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2024-12-23T10:25:56Z

Physische Schnittstelle: Link zu BNC-Steckverbinder angepasst

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'''AES/EBU''' ('''[[Audio Engineering Society]]/[[Europäische Rundfunkunion]]''') ist die übliche Bezeichnung der '''AES3'''-Schnittstelle nach [[DIN-Norm|DIN]] [[Europäische Norm|EN]] 60958 zur [[unidirektional]]en, [[Synchronisation#Digitale Wiedergabegeräte|selbstsynchronisierenden]] und [[Serielle Schnittstelle|seriellen]] Übertragung digitaler Stereo-, Zweikanal- oder Mono-[[Audiosignal]]e zwischen verschiedenen Geräten.<ref>{{Literatur |Autor=[[Michael Dickreiter]], Volker Dittel, Wolfgang Hoeg, Martin Wöhr |Titel=Handbuch der Tonstudiotechnik |Auflage=8. |Verlag=[[Walter de Gruyter (Verlag)|de Gruyter]] |Datum=2014-01-31 |Seiten=688 f |ISBN=978-3-11-028978-7}} ({{Google Buch |BuchID=DqLoBQAAQBAJ |Seite=688}})</ref> Sie wird hauptsächlich im professionellen Tonstudio-Umfeld verwendet.

Nicht zu verwechseln ist die Bezeichnung mit dem Verschlüsselungsalgorithmus [[Advanced Encryption Standard]].

== Allgemeines ==
{{Infobox Norm
|Typ = EN
|Nummer = 60958
|Bereich = Digitaltechnik
|Titel = Digitalton-Schnittstelle<br />Teil 1: Allgemeines<br />Teil 3: Allgemeingebrauch<br />'''Teil 4: Professioneller Gebrauch'''
|Beschreibung =
|Erstveröffentlichung = 2000-08
|Stand = Dezember 2015, Januar 2017, Januar 2017
|Übernahme von = ISO IEC 60958
}}
AES3 wird in [[International Electrotechnical Commission|IEC]] 60958 (früher ''IEC 958:1989'') definiert. In Deutschland ist diese [[Normung|Norm]] als '''[[DIN-Norm|DIN]] [[Europäische Norm|EN]] 60958''' in drei Teilen veröffentlicht.

Der einzige Unterschied zwischen AES3 und AES/EBU liegt in der Isolierung von Sender und Empfänger durch induktive [[Übertrager]], die nach der AES/EBU-[[Spezifikation#Spezifikation in der Informatik|Spezifikation]] vorgeschrieben sind, während sie in AES3 nur optional sind.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.nti-audio.com/Portals/0/data/en/NTi-Audio-AppNote-AES3-AES-EBU.pdf |titel=AES3, AES/EBU |titelerg=Comparing AES3 and AES/EBU |hrsg=NTiAudio |datum=2024-01-12 |seiten=2 |format=pdf |sprache=en |abruf=2024-08-09 }}</ref>

In den 1980er-Jahren entwickelte eine Arbeitsgruppe der [[Audio Engineering Society]] einen Standard zur digitalen Übertragung von [[Audiosignal]]en. Dieser wurde der [[Europäische Rundfunkunion| Europäischen Rundfunkunion (EBU)]] und der japanischen [[EIAJ]] zur Zustimmung vorgelegt.<ref>{{Internetquelle |autor=John Emmett |url=https://tech.ebu.ch/docs/other/aes-ebu-eg.pdf |titel=Engineering Guidelines - The EBU/AES Digital Audio Interface |hrsg=European Broadcasting Union |datum=1995 |zugriff=2024-08-09 |format=PDF; 300 kB |sprache=en}}</ref> 1985 wurde der Standard als AES3 von dem amerikanischen [[American National Standards Institute|ANSI]] und der EBU und der EIJA unter eigenen Bezeichnungen mit kleinen Anpassungen veröffentlicht. Deshalb wird er teilweise auch als AES/EBU-Standard bezeichnet.

