Toslink – l'uscita audio ottica del televisore

Che cos’è Toslink?

Toslink è il collegamento ottico attraverso il quale i dati audio digitali vengono trasmessi da un dispositivo all’altro sotto forma di impulsi luminosi. Con questo termine si intendono la presa, il connettore e il cavo ottico. Ciò che viene trasmesso attraverso questo collegamento è invece un’altra questione: di questo si occupa il formato audio digitale. Nella vita di tutti i giorni, tuttavia, questi due concetti vengono spesso confusi.

Denominazione e standardizzazione

Toslink è un marchio commerciale che si è affermato nel settore consumer come denominazione dell’interfaccia audio ottica. Dietro a questo nome si nasconde però un connettore standardizzato. Nella normativa, il connettore angolare è classificato come tipo F-05, un connettore rettangolare con chiusura a scorrimento, espressamente previsto per dispositivi audio e video digitali. La stessa norma copre sia le fibre ottiche in vetro che quelle in plastica.

Sul mercato, quindi, questo tipo di cavo è disponibile con diverse denominazioni. Cavo ottico digitale, cavo a fibra ottica e cavo audio a fibra ottica indicano di norma lo stesso prodotto. Quando si cerca un cavo adatto, è quindi più importante prestare attenzione alla forma del connettore piuttosto che alla denominazione. Se il connettore squadrato si inserisce nella presa, allora il cavo è compatibile.

Rapporto con S/PDIF

Il termine "Toslink" descrive il collegamento ottico e, di conseguenza, il percorso seguito dal segnale. Nei dispositivi tipici presenti in salotto, il segnale audio digitale trasportato su tale collegamento è conforme all'interfaccia definita dalla norma IEC 60958, spesso denominata anche S/PDIF. Per l'uso domestico è importante la terza parte di questa serie di norme, poiché descrive espressamente l'applicazione nel settore consumer.

La stessa interfaccia audio digitale può inoltre essere trasmessa elettricamente, in questo caso tramite un cavo coassiale con connettore RCA. Poiché entrambi i segnali si basano sulla stessa interfaccia, è possibile convertirli l’uno nell’altro utilizzando piccoli convertitori. Nel menu del dispositivo si trovano denominazioni come “Digital Out”, “Optical Out” o semplicemente “Uscita audio digitale”. Il termine “Toslink” compare invece raramente o per nulla.

Il percorso dell'onda sonora attraverso la guida d'onda

Con questo tipo di collegamento, tra il televisore e gli altoparlanti esterni non scorre corrente elettrica. Al suo posto, la luce viaggia attraverso una sottile fibra di plastica o di vetro. Questa struttura offre un vantaggio decisivo e udibile, che spiega anche perché un collegamento difettoso si manifesti in modo diverso rispetto a quanto accade con un cavo in rame.

Dall’elettricità alla luce e viceversa

All'uscita del televisore è presente un trasmettitore ottico che converte il segnale elettrico digitale in impulsi luminosi. Questi impulsi seguono il flusso di dati codificato dell'interfaccia audio digitale. All'altra estremità si trova un ricevitore ottico, che riconverte gli impulsi in un segnale elettrico. Se si scollega la spina e si guarda all'interno della presa aperta, si vede quindi una debole luce rossa.

All’interno della fibra, la luce viene continuamente riflessa all’interfaccia tra nucleo e rivestimento, rimanendo così all’interno del cavo. A differenza di una connessione analogica, un peggioramento della trasmissione non si manifesta solitamente con un aumento del rumore o con un progressivo deterioramento della qualità del suono. Se il segnale ottico subisce un’attenuazione eccessiva, si verificano piuttosto delle interruzioni o la connessione si interrompe del tutto.

Disconnessione senza collegamento a massa

In questo modo non esiste alcun collegamento elettricamente conduttivo tra i due dispositivi. Di conseguenza, non è possibile che si chiuda un circuito elettrico attraverso gli involucri e il cavo di segnale. Sono proprio questi circuiti che, in presenza di collegamenti in rame tra dispositivi collegati a prese diverse, possono generare un ronzio udibile.

C’è un altro aspetto da considerare. La luce che viaggia all’interno di una fibra ottica non subisce l’influenza dei campi elettromagnetici presenti nell’ambiente circostante. Un alimentatore, un dimmer o un trasmettitore radio posizionati accanto al cavo non incidono quindi in alcun modo sulla trasmissione. Chi ha problemi di rumori di fondo con una connessione analogica, spesso ottiene risultati migliori passando alla trasmissione ottica.

