Dezember 2019 von Gert Redlich - Vorweg gesagt, es gibt tausende von Schnittstellen und Interfaces - angefangen hatte es bei der frühen Sprachübertragung, der Telefontechnik, später dann bei der Radio- und Schallplatten- Tontechnik, bei den ersten uralten Radio-Sendern und den Empfängern, den urigen Radios, und dann in der deutlich komplexeren Fernsehtechnik.

Dem Faß den Boden ausgeschlagen hatte dann die alte und die moderne Computertechnik mit einer fast unüberschaubaren Anzahl von Schnittstellen. Unser Thema verzweigt in die professionelle Rundfunk- und Studiotechnik und später in die Hifi-Technik - dort tat sich auch eine Menge.
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Zwei Projekte beschäftigen mich schon seit einer Weile. Es fing bereits weit vorher an, daß ich Qualiätsunterschiede von Audio-Aufnahmen nur in sehr gut ausgestatteten Tonstudios hieb- und stichfest vorgeführt bekam bzw. mir selbst vorführen konnte. Das hat sich mit der Computertechnik völlig verändert.

Zu meiner "Tonbandzeit" der 1970er Jahre hatten wir doch nur die Schallplatten und den UKW-Rundfunk als beste Quellen. Eine Platte auf ein Band kopiert oder auf eine CD gebrannt erbrachte nachweisbar : es wurde nicht besser und auch nicht hörbar schlechter. Denn diese für uns verfügbaren Quellen waren bereits mehr oder weniger deutlich unterhalb den qualitativen Möglichkeiten der damals besten Geräte.

Als die ersten SACDs und die entsprechenden Abspieler auf den Markt kamen, stellten auch die hartgesottensten Analog-Verfechter fest (jedenfalls bei den professionellen Tonmeistern - also nicht bei den Hobbyisten und bei den AAA-Gläubigen), es gibt da "etwas" oberhalb der CD-Qualität.

Und in den ganz neuen digitalen Studios gibt es darüber hinaus sogar noch etwas mehr an technischer und klanglicher Perfektion. Und mit einem der besten Kopfhörer abgehört, lauscht man erstaunlichen Feinheiten in der akustischen Musik, die man früher nie gehört hatte. Die waren nämlich einfach nicht da.
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So kam ich auf die Idee, die uns übergebenen sowie die geschenkten damaligen 8-Spur Life-Aufnahmen zweier klassischer Konzerte - auf einer 38er Fostex (sowie einer TASCAM) Bandmaschine aufgenommen - zu digitalisieren. Die müssten aber auf Stereo abgemischt werden und in einem hochauflösenden sogenannten Stream gespeichert werden, den nahezu jeder abspielen können sollte. Eine 60.- Euro Soundkarte kann inzwischen 96kHz/24 Bit Wave-Dateien erstaunlich präzise umwandeln und problemlos abspielen.
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Weiterhin wäre es mit dieser nunmehr erschwinglichen modernen Abspieltechnik möglich, solch edle Quellen auf eine Compact Cassette aufzunehmen  - mit den bestmöglichen 3-Kopf- Recordern natürlich (wir haben ein ganzes Regal voll) und in 5 Sekunden Schnipseln - jeweils das Original (Vorband) und dann das CC-Magnetband ("Hinterband") direkt hintereinander zu präsentieren.

Wir hatten übrigens von unserem "Mr. AGFA" eine riesen Menge von teuersten und funkel nagel neuen Edelkassetten aller Hersteller und aller Technologien "geerbt", mehr als 2.000 Stück.
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Als zweite Aufgabe kam es mir in den Sinn, die von Karl Breh geerbten raren und seltenen Quadro Demo Platten (er wurde damals als Chefrdakteur der Hifi-Stereophonie damit bemustert) in einen 4-Kanal Wave zu wandeln und damit auch Jedermannn diese damals 1971 bis 76 anfänglich gewaltig beworbene und dann gefloppte analoge Quadrotechnik zur eigenen Beurteilung zur Verfügung zu stellen.
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Es stellte sich deshalb die Frage, wie präsentiere ich diese "gerichtsfesten" Quadro-Qualitäten mit 4 Kanälen so, daß sie fast jeder mit einer handelsüblichen (5+1 oder besser) Soundkarte abhören können müsste, also welches Dateiformat wäre sinnvoll und vor allem, wie bekomme ich die 2- Kanal und 4- Kanal Aufnahmen in einen digitalen Stream rein.
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S/PDIF steht für "Sony/Philips Digital Interface" und ist ein Schnittstellen Standard, der Anfang der 1980er Jahre im Rahmen der Audio-CD entwickelt wurde. S/PDIF basiert auf der damaligen Inkarnation des AES/EBU Standards, die heute als AES3 bezeichnet wird.

