телефон (495) 231-3586 факс (495) 306-7687

Кабель (разъем) Toslink

Кабель (разъем) Toslink

Toslink — стандарт соединения с помощью оптоволокна (световодов), разработанный корпорацией Toshiba. Toslink часто применяется в бытовой аудиоаппаратуре, компьютерных звуковых картах, где передаётся цифровой аудиопоток между такими компонентами как MiniDisc-, CD-, DVD-плееры и AV-ресиверы. Toslink может использовать недорогое пластмассовое оптоволокно толщиной 1 мм, высококачественное пластмассовое оптоволокно или даже кварцевое стеклянное оптоволокно в зависимости от желаемой ширины полосы частот.

Разъем TOSLINK (от Toshiba Link, т.е. линия связи компании Toshiba) является стандартным волоконно-оптическим соединителем для цифровой передачи данных. Очень часто этот разъем используется в бытовой аудио/видеоаппаратуре для вывода цифрового аудиопотока из проигрывателей/плееров дисков CD и DVD, устройств записи DAT (цифровая аудиолента), компьютеров и современных игровых консолей на устройство воспроизведения аудио/видео. Чтобы не упоминать название компании Toshiba, сторонние изготовители часто называют TOSLINK разъемом "optical audio cable (оптический аудиокабель)" или "digital optical socket (цифровая оптическая розетка)". Обычно по TOSLINK передается несжатое двухканальное аудио PCM (ИКМ, импульсно-кодовая модуляция) с кодированием без потерь (lossless) или сжатый объемный звук формата 5.1/7.1 (например, Dolby Digital Plus или DTS-HD High Resolution Audio). Сразу заметим, что из-за своего почтенного возраста интерфейс TOSLINK не имеет возможностей для передачи современных несжатых аудиоданных без потерь, подобных Dolby TrueHD или DTS-HD Master Audio, хотя более поздний протокол HDMI успешно справляется с этой задачей.

Спецификация TOSLINK предполагает поддержку нескольких форматов передачи данных (включая промышленную автоматику) и нескольких типов разъемов (разъемных соединителей), но для цифрового аудио обычно применяются так называемые "прямоугольные" разъемы EIAJ/JEITA RC-5720 (они же CP-1201 или JIS C5974-1993 F05). При этом оптический сигнал формируется красным светодиодом с пиковой длиной волны 650 нм. В общем случае, стандарт TOSLINK не запрещает многоканальное использование оптического волокна (передача нескольких сигналов с модуляцией разными длинами волн), хотя для цифрового аудио используется только одноканальный режим последовательной передачи данных.

Особенности использования TOSLINK для передачи цифрового звука.

Поскольку разъем TOSLINK давно стал промышленным стандартом, изготовители плееров (включая современные Blue-Ray) используют этот разъем практически во всех своих моделях уровня выше среднего, несмотря на присутствие и широкое распространение HDMI. Проще говоря, появление нового интерфейса HDMI не привело к вытеснению TOSLINK, хотя бы из соображений сохранения обратной совместимости (т.е. возможности работы с устаревшим сторонним оборудованием).

Кабель (разъем) Toslink

Рис 1. Выход цифрового звука из DVD-плеера можно подключить к звуковой системе коаксиальным кабелем (RCA-разъем с надписью COAXIAL, на рис. слева) или оптическим кабелем (разъем TOSLINK с надписью OPTICAL, на рис. справа). Вне зависимости от разъема, кодирование отличается для разных воспроизводимых носителей. Обычно стандарт IEC60958 применяется для CDDA/LPCM, а IEC61937 для MPEG 1/2 или Dolby Digital.