Formati audio tramite l'uscita ottica

L'uscita ottica non emette semplicemente un segnale audio, ma un flusso di dati in un formato specifico. Se questo formato non è compatibile con il dispositivo collegato, non si sente alcun suono oppure si avverte un rumore di fondo. Questa impostazione va regolata nel menu audio del televisore. Un'impostazione errata è la causa più comune per cui una connessione appena configurata inizialmente non funziona.

PCM e Bitstream nel menu audio

Sotto l’uscita audio è presente anche un’opzione relativa al formato di uscita digitale. In genere è possibile scegliere tra PCM e Bitstream, a cui talvolta si aggiunge un’opzione automatica. Con il PCM, il televisore emette di norma un audio stereo non compresso tramite l’uscita ottica. Se una sorgente multicanale deve essere ridotta a stereo, il televisore si occupa dell’elaborazione necessaria. È proprio a questo che serve un’interfaccia di questo tipo; in particolare, per programmi mono e stereo con PCM lineare fino a 24 bit per campione e frequenze di campionamento a partire da 32 kilohertz.

Con il bitstream, invece, il televisore emette un flusso audio codificato che il dispositivo collegato deve decodificare autonomamente. A seconda del televisore e della sorgente, è possibile trasmettere formati multicanale compressi. Esiste uno standard specifico che descrive proprio questo caso, ovvero l’incorporazione di bitstream codificati in modo non lineare nella stessa interfaccia. Se il dispositivo ricevente non è in grado di gestire il formato, non viene emesso alcun suono. Nella maggior parte dei casi, passare al formato PCM risolve il problema.

Per i formati multicanale ad alta velocità di trasmissione o non compressi, la capacità dell'uscita ottica non è sufficiente. In questo caso occorre ricorrere all'HDMI con eARC, ovvero al canale audio di ritorno esteso.

I punti di forza evidenti dell'uscita ottica risiedono nell'immunità ai disturbi e nella disponibilità. I limiti riguardano i formati audio, il controllo dei dispositivi e la lunghezza del cavo.

Conversione in segnale analogico

Dalla presa ottica esce un flusso di dati e nessun suono udibile. Le cuffie o un altoparlante attivo non possono funzionare con questo segnale. È necessario un dispositivo che converta nuovamente i dati in tensione, ovvero un convertitore digitale-analogico.

Questi convertitori sono disponibili sotto forma di piccoli dispositivi dotati di ingresso ottico e uscita RCA o jack. Queste soluzioni richiedono solitamente un’alimentazione propria tramite USB o un alimentatore. Anche le cuffie wireless, gli altoparlanti da collo e gli altoparlanti portatili per TV funzionano in questo modo, poiché la loro stazione base si occupa direttamente della conversione. È importante che il televisore trasmetta un formato compatibile con il convertitore.

Connettori, cavi e posa

I cavi ottici hanno un aspetto poco appariscente e per questo vengono spesso trattati come un cavo elettrico. Tuttavia, non è così, poiché al loro interno si trova una fibra con chiari limiti meccanici. Anche per quanto riguarda la lunghezza valgono regole diverse rispetto al rame. Alcuni aspetti fanno la piccola ma significativa differenza tra una connessione stabile e interruzioni ricorrenti.

Connettori standard e Mini-Toslink

La forma più diffusa è quella della spina angolare con angolo smussato. Sulla presa è spesso presente un piccolo sportellino che va premuto verso l’interno al momento dell’inserimento. Serve a proteggere l’ottica dalla polvere. Esiste inoltre una variante più piccola, che esternamente assomiglia a un connettore jack da 3,5 millimetri e viene chiamata Mini-Toslink. Si trova soprattutto sui notebook e sulle prese combinate, che funzionano in modalità analogica o ottica a seconda del connettore inserito.

A fare da ponte tra le due tipologie ci sono adattatori o cavi che da un lato sono quadrati e dall’altro rotondi. Sulla TV, la forma quadrata è quella più comune. La presa è solitamente contrassegnata con la dicitura “Optical” o “Digital Audio Out”.

Fibre sintetiche e fibre di vetro

Per la guida di luce interna sono disponibili due tipi di materiali. I cavi semplici sono dotati di una fibra in plastica. Questo è sufficiente per brevi distanze in soggiorno. I cavi con anima in fibra di vetro attenuano meno la luce e sono quindi adatti a distanze maggiori.

