Toslink – la sortie audio optique du téléviseur

Qu'est-ce que Toslink ?

Toslink est la connexion optique par laquelle les données audio numériques sont transmises sous forme d'impulsions lumineuses d'un appareil à un autre. Ce terme désigne la prise, la fiche et le câble optique. Ce qui est transmis par ce biais est une tout autre affaire : c'est le format audio numérique qui en est responsable. Dans la vie de tous les jours, ces deux notions sont néanmoins souvent confondues.

Désignation et normalisation

Toslink est un nom commercial qui s'est imposé pour désigner l'interface audio optique dans le secteur grand public. Il s'agit toutefois d'un connecteur normalisé. Dans la normalisation, cette fiche angulaire est désignée sous le type F-05 : il s'agit d'un connecteur rectangulaire à verrouillage par glissement, expressément prévu pour les appareils audio et vidéo numériques. Cette même norme couvre aussi bien les fibres de verre que les fibres synthétiques.

C'est pourquoi ce type de câble est commercialisé sous plusieurs noms. Les termes « câble optique numérique », « câble à fibre optique » et « câble audio à fibre optique » désignent généralement le même produit. Lorsque l'on cherche un câble adapté, il faut donc moins se fier à la désignation qu'à la forme de la fiche. Si la fiche carrée s'insère dans la prise, c'est que le câble convient.

Relation avec le S/PDIF

Le terme « Toslink » désigne la connexion optique et, par conséquent, le chemin emprunté par le signal. Sur les appareils courants du salon, le signal audio numérique qui y est transmis est conforme à l'interface définie par la norme CEI 60958, souvent appelée S/PDIF. La troisième partie de cette série de normes est particulièrement importante pour l'usage domestique, car elle décrit expressément son application dans le secteur grand public.

Cette même interface audio numérique peut également être transmise par voie électrique, via un câble coaxial muni d'une fiche RCA. Comme ces deux modes de transmission reposent sur la même interface, ils peuvent être convertis l'un en l'autre à l'aide de petits convertisseurs. Dans le menu de l'appareil, on trouve à cet effet des appellations telles que « Digital Out », « Optical Out » ou simplement « Sortie audio numérique ». Le terme « Toslink » lui-même n'y apparaît que rarement, voire pas du tout.

Le parcours de l'argile à travers le guide de lumière

Avec ce type de connexion, aucun courant ne circule entre le téléviseur et les enceintes externes. À la place, c'est la lumière qui se propage à travers une fine fibre en plastique ou en verre. Cette conception présente un avantage décisif et perceptible à l'oreille, qui explique également pourquoi une mauvaise connexion se remarque ici différemment de ce qui se passe avec un câble en cuivre.

De l'électricité à la lumière, et vice-versa

À la sortie du téléviseur se trouve un émetteur optique qui convertit le signal électrique numérique en impulsions lumineuses. Ces impulsions suivent le flux de données codé de l'interface audio numérique. À l'autre extrémité se trouve un récepteur optique. Celui-ci reconvertit les impulsions en un signal électrique. C'est pourquoi, lorsque l'on débranche la fiche et que l'on regarde dans la prise ouverte, on y aperçoit une faible lumière rouge.

À l'intérieur de la fibre, la lumière est sans cesse renvoyée à l'interface entre le cœur et la gaine, ce qui lui permet de rester dans le conduit. Contrairement à une connexion analogique, une dégradation de la transmission ne se traduit généralement pas par une augmentation du bruit ou une détérioration progressive de la qualité sonore. Si le signal optique subit une atténuation trop importante, on observe plutôt des coupures ou une interruption totale de la connexion.

Séparation sans connexion à la masse

De cette manière, il n'y a aucune connexion conductrice de courant entre les deux appareils. Il est donc impossible qu'un circuit électrique se ferme via les boîtiers et le câble de signal. Ce sont précisément ces circuits qui, dans le cas de connexions en cuivre entre des appareils branchés sur des prises différentes, peuvent générer un bourdonnement audible.

Il y a un autre avantage. La lumière transmise par une fibre optique n'est pas perturbée par les champs électromagnétiques environnants. Un bloc d'alimentation, un variateur de lumière ou un émetteur radio placé à proximité du câble n'a donc aucune incidence sur la transmission. Ceux qui sont confrontés à des parasites avec une connexion analogique ont souvent tout intérêt à opter pour la transmission optique.

