Оптический кабель для усилителя звука

Оптический кабель для звука

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) служат человеку более 40 лет. Изначально такие системы применялись для передачи больших объемов цифровой информации в компьютерных глобальных и локальных сетях.

По мере развития технологий качество оптоволоконики повышалось, ее стоимость падала. Уже в средине 80-х годов прошлого века появились первые устройства передачи аудиосигнала по ВОЛС. В начале текущего века оптический кабель для звука занял доминирующую позицию в технологии качественной передачи звуковых сигналов.

Преимущества оптического выхода

Главное преимущество оптоволоконных линий пересылки аудиосигнала – это практически полное отсутствие искажения звука от электромагнитных полей, которые с избытком присутствуют в среде обитания человека. Здесь кабели с металлическими жилами-проводниками могут заметно проигрывать оптоволоконным системам в качественной передаче аудиосигнала. В результате акустическая система будет воспроизводить звук с искажением.

Кроме того, при использовании оптического канала передачи достигается полная гальваническая развязка между передающим и приемным устройствами. Это также положительно влияет на качество передачи аудиосигнала. Паразитные наводки по плохим шинам «земли» (Ground) – бич звуковой аппаратуры. Сами оптические системы не создают электромагнитные помехи.

Типы оптоволоконного кабеля

Для пересылки аудиосигнала по оптическому каналу звук вначале преобразуют в цифровую форму, затем с помощью светодиода или твердотельного лазера отправляют по оптическому аудио кабелю получателю сигнала – фотоприемнику.

Оптоволоконные проводники делятся на два основных вида:

В мультимодовых световые потоки могут иметь разброс в длинах волн и траекториях, что на больших длинах проводников может приводить к искажениям сигнала. Светоизлучателями в таких каналах передачи звука являются светодиоды, недорогие и долговечные полупроводниковые приборы. Длина соединителей не превышает 5 метров. Диаметр центрального светопроводящего волокна – 62,5 мкм. Внешняя оболочка световода имеет размер 125 мкм.

К сведению. Основное достоинство мультимодового кабеля – относительная дешевизна, поэтому он получил широкое распространение.

В мономодовом проводнике лучи света движутся прямолинейно, затухание и искажение сигнала минимально. Диаметр светового волокна равен 1,3 мкм, длина волны сигнала – тоже 1,3 мкм. Такой соединитель может иметь большую длину, чем мультимодовый. Источником света в этом случае является полупроводниковый лазер, излучающий сигналы с жестко регламентированной длиной волны. Однако лазер – устройство более дорогое и менее долговечное, чем светодиод. В результате система становится более дорогой, чем мультимодовая, хотя и имеет лучшие параметры, в частности, длина проводника может составлять десятки метров.

Типовая конструкция оптоволоконного кабеля

Оптическое волокно может быть изготовлено из:

Полимерное волокно, как правило, более стойкое к механическим воздействиям, более дешевое. Однако со временем может терять прозрачность, что отрицательно сказывается на долговечности изделия.

Стеклянные световоды имеют лучшие оптические характеристики, но более дороги и хрупки.

Сравнение с HDMI

У оптоволоконных систем связи начала 2000-х лет появился серьезный конкурент. Это устройства передачи цифровой информации, в том числе звукового сигнала через кабель HDMI.

HDMI (High Definition Multimedia Interface) – интерфейс для мультимедийных систем высокой четкости.

Большим плюсом HDMI соединения является возможность передачи одновременно в высоком качестве цифровых сигналов, как видео, так и звука. Причем звук может пересылаться по восьми каналам с 24 битным разрешением и частотой 192 кГц. При этом в акустической системе легко реализуется объемный звук. По количеству передаваемой звуковой информации интерфейс HDMI превосходит оптоволоконные системы. Для бытового использования кабели HDMI имеют длину 1,5-3 метра, но могут достигать и 15 м.

Единственным минусом HDMI проводника можно считать передачу сигнала по металлическим проводникам. Хотя они надежно экранированы, вероятность помех от местных электромагнитных полей остается.

Вытеснит ли HDMI оптоволоконику? В ближайшее время вряд ли. Выпущено множество акустических систем, музыкальных центров с применением оптического аудио канала, и их выпуск продолжается. Выбрать должен будет потребитель.

Оптоволоконный кабель для аудио устройств

Практически все высококачественные системы воспроизведения звука имеют оптический канал.

Передача звука в цифровом формате между удаленными устройствами подчиняется протоколу SPDIF (Sony*/Philips* Digital Interface Format). Его реализация в оптическом варианте была сделана фирмой Toshiba и стала общепризнанным стандартом под названием TOSLINK.

