Audiofilu Ethernet komutatori

Komutatora loma straumēšanas sistēmā

Komutators ir tīkla kontaktligzdu sadalītājs. Interneta maršrutētājam ir maz pieslēgvietu, un tas reti atrodas hi-fi aparatūras plaukta tuvumā. Tāpēc no tā uz komutatoru ved viens kabelis, un komutators tālāk sadala savienojumu tīkla atskaņotājam, NAS (tīklam pieslēgtam cietajam diskam, kurā glabājas mūzikas bibliotēka), televizoram vai spēļu konsolei. Vairumā mājsaimniecību šo uzdevumu pilda neliela datortīkla ierīce dažu eiro vērtībā ar lētu barošanas bloku.

Mūzikas dati nonāk galamērķī neskarti neatkarīgi no komutatora: Ethernet protokols atklāj kļūdas un atkārtoti pieprasa bojātās paketes, un ceļā netiek izmainīts neviens bits. Jautājums ir cits. Vara tīkla kabelis pārvada arī augstfrekvences elektriskos traucējumus, un šis troksnis sasniedz tīkla atskaņotāju, kur tas var iekļūt pārveidošanas analogajās ķēdēs. Tātad audiofilu komutators nemaina mūziku, bet iedarbojas uz to, kas ceļo kopā ar to.

Kāpēc datortīkla komutators rada problēmas hi-fi sistēmā

Galda komutators ir veidots, domājot par datu pārraides ātrumu un izmaksām, un tā elektriskais troksnis nav prioritāte. Tā impulsu barošanas bloks komutē strāvu augstā frekvencē, lai būtu kompakts un lēts, un daļa šo impulsu nonāk ķēdēs un kabeļos. Tā kvarca oscilators, kas nosaka datu nosūtīšanas ritmu, ir sākuma līmeņa komponents. Datortīklā tam visam nav nekādas redzamas ietekmes. Taču, savienots ar augstākās klases tīkla atskaņotāju ar vara kabeli, šis pats komutators kļūst par traucējumu avotu tieši pirms ciparu–analogās pārveidošanas.

Lineārais barošanas bloks trokšņa ierobežošanai

Barošana ir pirmā joma, kam audiofilu komutatorā pievērš īpašu uzmanību. Lineārais barošanas bloks ar transformatoru pazemina elektrotīkla spriegumu, pēc tam to taisngriež un stabilizē bez augstfrekvences komutācijas. Tas ir smagāks, vairāk sakarst un maksā dārgāk, taču tā atlikušais troksnis ir ievērojami zemāks. Atkarībā no modeļa tas ir iebūvēts korpusā vai piegādāts atsevišķā ārējā korpusā. Sarežģītākajos modeļos ir nodalīti vairāki barošanas bloki: viens taktsģeneratoram un citi pieslēgvietām, lai viena ķēde neradītu traucējumus blakus esošajā. Dažiem sākuma līmeņa komutatoriem var pievienot atsevišķi nopērkamu ārējo lineāro barošanas bloku, kas ļauj sistēmu uzlabot pakāpeniski.

Precīzs taktsģenerators un džiteris

Džiteris (angļu valodā jitter) apzīmē nelielas digitālā signāla takts ritma svārstības. Lai tās mazinātu, audiofilu komutatoros standarta oscilatoru aizstāj ar stabilāku taktsģeneratoru: TCXO (kvarca oscilatoru ar temperatūras kompensāciju) vai OCXO — kvarca oscilatoru, kas ievietots nelielā kamerā, kura tiek uzsildīta līdz nemainīgai temperatūrai. Dažiem modeļiem 10 MHz ārējā takts signāla ieeja ar BNC ligzdu ļauj sinhronizēt komutatoru ar vairākām ierīcēm kopīgu galveno taktsģeneratoru.

Tīkla atskaņotājs saglabā saņemtos datus buferatmiņā un pēc tam nolasa tos sava taktsģeneratora ritmā. Tātad komutatora taktsģenerators tieši nevada pārveidošanu. Tā ietekme attiecas uz paša komutatora ķēdēm: stabils taktsģenerators rada zemāku komutācijas troksni ar šaurāku frekvenču izplatību, un tieši šis troksnis pa kabeli var nonākt līdz atskaņotājam. OCXO taktsģeneratoram vajadzīgi daži desmiti minūšu iesilšanai, lai sasniegtu stabilitāti, tāpēc audiofilu komutatoru atstāj pastāvīgi ieslēgtu.

Optiskā šķiedra un galvaniskā izolācija

Divām ierīcēm, kas savienotas ar vara kabeli, ir kopīgs elektrisks savienojums, un pa šo ceļu pārvietojas troksnis. Galvaniskā izolācija pārtrauc šo savienojumu: strāva vairs neplūst no vienas ierīces uz otru, tādējādi novēršot arī zemējuma cilpas, kas izraisa dūkoņu un traucējumus. Optiskā šķiedra ir visradikālākais veids, kā to panākt, jo tā pārvada gaismu, nevis elektrisko strāvu.

