Круговая симметрия кабеля не нарушается во время усадки выхода. Его корпус спрессовывается шестигранной призмой при помощи обжимного инструмента.
Обжимной соединитель для антенны также характеризуется упрощённым способом крепления.
Характеристики таких разъёмов могут ухудшаться из-за использования для их производства некачественных материалов, вследствие чего они быстро изнашиваются.
Компрессионные разъёмы
Положительные свойства компрессионных соахiаl выходов со сложностью конструкции компенсируют их относительную дороговизну в полной мере. Они считаются самыми надёжными, но подключение к ним требует понимания специфики крепления и использования специальных приспособлений.
К преимуществам этого вида коаксиальных разъёмов относятся:
Видео
Сравнение с HDMI
Современные производители предоставляют широкий выбор при подключении звуковых устройств через домашний кинотеатр. В результате можно получить потрясающий результат.Самым популярным методом на данный момент – соединение через HDMI кабель. Так можно передавать не только аудио, но и видеосигнал передается в высоком разрешении.
Когда на рынке появилось оборудование с таким интерфейсом, оптоволокно и его аудиовыход ушло на второй план, поскольку провод может передавать только аудиосигнал, и необходима отдельная коммутация для видеоизображения.
Но, несмотря на то, что стандарт соединения используется уже 30 лет, он актуален и по сей день. Оптический провод по-прежнему используют для коммутации до 7,1 каналов высокого разрешения аудио.
Провод применяют из-за использования привычных ресиверов, обладающих высоким качеством и оптическим входом на порту. Если человек любит хорошее звучание на телевизоре, ему не имеет смысла заменять эти устройства на новые. Стоит отметить, что в большинстве плееров или HDTV а также игровых консолях, всё ещё используют оптический порт.
При включении радиооборудования или телевизора, могут возникнуть помехи из-за плохого заземления или полного его отсутствия. В таких ситуациях начинается гул в акустической системе.
Нужно изолировать аппаратуру с помощью оптического провода. С этой задачей не может справиться привычный многим HDMI. Акустика с оптическим входом надежнее. Раньше таким способом подключали аппаратуру к музыкальному центру через оптический кабель.
Благодаря своим уникальным параметрам, качество звука между оптопроводом и HDMI очень хорошее.
Поэтому старый кабель для телевизора не потерял своей значимости и в современные дни. Можно легко подключать домашний кинотеатр к телевизору модели 2018 года. Качество изображения и звука будет очень высоким.
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.
Какие лучше
Разъемы для коаксиального кабеля соединяются тремя способами:
Коннекторы обжимного типа состоят из двух цилиндров. При установке, коаксиальный кабель обжимается со всех сторон. В некачественных представителях данного вида повреждается корпус, что влияет на характеристики соединений.
У накрутных в составе корпус с внутренней резьбой и гайка. Их недостатки:
Компрессионные обладают наилучшими характеристиками, но и являются самыми дорогими.
Сейчас чаще всего используют F-коннектор и подходит он как при цифровом телевизионном сигнале, так и в случае со спутниковой антенной
Выпускается в четырех разных диаметрах, поэтому стоит обратить на это внимание при покупке и последующей установке
Типы стандарта SPDIF
В технологии S/PDIF используется два стандарта передачи цифрового звука: коаксиальный и оптический.
Коаксиальный часто обозначается RCA Jack, а оптический Toslink (Toshiba link) или EIAJ Optical.
Коаксиальный выход
Самый старым считается коаксиальный вид передачи аудиосигнала, многие кабельные каналы и провайдеры от такого формата отказываются. Он также используется во многих моделях бытовой аудио и телеаппаратуры:
Подключение устройств осуществляется при помощи коаксиального кабеля. Такой цифровой разъем отличает качественное звучание стереофонического и многоканального звука только в том случае, если рядом нет электромагнитного поля.
Toslink
Это оптический spdif разъем, который устанавливается в современные модели телевизоров, через который они подключаются к магнитофонам, плеерам или компьютерам.
