Toslink – de optische audio-uitgang op de tv

Wat is Toslink?

Toslink is de optische verbinding waarmee digitale geluidsgegevens in de vorm van lichtimpulsen van het ene apparaat naar het andere worden overgebracht. Hiermee worden de aansluiting, de stekker en de optische kabel bedoeld. Wat er via deze verbinding wordt overgedragen, is weer een ander verhaal: daarvoor is het digitale audioformaat verantwoordelijk. In het dagelijks leven worden beide begrippen echter vaak over één kam geschoren.

Benaming en normering

Toslink is een handelsnaam die ingang heeft gevonden voor de optische audio-interface in de consumentenmarkt. Daarachter schuilt echter een gestandaardiseerde stekkerverbinding. In de norm wordt de hoekige stekker aangeduid als type F-05, een rechthoekige stekkerverbinding met schuifvergrendeling die uitdrukkelijk bedoeld is voor digitale audio- en videoapparatuur. Dezelfde norm is zowel van toepassing op glasvezels als op kunststofvezels.

In de handel komt dit type kabel daarom onder verschillende namen voor. Digitale optische kabel, glasvezelkabel en audio-glasvezelkabel verwijzen doorgaans naar hetzelfde product. Als je op zoek bent naar een geschikte kabel, moet je dus minder letten op de benaming dan op de vorm van de stekker. Als de hoekige stekker in de aansluiting past, past de kabel ook.

Verhouding tot S/PDIF

Toslink beschrijft de optische verbinding en daarmee het pad dat het signaal aflegt. Het digitale audiosignaal dat hierover wordt getransporteerd, voldoet bij gangbare apparaten in de woonkamer aan de interface volgens IEC 60958, die vaak ook wel S/PDIF wordt genoemd. Belangrijk voor huishoudelijk gebruik is daarbij het derde deel van deze reeks normen, omdat daarin uitdrukkelijk de toepassing in de consumentensector wordt beschreven.

Dezelfde digitale audio-interface kan bovendien elektrisch worden overgedragen, in dat geval via een coaxkabel met RCA-stekker. Omdat beide methoden op dezelfde interface zijn gebaseerd, kunnen ze met kleine omzetters in elkaar worden omgezet. In het apparaatmenu staan hiervoor benamingen als ‘Digital Out’, ‘Optical Out’ of simpelweg ‘digitale audio-uitgang’. De term ‘Toslink’ zelf komt daar vrij zelden of helemaal niet voor.

De weg van het geluid door de lichtgeleider

Bij deze verbinding stroomt er geen stroom tussen de televisie en de externe tv-luidsprekers. In plaats daarvan wordt licht door een dunne vezel van kunststof of glas geleid. Deze constructie biedt een doorslaggevend, hoorbaar voordeel, dat tegelijkertijd verklaart waarom een slechte verbinding zich hier anders laat merken dan bij een koperen kabel.

Van stroom naar licht en weer terug

Aan de uitgang van de televisie zit een optische zender die het elektrische digitale signaal omzet in lichtimpulsen. Deze impulsen volgen de gecodeerde gegevensstroom van de digitale audio-interface. Aan de andere kant zit een optische ontvanger. Deze zet de impulsen weer om in een elektrisch signaal. Als je de stekker eruit trekt en in de open aansluiting kijkt, zie je daar daarom een zwak rood lichtje.

Binnenin de vezel wordt het licht steeds weer teruggekaatst op het grensvlak tussen de kern en de mantel, waardoor het in de vezel blijft. In tegenstelling tot bij een analoge verbinding uit een verslechterende overdracht zich daarbij normaal gesproken niet in de vorm van toenemende ruis of een geleidelijk verslechterend geluid. Als het optische signaal te sterk wordt gedempt, treden er eerder onderbrekingen op of valt de verbinding helemaal weg.

Ontkoppeling zonder aardverbinding

Op deze manier is er geen elektrisch geleidende verbinding tussen de twee apparaten. Daardoor kan er ook geen stroomkring ontstaan via de behuizingen en de signaalkabel. Juist zulke stroomkringen kunnen bij koperen verbindingen tussen apparaten die op verschillende stopcontacten zijn aangesloten een hoorbaar bromgeluid veroorzaken.

Daarnaast is er nog een ander punt. Licht in een vezel wordt niet beïnvloed door elektromagnetische velden in de omgeving. Een voeding, een dimmer of een zender naast de kabel speelt dus geen rol bij de overdracht. Wie bij een analoge verbinding last heeft van ruis, is met een optische verbinding vaak beter af.