Причем, опять же по причине стандартизации, оптический разъем TOSLINK обычно дополняется своим электрическим аналогом на основе коаксиального кабеля с типовым разъемом RCA. В оптическом цифровом интерфейсе происходит двойное преобразование (в двух соединенных устройствах) электрических сигналов в оптические для передачи по волоконно-оптическому кабелю. Это оптическое волокно состоит из двух концентрических частей: ядра (core) и оптической оболочки (clad). Свет передается по ядру, отражаясь от оболочки, поэтому возможно изгибание кабеля и движение света по криволинейному пути. В сравнении с привычным медным кабелем для передачи электрических сигналов, оптическое волокно отличается повышенной дальностью и практически полной нечувствительностью к внешним электромагнитным помехам, но для этого потребуется дважды преобразовать сигнал (сначала из электрического в оптический, затем опять в электрический).

История TOSLINK.

Интерфейс TOSLINK был разработан компанией Toshiba в 1983 году, однако этому событию предшествовала другая история, связанная с интерфейсом (протоколом) S/PDIF. В 1980 году компании Philips и Sony предложили стандарт для компакт-дисков CD. Частью этого предложения была так называемая "красная книга (red book)", в которой, кроме прочего, был определен способ передачи данных между компонентами в цифровой форме. Аббревиатура S/PDIF как раз и означает Sony/Philips Digital Interface (цифровой интерфейс компаний Sony и Philips). В 1983 году, вместе с началом продаж в США первых проигрывателей дисков CD, к этой инициативе присоединилась компания Toshiba со своим оптическим транспортным протоколом и соответствующим разъемом – TOSLINK.

По сути, сигналы в TOSLINK полностью совпадают с электрическими сигналами S/PDIF по всем параметрам, кроме использования цифрового формата (нулей и единиц) вместо высокого и низкого уровней напряжения в электрическом кабеле. Несмотря на распространенное заблуждение, оптические сигналы в TOSLINK формируются вовсе не лазером, а обычным светодиодом (LED). Причем использование недорогих оптических компонентов в TOSLINK (передатчик, фотоприемник и оптический кабель) привело к тому, что максимальная дальность передачи в TOSLINK составляет каких-то 10 метров теоретически (и примерно 5 метров в реальных условиях эксплуатации бытовой аппаратуры).

Кабель (разъем) Toslink

Рис. 2. Соединительный кабель "вилка TOSLINK – вилка TOSLINK" серии Silver от компании Belsis отвечает всем требованиям последних редакций стандартов для TOSLINK (S/PDIF). Эта типовая конфигурация соединительного кабеля TOSLINK, поскольку приборные разъемы на аппаратуре обычно являются гнездовыми (розетками). Обратите внимание на колпачки, закрывающие оптическую часть разъема. Розетка TOSLINK на аппаратуре также закрыта пластиковой заглушкой. Любое загрязнение в месте контактов двух оптических волокон (вилка и розетка) существенно снижает характеристики разъемного соединения.

Неизвестно, по каким причинам (возможно из-за незнания технических принципов), интерфейс TOSLINK получил отрицательную оценку многих поклонников высококачественного звука, поэтому до сего времени не прекращаются попытки найти замену TOSLINK в оборудовании класса Hi-Fi и Hi-End. Например, компания Sony в своем эталонном проигрывателе CDP R-1 ES Reference Player использовала двухканальный оптический интерфейс (одно оптическое волокно для передачи полезных данных и второе волокно – для служебной информации, включая тактовые сигналы). Однако, по прошествии 30 лет широкого использования TOSLINK, это интерфейс сохранил свое положении "стандартного" оптического разъема для цифрового звука.

Еще одной особенностью оптической линии TOSLINK является удивительно низкая дальность передачи (всего лишь 10 м) в сравнении с другими оптическими соединениями (длиной до десятков километров). Это объясняется устаревшими техническими требованиями, основанными на самой дешевой конструкции кабеля и соединителей, причем уже 30-летней давности. Еще в то время для снижения стоимости было выбрано пластиковое оптическое волокно и очень простые оптические соединители, поэтому даже при отсутствии электромагнитных помех оптический кабель в TOSLINK имеет значительное затухание, которое еще больше усиливается в не слишком качественных соединителях.

Подробнее о S/PDIF.