Для портативных устройств, например, ноутбуков, могут применяться более миниатюрные разъемы Mini TOSLINK.

Кабель для домашнего кинотеатра и телевизора

Подключить акустическую систему «Домашний кинотеатр» к телевизору можно четырьмя основными способами:

1. Электрическим аналоговым проводом с разъемами «Тюльпан»;
2. Коаксиальным электрическим кабелем;
3. Оптоволоконикой;
4. Соединителем HDMI.

Аналоговый кабель

Подключение аналоговым электрическим проводником является самым простым и «древним» способом. Потребуется двухканальный соединитель с 2 + 2 разъемами «Тюльпан» (RCA), двух цветов красного и белого.

Подключается аналоговый аудиовыход телевизора «AudioOut» к входу ресивера домашнего кинотеатра «AudioIn». Цвета «Тюльпанов» соответствуют цветам гнезд ресивера и телевизора.

Качество пересылки сигнала при таком соединении невысокое.

Коаксиальный цифровой кабель

Лучшее качество достигается при применении коаксиального кабеля. Аудиосигнал передается в цифровом виде, согласно протоколу S PDIF,по экранированному проводу.

Кабель соединяет гнездо телевизора с маркировкой «COAXIALOUT» или «S/PDIF-OUTCOAXIAL» и гнездом ресивера «COAXIALIN».

Внимание! Необходимо соблюдать направленность подключения соединителя для правильной передачи аудиосигнала от телевизора к домашнему кинотеатру. Маркировка направления имеется на изделии.

Качество звучания высокое, однако вероятность помех от электромагнитных полей имеется.

Оптоволоконика

Оптический аудиокабель подключается к гнезду телевизора с маркировкой Optical-Outили Out-Toshlink и гнезду ресивера Optical-In или Toshlink-In.

Внимание! При установке оптического соединителя следует стараться лишний раз не перегибать его и не перекручивать в продольном направлении.

Качество передаваемого звука при применении оптоволокна считается наилучшим.

HDMI кабель

Для передачи сигнала на домашний кинотеатр следует убедиться, что и телевизор, и аудиосистема поддерживают интерфейс ARC(Audio Return Channel). Коммутация соответствующих гнезд «HDMI-ARC» телевизора и аудиосистемы производится соединителем HDMI версии v 1.4, вариант «b».

Подключение производится просто, качество звука не хуже, чем у оптического канала.

Параметры оптического кабеля для качественного соединения

При покупке оптоволоконного проводника следует обратить внимание на следующие факторы:

1. Длина кабеля должна быть разумно короткой. Не стоит покупать проводник длиной 10 метров, если соединяемые устройства находятся на расстоянии всего лишь 2-3 м. Запас здесь только вредит – повышается цена товара, растет вероятность искажений сигнала, значит, и качества акустики.
2. Лучше приобретать оптический звуковой кабель, сделанный из стекла, с большим количеством волокон. Желательно, чтобы соединитель был достаточно толстым, его защитная оболочка имеет большие размеры и сможет защитить волокна от механических повреждений.
3. Пропускная способность оптического соединителя должна быть не ниже 9 МГц, лучше – 11 МГц.
4. Соединитель не должен иметь следов перегибов и перекручиваний.
5. Покупку следует делать в проверенном месте. Цена проводника должна быть разумно большой. Дешевый оптоволоконный переходник, еще и купленный в сомнительном месте, приведет к разочарованию качеством звука, если он (звук) вообще будет.

Аудио системы пользуются заслуженным признанием у профессионалов-звуковиков и фанатов-меломанов: у всех тех, для кого высококачественное воспроизведение звука является главным фактором в работе, хобби или просто отдыхе.

Видео

Источник

Можно ли использовать оптический кабель для звука в аудиосистемах?

Оптическое волокно (ОВ) обладает уникальными свойствами передачи информации с минимальными искажениями. Ядро оптоволокна – световод, данные через который передаются модулированными световыми волнами. По сравнению с обычными металлическими проводниками, в основе работы которых лежат электрические импульсы, на оптоволоконную линию не действуют наводки и электромагнитные поля.