Formats audio via la sortie optique

La sortie optique ne transmet pas simplement du son, mais un flux de données dans un format spécifique. Si ce format n'est pas compatible avec l'appareil connecté, le son est inaudible ou il y a du bruit. Ce paramètre se règle dans le menu « Son » du téléviseur. Un mauvais réglage est la cause la plus fréquente du dysfonctionnement initial d'une nouvelle connexion.

PCM et flux binaire dans le menu audio

Sous la rubrique « Sortie audio », on trouve également une option relative au format de sortie numérique. On y trouve généralement les options « PCM » et « Bitstream », parfois complétées par un mode automatique. En mode PCM, le téléviseur transmet généralement un son stéréo non compressé via la sortie optique. Si une source multicanal doit être réduite en stéréo pour cela, le téléviseur se charge du traitement correspondant. C'est précisément à cela qu'est destinée une telle interface ; plus précisément aux programmes mono et stéréo avec un PCM linéaire allant jusqu'à 24 bits par échantillon et des fréquences d'échantillonnage à partir de 32 kilohertz.

En mode « bitstream », en revanche, le téléviseur transmet un flux audio codé que l'appareil connecté doit décoder lui-même. Selon le téléviseur et la source, il est possible de transmettre des formats multicanaux compressés. Une norme spécifique décrit précisément ce cas, à savoir l'intégration de flux binaires codés de manière non linéaire dans la même interface. Si l'appareil récepteur ne prend pas en charge ce format, aucun son ne sera émis. Le passage au format PCM permet alors de résoudre le problème dans la plupart des cas.

Pour les formats multicanaux à haut débit ou non compressés, la capacité de la sortie optique n'est pas suffisante. Dans ce cas, il faut passer par HDMI avec eARC, c'est-à-dire via le canal audio de retour étendu.

La sortie optique présente des atouts évidents en matière d'immunité aux interférences et de disponibilité. Ses limites concernent les formats audio, le contrôle des appareils et la longueur du câble.

Conversion en signal analogique

La prise optique transmet un flux de données et non un son audible. Un casque ou une enceinte active ne peut donc pas fonctionner avec ce signal. Il faut un appareil capable de reconvertir ces données en tension, c'est-à-dire un convertisseur numérique-analogique.

Ces convertisseurs se présentent sous la forme de petits boîtiers dotés d'une entrée optique et d'une sortie RCA ou jack. Ces solutions nécessitent généralement une alimentation propre via USB ou un bloc d'alimentation. Les casques sans fil, les haut-parleurs de nuque et les haut-parleurs TV portables fonctionnent également de cette manière, car leur station de base se charge directement de la conversion. Il est important que le téléviseur émette un format compatible avec le convertisseur.

Connecteurs, câbles et pose

Les câbles optiques ont l'air discrets et sont donc souvent traités comme des câbles électriques. Ce n'est pourtant pas le cas, car ils renferment une fibre dotée de limites mécaniques bien définies. En matière de longueur également, les règles sont différentes de celles qui s'appliquent au cuivre. Quelques aspects font toute la différence, aussi minime soit-elle, entre une connexion stable et des coupures récurrentes.

Prise standard et mini-Toslink

Le modèle le plus courant est la fiche carrée à coin biseauté. La prise est souvent équipée d’un petit volet qu’il faut pousser vers l’intérieur lors de l’insertion. Celui-ci empêche la poussière de pénétrer dans le système optique. Il existe également une variante plus petite, qui ressemble extérieurement à une fiche jack de 3,5 millimètres et qui est appelée « Mini-Toslink ». On la trouve principalement sur les ordinateurs portables et sur les prises combinées, qui fonctionnent en mode analogique ou optique selon le type de fiche utilisé.

Des adaptateurs ou des câbles, carrés d'un côté et ronds de l'autre, permettent de faire le lien entre ces deux types de connecteurs. Sur les téléviseurs, c'est généralement la forme carrée qui est la plus courante. La prise porte alors généralement la mention « Optical » ou « Digital Audio Out ».

Fibre synthétique et fibre de verre

Deux matériaux peuvent être utilisés pour le conducteur optique à l'intérieur. Les câbles simples sont équipés d'une fibre en plastique. Cela suffit pour les courtes distances dans le salon. Les câbles dotés d'un cœur en fibre de verre atténuent moins la lumière et conviennent donc aux distances plus longues.