Audiofilu komutatoriem optisko šķiedru pievieno caur SFP pieslēgvietām — ligzdām, kurās ievieto optisko moduli. Visbiežāk maršrutētāju ar komutatoru savieno ar optisko šķiedru, lai izolētu hi-fi sistēmu no mājas tīkla trokšņa, un pēc tam tīkla atskaņotāju pieslēdz ar īsu vara kabeli. Lai ar optisko šķiedru pieslēgtu pašu atskaņotāju, tam jābūt SFP pieslēgvietai vai jāizmanto optiskās šķiedras–RJ45 pārveidotājs, kuram ir sava barošana un savi traucējumi. SFP moduļi patērē enerģiju un sakarst: to kvalitāte ir tikpat svarīga kā pati optiskās šķiedras klātbūtne.

100 Mb/s vai Gigabit: kāds datu pārraides ātrums vajadzīgs mūzikai

Mūzikai nepieciešams neliels joslas platums. 24 bitu/192 kHz stereo fails tiek pārraidīts ar aptuveni 9 Mb/s ātrumu, un pat DSD512, visprasīgākais formāts, nepārsniedz 50 Mb/s. Ar 100 Mb/s pieslēgvietu pilnīgi pietiek. Daži audiofilu komutatori pat apzināti izmanto 100 Mb/s komutācijas mikroshēmu, kas ir lēnāka un rada mazāku troksni. Citi izvēlas pretēju pieeju ar Gigabit, 2,5 Gb/s vai 10 Gb/s pieslēgvietām optiskajai šķiedrai, pieņemot, ka ātrākām ķēdēm darbībā ir lielāka rezerve.

Izvēle galvenokārt atkarīga no citām ierīcēm, kas pieslēgtas tam pašam komutatoram. NAS, kas veido datoru rezerves kopijas, televizors, kas atskaņo 4K video, vai serveris, kas kopē lielu daudzumu albumu, iegūst no Gigabit savienojuma. Komutatoram, kuram pieslēgts tikai tīkla atskaņotājs, 100 Mb/s nerada nekādus klausīšanās ierobežojumus.

Pieslēgvietu skaits un vieta tīklā

Pirms izvēles jāsaskaita vadu ierīces, kas jāpieslēdz hi-fi sistēmas tuvumā: tīkla atskaņotājs, NAS vai mūzikas serveris, televizors, TV pierīce, spēļu konsole. Viena vai divas brīvas pieslēgvietas atstāj rezervi nākotnei. Audiofilu komutatoru novieto pēc iespējas tuvāk sistēmai kā pēdējo posmu pirms tīkla atskaņotāja: parasts komutators starp abiem no jauna ieviestu troksni, ko cenšamies novērst. Lielākā daļa audiofilu komutatoru ir nepārvaldāmi: tos pieslēdz, un tie darbojas bez jebkādas konfigurēšanas.

Konstrukcija, uzstādīšana un kabeļi

Šo komutatoru korpuss parasti ir izgatavots no bieza metāla, lai ekranētu ķēdes pret radiotraucējumiem un slāpētu vibrācijas. Daži balstās uz vibrāciju izolējošām kājiņām. Uzstādot komutatoru, to vēlams novietot tālāk no impulsu barošanas blokiem, noslogotiem kontaktligzdu sadalītājiem un lieljaudas pastiprinātājiem. Tīkla kabelim starp komutatoru un atskaņotāju jābūt īsam un pienācīgi ekranētam. Tāda pati pieeja attiecas uz elektrotīkla kabeli un kontaktligzdu, kurai komutators pieslēgts: kluss komutators, kas saņem barošanu no trokšņainas līnijas, zaudē daļu sava ieguvuma.

Sagaidāmie uzlabojumi atkarībā no sistēmas

Rezultāts ir atkarīgs no tīkla atskaņotāja. Ierīce, kuras digitālās un analogās pakāpes jau ir labi izolētas, pati izfiltrē lielu daļu trokšņa, un audiofilu komutatora pienesums tajā ir mazāk izteikts. Sistēmā ar augstu izšķirtspēju klausoties parasti iegūst klusāku fonu, skaidrāk saklausāmas zema līmeņa detaļas un stabilāku stereo ainu. Šīs atšķirības ir smalkas salīdzinājumā ar skaļruņu, pastiprinājuma vai telpas akustikas radītajām. Tāpēc audiofilu komutators ir noslēdzošā uzlabojuma posms: tas noder tad, kad avots, pastiprinātājs un skaļruņi jau ir atbilstošā līmenī, nevis to vietā.