Audiofile Ethernet-svitsjer

Slik fungerer en audiofil nettverkssvitsj

I de fleste boliger står internettruteren langt fra hi-fi-møbelet og har bare noen få kontakter. Svitsjen er Ethernet-kablingens grenuttak: Én enkelt kabel kommer fra ruteren, og svitsjen brukes til å koble til flere enheter, som nettverksspilleren, NAS-en (nettverksharddisken som lagrer musikkbiblioteket), lydserveren, TV-en eller spillkonsollen.

Selve dataoverføringen er ikke utsatt. Ethernet-protokollen kontrollerer hver pakke og ber om å få tilsendt skadede pakker på nytt: Det oppstår ikke noe signaltap, og en musikkfil når lydkilden identisk med originalen, uansett hvilken svitsj den har passert. En audiofil nettverkssvitsj virker et annet sted, på den høyfrekvente støystrømmen som følger lydtrafikken i kobberkabelen. Disse forstyrrelsene forplanter seg til strømmeenhetens kretser og deretter til konverteringstrinnet, der musikken igjen blir et analogt signal.

Forstyrrelser fra en datasvitsj

En vanlig kontorsvitsj er laget med tanke på overføringshastighet og lavest mulig pris. Den svitsjede strømforsyningen hakker opp strømmen ved høy frekvens for å holde størrelse og vekt nede, og noe av denne svitsjestøyen havner på jord i de tilkoblede enhetene. Kvartsoscillatoren, som styrer takten i pakketrafikken, er en standardkomponent som er følsom for temperaturvariasjoner. Aktivitetslampene blinker ustanselig og bidrar med sine egne forstyrrelser.

I et datanettverk har ingen av disse svakhetene noen betydning. Når den samme boksen kobles til noen få centimeter fra en avspillingsenhet, blir den en støykilde rett før digital-til-analog-konverteringen. En audiofil hi-fi-svitsj overtar funksjonen til denne boksen uten å endre noe ved Ethernet-standarden, og er nøye utformet på hvert av de tekniske punktene som skaper eller overfører disse forstyrrelsene.

Strømforsyning med lav støy og redusert bakgrunnsstøy

Strømforsyningen er det første området som forbedres. En lineær strømforsyning senker nettspenningen med en transformator og likeretter, filtrerer og regulerer den deretter uten svitsjing. Den er tyngre, større og mindre effektiv enn en svitsjet strømforsyning, men etterlater langt mindre reststøy. De mest påkostede modellene har flere separate strømforsyningstrinn, ett for oscillatoren og andre for svitsjingen og kontaktene, slik at én krets ikke forstyrrer nabokretsen.

Enkelte kompakte audiofile svitsjer får strøm gjennom en ekstern strømtilkobling. De fungerer med den medfølgende strømforsyningen og kan senere brukes med en separat lineær strømforsyning som ekstrautstyr, slik at anlegget kan oppgraderes trinnvis.

→ Se separate strømforsyninger

Presisjonsklokke og redusert jitter

Jitter betegner små uregelmessigheter i taktingen av et digitalt signal. For å redusere dette erstatter en audiofil nettverkssvitsj standardoscillatoren med en mer stabil tidsreferanse: en TCXO, en temperaturkompensert kvartsoscillator, eller en OCXO, en kvartsoscillator som holdes ved konstant temperatur i en ørliten ovn. Enkelte modeller har en ekstern klokkeinngang på 10 MHz med BNC-kontakt, som synkroniserer dem med en hovedklokke som deles med andre enheter.

Den forventede virkningen krever en presisering. Strømmeenheten lagrer mottatte data i et bufferminne og leser dem av i takten til sin egen oscillator: Svitsjens oscillator styrer ikke konverteringen. Fordelen gjelder svitsjens egne kretser, der en stabil takt gjør svitsjestøyen svakere og mer regelmessig, og dermed mindre tilbøyelig til å forplante seg til kilden. En OCXO trenger oppvarmingstid før den når sin nominelle stabilitet, og en audiofil svitsj blir stående på hele tiden.

→ Se referanseklokker

Fiberoptikk, SFP-porter og galvanisk isolasjon

To enheter som er koblet sammen med en Ethernet-kabel av kobber, deler en elektrisk forbindelse som forstyrrelsene følger. Galvanisk isolasjon bryter denne forbindelsen: Det går ikke lenger strøm mellom enhetene, noe som også fjerner jordsløyfer som kan forårsake brumming. RJ45-kontakter har slik isolasjon ved hjelp av små transformatorer, men den slipper gjennom deler av de høye frekvensene. Fiberoptikk går lenger, siden den overfører lys og ikke strøm.

