[...], you can stream your tunes to more than one room simultaneously, [...]. AirPlay works over Wi-Fi or an Ethernet connection, or a combination of both.

But how simultan can these devices stream under real world conditions? I tried to address this issue with two 2nd generation Apple TVs and an iMac Streaming through Wi-Fi and Gigabit Ethernet. It proved to be a difficult task to measure this precisely!

The 2nd generation Apple TV has only an optical TOSLINK audio output and a HDMI output, there is no way to get the analog audio signal directly. My first idea to compare the S/PDIF data streams was difficult. It was required to convert the data stream to electrical signals to be able to analyse them with my oscilloscope. As the fiber optic receiving modules TORX* from Toshiba are dependent from the power supply the signal wasn’t 100% identical. I also discarded my second idea to use simple S/PDIF-to-RCA connectors. There are either cheap and of questionable quality or rare and expensive and could also have an impact on the measurement. So I decided another way to go:

Screenshot of RAW S/PDIF data

I did all the measurements using a 10 minute 16 bit uncompressed AIFF file with a 50 Hz tone using a 48000 kHZ sample rate to have the same conditions for all measurements. The 50 Hz tone has a periodicity of 20 ms, which was the maximum time frame I was able to measure at one measurement. If I would have chosen larger time frames, the time resolution wouldn’t be enough to decode the S/PDIF signal without errors. As I would not be able to measure time delays of more than 20 ms with that method I did several test measurements with music audio data and the delay was always below 20 ms.

The following picture shows an example measurement after decoding the S/PDIF data stream. The red signal comes from the optical output of the iMac, the green signal from an Apple TV connected by WiFi and the blue signal from an Apple TV connected by Ethernet.

As we chose an exact 50 Hz sine tone it was easy to fit the time differences with gnuplot. We also fitted the time difference in reference to the iMac. In this example the green curve from the WiFi connected Apple TV has a delay of 0.42 ms and the blue curve from the Ethernet connected Apple TV has a delay of 1.39 ms.

We did a total of 30 measurements: 10 with both Apple TV connected to WLAN, 10 with one Apple TV connected to WLAN and the other one connected to LAN and 10 with both Apple TV connected to LAN. The following figure shows a summary of the time delays measured. After 10 measurements, when the connection was changed, both Apple TVs were restarted a reselected in iTunes as additional speakers. It’s strange to see, that the devices connected to Ethernet have longer delays than those connected to WiFi.

This cannot be seen that easily in music audio data as the next example shows. As both Apple TV devices output the data as a 48 kHZ S/PDIF stream whereas the iMac produces an 44.1 kHZ S/PDIF stream the signal is a little bit different, but in this example it’s easy to see, that Apple TV connected to Ethernet is about 0.1 ms before the iMac whereas the Apple TV connected to WiFi is about 0.3 ms behind.

In summary it can be said, that the latency between the different sources is less than 2 ms which is in my opinion a rather good value compared to how easy this thing is to install. Just plug it in and it just works, independent from the connection over Ethernet of WiFi.

SPDIF_IO Ausgang

Da ich mir nach langer Zeit nun auch einen richtigen Dolby Digital Verstärker bestellt habe, um meine Creative Inspire Boxen upzugraden, will ich natürlich auch den PC an den Verstärker anschließen. Da ein optisches SPDIF-Kabel Brummschleifen vermeidet, sollte dies der Weg meiner Wahl sein, doch er scheint nicht ganz so einfach zu gehen.

Die Audigy 2 ZS (meine Soundkarte) bietet nämlich nur in der Platinum Edition optische SPDIF Ein-/Ausgänge. Nach etwas googlen im Internet bin ich auf die Homepage von Ralf Einhorn “SPDIF-I/O für Creative SB Live und Audigy” gestoßen. Er beschreibt dort zwar hervorragend, wie das Problem zu lösen ist, leider aber nur mit Creatives SoundBlaster Live! oder der Audigy in der ersten Version. In der FAQ ist zu lesen, das es mit Version 2 leider nicht funktioniert.

