Аудиофилски Ethernet суичове

Ролята на комутатора в стрийминг система

Комутаторът е разклонителят на мрежата. Интернет рутерът има малко портове и рядко се намира близо до шкафа с hi-fi оборудването. Затова от него тръгва един-единствен кабел към комутатора, който след това разпределя връзката към мрежовия плейър, NAS устройството (мрежов твърд диск, който съхранява музикалната библиотека), телевизора или конзолата. В повечето домакинства тази роля се изпълнява от малко компютърно устройство за няколко евро, захранвано от нискокачествен мрежов адаптер.

Музикалните данни пристигат непокътнати, независимо от комутатора: протоколът Ethernet открива грешките и изисква повторно повредените пакети, а по пътя не се променя нито един бит. Проблемът е другаде. Медният мрежов кабел пренася и високочестотни електрически смущения, а този шум достига до мрежовия плейър, където може да се смеси с аналоговите схеми за преобразуване. Следователно аудиофилският комутатор не променя музиката, а въздейства върху онова, което пътува заедно с нея.

Защо компютърният комутатор създава проблеми в hi-fi системата

Настолният комутатор е проектиран с оглед на скоростта и цената, а електрическият му шум не е приоритет. Импулсният му захранващ адаптер превключва тока с висока честота, за да остане компактен и евтин, а част от тези превключвания се пренася върху схемите и кабелите. Кварцовият му осцилатор, който задава ритъма на изпращане на данните, е компонент от начален клас. В компютърна мрежа нищо от това няма видим ефект. Свързан чрез меден кабел към мрежов плейър от висок клас, същият комутатор се превръща в източник на смущения, разположен непосредствено преди цифрово-аналоговото преобразуване.

Линейно захранване за ограничаване на шума

Захранването е първият елемент, на който се обръща специално внимание в аудиофилския комутатор. Линейното захранване понижава мрежовото напрежение чрез трансформатор, след което го изправя и стабилизира без високочестотно превключване. То е по-тежко, загрява повече и струва по-скъпо, но остатъчният му шум е значително по-нисък. В зависимост от модела то е вградено в корпуса или се предоставя като външен блок. Най-усъвършенстваните модели разделят захранването на няколко блока — един за тактовия генератор и други за портовете, така че една схема да не внася смущения в съседната. Някои комутатори от начален клас позволяват свързване на външно линейно захранване, продавано отделно, което дава възможност за поетапно надграждане.

Прецизен тактов генератор и джитер

Джитерът (jitter на английски) означава малките неравномерности в тактуването на цифров сигнал. За да го намалят, аудиофилските комутатори заменят стандартния осцилатор с по-стабилен тактов генератор: TCXO (температурно компенсиран кварцов осцилатор) или OCXO — кварцов осцилатор, затворен в малка камера, поддържана чрез нагряване на постоянна температура. Вход за външен тактов сигнал от 10 MHz с BNC конектор позволява при някои модели комутаторът да се синхронизира с главен тактов генератор, общ за няколко устройства.

Мрежовият плейър съхранява получените данни в буферна памет, след което ги прочита с ритъма на собствения си тактов генератор. Следователно тактовият генератор на комутатора не управлява пряко преобразуването. Неговото въздействие е върху схемите на самия комутатор: стабилният тактов генератор създава по-слаб шум от превключване с по-тесен честотен обхват и именно този шум може да се пренесе по кабела до плейъра. Тактовият генератор OCXO изисква няколко десетки минути загряване, преди да достигне стабилност: затова аудиофилският комутатор се оставя постоянно включен.

Оптична връзка и галванична изолация

Две устройства, свързани с меден кабел, споделят електрическа връзка и шумът се разпространява по този път. Галваничната изолация прекъсва тази връзка: токът вече не преминава от едното устройство към другото, което премахва и заземителните контури, причиняващи брум и смущения. Оптичната връзка е най-радикалният начин да се постигне това, тъй като пренася светлина, а не електрически ток.

Аудиофилските комутатори приемат оптичната връзка чрез SFP портове — гнезда, в които се поставя оптичен модул. Най-честата употреба е рутерът да се свърже с комутатора по оптичен кабел, за да се изолира hi-fi системата от шума на домашната мрежа, а след това мрежовият плейър да се свърже чрез къс меден кабел. Свързването на самия плейър по оптичен кабел предполага той да има SFP порт или връзката да преминава през преобразувател от оптична връзка към RJ45, който има собствено захранване и собствени смущения. SFP модулите консумират енергия и загряват: качеството им е също толкова важно, колкото наличието на оптична връзка.

100 Mb/s или Gigabit: каква скорост е нужна за музика

Музиката изисква малка пропускателна способност. Стереофайл с 24 бита/192 kHz се пренася със скорост около 9 Mb/s и дори DSD512, най-взискателният формат, остава под 50 Mb/s. Порт със скорост 100 Mb/s е напълно достатъчен. Някои аудиофилски комутатори дори умишлено използват комутационен чип със скорост 100 Mb/s, който е по-бавен и създава по-малко шум. Други избират обратния подход с Gigabit портове, 2,5 Gb/s или 10 Gb/s за оптичната връзка, изхождайки от принципа, че бързите схеми работят с по-голям резерв.

Изборът зависи най-вече от другите устройства, свързани към същия комутатор. NAS устройство, което архивира компютри, телевизор, който възпроизвежда 4K видео, или сървър, който копира големи количества албуми, се възползват от Gigabit. За комутатор, към който е свързан само мрежовият плейър, скоростта от 100 Mb/s не налага никакви ограничения при слушане.

Брой портове и място в мрежата

Преди избора трябва да се преброят кабелните устройства, които ще се свързват близо до hi-fi системата: мрежов плейър, NAS устройство или музикален сървър, телевизор, телевизионен приемник, конзола. Предвиждането на един или два свободни порта оставя резерв за бъдещето. Аудиофилският комутатор се поставя възможно най-близо до системата, като последно звено преди мрежовия плейър: обикновен комутатор, поставен между тях, би внесъл отново шума, който се стремим да отстраним. По-голямата част от аудиофилските комутатори са неуправляеми: свързват се и работят без никакви настройки.

Конструкция, инсталиране и кабели

Корпусът на тези комутатори обикновено е от дебел метал, за да екранира схемите от радиосмущения и да поглъща вибрациите. Някои са поставени върху виброизолиращи крачета. При инсталиране е по-добре комутаторът да се държи далеч от импулсни захранвания, натоварени разклонители и мощни усилватели. Мрежовият кабел между комутатора и плейъра трябва да бъде къс и добре екраниран. Захранващият кабел и контактът, към който е включен комутаторът, са част от същата логика: тих комутатор, захранван от линия с шум, губи част от смисъла си.

Очаквани подобрения според системата

Резултатът зависи от мрежовия плейър. Устройство, чиито цифрови и аналогови стъпала вече са добре изолирани, само филтрира голяма част от шума и приносът на аудиофилския комутатор при него е по-незабележим. При система с висока разделителна способност слушането обикновено печели по-тих фон, по-ясно откроени тихи детайли и по-стабилен стереообраз. Тези разлики остават фини в сравнение с разликите при тонколоните, усилването или акустиката на помещението. Следователно аудиофилският комутатор е звено за финално доусъвършенстване: той идва, след като източникът, усилвателят и тонколоните са на ниво, а не вместо тях.