Toslink-Reichweite

Im Forum taucht öfter die Frage auf wie weit man mit einer optischen Kabelverbindung nach Toslink-Standard kommt. Die Antworten scheinen oft widersprüchlich zu sein. Ich will das hier hoffentlich in genügendem Detail beantworten.

Wer mit einer sehr einfachen Antwort zufrieden ist, dem sei gesagt daß es bis 5m auf jeden Fall funktionieren müßte, darüber funktioniert es in der Praxis meistens, aber man ist streng genommen jenseits der Norm und daher auch von der Qualität der Komponenten abhängig.

Aber im Einzelnen:

Die relevante Norm ist die IEC60958-1. Hier findet man die Anforderungen an Sender, Empfänger und Kabel. Hier die wesentlichen Daten:

Faserdurchmesser: 1 mm
Wellenlänge des Lichts: 660 nm
Spektralbreite: 25 nm
Senderleistung: -15 bis -21 dBm
Leistungsbereich des Empfängers: -15 bis -27 dBm (ältere Empfänger gehen nur bis -24 dBm)

Daraus folgt daß im schlechtesten Fall für die Übertragungsstrecke eine Dämpfung von 6 dB zusammenkommen darf, bei älteren Empfängern bis 3 dB. Wenn der Sender stärker als das Minimum ist, oder der Empfänger empfindlicher als nötig, dann darf es auch entsprechend mehr sein.

Die Dämpfung der Übertragungsstrecke besteht aus der Dämpfung der optischen Faser, und aus den Verlusten beim Ein- und Auskoppeln des Lichts im jeweiligen Stecker.

Typische Lichtleiter wie man sie in einem Toslink-Kabel findet haben eine Dämpfung von etwa 0,4 dB pro Meter. Gäbe es beim Ein- und Auskoppeln keinen Verlust, so würde also ein solches Kabel für mindestens 7,5 Meter reichen, bei neueren Empfängern sogar 15 Meter. Die Angabe von 5 Metern ist etwas konservativ und berücksichtigt daß das Kabel etwas mehr dämpfen könnte, oder daß es etwas Verlust beim Ein- und Auskoppeln gibt.

Es gibt allerdings auch Lichtleiter, die bei der benutzten Wellenlänge weniger dämpfen. Ohne das Material grundlegend zu ändern kommt man bis unter 0,2 dB pro Meter herunter, noch bessere Werte brauchen ganz andere Materialien für die Faser, was auch größere Schwierigkeiten bei der Kabelkonfektion mit sich bringt.

Aber auch mit 0,2 dB Dämpfung kommt man ja schon doppelt so weit wie mit einem normalen Kabel, was zusammen mit neueren Empfängern bereits an die 30 Meter heranreicht. Das Problem ist dann eher, ein Kabel entsprechender Länge im Handel zu finden.

Wer die Reichweite maximieren will sollte allerdings nicht bloß auf die Kabeldämpfung achten. Es gibt einige weitere Faktoren, die hier hinein spielen und daher berücksichtigt werden wollen.

Um die Verluste beim Ein- und Auskoppeln zu minimieren sollte man dafür sorgen daß kein Staub oder Dreck in den Lichtweg gerät. Unbenutzte Sockel sollten also verschlossen werden, damit da nichts reinkommt. Falls schon Staub drin ist kann man versuchen ihn herauszublasen. Mit Druckluft, nicht dem Mund, denn Speichel hat ebenfalls nichts drin zu suchen.

Das Faserende sollte unverkratzt und sauber sein. Unbenutzte Kabel sollten in dieser Hinsicht ebenfalls geschützt werden. Manche haben kleine Schutzkappen dafür, die man natürlich abziehen muß bevor man das Kabel verwendet.

Das Kabel muß ganz eingesteckt und eingerastet sein. Die mechanischen Toleranzen sind leider etwas lasch definiert, so daß der Stecker nicht immer ganz spielfrei sitzt. Zudem muß das Faserende mit dem Ende des Röhrchens im Stecker fluchten. Manchmal kommt es vor daß sich die Faser etwas zurückgezogen hat, und das ist schlecht.

Signalsplitter, die ein Lichtsignal auf zwei Wege aufspalten, führen übrigens grundsätzlich zu einer Dämpfung von mehr als 3 dB, sie dämpfen also mehr als 8 Meter normales Kabel, und vernichten damit bereits den größten Teil des verfügbaren "Dämpfungsbudgets". Das geht also öfter mal nicht gut. Ich rate von so etwas ab.

Auch optische Umschalter, mit denen man mehrere Signale auf mechanischem Weg umschalten kann, haben eine Dämpfung, wenn sie gut konstruiert sind ist die aber kleiner. Auch das ist aber ein eher zweifelhaftes Zubehörteil, zumal die mechanische Präzision und niedrige Dämpfung auch nach ein paar Betätigungen und nach einiger Zeit noch gegeben sein sollten.

Sogar einfache Zwischenstecker oder Adapter machen Verluste, erst recht wenn Dreck drin ist oder die Passung ungenau ist. Für die beste Reichweite sollte man also auf solche Dinge grundsätzlich verzichten, und ein durchgehendes Kabel der entsprechenden Länge benutzen. Wenn das Material und die Bedingungen gut sind kann man so, wie wir nun wissen, auf 30 Meter oder sogar mehr kommen.

Dicke und schwere Metallstecker, womöglich sogar vergoldet, nutzen übrigens überhaupt nichts. Sie können sogar kontraproduktiv sein wenn sie den Sockel mechanisch zu stark belasten und dadurch die Passung verschlechtern.

Ein dickeres Kabel kann sinnvoll sein wenn es besser verhindert, daß Knickschäden an der Faser entstehen. Die Faser selbst wird dabei nicht dicker sein, sie wird nur besser gepolstert. Eine Knickstelle an der Faser ruiniert die Dämpfung nachhaltig, und ist nicht zu reparieren. Ist ein Kabel einmal zu sehr geknickt worden, gehört es in den Müll. Biegeradien sollten nicht enger als 25 mm sein. Die Verlegung um Ecken ist also nicht so gut möglich, und aufpassen muß man auch an der Stelle wo die Faser aus dem Stecker kommt. Einmal das Gerät zu sehr gegen die Rückwand geschoben kann bereits das Ende des Kabels sein.

Wenn man diese Punkte beachtet funktioniert die Toslink-Verbindung auch für längere Distanzen gut, und sie hat den Vorteil daß sie weder Brummschleifen erzeugen kann noch sich von irgendwelchen elektrischen Störungen beeinflussen läßt. So lange die Dämpfung im erlaubten Rahmen bleibt ist die Verbindung auch zuverlässig und klanglich neutral, und es bestehen auch keine Gründe, sich wegen des angeblichen Jitters Sorgen zu machen. Richtig eingesetzt, überwiegen meiner Ansicht nach die Vorteile über die Nachteile.

Es gibt keinen Grund, für ein Kabel mehr als ein paar Euro auszugeben, es sei denn man braucht besonders niedrige Dämpfung, oder besondere mechanische Robustheit, was Sonderkonstruktionen erfordert. Die Plastik-Lichtleiter-Technologie, die hier verwendet wird, ist eine ausdrückliche Low-Cost-Technologie, bei der die Produktionskosten sehr niedrig und die Konfektionierung einfach sind. Höhere Preise nutzen hier nur dem Verkäufer, klanglich kann man dadurch nichts herausholen.