S/PDIF

Sony/Philips Digital Interface (S/P-DIF) [ˈdɪdʒɪtəl ˈɪntəfeɪs] ist eine Schnittstellen-Spezifikation für die Übertragung digitaler Stereo-Audiosignale zwischen verschiedenen Geräten für die Anwendung im Unterhaltungselektronikbereich.

S/P-DIF wird z. B. beim CD-Spieler, DAT-Recorder, bei MiniDisc, zwischen DVD-Player und Heimkinoreceiver und bei digitalen Audiokarten im PC verwendet. S/P-DIF wird auch für Audioanlagen in Fahrzeugen verwendet, 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/P-DIF und auch TOSLINK.

Stecker

TOSLINK-Stecker ohne Schutzkappe

S/P-DIF 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 den heimischen HiFi-Geräten kommt der Endverbraucher-Typ zur Anwendung. Hierfür wird als Steckverbinder entweder

1. Cinch-Anschluss (Coax) oder
2. der optische TOSLINK-Anschluss oder
3. der 3,5 mm Klinkenstecker verwendet.

Für die Umwandlung elektrisch/optisch ist ein Adapter mit eigener Stromversorgung nötig.

Die S/P-DIF Schnittstelle ist eng verwandt mit dem AES-Standard AES-3, welcher primär im professionellen Studiobereich eingesetzt wird und umgangssprachlich auch als AES/EBU bezeichnet wird. Die wesentlichen Unterschiede bestehen in einer unterschiedlichen physischen Schnittstelle und der so genannte Kanalstatus („C-Bit“) von AES-3 wird bei S/P-DIF zu Übermittlung von Kopierschutzdaten verwendet. ^[1]. Die restlichen Datenfelder, insbesondere das Format der Audiodaten, der Aufbau von Frames und Subframes, ist zwischen S/P-DIF und AES-3 identisch.

Physische Schnittstelle

Die physische Schnittstelle ist bei S/P-DIF als asymmetrische Verbindung mit einer Spannung um etwa 0,5 Volt bei einem Wellenwiderstand von 75 Ohm definiert. Im Gegensatz dazu weist die AES-3 Schnittstelle eine symmetrische Verbindung nach dem Standard EIA-422 (RS-422) auf und es werden bei AES-3 meist XLR-Stecker verwendet. Zunehmend werden auch Netzwerkkabel, meist der Kategorie Cat5 und höher, verwendet.

S/P-DIF besitzt folgende wesentliche Parameter:

• Signalhub: ± 0,5 Volt
• Es wird als Leitungscode ein Biphase-Mark-Code (BMC) verwendet. (bei S/P-DIF und AES-3 ident)
• Ein Block besteht aus 192 Frames. (bei S/P-DIF und AES-3 ident)
• Ein Frame teilt sich wiederum in 2 Subframes à 32 Bit, die je ein Sample darstellen. (bei S/P-DIF und AES-3 ident)
• Jedes Sample beginnt mit einer 4 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. (bei S/P-DIF und AES-3 ident)
• 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. (bei S/P-DIF und AES-3 ident)

Mehrkanalton

Toslink

Ursprünglich wurde über digitale Endverbraucherschnittstellen nur PCM (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 welcher Art spezielle kodierte Mehrkanalaudiodaten wie AC-3 oder DTS übertragen werden. ^[2]

Um eine Wiedergabe dieser komprimierten Signale korrekt auf allen Lautsprechern (5.1/6.1) zu ermöglichen, ist entsprechende Dolby Digital/DTS-Hardware-Decoder erforderlich. S/P-DIF-Passthrough ist die Bezeichnung für das Weiterleiten von komprimiertem Digitalton an den externen Hardware-Decoder. Unkomprimierte Mehrkanaltonübertragung ist mittels mehreren analogen Cinch- oder Klinkensteckern möglich.

Zukünftig

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/P-DIF ein Signal ausgegeben werden kann, jedoch mit entsprechend geringerer Tonqualität.

Im Gegensatz zu den beiden proprietären Standards Dolby Digital Plus/AC-3 HD und DTS HD erlaubt es aber S/P-DIF 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.

Einzelnachweise

1. ↑ AES3-2003, Subtitel: AES Standard for digital audio - Digital input-output interfacing - Serial transmission format for two-channel linearly represented digital audio data; Überarbeitete Version von dem Standard AES3-1992. Veröffentlicht von der: Audio Engineering Society, Inc., 2003
2. ↑ SMPTE 337M: Format for Non-PCM Audio and Data in an AES3 Serial Digital Audio Interface, 2000

Weblinks

• Technische Beschreibung des SPDIF-Protokolls – engl.