Audiofilské ethernetové přepínače

Úloha přepínače v sestavě pro streamování

Přepínač je síťovou obdobou prodlužovacího přívodu s více zásuvkami. Internetový router má málo portů a málokdy se nachází poblíž hi-fi stolku. Vede od něj proto jediný kabel do přepínače, který pak rozděluje připojení k síťovému přehrávači, NAS (síťovému pevnému disku, na kterém je uložena hudební knihovna), televizoru nebo konzoli. Ve většině domácností tuto úlohu plní malá počítačová krabička za pár eur, napájená levným síťovým adaptérem.

Hudební data dorazí neporušená bez ohledu na přepínač: protokol Ethernet detekuje chyby a znovu si vyžádá poškozené pakety, takže se cestou nezmění ani jediný bit. Podstata problému je jinde. Měděný síťový kabel přenáší také vysokofrekvenční elektrické rušení a tento šum se dostává až do síťového přehrávače, kde může pronikat do analogových obvodů převodníku. Audiofilský přepínač tedy nemění hudbu, ale působí na to, co se přenáší spolu s ní.

Proč je počítačový přepínač v hi-fi problémem

Stolní přepínač je navržen s ohledem na přenosovou rychlost a cenu a jeho elektrický šum není prioritou. Jeho spínaný napájecí adaptér spíná proud s vysokou frekvencí, aby zůstal kompaktní a levný, a část tohoto spínání se projevuje v obvodech a kabelech. Jeho krystalový oscilátor, který řídí časování odesílání dat, je základní součástkou. V počítačové síti nemá nic z toho viditelný dopad. Tentýž přepínač připojený měděným kabelem ke špičkovému síťovému přehrávači se však stává zdrojem rušení umístěným těsně před digitálně-analogovým převodem.

Lineární napájecí zdroj pro omezení šumu

Napájení je první oblastí, které se u audiofilského přepínače věnuje zvláštní péče. Lineární napájecí zdroj snižuje síťové napětí transformátorem, poté je usměrňuje a stabilizuje bez vysokofrekvenčního spínání. Je těžší, více se zahřívá a stojí více, ale jeho zbytkový šum je výrazně nižší. Podle modelu je zabudován do šasi nebo dodáván v externí skříňce. Nejpropracovanější modely oddělují několik napájecích zdrojů, jeden pro hodiny a další pro porty, aby jeden obvod nerušil sousední. Některé základní přepínače umožňují připojení samostatně prodávaného externího lineárního zdroje, což umožňuje postupné vylepšování.

Přesné hodiny a jitter

Jitter označuje drobné nepravidelnosti v časování digitálního signálu. Audiofilské přepínače jej omezují nahrazením standardního oscilátoru stabilnějšími hodinami: TCXO (teplotně kompenzovaný krystalový oscilátor) nebo OCXO, krystalový oscilátor uzavřený v malé komoře vyhřívané na stálou teplotu. Vstup pro externí hodiny s frekvencí 10 MHz na konektoru BNC umožňuje u některých modelů synchronizovat přepínač s hlavními hodinami společnými pro více zařízení.

Síťový přehrávač ukládá přijatá data do vyrovnávací paměti a poté je načítá v rytmu vlastních hodin. Hodiny přepínače tedy převod přímo neřídí. Jejich vliv se týká obvodů samotného přepínače: stabilní hodiny vytvářejí slabší spínací šum s užším frekvenčním rozsahem a právě tento šum se může po kabelu dostat až do přehrávače. Hodiny OCXO potřebují k dosažení stability několik desítek minut zahřívání: audiofilský přepínač se proto nechává trvale zapnutý.

Optické vlákno a galvanické oddělení

Dvě zařízení propojená měděným kabelem sdílejí elektrické spojení a touto cestou se šíří šum. Galvanické oddělení toto spojení přerušuje: mezi zařízeními již neprochází žádný proud, čímž se odstraňují také zemní smyčky způsobující brum a rušení. Optické vlákno je nejradikálnějším způsobem, jak toho dosáhnout, protože přenáší světlo, nikoli proud.