Besonders in günstigen Interfaces ist diese Schnittstelle sehr häufig zu finden. Beide Formate unterscheiden sich fast ausschließlich durch die verwendeten Anschlüsse und sind (unter Verwendung entsprechender Adapter) weitestgehend untereinander kompatibel. Während S/PDIF entweder mit optischen Toslink- oder koaxialen Cinch-Kabeln arbeitet, setzt AES3 auf höherwertige XLR-Verbindungen.

Beide Schnittstellen können verschiedene Audioformate übertragen. Die wichtigsten darunter sind die der Audio CD (44,1 kHz, 16 Bit, Stereo) sowie die Formate der DVD (48kHz, 16 Bit, Stereo). Theoretisch sind 2 kanalige Stereo-Spuren mit bis zu 96 kHz und 24 Bit möglich. Diese werden aber nicht von allen Geräten erkannt.

Bei S/PDIF und AES3 handelt es sich um unidirektionale Standards, das bedeutet, daß Signale pro Kabel immer nur in eine Richtung übertragen werden können. Geräte mit diesen Standards verfügen daher gewöhnlich sowohl über eine Eingangs- als auch über eine Ausgangsbuchse.

S/PDIF "kann" in der Regel nur 2 kanaliges Stereo - wenn nicht ......

Eine (ganz seltene) Besonderheit von S/PDIF gegenüber AES3 ist die Möglichkeit, auch Sourround-Formate zu übertragen. Die erhöhte Zahl der Kanäle wird dabei durch deren verlustbehaftete Datenkompression erreicht. Verstanden wird ein solches Signal aber in der Regel nur von extra dafür vorgesehenen Sourround-Verstärkern.
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Als Anschlüsse werden bei MADI entweder koaxiale BNC-Kabel oder optische FDDI-Kabel verwendet. Auch bei MADI handelt es sich um ein unidirektionales Protokoll. Es muss also für Ein- und Ausgänge jeweils ein separates Kabel verwendet werden.

Anmerkung : FDDI Kabel sind inzwischen fast nicht mehr erhältlich, weil diese Übertragungstechnik in der weltweiten Vernetzung durch Gigabit (Dark Fiber) über Glasfaser abgelöst wurde.
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Das TASCAM Digital Interface (TDIF) ist eine spezielle Daten-Schnittstelle, die von TASCAM als Duplizier-Interface für das direkte Überspielen zwischen (anfänglich nur den eigenen) digitalen Bandrecordern entwickelt wurde (zum Beispiel mit dem DA-38 basierend auf High-8-Video-Kassetten).

Es können gleichzeitig acht digitale Kanäle bidirektional übertragen werden. Im Gegensatz zum ADAT-Format wird für die Hin- und Rückleitung nur speziell konfiguriertes aber sonst ganz normales 25-poliges D-Sub-(Computer-) Kabel benötigt.

Die Daten werden getrennt vom Takt übertragen. Da die Informationen nicht kanalcodiert sind, können die Kabel nur maximal wenige Meter lang sein.

Übertragen werden die Daten seriell mit maximal 24 Bit/48 kHz auf acht Aus- und acht Eingangskanälen (TDIF 1 Standard). Mit Version 1.1 wurde ein Paritätsbit eingeführt, und seit dem TDIF-2-Standard ist es auch möglich, bei reduzierter Kanalzahl eine höhere Datenrate zu nutzen (96 kHz/4 Kanäle, 192 kHz/2 Kanäle).

Die Synchronisation erfolgt entweder intern per L/R Clock, oder mit separatem Kabel extern per "WordClock", da diese Taktinformationen (im Gegensatz zu den meisten Digitalformaten) hier nicht im Kabel mitgeführt wird.

Die L/R Clock legt fest, ob ein Signal für den linken oder den rechten Kanal bestimmt ist. Dieses Signal hat dieselbe Frequenz wie Abtastrate (hier z. B. 48 kHz).