La longueur optimale ne dépend toutefois pas uniquement du câble. L'émetteur, le récepteur et le type de fibre jouent tous un rôle, c'est pourquoi les fabricants de composants indiquent des portées spécifiques pour chacun de leurs modules. Il n'existe donc pas de longueur maximale universelle pour le Toslink. En cas de doute, il est donc préférable d'opter pour des câbles de meilleure qualité sur les longues distances.

En revanche, dans une plage de distance appropriée, un câble coûteux n'offre pas un meilleur son qu'un câble bon marché. La véritable valeur ajoutée d'un câble haut de gamme réside dans sa réserve sur de longues distances et dans une gaine plus résistante.

Rayon de courbure et pose

Si la fibre subit un pli trop brusque, la lumière frappe l'interface sous un angle défavorable et quitte le guide. Le signal s'en trouve affaibli, ce qui se traduit par des coupures ou des absences de son. Dans le cas d'une véritable fibre optique, le cœur à l'intérieur peut même se briser sans que cela soit visible de l'extérieur.

C'est pourquoi il faut faire passer le câble dans les angles en formant un large arc et non en suivant un angle aigu. Derrière le téléviseur, il ne doit pas être plaqué contre le mur. Il n'a pas non plus sa place sous un pied de meuble ou sous le bord d'un tapis. Un léger jeu au niveau de la fiche n'est pas non plus gênant, afin qu'aucune traction ne s'exerce sur la prise.

Capuchons de protection et faces frontales propres

Les nouveaux câbles sont munis, aux deux extrémités, de petits capuchons de protection en plastique. On peut facilement les manquer et on les confond parfois avec une partie de la fiche. On les laisse souvent en place, ce qui empêche tout simplement la connexion de s'établir.

Si le câble est débranché et laissé à l'air libre, il faut remettre le capuchon sur la fiche. Cela s'explique par la surface frontale du guide d'onde. La poussière et les traces de doigts y atténuent la lumière et réduisent la portée. Si la surface est sale, il faut la nettoyer avec précaution à l'aide d'un chiffon propre et non pelucheux. Il faut absolument éviter de toucher la surface frontale avec les doigts.

Dépannage de la sortie optique

Si aucun son ne sort après avoir branché le câble, cela n'est souvent pas dû au câble lui-même. La plupart du temps, les réglages du téléviseur ne sont pas compatibles, ou le téléviseur continue de diffuser le son via ses propres haut-parleurs. Un autre cas fréquent concerne le réglage du volume, qui ne peut soudainement plus être modifié à l'aide de la télécommande habituelle. Ces deux problèmes sont liés au fonctionnement de cette connexion.

Pas de son malgré la connexion

Il est recommandé de suivre l'ordre de contrôle suivant :

1. Dans le menu « Son », basculez la sortie audio des haut-parleurs du téléviseur vers la sortie optique. De nombreux téléviseurs ne détectent pas automatiquement l'appareil connecté à cet endroit.
2. Réglez le format de sortie numérique sur PCM, car presque tous les appareils de réception le prennent en charge.
3. Débranchez les deux fiches et vérifiez si une lumière rouge brille dans les prises et si les faces frontales sont propres.
4. Inspectez le câble sur toute sa longueur et vérifiez qu'il ne présente pas de plis, notamment juste derrière les connecteurs.
5. Pour vérifier, branchez un deuxième câble ou une deuxième source, puis éteignez le téléviseur et rallumez-le.

Si tout cela ne donne rien, il se peut que la prise elle-même soit endommagée mécaniquement. Le petit clapet se coince parfois et ne maintient alors plus la fiche à la bonne profondeur. De l'extérieur, cela se voit à peine.

Volume et décalage temporel

La sortie optique transmet exclusivement des données audio. Les commandes de contrôle entre les appareils, telles que celles échangées via HDMI CEC, ne transitent pas par cette sortie. C'est pourquoi de nombreux téléviseurs appliquent un niveau fixe à la sortie optique. Le volume se règle alors sur l'appareil audio connecté et non via le bouton de volume habituel du téléviseur. Certains téléviseurs proposent toutefois, dans le menu audio, de passer d'un niveau fixe à un niveau réglable pour la sortie optique.

De plus, le facteur temps peut jouer un rôle. Chaque conversion et chaque traitement effectués par le téléviseur prennent quelques millisecondes, ce qui peut entraîner un décalage entre le son et l'image. De nombreux téléviseurs disposent à cet effet d'un réglage du décalage sonore, qui peut être ajusté par petits paliers. Il se trouve généralement juste à côté de la sélection du format de sortie.