SPDIF Ausgänge mit Oszi gemessen

Da aber auch meine Audigy 2 ZS einige Anschlussmöglichkeiten bietet und die Platinum Edition diese Anschlüsse ja vorweist, war ich damit nicht zufrieden. Ich machte mich also selbst auf die Suche. Mein Erkenntnisse gibt es hier online. Natürlich übernehme ich keinerlei Haftung.

Den SPDIF_IO Anschluss auf meiner Audigy 2 ZS fand ich besonders vielversprechend. Also packte ich das Oszilloskop aus und begann zu messen. Dabei kam ich zu folgendem Ergebnis:

Pin 1 liegt dauernd auf Vcc
Pin 3,4,6,7,8 liegen auf Masse.
Pin 5 ist unbekannt.
Pin 9 ist der SPDIF-out.

Steckerbelegung

Dass es sich bei Pin 9 um den SPDIF-out handeln muss, war mit Hilfe des Oszilloskopes leicht herauszufinden. Ich klemmte Kanal 1 (gelb) an den externen SPDIF-out (Klinkenstecker) und verglich es mit Pin 9 auf dem zweiten Kanal (blau).

Da nur noch Pin 5 als möglicher Anschluss für den SPDIF-in übrig bleibt, schließe ich mal daraus, dass es dieser ist und komme damit zu der Belegung die rechts im Bild zu sehen ist.

Leider funktionierte bei mir Ralf Einhorns Schaltung nicht auf Anhieb. Als ich sie aber etwas vereinfacht habe, funktionierte der Ausgang bei mir einwandfrei. Den Eingang habe ich nicht getestet.

Slotblende innen

Als ich mich ans Platinen basteln machen wollte, fiel mir ein, dass ich von meinem ASUS-Board noch einen SPDIF-Adapter hatte. Nach genauerer Untersuchung stellt sich heraus, dass dieser auch nur aus einem Widerstand und dem Senderbaustein bestand. Also hab ich ihn mal kurzer Hand angeschlossen (Vcc, Masse und SPDIF-out verbunden). Und siehe da: Es klappte einwandfrei.

Nun kann ich mit meiner Audigy 2 ZS auch einen digital optischen Ausgang nutzen.

Slotblende außen

Da es einige Nachfragen bezüglich des ASUS SPDIF Boards gab:

Die Belegung ist recht einfach:

Mit einem selbstgebastelten Kabeladapter (einfach die “Farben” verbinden) sieht das dann so aus:

Fertiges Ergebnis

Hinweis

Die Audigy 2 ZS Karte kann selbst nur ein Stereosignal auf dem SPDIF Port ausgeben. Dieses kann entweder in 48kHz oder 96kHz erfolgen, aber nicht alle Receiver können mit 96kHz umgehen.

Wenn man Mehrkanalton über den SPDIF Port übertragen will, muss dieser schon komprimiert an die Soundkarte geschickt werden. Jede DVD-Abspielsoftware macht das z.B. wenn man dort als Ausgangsformat SPDIF einstellt. Dann gibt die Audigy die Daten einfach nur durch und es hängt vom Receiver ab, was er damit anfangen kann. Hier gilt Vorsicht, wenn DTS Ton ausgewählt wird, da viele Receiver diesen auch nicht interpretieren können.

Will man z.B. den Mehrkanalton in Spielen (EAX) auf dem Receiver hören, muss man diesen zusätzlich analog (über 3 Kabel (vorne, hinten, center/subwoofer)) verbinden, da die Audigy nicht in der Lage ist, die Kanäle ins Dolby Digital Format umzuwandeln.

Gleiches gilt für die DVD-Audio. Hier kann die Soundkarte den Ton decodieren und über die analogen Ports ausgeben. Auf dem SPDIF Port erfolgt hier ebenfalls nur eine Ausgabe in Stereo.

Seit kurzem bietet Creative einen Analog-to-DTS Converter DTS-610 mit dem sich dann auch der Analogton digital an den Receiver anschließen läßt.