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Mit Licht ans Ziel - Was man über den MADI-Standard Wissen sollte (Bild: Archiv)
Die Entwicklung des MADI Standards begann in den 80ern. Die Industrie forschte nach Übertragungsmöglichkeiten, beziehungsweise Formaten, die es ermöglichen sollten viele Kanäle gleichzeitig über ein Kabel zu übertragen. Teure und unhandliche Multicores sollten abgelöst werden. Für dieses Projekt bildete sich die MADI-Group. Diese Gruppe umfasste Sony, Mitsubushi, Neve und SSL. Ziel war die Entwicklung eines auf Verlust unempfindlichen Dateiformates, welches schließlich 1989 bei der AES im Standard AES10 definiert wurde. Es war die Geburtsstunde des „Multichannel Audio Digital Interface" - kurz: MADI.
Die erste Definition dieses Formates war die AES10-1991. Ihr folgten Aktualisierungen in den Jahren 2003, 2005 und 2008, doch dazu später mehr. Die AES10-1991 definierte MADI mit einer Auflösung von 24 Bit auf 32 kHz bis maximal 49 kHz, mit einer Toleranz von 12,5%.
Diese Toleranz ist unter dem Namen „Varispeed" bekannt und war für die früheren Bandmaschinen notwendig. In der AES10-1991 wurde MADI auf 56 Kanäle festgelegt. Dies änderte sich mit der Revision von 2003. Da zu diesem Zeitpunkt Bandmaschinen immer eniger zum Einsatz kamen wurde es ermöglicht auf „Varispeed" zu verzichten und dafür die mögliche Kanalzahl zu erhöhen. Dem Nutzer standen nun 64 Kanäle mit einer Auflösung bis zu 48 kHz zur Verfügung.
Auch die mögliche Maximalauflösung wurde mit der Revision von 2003 überarbeitet. Ähnlich dem Verfahren bei ADAT wurde, unter Verzicht in der Kanalanzahl, die mögliche Samplingrate auf 96 kHz erhöht. Mit der AES10id-2005 wurden auch Auflösungen bis zu 192 kHz möglich.
Für MADI gibt es folgende Übertragungsformen:- Standard (1991): 56 Kanäle / 24 Bit / 44,1 kHz - 48 kHz / Varispeed ± 12,5%
- Standard (2003): 64 Kanäle / 24 Bit / 32kHz - 48 kHz
- Double Wire 96/48k Modus: 32 Kanäle / 24 Bit / 96 kHz
- Quad Wire 192/48k Modus: 16 Kanäle / 24 Bit / 192 kHz
Double Wire entspricht der Funktion des S/MUX Verfahrens bei ADAT oder der Dual-Line Technologie von Tascam. Die Quad Wire wäre in etwa dem S/MUX4 bei ADAT vergleichbar.
MADI ist immer als Punkt zu Punkt Verbindung ausgelegt. Es gibt immer einen Sender und einen Empfänger. Da das Synchronisationssignal nach AES10 nicht im MADI Protokoll mit eingearbeitet wurde, muss dieses extern, zu der MADI Verbindung, geführt werden. Daher sind für ein kleines MADI Setup für gewöhnlich drei Kabel notwendig - Verbindung der Eingänge, Verbindung der Ausgänge und das Wordclock Signal.
Übertragen wird es optisch oder elektrisch per Koaxkabel. Die optische Übertragung wurde in der AES10-1991 zwar erwähnt, doch ist die exakte Definition erst in der Revision von 2003 zu finden. Für die Übertragung via Koaxialkabel wird ein Kabel mit einer Impedanz von 75 Ohm ± 2 Ohm benötigt.
Die optische Übertragung beisitzt, im direkten Vergleich mit Koaxialkabelneinige, einige Vorteile, die wir an dieser Stelle etwas genauer betrachten wollen:
Die Maximallänge eines Koaxialkabels liegt nach AES10-1991 bei 50 Metern. Im Vergleich dazu ist eine optische Verbindung über bis zu 2.000 Meter, für Multimode-Fasern möglich. Bei Singlemode-Fasern sind sogar Übertragungswege von 10.000 - 20.000 Metern möglich, dies wird in der AES10id-2005 beschrieben.
MADI - die Fakten auf einem Blick:
- bis zu 64 Kanäle (24 Bit / max. 48 kHz)- Auflösungen bis 192 kHz möglich (bei Verlusten der Kanalanzahl)
- Übertragung koaxial oder optisch mit einer Reichweite von maximal 20 km
- Eingänge und Ausgänge müssen getrennt verbunden werden (Point to Point)
- Kann mögliche „Nicht-Audio Daten" übertragen wie Beispielsweise Midi
- Für die Synchronisation muss ein externes Signal mitgeführt werden
Koaxialkabel können von der Einstreuung elektrischer und magnetischer Felder beeinflusst werden. Die optische Faser jedoch nicht. Da wir in diesem Fall mit Licht arbeiten haben diese Probleme, wie wir sie beim Koaxialkabel enstehen können, keinen Einfluss auf das Signal. Auch Brummschleifen sind nicht möglich, da - dank Licht - eine komplette Entkopplung der elektrischen Systeme erfolgt.
Doch auch die optische Übertragung hat ihre Schattenseiten. Lichtwellenleiter und Glasfaserkabel sind für gewöhnlich empfindlicher, als eine Lösung über Koaxialkabel. Wird ein optischer Leiter über seinen Biegeradius hinaus gebogen ist die Gefahr hoch dass dieser bricht und somit unbrauchbar wird. Durch eine Bruchstelle im Kernglas wird das Licht gestreut. Dadurch verliert das Signal an Stärke. In fast jedem Fall reicht dies so weit, dass es nicht mehr ausgewertet werden kann.
Doch optische Faser ist nicht gleich optische Faser. Die Multimode-Faser besteht beispielsweise aus einem Kernglas mit einem Durchmesser von 50 pm oder 62,5 pm. Um den Kern liegt ein Mantelglas mit 125 pm Durchmesser, sowie eine Beschichtung. Durch das Mantelglas entsteht der Effekt der Totalreflektion. Das Licht verläuft im Leiter, mit Hilfe von Reflektionen, so lange bis es schließlich am Ende des Leiters gelangt. Die Beschichtung schützt den Leiter vor Schäden.
Singlemode-Faser: Im Vergleich zur Multimode-Faser hat diese einen wesentlich geringeren Kerndurchmesser. Dieser liegt meist bei 3 pm bis 9 pm. Das Mantelglas hat ebenfalls einen Durchmesser von
125 pm, und auch dieser Leiter besitzt ebenfalls eine Beschichtung. Durch den esentlich geringeren Durchmesser breitet sich das Licht geradlinig im Leiter aus und folgt diesem. Daher sind mit einer Singlemode-Faser längere Wege möglich, auf Grund des klareren Signales, welche bei der Totalreflektion früher an Genauigkeit verliert.
Der Nachteil der Singlemode-Faser sind die höheren Herstellungskosten, daher werden für kürzere Wege auch weiterhin noch Multimode-Fasern eingesetzt.
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