Beschadiging van het digitale audio signaal                                                       <laatst bijgewerkt:  2020-12-02>
In het kort:    
Een digitaal  audio signaal kan bij het doorlopen van kabels en digitale opslag- en transportmedia slechts op enkele manieren beschadigd of vervormd worden. Die mogelijkheden (en onmogelijkheden) worden hier besproken.

Verwante onderwerpen:  
A/D en D/A omzetting, SP/Dif,  AES-EBU, TOS-link, Bit-error rate, Redundantie, Error correctie, Jitter    
Beschadiging van een analoog audio signaal

Bij de overdracht van een digitaal audio signaal kan er maar op een paar manieren iets mis gaan
 - Dataverlies, er "vallen bitjes om" of er worden blokken data gemist. Dat manifesteert zich als scherpe tikken en / of ontbrekende stukjes geluid.
 - Jitter. De bitjes komen wel ongeschonden aan op de bestemming, maar niet perfect op tijd. In ernstige gevallen manifesteert zich dit als toegenomen ruis en verlies van detail. Er is een apart hoofdstuk over jitter.
 - Fouten door niet verliesvrije compressie.

Hieronder een uitwerking naar diverse transport en/of opslag media.

Transport:
Bij kabellengtes tot een paar meter gaat er eigenlijk nooit iets fout. Bij zeer lange verbindingen moet je op gaan letten.
SP/Dif, AES-EBU en TOS-Link verbindingen hebben geen foutdetectie mogelijkheid, laat staan foutcorrectie.
USB, TCP-IP en BlueTooth hebben wel foutcorrectie.
 
Coax kabel (SP/Dif)
De gebruikte kabel moet van het coax-type zijn met een karakteristieke impedantie van 75 Ohm. Dit is dezelfde kabel die ook voor TV-antenne e.d. gebruikt wordt en je kunt 'm kopen in de doorsnee bouwmarkt of elektra-winkel. De aansluiting gaat met cinch / RCA / Tulp stekkertjes. Neem een dunne kabel, anders past 'ie niet in de tulpstekkertjes. Het karakteristiek afsluiten gaat vanzelf, alle apparaten die zulke signalen kunnen ontvangen hebben een afsluitweerstand ingebouwd. Het signaal is een blokgolf van een paar MHz (hangt af van samplerate en bit-diepte) en ca. 5 Volt amplitude. Je mag een dergelijke kabel niet aftakken om het signaal ook naar een derde apparaat te voeren. De kabellengte kan zonder probleem 10-tallen meters bedragen. Het gebruik van vergulde connectors voorkomt op de lange termijn corrosie problemen. Het gebruik van speciale (dure) kabels met zilver, goud etc. is onzin.
Tsja, tulpstekkers zijn doorgaans niet perfect 75 Ohm, maar een misaanpassing over een paar cm manifesteert zich pas als je er GigaHerz signalen over stuurt, en dat is hier niet aan de orde.
 
Symmetrisch afgeschermd aderpaar (AES-EBU)
De connector is hier een 3-polig XLR type. In het algemeen kunnen dezelfde kabels gebruikt worden als die voor symmetrisch aangesloten microfoons met XLR aansluiting. (pin 1 = GND, pin 2 en 3 signaal). Het signaal nivo is ca. 5V pp blokgolf, als per RS422 standaard. De kabel moet een karakteristieke impedantie van 110 Ohm te hebben, en is doorgaans niet verkrijgbaar bij de bouwmarkt e.d. Het bitpatroon verschilt in 1 opzicht met dat van Coax en Optisch, er is een bepaald bitje dat vertelt of het AES-EBU dan wel SP/Dif is. Voor zover ik weet wordt dat bitje door alle apparatuur genegeerd.
Wegens de symmetrische overdracht is de kans op storing door aardlussen of andere stoorbronnen geringer dan bij coax. Verder gelden dezelfde regels als bij Coax.
Het lijkt me dat je zonder problemen een CAT5 netwerk kabel kunt gebruiken, neem dan 1 aderpaartje voor het signaal en de overblijvende aders + de evt. afscherming voor de GND verbinding. De polariteit van het signaal doet er niet toe, de codering (modulatie) is polariteits-ongevoelig. 
 
Optisch (TOS-Link)
Hier is het signaal zoals dat bij coax of XLR gebruikt wordt omgezet in lichtflitsjes die via een plastic fiber getransporteerd worden. De fiber heeft een diameter van ca. 1 mm en heeft doorgaans een zwarte mantel. De standaard connectortjes zijn aan beide einden eender (male) en er bestaat ook een miniatuur versie die wat lijkt op de 2.5 mm mini-jacks. Vaak zie je goudkleurige ringen of puntjes aan de connectors, dat is klinklare onzin, want er is geen enkel metalliek contact nodig. De losse standaard connectortjes mogen m.i. niet meer dan een paar kwartjes kosten en de losse fiber misschien een euro de meter. Niettemin worden er luxe uitziende kabels (met veel goudkleur) aangeboden voor tientallen eurie's, die hebben geen enkele meerwaarde voor de geluidskwaliteit, of zelfs maar voor de betrouwbaarheid.
Je kunt zelf eenvoudig een kabel maken als je aan de spullen kunt komen. Het belangrijkste is dat je de fiber met een scherp mes (Stanley-, breek- of scheer-) haaks op de fiber afsnijdt.
Met deze opto verbindingen is de maximale lengte beperkt tot ca. 10 meter. Dat komt doordat het licht via veel verschillende zig-zag-wegen door de fiber kan reflecteren en de lichtpulsjes in de tijd uitgesmeerd raken. Ter vergelijking, de glasvezelverbindingen voor bijv. internet gebruiken een veel dunnere fiber waar het licht maar op 1 manier doorheen kan.
Een fiber verbinding heeft geen last van aardlussen of andere elektromagnetische stoorsignalen. Wel is het signaal dat de lichtsensor (foto transistor) in de ontvanger afgeeft vrij klein, en gevoelig voor ruis, zodat er meer jitter zal ontstaan dan bij een koperverbinding (SP/Dif of XLR) Er is een apart hoofdstuk over jitter.  