Parallel arbeitete die [[International Electrotechnical Commission|IEC]] unter wesentlichem Einfluss von [[Sony]] und [[Philips]] an der Implementation eines entsprechenden Standards für Verbraucher-Anwendungen. Die IEC 958 wurde zur IEC 60958 bzw. DIN EN 60958. Diese Norm deckt einen professionellen ''(professional mode, Type I)'' und einen Endverbrauchermodus ''(consumer mode, Type II)'' ab. In heimischen [[HiFi]]-Geräten kommt der Endverbraucher-Typ [[Sony/Philips Digital Interface|S/PDIF]] zur Anwendung.<ref>{{Internetquelle |url=https://webstore.ansi.org/Standards/DIN/dinen609582015de |titel=DIN EN 60958-1:2015 DE - Digitalton-Schnittstelle - Teil 1: Allgemeines (IEC 60958-1:2008 + A1:2014); Deutsche Fassung EN 60958-1:2008 + A1:2014 (Foreign Standard) |abruf=2022-06-25}}</ref> Die wesentlichen Unterschiede bestehen in einer unterschiedlichen physischen Schnittstelle und dem sogenannten Kanalstatus („C-Bit“) von AES3, das bei S/PDIF zu Übermittlung von [[Serial Copy Management System|Kopierschutzdaten]] verwendet wird.<ref>{{Literatur|Titel=AES3-2003|TitelErg=AES Standard for digital audio – Digital input-output interfacing – Serial transmission format for two-channel linearly represented digital audio data. Überarbeitete Version von dem Standard AES3-1992|Verlag=Audio Engineering Society Inc.|Ort=New York|Jahr=2003}}</ref> Die restlichen Datenfelder, insbesondere das Format der Audiodaten, der Aufbau von [[Datenframe|Frames]] und Subframes, ist zwischen S/PDIF und AES3 identisch.

== Physische Schnittstelle ==
AES3 verwendet symmetrische Kabel mit 110 Ohm oder in der AES3 id spezifizierte unsymmetrische [[Koaxialkabel]] mit 75 Ohm [[Wellenimpedanz]] und [[Twisted-Pair-Kabel]]. Als Steckverbinder wird bei symmetrischen Kabeln [[XLR]] oder [[RJ45]]<ref>{{Literatur |Titel=DIN EN 60958-4-4:2017-01, Digitalton-Schnittstelle - Teil 4-4: Professionelle Anwendungen - Physikalische und elektrische Eigenschaften (IEC_60958-4-4:2016); Deutsche Fassung EN_60958-4-4:2016 |Verlag=DIN Media GmbH |DOI=10.31030/2584880 |Online=https://www.dinmedia.de/de/norm/din-en-60958-4-4/263824319 |Abruf=2024-09-22}}</ref> und bei unsymmetrischen Koaxialkabeln [[BNC-Steckverbinder|BNC]] eingesetzt. Bei Einsatz von hochwertigen Koaxialkabeln (und Steckverbindern mit 75 Ohm Wellenimpedanz) können die Längen über 300 Meter betragen.

Durch die zunehmende Qualität bei LAN-Systemen werden im beginnenden 21. Jahrhundert zunehmend hochwertige [[Twisted-Pair-Kabel]] (Kategorie 5 oder 6, umgangssprachlich auch LAN-Kabel genannt) für die AES/EBU-Verkabelung eingesetzt. Ihre Wellenimpedanz liegt innerhalb der für AES3 festgelegten Werte.

Die üblichen [[Abtastrate|Abtastfrequenzen]] des Audiosignals sind 32 kHz, 44,1 kHz, 48 kHz und 96 kHz. Darüber hinaus werden noch selten verwendete Abtastraten wie 88,2 kHz und 192 kHz unterstützt. Die [[Samplingtiefe|Wortbreite]] der [[Abtastwert]]e kann im Bereich von 16 Bit bis 24 Bit liegen.

Die [[Kanalkodierung]] der Audiodaten wird mittels [[Biphase-Mark-Code|Biphase-Mark-Kodierung]] vorgenommen. Das zu übertragende Signal ist [[Gleichanteil|gleichanteilsfrei]] und kann zur Vermeidung von [[Brummschleife]]n galvanisch getrennt über [[Übertrager|Impulstrafos]] übertragen werden. Elektrisch verwendet die AES3-Schnittstelle Pegel und Treiber nach der Norm [[EIA-422]] (RS422). Durch die Art der Kanalkodierung kann auf der Empfangsseite der Abtastratentakt mittels einer [[Phasenregelschleife|PLL]] aus dem AES3-Signal wiedergewonnen werden.