Geluidsformaten via de optische uitgang

De optische uitgang geeft niet zomaar geluid weer, maar een gegevensstroom in een bepaald formaat. Als dit formaat niet overeenkomt met het aangesloten apparaat, blijft het geluid uit of is er ruis te horen. Dit kun je instellen in het geluidsmenu van de tv. Een verkeerde instelling is de meest voorkomende reden waarom een nieuw aangemaakte verbinding in eerste instantie niet werkt.

PCM en bitstream in het geluidsmenu

Onder de geluidsuitvoer is ook een optie voor het digitale uitvoerformaat te vinden. Meestal kun je daar kiezen uit PCM en Bitstream, soms aangevuld met een automatische instelling. Bij PCM geeft de tv via de optische uitgang doorgaans ongecomprimeerd stereogeluid weer. Als een meerkanaalsbron daarvoor naar stereo moet worden gereduceerd, neemt de tv de bijbehorende verwerking voor zijn rekening. Precies daarvoor is zo’n interface ontworpen; concreet voor mono- en stereoprogramma’s met lineaire PCM tot 24 bit per sample en samplefrequenties vanaf 32 kilohertz.

Bij Bitstream geeft de tv daarentegen een gecodeerde audiostroom af, die het aangesloten apparaat zelf moet decoderen. Afhankelijk van de tv en de bron kunnen hiermee gecomprimeerde meerkanaalsformaten worden overgedragen. Een aparte norm beschrijft precies dit geval, namelijk het inbedden van niet-lineair gecodeerde bitstreams in dezelfde interface. Als het ontvangstapparaat het formaat niet herkent, is er ook geen geluid. In de meeste gevallen helpt het dan om over te schakelen naar PCM.

Voor formaten met een hoge bitsnelheid of ongecomprimeerde meerkanaalsformaten is de capaciteit van de optische uitgang onvoldoende. In dat geval moet je gebruikmaken van HDMI met eARC, oftewel het uitgebreide audio-retourkanaal.

De optische uitgang heeft duidelijke sterke punten op het gebied van storingsbestendigheid en beschikbaarheid. De beperkingen liggen bij de geluidsformaten, de apparaatbesturing en de kabellengte.

Omzetting naar een analoog signaal

Uit de optische aansluiting komt een datastroom en geen hoorbaar geluid. Een koptelefoon of een actieve luidspreker kan hiermee niet werken. Er is een apparaat nodig dat de gegevens weer omzet in een spanning, dus een digitaal-analoog-omzetter.

Dergelijke omzetters zijn verkrijgbaar als kleine kastjes met een optische ingang en een RCA- of jack-uitgang. Deze oplossingen hebben meestal een eigen stroomvoorziening nodig via USB of een netvoeding. Ook draadloze hoofdtelefoons, nekluidsprekers en draagbare tv-luidsprekers werken op deze manier, omdat hun basisstation de omzetting meteen voor zijn rekening neemt. Het is daarbij belangrijk dat de tv een formaat uitvoert waarmee de omzetter overweg kan.

Stekkers, kabels en aanleg

Optische kabels zien er onopvallend uit en worden daarom vaak behandeld als een stroomkabel. Dat is echter niet het geval, want binnenin zit een vezel met duidelijke mechanische beperkingen. Ook wat betreft de lengte gelden andere regels dan bij koper. Een paar aspecten maken het kleine maar belangrijke verschil tussen een stabiele verbinding en terugkerende storingen.

Standaardstekker en mini-Toslink

De meest voorkomende vorm is de hoekige stekker met een afgeschuinde hoek. Op de aansluiting zit vaak een klein klepje dat je bij het aansluiten naar binnen drukt. Dit houdt stof uit de optische aansluiting. Daarnaast is er een kleinere variant die er uiterlijk uitziet als een 3,5-millimeter-jackplug en die Mini-Toslink wordt genoemd. Deze vind je vooral op notebooks en op combi-aansluitingen die, afhankelijk van de stekker, analoog of optisch werken.

Tussen beide soorten aansluitingen worden adapters of kabels gebruikt die aan de ene kant vierkant zijn en aan de andere kant rond. Bij de televisie is de vierkante vorm de standaard. De aansluiting is daar meestal voorzien van het opschrift ‘Optical’ of ‘Digital Audio Out’.

Kunststofvezel en glasvezel

Voor de lichtgeleider binnenin komen twee materialen in aanmerking. Eenvoudige kabels bevatten een kunststofvezel. Voor korte afstanden in de woonkamer is dat voldoende. Kabels met een glasvezelkern dempen het licht minder en zijn daarom geschikt voor langere afstanden.