La lunghezza ottimale, tuttavia, non dipende solo dal cavo. In questo caso entrano in gioco il trasmettitore, il ricevitore e il tipo di fibra, motivo per cui i produttori di componenti specificano le proprie portate per i rispettivi moduli. Non esiste quindi una lunghezza massima universalmente valida per Toslink. In caso di dubbio, su distanze più lunghe è consigliabile ricorrere a cavi di qualità superiore.

All'interno di una portata adeguata, invece, un cavo costoso non suona meglio di uno economico. Il vero valore aggiunto di un cavo di qualità superiore è la riserva di potenza sulle lunghe distanze e una guaina più resistente.

Raggio di curvatura e posa

Se la fibra subisce una forte piegatura, la luce colpisce l’interfaccia con un angolo sfavorevole ed esce dal conduttore. Il segnale si indebolisce di conseguenza, il che si manifesta con interruzioni o con l’assenza di suono. Nel caso di una vera fibra ottica, il nucleo interno può addirittura rompersi senza che ciò sia visibile dall’esterno.

Per questo motivo, il cavo va fatto passare intorno agli angoli descrivendo un ampio arco e non seguendo una curva stretta. Dietro il televisore non va premuto contro la parete. Non deve nemmeno trovarsi sotto il piede di un mobile o sotto il bordo di un tappeto. È bene lasciare un po’ di gioco sulla spina, in modo che non vi sia tensione sulla presa.

Cappucci protettivi e superfici frontali pulite

I cavi nuovi sono dotati, alle due estremità, di piccoli cappucci protettivi in plastica. È facile non notarli e talvolta vengono scambiati per una parte della spina. Spesso vengono lasciati al loro posto, il che impedisce la corretta connessione.

Se il cavo viene scollegato e lasciato in giro, è necessario rimettere il cappuccio sul connettore. Il motivo è da ricercarsi nella superficie frontale della fibra ottica. Polvere e impronte digitali attenuano la luce in quel punto, riducendo la portata. Se la superficie è sporca, pulirla con cura utilizzando un panno pulito e privo di pelucchi. Si dovrebbe evitare il più possibile di toccare la superficie frontale con le dita.

Ricerca dei guasti sull'uscita ottica

Se dopo aver collegato il cavo non si sente alcun suono, in molti casi il problema non è dovuto al cavo stesso. Di solito le impostazioni del televisore non sono compatibili oppure il televisore continua a riprodurre l’audio tramite i propri altoparlanti. Un altro caso che si verifica spesso riguarda la regolazione del volume, che improvvisamente non può più essere modificata con il telecomando abituale. Entrambe le situazioni sono legate al funzionamento di questo collegamento.

Nessun suono nonostante la connessione

Si raccomanda di seguire la seguente sequenza di controllo:

1. Nel menu dell'audio, impostare l'uscita dagli altoparlanti della TV sull'uscita ottica. Molti televisori non riconoscono automaticamente il dispositivo collegato in questa sezione.
2. Impostare il formato di uscita digitale su PCM, poiché quasi tutti i dispositivi di ricezione sono in grado di gestirlo.
3. Scollegare entrambi i connettori e verificare se nelle prese si intravede una luce rossa e se le superfici frontali sono pulite.
4. Controllare il cavo su tutta la sua lunghezza e verificare che non presenti punti di piegatura, soprattutto subito dietro i connettori.
5. Per escludere questa possibilità, collegare un secondo cavo o una seconda sorgente, quindi spegnere e riaccendere il televisore.

Se tutto ciò non serve a nulla, è possibile che anche la presa stessa sia danneggiata meccanicamente. A volte il piccolo sportellino si incastra e non riesce più a mantenere la spina alla profondità corretta. Dall’esterno è quasi impossibile accorgersene.

Volume e ritardo

L'uscita ottica trasmette esclusivamente dati audio. I comandi di controllo tra i dispositivi, come quelli scambiati tramite HDMI CEC, non vengono trasmessi attraverso questa uscita. Molti televisori impostano quindi un livello fisso sull’uscita ottica. Il volume va quindi regolato sull’apparecchio audio collegato e non tramite il normale controllo del volume del televisore. Alcuni televisori offrono tuttavia, nel menu audio, la possibilità di commutare l’uscita ottica da un livello fisso a uno regolabile.

Inoltre, può influire anche il fattore tempo. Ogni conversione e ogni elaborazione effettuata dal televisore richiedono alcuni millisecondi, per cui l’audio può risultare sfasato rispetto all’immagine. Molti televisori dispongono a tal fine di un’impostazione per il ritardo dell’audio, regolabile in piccoli incrementi. Di solito si trova proprio accanto alla selezione del formato di uscita.