USB  
USB verbindingen worden vooral gebruikt als je muziek afspeelt vanuit een computer of media-server, via een externe audio adapter. De kabellengte mag maximaal 5 meter zijn. Externe (USB) afspeel kastjes zijn te prefereren boven de interne geluidskaart van de PC of laptop; in die apparaten heerst meestal een wat hoger stoornivo en de standaard geluidskaarten (op het moederbord) zijn doorgaans van matige kwaliteit. Er is minimaal USB versie 1.1 nodig, maar de oudere en voor audio ongeschikte versie 1.0 is inmiddels uitgestorven.
USB verbindingen zijn in principe gevoelig voor aardlussen en andere elektromagnetische stoorsignalen, maar in de praktijk is er zelden een probleem. Bovendien heeft het USB-protocol voorzieningen voor foutcorrectie.

Netwerk (TCP-IP)
Er zijn niet zoveel audio apparaten die op een netwerk aangesloten kunnen worden. Als het op het netwerk erg druk is (intennsief downloaden van films e.d.) kan de audio stream tijdelijk onderbroken raken. Je krijgt uiteindelijk alles wel te horen, maar er vallen pauzes tussen. Het TCP-IP protocol heeft voorzieningen voor foutcorrectie (opnieuw opsturen van de data pakketjes). Ook als er veel (oude) hubjes in het netwerk zitten kan de snelheid in het gedrang komen. Gebruik "switches", die zijn slimmer en sneller. 
Netwerk kabels (UTP) behoren galvanisch gescheiden aangesloten te zijn, zodat er geen problemen met aardlussen te verwachten zijn. Bij gebruik van afgeschermde kabel zou dat wel kunnen gebeuren. Edoch, veel veel apparaten voorzien niet in de vereiste galvanische scheiding.
 
WiFi (TCP-IP)
In de sfeer van Media-spelers is er nogal wat apparatuur op de markt die draadloos via WiFi werkt. Hier geldt hetzelfde als voor bekabeld netwerk, met dien verstande dat het draadloze netwerk meestal een stuk langzamer is en er een grotere kans op onderbrekingen bestaat. Advies: gebruik voor vast opgestelde apparatuur zoveel mogelijk een bekabeld netwerk, en gebruik WiFi alleen voor die spullen die gemakkelijk verplaatsbaar moeten zijn.

BlueTooth  
BlueTooth is een draadloze data verbindingstechniek voor heel korte afstanden, hooguit een paar meter. Voor audio denk je dan voooral aan de headset en de carkit voor mobiele telefonie. Audio streamen naar Hifi apparatuur is zeker mogelijk, maar het gaat dan meestal om MP3 gecodeerde muziek, en dan ben je daardoor al een hoop van de geluidskwaliteit kwijt.  


Opslag:  
Bij alle opslag apparaten en media is er de mogelijkheid dat er "bitjes omvallen". Echter, al die opslagtechnieken zijn ook voorzien van foutcorrectie mechanismen die de meeste fouten perfect kunnen repareren. 

CD, SACD, DVD:
Deze technieken beschikken alle over slimme foutcorrectie die de meeste bit-fouten perfect kunnen repareren. Typisch wordt de Reed-Solomon techniek gebruikt, waarbij door het toevoegen van een paar extra bitjes aan een blok data geconstateerd kan worden dat er fouten opgetreden zijn. Als er in zo'n blok 1 bitje fout is kan dat perfect gerepareerd worden. 2 foute bitjes in een blok kunnen niet gerepareerd worden, maar worden wel herkend. Het audiosample wordt dan ge´nterpoleerd tussen het vorige en het volgende sample. 3 of meer fouten in 1 blok worden doorgaans niet herkend, en je zult een tik horen.
Een vaker voorkomend probleem is dat de schijf in het geheel niet wil spelen, of dat de speler gaat haperen, repeteren, afslaat of een heel stuk overslaat. Dit wijst op een beschadigde schijf, of een achteruitgang van de laser in de speler.
Zelfgebrande CD's en DVD's worden na verloop van tijd nog wel eens onafspeelbaar. Als je ze als back-up wilt gebruiken is het aan te raden ze om de paar jaar opnieuw op een nieuwe schijf te branden.
   
Harddisk, NAS, Media-Server:    
Als er een probleem is met een opgeslagen bestand dan zal het operating systeem het afspelen stoppen. Je moet dan teruggrijpen op een back-up.
Bij een defecte harddisk kan je gehele muziek archief verloren gaan. Zorg dus voor een back-up. 
Bij Solid-State Disk drives (SSD) kan de houdbaarheid van de data wel eens tegennvallen. Het hangt o.m. af van hoe vaak (dat gedeelte van) de disk is herschreven. (Er is hier natuurlijk geen sprake van een disk, het gaat om z.g. Flash-geheugen chips, net als in een USB stick)

USB-stick:
De houdbaarheid van data op een stick is doorgaans wel een paar jaar, maar wellicht geen 10. Maak dus op gezette tijden een back-up. Zie ook hierboven bij de SSD..  

Mobiele apparaten:
Ook hier moet je rekenen op een beperkte houdbaarheid van de data.   

.