== Logische Schnittstelle ==
[[Datei:SPDIF AES EBU protocol colored.svg|mini|Datenformat der AES/EBU-Schnittstelle]]
Das Übertragungsformat der AES3-Schnittstelle gliedert sich in Blöcke, Frames und Subframes, wie in nebenstehender Abbildung dargestellt. Ein Block enthält 192 Frames, dabei besteht jeder Frame aus 2 Subframes. Pro Subframe wird ein Audiosample mit 16, 20 oder maximal 24 Bit Dynamik und mit 4 Informationsbits übertragen. In den Informationsbits wird unter anderem ein sogenannter ''Kanalstatus'' übertragen, der Informationen über die Art der Audiodaten umfasst, sowie Anwenderdaten<ref>{{Literatur |Titel=DIN EN 60958-4-2:2017-01, Digitalton-Schnittstelle - Teil 4-2: Professionelle Anwendungen - Metadaten und Subcode (IEC_60958-4-2:2016); Deutsche Fassung EN_60958-4-2:2016 |Verlag=DIN Media GmbH |DOI=10.31030/2584879 |Online=https://www.dinmedia.de/de/norm/din-en-60958-4-2/263824199 |Abruf=2024-09-22}}</ref> (wie [[MIDI]] 1.0<ref>{{Literatur |Titel=DIN EN 62537:2011-01, Schnittstelle für Lautsprecher mit digitalen Eingangssignalen nach IEC_60958 (IEC_62537:2010); Deutsche Fassung EN_62537:2010 |Verlag=DIN Media GmbH |DOI=10.31030/1730597 |Online=https://www.dinmedia.de/de/norm/din-en-62537/135731333 |Abruf=2024-09-22}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://cdn.standards.iteh.ai/samples/16069/d3dde3d8d1ce4ead99f031d70605f812/IEC-62537-2010.pdf#page=11 |titel=IEC 62537:2010-06 |werk=https://iec.ch |hrsg=IEC |datum=2010-06 |sprache=en |archiv-url=https://web.archive.org/web/20240928081517/https://cdn.standards.iteh.ai/samples/16069/d3dde3d8d1ce4ead99f031d70605f812/IEC-62537-2010.pdf |abruf=2024-09-26}}</ref>). Die restlichen Bits eines 32 Bit langen ''Time Slots'' dienen zum Synchronisieren der Frames und der Sicherung gegen Fehler. Pro Frame kann ein Stereokanal übertragen werden.

== Signalqualität ==
Die digitale Signalübertragung kann vor allem bei langen und minderwertigen Kabeln zu einer Signalverstümmelung führen:
Kann der Empfänger den Bitstrom auch mit Hilfe der [[Prüfsumme]] nicht mehr zu 100 % rekonstruieren, kommt es zur Signalverschlechterung. Sie äußert sich durch Verlust an Amplitudenauflösung (Dynamik) und zeitlicher Desynchronisation ([[Glitch (Elektronik)|Glitch]]). Das Signal klingt dann gegebenenfalls rau und ist durch Knackser unterbrochen. Abhilfe schaffen in diesem Fall höherwertige Kabel, die für die digitale Übertragung spezifiziert sind (Wellenimpedanz von 110 Ohm) sowie die Vermeidung von Adaptern und Verlängerungen im digitalen Signalweg.

In der Regel ist die Qualität der digitalen Übertragung jedoch verlustfrei und somit unter den meisten Umständen wesentlich besser als bei analoger Übertragung.

== Synchronisation des Audiotaktes ==
Werden in einer Produktionsumgebung mehrere digitale Signalquellen genutzt, so müssen die PCM-Ströme taktsynchronisiert werden. In diesem Fall lassen sich professionelle PCM-Signalquellen (A/D-Wandler, digitale Bandmaschinen etc.) durch einen sogenannten Haustaktgenerator extern betakten, um einen Gleichlauf der PCM-Bitströme sicherzustellen. Desynchronisierte digitale Signalquellen äußern sich durch hörbare Knackser bis hin zum Rauschen bei komplettem Signalverlust (siehe auch [[Jitter]]).

== Sonstiges ==
Weiterhin werden über diese Schnittstelle nicht nur [[Puls-Code-Modulation|PCM]]-kodierte Audiosignale übertragen, sondern beispielsweise auch [[Dolby E|Dolby-E]]- oder [[Dolby Digital|Dolby-Digital]]-kodierte Mehrkanalaudiodaten – diese Definitionen sind aber nicht mehr Teil der AES3-Spezifikation und sind im Standard [[SMPTE]] 337M festgelegt.

Der in AES3 festgelegte Bitstrom kann auch in diversen anderen Schnittstellen-Protokollen [[Tunnel (Rechnernetz)|getunnelt]] werden, das heißt, das AES3-Signal wird innerhalb des anderen Protokolls noch einmal verpackt, und gegebenenfalls auch mehrfach gebündelt. Beispiele dafür sind [[Multi Channel Audio Digital Interface|MADI]], [[IEEE 1394]], [[AES50]].

Die Schnittstelle AES/EBU wurde von mehreren Organisationen in annähernd gleicher Weise genormt:
* von der [[Audio Engineering Society|AES]] als AES3
* von der [[Europäische Rundfunkunion|EBU]] als Tech-3250E
* von der [[International Electrotechnical Commission|IEC]] als IEC 60958-4

Der Standard [[AES42]] für digitale Mikrofone baut auf dem Standard von AES3 auf.

== Siehe auch ==
* [[Liste von Audio-Fachbegriffen]]

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
{{Commonscat}}
* [https://tech.ebu.ch/docs/other/aes-ebu-eg.pdf Spezifikation (Draft) bei der EBU] (PDF-Datei; 302 kB)

{{DEFAULTSORT:Aesebu}}
[[Kategorie:Audioschnittstelle]]
[[Kategorie:Audiosignalformat]]
[[Kategorie:Abkürzung|AESEBU]]
[[Kategorie:Audio Engineering Society]]

AES/EBU - Versionsgeschichte

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