Это оптический формат интерфейса, который воспроизводит отличный звуковой сигнал в любых условиях. Подключение проводится с помощью оптоволоконного кабеля. Для получения качественного звучания нужно все оборудование соединить качественным оптическим кабелем, затем открыть звуковые настройки телевизионного приемника, найти там опцию “Динамики” и в ней установить галочку напротив строки “Внешние динамики”.
Установка антенного разъёма на кабель
Крепление коаксиального кабеля к антенному разъёму с использованием любых типов штекеров должно соответствовать главному общему правилу – тщательно подготовить кабель, исключить повреждение внутренней обмотки и фольгированного экрана.
Для этого можно использовать специальные приспособления для снятия изоляции, но при необходимости есть возможность обойтись острым канцелярским ножом, кусачками и плоскогубцами.
Последовательность действий такова:
Окончательно крепление производится в соответствии с типом выбранного штекера, необходимо исключить контакт центрального провода с обмоткой или экранирующей фольгой.
Оптический выход на телевизоре
Для улучшения звукового сигнала на телевизорах – был разработан шнур из стекловолокна, для передачи сигналов света на большие расстояния. Благодаря этому звук передается на высшем уровне. Так происходит из за отсутствия воздействия электромагнитного света на передаваемый сигнал.
Передатчиками служат светодиоды, а приемником – фотодетектор с усилителем, который восстанавливает искаженный сигнал.
Для чего применяется
Используют оптический выход для транслирования звука с телевизора на колонки. С помощью него появляется возможность приема и обработки звукового сигнала акустикой. Чтобы это произошло – должен быть специальный разъем Optical OUT. Основная задача – это обеспечение качественного звука.
Optical OUT
Большинство устройств для светопередачи поддерживают передачу данных:
Важно! Какой бы хороший кабель не был, он будет работать на полную силу только с качественной аппаратурой, тогда вы сможете нагружать его разными задачами и он с ними отлично справится.
СЕТЕВОЙ ETHERNET КАБЕЛЬ
Кабели Ethernet используются для подключения устройств для высокоскоростного доступа к сети. Порты Ethernet-соединения находятся на компьютерах, смарт-телевизорах, игровых консолях и интернет-плеерах. Кабель Ethernet можно купить в катушке для произвольных прогонов длины. Разъемы RJ-45 и специальный инструмент используются для обжима разъемов. Имеются также кабели с фиксированной длиной, так называемые патч-корды которые продаются с установленными разъемами.Кабели Ethernet обозначаются своей категорией (CAT для краткости). Доступно множество версий. CAT-5e (e для улучшенных) и CAT-6 – наиболее распространенные типы, используемые сегодня. Когда-то революционный CAT-5, почти устарел в сегодняшнем быстро меняющемся мире. CAT-5 способен передавать скорость до 100 мегабит в секунду. CAT-5e работает в десять раз быстрее, со скоростью до 1000 Мбит / с (Gigabit). Провод CAT-7 на сегодняшний день является наиболее продвинутым, со скоростью до 10 Гбит / с.
Разъемы будущего
Новые технологии в ПК приходят быстрее, чем в телевизоры. В этом разделе мы рассмотрим два супер современных и функционально заряженных разъема, которых пока нет в ТВ, но имеют большое будущее.
USB 3.1, USB-C, Type-C является новой версией USB. Он получил маркировку 3.1, что значит «старшее поколение» и отличается внешним видом – не нужно смотреть, какой стороной вставлять штекер. Он обеспечивает более высокую скорость соединения. Данный разъем еще не используется в телевизорах, но в ближайшие пару лет можно ждать повсеместный переход на него вместо обычного USB.
Параметры оптического кабеля для качественного соединения
Чтобы подключить к устройству оптический провод, при этом сохранив высокие показатели звука, нужно руководствоваться следующими правилами:
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.
Подготовлено по материалам портала «What Hi-Fi?», март 2020 г.