Строго говоря, S/PDIF является протоколом передачи данных (т.е. описанием формата и набора правил для преобразования и передачи информации между устройствами), а TOSLINK определяет разъем (механические и электрические характеристики соединителя для взаимного согласования соединительного кабеля и разъема), однако иногда оба названия используются взаимозаменяемым образом.

Стандарт S/PDIF определяет протокол канального уровня вместе с требованиями к физическому уровню, если сопоставлять эталонной модели OSI (Open Systems Interconnection, взаимодействие открытых систем), для передачи цифровых сигналов аудио между устройствами по электрическому или оптическому кабелю, причем TOSLINK определяет только связь по оптическому кабелю.

Протокол S/PDIF установлен стандартом IEC 60958 type II (IEC 958 до 1998 года), причем передача сжатых данных специфицируется по IEC 61937. По сути, S/PDIF можно считать "бытовой" разновидностью стандарта AES3, определяющего связь профессиональной звуковой аппаратуры, поэтому на уровне протокола эти стандарты практически идентичны, кроме средств защиты авторских прав и защиты от несанкционированного копирования в S/PDIF, которые, естественно, отсутствуют в профессиональной версии AES3. В этой версии, на физическом уровне, предписаны соединители XLR, хотя в S/PDIF можно использовать коаксиальный кабель с разъемом RCA или оптический кабель с разъемом TOSLINK. RCA-разъемы для S/PDIF обычно имеют оранжевый цвет, чтобы отличать их от других разъемов аудио/видео этого типа.

Сравнение AES3 и S/PDIF:

Кабель (разъем) Toslink

Основной недостаток S/PDIF связан с отсутствием каких-либо средств управления потоком со стороны приемника (например, подобным взаимному согласованию скорости передачи или повторной пересылке пакета в случае ошибки в сети Ethernet), хотя это не всегда ведет к потере цифровых данных при пересылке. А главным недостатком кабеля TOSLINK является снижение рабочих характеристик (вплоть до полной потери работоспособности) после большого изгибания или при нажиме, например ногой, когда кабель проложен на полу без дополнительной защиты. Однако кабель и разъемы TOSLINK полностью нечувствительны к помехам и наводкам, а также к токам утечки на землю (при возможном неправильном заземлении соединенных устройств), как коаксиальный кабель для того же самого протокола S/PDIF.

Остается добавить, что соединение TOSLINK (S/PDIF) допускает подключение в "горячем" режиме (без выключения электропитания), причем безопасно для глаза человека (в волоконно-оптических кабелях с лазерным источником света возможно повреждение глаз, когда кабель направлен на них без выключения электропитания). Битовая скорость (битрейт) равна 3,1 Мбит/с в исходной спецификации, и до 15 Мбит/с в настоящее время.

Кабели TOSLINK компании Belsis.

Компания Belsis предлагает оптические кабели для интерфейса S/PDIF, т.е. кабели TOSLINK, для надежной безошибочной передачи цифровых аудиосигналов при полном сохранении исходного качества звука. Кабели этой категории полностью удовлетворяют всем требованиям стандарта IEC 61937, включая максимальную битовую скорость (битрейт) до 15 Мбит/с.

Соединительные кабели TOSLINK (S/PDIF) предложены в серии Silver (улучшенные характеристики) и серии Sparks (типовые технические характеристики бюджетных моделей)

Конструкция соединительного кабеля TOSLINK, вне зависимости от серии:

Кабель (разъем) Toslink

Технические характеристики соединительного кабеля TOSLINK: 

  • Тип световода: одно многомодовое оптоволокно, 
  • Материал световода: пластик POF 980/1000, 
  • Номинальный внешний диаметр световода: 1000 мкм, 
  • Номинальный внешний диаметр кабеля: 6 мм

Кабель (разъем) Toslink

Рис. 3. Внешний вид вилки соединительного кабеля TOSLINK бюджетной серии SPARKS компании Belsis.



Яндекс.Метрика