Welke lengte het beste werkt, hangt echter niet alleen af van de kabel. Zender, ontvanger en het type glasvezel spelen hier allemaal een rol, en daarom geven fabrikanten van componenten voor hun modules telkens hun eigen bereik aan. Er bestaat daarom geen algemeen geldende maximale lengte voor Toslink. Bij langere afstanden kiest men in geval van twijfel daarom voor kabels van hogere kwaliteit.

Binnen het juiste bereik klinkt een dure kabel daarentegen niet beter dan een goedkope. Wat een kabel van hogere kwaliteit echt als meerwaarde biedt, is reserve op lange afstanden en een stevigere mantel.

Buigradius en plaatsing

Als de vezel scherp wordt geknikt, valt het licht onder een ongunstige hoek op het grensvlak en verlaat het de geleider. Hierdoor wordt het signaal zwakker, wat zich uit in haperingen of een ontbrekend geluid. Bij een echte glasvezel kan de kern binnenin zelfs breken zonder dat dit van buitenaf zichtbaar is.

Daarom moet de kabel om hoeken heen in een ruime boog worden geleid en niet in een scherpe hoek. Achter de tv mag hij niet tegen de muur worden gedrukt. Ook hoort hij niet onder een meubelpoot of onder de rand van een tapijt te zitten. Een beetje speling aan de stekker kan ook geen kwaad, zodat er geen trekkracht op de aansluiting staat.

Beschermkapjes en schone kopvlakken

Nieuwe kabels zijn aan beide uiteinden voorzien van kleine beschermkapjes van kunststof. Deze zijn gemakkelijk over het hoofd te zien en worden soms aangezien voor een onderdeel van de stekker. Ze worden vaak niet verwijderd, waardoor er simpelweg geen verbinding tot stand komt.

Als de kabel wordt losgekoppeld en ergens wordt achtergelaten, moet de dop weer op de stekker worden geplaatst. De reden hiervoor ligt in het eindvlak van de lichtgeleider. Stof en vingerafdrukken dempen daar het licht en verminderen het bereik. Als het oppervlak vuil is, reinigt u het voorzichtig met een schone, pluisvrije doek. Het eindvlak mag u absoluut niet met uw vingers aanraken.

Foutopsporing aan de optische uitgang

Als er na het aansluiten geen geluid te horen is, ligt dat in veel gevallen niet aan de kabel zelf. Meestal kloppen de tv-instellingen niet of geeft de tv het geluid nog steeds via de eigen luidsprekers weer. Een ander veelvoorkomend probleem betreft de volumeregeling, die plotseling niet meer met de gebruikelijke afstandsbediening kan worden aangepast. Beide hebben te maken met de manier waarop deze aansluiting werkt.

Geen geluid ondanks dat er verbinding is

De volgende testvolgorde wordt aanbevolen:

1. Stel in het geluidsmenu de uitvoer om van de tv-luidsprekers naar de optische uitgang. Veel tv’s herkennen het aangesloten apparaat hier niet automatisch.
2. Stel het digitale uitvoerformaat in op PCM, omdat bijna elk afspeelapparaat hiermee overweg kan.
3. Trek beide stekkers eruit en controleer of er een rood lampje in de aansluitingen brandt en of de contactvlakken schoon zijn.
4. Controleer de kabel over de gehele lengte en let op knikken, vooral direct achter de stekkers.
5. Sluit ter controle een tweede kabel of een tweede bron aan en schakel de tv eenmaal uit en weer in.

Als dit allemaal niets helpt, kan het zijn dat de aansluiting zelf mechanisch beschadigd is. Het klepje blijft soms haken, waardoor de stekker niet meer op de juiste diepte vastzit. Van buitenaf is dat nauwelijks te zien.

Volume en tijdsvertraging

De optische uitgang verzendt uitsluitend geluidsgegevens. Besturingscommando’s tussen de apparaten, zoals die via HDMI CEC worden uitgewisseld, worden hier niet doorgegeven. Veel tv's zetten daarom een vast volume op de optische uitgang. Het volume regelt u dan op het aangesloten audioapparaat en niet via de normale tv-volumeknop. Sommige tv's bieden in het geluidsmenu echter de mogelijkheid om de optische uitgang om te schakelen van een vast naar een regelbaar volume.

Daarnaast kan het tijdsaspect een rol spelen. Elke conversie en elke verwerking in het ontvangstapparaat kost een paar milliseconden, waardoor het geluid achterloopt op het beeld. Veel televisies hebben hiervoor een instelling voor geluidsvertraging, die in kleine stapjes kan worden aangepast. Deze bevindt zich meestal direct naast de keuze voor het uitvoerformaat.