Sony/Philips Digital Interface

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Sony/Philips Digital Interface (S/PDIF) ist eine Schnittstellen-Spezifikation für die optische Übertragung digitaler Stereo-Audiosignale zwischen verschiedenen Geräten für die Anwendung im Unterhaltungselektronikbereich. S/PDIF wird z. B. bei CD-Spielern, DAT-Recordern, bei MiniDisc, zwischen DVD-Player und Heimkinoreceiver und bei digitalen Audiokarten in PCs verwendet. Auch bei Audioanlagen in Fahrzeugen kommt es zum Einsatz, wo ein ganzer Kabelbaum durch ein einziges Glasfaserkabel ersetzt werden kann, das zudem noch unempfindlich gegen Störeinstrahlungen ist. Weiter sind redundant als Begriff vorhanden: Sony/Philips Digiconnect Format, S/PDIF und auch TOSLINK.

S/PDIF wird in IEC 958 (1989) bzw. IEC 60958 definiert und unterscheidet zwischen einem professionellen (professional mode, Type I) und einem Endverbrauchermodus (consumer mode, Type II). In heimischen HiFi-Geräten kommt der Endverbraucher-Typ zur Anwendung. Als Steckverbinder werden ein Cinch-Anschluss (Coax), ein optischer TOSLINK-Anschluss oder selten ein 3,5 mm-Klinkenstecker verwendet.

Für die Umwandlung elektrisch/optisch ist ein Adapter mit eigener Stromversorgung nötig. Die S/PDIF-Schnittstelle ist eng verwandt mit dem AES-Standard AES-3, der primär im professionellen Studiobereich eingesetzt wird und umgangssprachlich auch als AES/EBU bezeichnet wird. Die wesentlichen Unterschiede bestehen in einer unterschiedlichen physischen Schnittstelle und dem sogenannten Kanalstatus („C-Bit“) von AES-3, das bei S/PDIF zu Übermittlung von Kopierschutzdaten verwendet wird. Die restlichen Datenfelder, insbesondere das Format der Audiodaten, der Aufbau von Frames und Subframes, ist zwischen S/PDIF und AES-3 identisch.

[bearbeiten] Physische Schnittstelle

Die physische Schnittstelle bei S/PDIF ist definiert als asymmetrische Verbindung mit einer Spannung um etwa 0,5 Volt bei einem Wellenwiderstand von 75 Ohm. Im Gegensatz dazu weist die AES-3-Schnittstelle eine symmetrische Verbindung nach dem Standard EIA-422 (RS-422) auf und es werden meist XLR-Stecker verwendet. Zunehmend kommen auch Netzwerkkabel, meist der Kategorie Cat5 und höher, zum Einsatz. S/PDIF und AES-3 besitzen folgende wesentlichen Parameter: Signalhub: ± 0,5 Volt Als Leitungscode wird ein Biphase-Mark-Code (BMC) verwendet. Ein Block besteht aus 192 Frames. Ein Frame teilt sich wiederum in zwei Subframes à 32 Bit, die je ein Sample darstellen. Jedes Sample beginnt mit einer Vier-Bit-Präambel (B: 1. Kanal Blockanfang, M: 1. Kanal folge-Frame, W: folge-Kanal, folge-Frame), gefolgt von Status- und bis zu 24 Bit Audio-Sample-Daten. Die Datenrate beträgt 2,0 Mbps bei 32 kHz Abtastrate, 2,8 Mbps bei 44,1 kHz Abtastrate oder 3,1 Mbps bei 48 kHz Abtastrate. Mehrkanalton [Bearbeiten]

Ursprünglich wurden über digitale Endverbraucherschnittstellen nur PCM-Signale (32, 44,1 oder 48 kHz, bis 20 Bit) übertragen. Weiterhin ist es möglich, über die Schnittstelle auch andere Daten als PCM-Audiosamples zu übertragen. Damit es dabei nicht zu Störungen mit PCM-basierenden Geräten kommt, ist im Standard SMPTE 337M das Format festgelegt, in dem speziell kodierte Mehrkanalaudiodaten, wie AC-3 oder DTS, übertragen werden. Um eine Wiedergabe komprimierter Signale korrekt auf allen Lautsprechern (5.1 / 6.1) zu ermöglichen, ist ein entsprechender Dolby Digital/DTS-Hardware-Decoder erforderlich. S/PDIF-Passthrough ist die Bezeichnung für die Weiterleitung des komprimierten Digitaltons an einen externen Hardware-Decoder. Unkomprimierte Mehrkanaltonübertragung ist analog nur mittels mehrerer Cinch- oder Klinkenstecker möglich, digital neuerdings per HDMI.

[bearbeiten] Zukunft

Aufgrund zu geringer Datenrate für neue Audiodatenkompressionsformate, wie Dolby Digital Plus oder DTS-HD, ist bei diesen Formaten ein Echtzeit-Downmix von etwa 6 MBit/s auf geringere Datenraten vorgesehen, so dass auch über S/PDIF ein Signal ausgegeben werden kann, jedoch mit entsprechend geringerer Tonqualität. Im Gegensatz zu beiden proprietären Standards Dolby Digital Plus/AC-3 HD und DTS HD erlaubt es S/PDIF aus Bandbreitengründen nicht, bei PCM-Audio höhere Abtastraten als 48 kHz bei einer Dynamik von 24 Bit oder optisch 192 kHz auf mehr als zwei Kanälen auszugeben. Diese Tonformate erfordern deswegen die Verwendung eines HDMI-Steckers, um Datenraten von mehr als etwa 1,5 MBit/s übertragen zu können.

[bearbeiten] Quelle

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