Передача сигнала световодом

На основе волоконно-оптических кабелей строятся полноценные компьютерные сети, линии связи, осуществляется передача данных на большие расстояния, даже между континентами. Оптоволокно для информационной связи впервые было использовано в 1934 году для построения оптических телефонных систем, так что принцип передачи информации был известен давно:

• Преобразование электрического сигнала в оптический
• Передача оптического сигнала посредством кабеля на основе световода
• Обратное преобразование сигнала в электрический вид

Сам оптоволоконный кабель имеет многослойную конструкцию, где количество и тип слоев зависит от условий эксплуатации (примеры можно посмотреть здесь https://lan-art.ru/catalog/opticheskiy-kabel/ ). Но есть общие для всех волоконно-оптических проводников элементы:

• Ядро (сердцевина) – световод, который пропускает сквозь себя световые волны. Изготавливается из чистого прозрачного материала, например, стекла.
• Оболочка – необходима для отражения преломленных световых лучей обратно в сердцевину. Имеет более низкий показатель преломления.
• Изоляция – защитный слой из пластика, предотвращающий механические повреждения световода.

Несмотря на хрупкость сердцевины, она достаточно гибкая, чтобы изготавливать на ее основе кабельные изделия. В зависимости от типа кабеля, диаметр его минимально допустимого изгиба может сильно отличаться. Чрезмерное изгибание оптоволоконной линии может привести к ее повреждению.

Передача звука светом

Оптоволокно способно передавать любую цифровую информацию практически без потерь. Для этого достаточно преобразовать ее в световую волну. Не исключением становится и звук. Основная проблема передачи аудиоинформации через обычные проводники – внешние помехи. Они вносятся в сигнал при наличии даже минимального электромагнитного поля. Оптоволоконный кабель лишен этого недостатка.

Оптический аудиоинтерфейс

Для передачи высококачественного аудиосигнала используется оптический аудиоинтерфейс. Максимальное количество подключаемых аудиоканалов ничем не ограничивается, но на практике составляет 5.1 и 7.1. Это технологии объемного воспроизведения Dolby Audio, получившие распространение с появлением систем домашних кинотеатров.

Почти любая аудиосистема высокого класса оснащена оптическим каналом для воспроизведения звука. Его передача при удалении между собой устройств происходит по протоколу S/PDIF, разработанному компаниями Sony и Philips. Toshiba сумела реализовать формат интерфейса в оптическом варианте, стандартизировав формат аудиоразъемов TOSLINK.

TOSLINK

Название TOSLINK применяется одновременно для обозначения как стандарта разъема, так и самого оптокабеля, использующего этот разъем для подключения к оборудованию. Преимущества коммутации аудиоустройств таким способом перед электрической:

• Полностью невосприимчива к излучению электромагнитной природы
• Не генерирует электромагнитные поля
• Может обеспечивать между подключенными устройствами полную гальваническую развязку

Оптическое соединение TOSLINK используется не только в профессиональных аудиосистемах, но и в игровых консолях, телевизорах, звуковых картах. Практически везде, где разработчиками предусматривается аудиовыход. Это позволило даже в бытовой аппаратуре обрабатывать без потерь объемный звук форматов Dolby Digital и DTS.

Передаваемый TOSLINK поток не превышает 24 Бит при частоте 96 кГц. При наличии подходящей аппаратуры пропускная способность достигает 192 кГц, что соответствует формату Dolby Digital. Для передачи аудио с лучшими характеристиками используются другие кабели, например, формата HDMI, который работает одновременно и с видео.

Mini TOSLINK

Для уменьшения размеров самих разъемов и штекеров, что позволило использовать оптическое аудиоподключение в миниатюрной технике, TOSLINK был преобразован в Mini TOSLINK. Такие разъемы можно часто встретить в ноутбуках и портативных цифровых плеерах, физические размеры которых ограничивают использование полноразмерного TOSLINK.

Критерии выбора оптокабеля для передачи аудио

Оптический кабель обеспечит наилучшее качество передачи звука лишь в том случае, если при его покупке соблюсти несколько простых рекомендаций:

• Подходящая длина кабеля. Не следует покупать 10-метровое оптоволокно, когда расстояние между сопрягаемыми устройствами не превышает 1 метр. Кроме переплаты за лишние метры, избыточную длину оптического проводника придется как-то аккуратно сложить или смотать. Это может привести к ухудшению качества передаваемого сигнала или даже повреждению световода.
• Многоволоконный оптокабель с достаточно толстой и жесткой защитной оболочкой предпочтительнее. Это убережет хрупкие волокна от повреждений при неаккуратном обращении.
• Минимально допустимая пропускная способность 9 МГц – 11 МГц.
• При осмотре на проводнике не должно быть повреждений, изломов, перегибов.

Независимо от длины кабеля, оптоволокно обеспечивает наилучшую передачу сигнала. Официальная спецификация для TOSLINK свидетельствует о необходимом ограничении в 10 м. При соблюдении этого условия единственное, что способно повлиять на качество звучания – сама аппаратура.

Источник