Ein gravierender Nachteil der TDIF-Schnittstelle ist die gewählte Art der elektrischen Anpassung. Während praktisch alle anderen digitalen Audio-Schnittstellen wie AES/EBU (AES-3 und EBU Tech. 3250-E), S/PDIF und MADI Leistungsanpassung mit gleichen Impedanzen auf Seite der Quelle und Senke verwenden (75 Ohm oder 110 Ohm), arbeitet TDIF mit Spannungsanpassung.

Die Quelle hat bei TDIF etwa 50 Ohm (Ausgangswiderstand), das Ziel hat etwa 140 Ohm (Eingangs-) Impedanz, was vor allem bei längeren Leitungen (> 5m) zu Reflexionen und Störungen der Signalübertragung führt. In der analogen Studiotechnik wurde bereits vor 1930 das Prinzip der angepaßt abgeschlossenen 600 Ohm Leitung mit nahezu unbeschränkter Länge eingeführt.

Das TDIF-Format konnte sich im Audiobereich bis heute kaum gegen das ADAT-Format der amerikanischen Firma Alesis durchsetzen, neben TASCAM finden sich nur wenige Anbieter von Geräten mit dieser Schnittstelle; Beispiele: Soundscape, Otari, Apogee, RME, Motu, Yamaha, Sony, Digidesign.

Da auch digitale Bandrecorder heutzutage kaum noch genutzt werden, hat sich der Einsatz der TDIF-Schnittstelle auf digitale Mischpulte, Soundkarten und Audiowandler verlagert.

Die allermeisten TDIFF (Zusatz-) Geräte haben dazu auch einen optischen Ein- und Ausgang, der aber immer nur 2 Kanäle gleichzeitig ausgeben kann. Es ist auf jeden Fall reichlich komplex.
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In den obigen Absätzen kommt öfter das extrem wichtige Attribut "phasensynchron" vor. Als die ersten PCM Aufnahmen von den Japanern von Japan Nippon Columbia (JVC) ab etwa 1978/79 auf Videoband gemacht wurden, wurden die digitalen Audiodaten fragmentiert (gestückelt) in die einzelnen NTSC oder PAL Videobilder "gepackt". Und dabei wurden die beiden Kanäle immer sequentiell abwechselnd gespeichert - eben Bild für Bild.

Anmerkung : Leider falsch. 6 Datenblöcke werden immer als 3er Gruppe paarweise in einer Spur abgelegt, sodaß sich nur eine sehr sehr kleine Verzögerung für den linken Kanal ergibt.

Der klitze kleine Zeitverzug (Unterschied) vom rechten zum linken Kanal war hörpsychologisch unbedeutend. Also bei Stereo hatte es "hinreichend" funktioniert. Das Ergebnis der ersten 2-kanaligen Digitalaufnahmen war außergewöhnlich beeindruckend. Die Vorführungen auf den AES Kongressen und den Tonmeistertagungen waren überwältigend.

Doch bei 4 und mehr Kanälen funktionierte dieses Video-Zeilen- bzw. Spuren-Konstrukt mit dem Videorecorder bereits nicht mehr. Hat der Tonmeister eine (echte) analoge oder digitale Mehrspur-Magnetbandmaschine mit 1/2", 1" oder gar 2" Band, so werden die 4 oder 8 oder 16 oder sogar 32 (analogen) Kanäle absolut gleichzeitig aufgenommen und auch (weitgehend !!) "phasensynchron" wiedergegeben.

Wird eine (vorher aufgezeichnete) 16 kanalige Musik nachträglich mit weiteren Instrumenten und Gesang oder Gesängen ergänzt, hat das auf die "zeitrichtige" Wiedergabe nahezu keine Auswirkungen. Würde solch ein Mehrkanal PCM- Konstrukt mit solcher Videorecorder- Technik abgespielt, müsste der erste Datenblock so lange digital gespeichert bleiben, bis der letzte Datenblock vom Recorder da ist. Wie gesagt, das war bei dieser Technologie mit vernünftigem Aufwand nicht machbar. Auch ist dieser Zeitunterschied nicht mehr synchronisierbar.
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Darum wird bei den mehrkanaligen Interfaces und den Schnittstellen so viel Betonung und so viel Wert auf "phasensynchron" (= zeitrichtig) gelegt.
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