Audiofile svitsjer kobles til fiber via SFP-porter, spor der man setter inn en optisk modul. Det vanligste oppsettet kobler ruteren til svitsjen via en optisk forbindelse med en omformer i den andre enden, og deretter svitsjen til strømmeenheten med en kort RJ45-kabel: Hi-fi-anlegget er da elektrisk atskilt fra resten av huset. Å koble selve kilden til fiber forutsetter at den har en SFP-kontakt. Valget mellom kabler og fiber avhenger derfor av enhetene som er på plass. Optiske moduler utvikler varme og bruker strøm, og kvaliteten deres er ingen bagatell.

Overføringshastighet: 100 Mb/s, gigabit eller mer

Filbasert musikk krever lite båndbredde. En stereostrøm i 24 bit/192 kHz bruker omtrent 9 Mb/s, og DSD512, det mest krevende formatet, holder seg under 50 Mb/s. En forbindelse på 100 Mb/s dekker dermed alle oppløsninger. Enkelte konstruktører velger bevisst en svitsjebrikke begrenset til 100 Mb/s, som er langsommere og støyer mindre. Andre velger gigabit, eller til og med 2,5 eller 10 Gb/s over fiber, ut fra tanken om at raske kretser arbeider med større marginer.

Det riktige valget avhenger av de andre tilkoblede enhetene. En NAS som sikkerhetskopierer datamaskinene i huset, en TV som spiller av 4K-video, eller en server som kopierer store mengder album, har nytte av gigabit. En svitsj som bare betjener hi-fi-anlegget, trenger ingen høyere overføringshastighet.

Antall kontakter og plassering i lydnettverket

Før man velger, er det lurt å telle de kablede enhetene som skal kobles til nær anlegget (strømmeenhet, musikkserver, NAS, TV, TV-boks, spillkonsoll), og deretter legge til én ekstra kontakt. Den audiofile svitsjen plasseres som siste ledd, så nær kilden som mulig: En vanlig svitsj mellom de to ville gjeninnføre forstyrrelsene som er fjernet tidligere i kjeden. Enkelte modeller reserverer noen kontakter for de mest følsomme enhetene, med kraftigere filtrering eller ekstra isolasjon, mens de andre brukes til ruteren og mindre kritisk utstyr.

De fleste audiofile svitsjer er ikke-administrerbare: Ingen konfigurering er nødvendig, de kobles til og fungerer. De erstatter ikke internettruteren, som fortsatt håndterer internettilgang, Wi-Fi og tildeling av adresser. Strømmeenheten må derimot kobles til med kabel, siden en enhet på Wi-Fi ikke har nytte av noen svitsj.

→ Se nettverksspillere

Ethernet-kabling, nettstrøm og optimalisering av anlegget

Svitsjen fungerer i samspill med omgivelsene. RJ45-kabelen som forbinder den med kilden, bør være kort og godt skjermet, og stikkontakten som forsyner den med strøm, er like viktig: En støysvak svitsj koblet til et grenuttak som deles med svitsjede strømforsyninger, mister noe av hensikten. Det er best å holde den unna støyende strømforsyninger og kraftige forsterkere, og plassere den på et stabilt underlag: Disse installasjonsforholdene påvirker resultatet. En nettverksisolator, et lite tilbehør som settes inn på én enkelt kabel, er den enkleste løsningen når bare én enhet skal beskyttes.

Den hørbare gevinsten avhenger av strømmeenheten. En enhet der de digitale og analoge trinnene allerede er godt atskilt, kan selv filtrere bort en stor del av forstyrrelsene, og bidraget fra svitsjen blir beskjedent. I et høyoppløst anlegg får gjengivelsen som regel en stillere bakgrunn, der svake detaljer kommer tydeligere frem, og ofte mer naturlige klangfarger. Disse forskjellene er små sammenlignet med forskjellene fra høyttalere, forsterkning eller romakustikk: Den audiofile Ethernet-svitsjen er et optimaliseringselement som kommer inn når disse elementene er på plass, for å overføre filbasert musikk under best mulige forhold.