Audiofilské přepínače přijímají optické vlákno prostřednictvím portů SFP, slotů, do nichž se vkládá optický modul. Nejčastějším použitím je propojení routeru s přepínačem optickým vláknem, které izoluje hi-fi sestavu od šumu domácí sítě, a následné připojení síťového přehrávače krátkým měděným kabelem. Připojení samotného přehrávače optickým vláknem předpokládá, že má port SFP, nebo vyžaduje převodník z optického vlákna na RJ45, který má vlastní napájení a vlastní rušení. Moduly SFP spotřebovávají energii a zahřívají se: jejich kvalita je stejně důležitá jako přítomnost optického vlákna.

100 Mb/s nebo Gigabit: jaká rychlost je potřeba pro hudbu

Hudba vyžaduje malou šířku pásma. Stereofonní soubor s rozlišením 24 bitů/192 kHz se přenáší rychlostí přibližně 9 Mb/s a i DSD512, nejnáročnější formát, zůstává pod 50 Mb/s. Port 100 Mb/s bohatě stačí. Některé audiofilské přepínače ostatně záměrně používají pomalejší a méně hlučný přepínací čip 100 Mb/s. Jiné volí opačný přístup s gigabitovými porty, porty 2,5 Gb/s nebo 10 Gb/s pro optické vlákno a vycházejí z předpokladu, že rychlé obvody pracují s větší rezervou.

Volba závisí především na ostatních zařízeních připojených ke stejnému přepínači. NAS zálohující počítače, televizor přehrávající video ve 4K nebo server hromadně kopírující alba využijí výhody gigabitového připojení. U přepínače, který připojuje pouze síťový přehrávač, nepředstavuje 100 Mb/s pro poslech žádné omezení.

Počet portů a umístění v síti

Před výběrem je třeba spočítat kabelově připojená zařízení v blízkosti hi-fi sestavy: síťový přehrávač, NAS nebo hudební server, televizor, televizní přijímač, konzoli. Jeden či dva volné porty ponechají rezervu do budoucna. Audiofilský přepínač se umisťuje co nejblíže sestavě jako poslední článek před síťovým přehrávačem: běžný přepínač vložený mezi ně by znovu vnesl šum, kterého se snažíme zbavit. Naprostá většina audiofilských přepínačů je nespravovatelná: stačí je zapojit a fungují bez jakéhokoli nastavování.

Konstrukce, instalace a kabely

Šasi těchto přepínačů bývá vyrobeno ze silného kovu, aby stínilo obvody proti rádiovému rušení a tlumilo vibrace. Některé stojí na izolačních nožkách. Při instalaci je vhodné umístit přepínač dále od spínaných zdrojů, zatížených zásuvkových lišt a výkonných zesilovačů. Síťový kabel mezi přepínačem a přehrávačem by měl být krátký a řádně stíněný. Stejná úvaha platí pro napájecí kabel a zásuvku, do níž je přepínač zapojen: tichý přepínač napájený z vedení s vysokým rušením ztrácí část svého přínosu.

Očekávané přínosy podle sestavy

Výsledek závisí na síťovém přehrávači. Zařízení, jehož digitální a analogové stupně jsou již dobře oddělené, samo odfiltruje značnou část šumu a přínos audiofilského přepínače je u něj méně výrazný. U sestavy s vysokou rozlišovací schopností přináší poslech zpravidla tišší pozadí, zřetelnější tiché detaily a stabilnější stereofonní obraz. Tyto rozdíly zůstávají jemné ve srovnání s vlivem reprosoustav, zesilovačů nebo akustiky místnosti. Audiofilský přepínač je tedy článkem pro finální doladění: přichází na řadu, až když jsou zdroj, zesilovač a reprosoustavy na odpovídající úrovni, nikoli místo nich.