MADI (AES10)

MADI überträgt bis zu 64 Audiokanäle mit 24 Bit über eine einzige Leitung — entweder über 75-Ohm-Koaxialkabel mit BNC-Steckverbindern oder über Multimode-Glasfaser. Der Name steht für Multichannel Audio Digital Interface. Festgelegt haben ihn 1991 vier Pulthersteller gemeinsam — AMS Neve, Solid State Logic, Sony und Mitsubishi —, veröffentlicht hat ihn die Audio Engineering Society als AES10. Der ursprüngliche Zweck war schlicht: ein Digitalpult mit einer Mehrspurmaschine verbinden, ohne 28 einzelne Kabel zu legen.

Ausführliche Erklärung

Das Kanalwort ist dasselbe wie bei AES3: 32 Bit je Kanal, darin bis zu 24 Bit Audio und die begleitenden Status- und Prüfbits. Unterschiedlich ist, was darum herum passiert. AES3 packt zwei solche Wörter in einen Rahmen und schickt sie über eine symmetrische Leitung; MADI packt 56 oder 64 davon in einen Rahmen und schickt sie über eine unsymmetrische Leitung oder über Licht.

Die Übertragungsrate liegt dabei fest bei 125 MBaud, aus denen nach Abzug der 4B5B-Codierung 100 Mbit/s Nutzdaten bleiben. Diese Rate ändert sich nicht, wenn weniger Kanäle belegt sind — eine MADI-Strecke mit acht belegten Kanälen belastet die Leitung genauso wie eine mit 64. Ausgelegt wird die Strecke deshalb nach der Schnittstelle und nicht nach der Belegung, die heute geplant ist.

Kanalzahl und Abtastrate

Die 100 Mbit/s sind das Budget, und höhere Abtastraten kaufen sich aus demselben Budget. Jede Verdopplung der Abtastrate halbiert deshalb die Kanalzahl:

Die beiden physikalischen Wege

Koaxial läuft MADI über eine 75-Ohm-Leitung mit BNC-Steckverbindern, in der Praxis über etwa 100 m. Das ist dieselbe Kabelklasse, die in Technikräumen für Videosignale und für die Taktverteilung ohnehin liegt, und genau daraus entsteht die häufigste Verwechslung im Rack: Die Buchse sieht aus wie jede andere BNC-Buchse.

Optisch läuft MADI über Multimode-Glasfaser mit SC-Steckverbindern und kommt damit in die Größenordnung von 2 km. Wichtiger als die Reichweite ist im Wohnhaus meist die zweite Eigenschaft: Licht überträgt keinen Strom. Zwischen Technikraum und Kinoraum entfällt damit jede Chance auf eine Brummschleife über den Signalweg — ein Argument, das bei einer Verbindung zwischen zwei Verteilungen im Haus oft schwerer wiegt als die Meterzahl.

Warum die Taktleitung dazugehört

Hier unterscheidet sich MADI von den Schnittstellen, die im Wohnbereich geläufig sind. S/PDIF, AES3 und ADAT betten den Takt in den Datenstrom ein; der Empfänger gewinnt ihn zurück und läuft damit synchron. Bei MADI ist die Übertragungsrate von der Abtastrate entkoppelt — sie liegt ja fest, egal was übertragen wird. Ein Empfänger kann aus dem Strom zwar ableiten, wann die Rahmen kommen, aber nicht verlässlich, mit welcher Abtastrate die Anlage arbeiten soll.

Deshalb gehört zu einem MADI-Aufbau in aller Regel eine eigene Word-Clock-Verteilung: eine Taktquelle, sternförmig auf alle beteiligten Geräte verteilt. Diese Verteilung gehört zur Schnittstelle dazu und ist kein Zusatzaufwand für besonders Anspruchsvolle. Wer die Taktleitungen in der Trassenplanung vergisst, stellt das fest, wenn die Kabel schon in der Wand liegen.

Eine Richtung, zwei Punkte

Eine MADI-Strecke überträgt in eine Richtung, von einem Sender zu einem Empfänger. Für einen Rückweg liegt eine zweite Strecke. Ein Gerät, das mitten in einer Kette sitzt, empfängt den ganzen Strom, ändert daran die Kanäle, die ihm gehören, und erzeugt einen neuen Ausgangsstrom für das nächste Gerät.

Hier gehen MADI und Netzwerkaudio auseinander. Dante und AES67 adressieren einzelne Kanäle, laufen über Switches und teilen sich die Leitung mit anderem Verkehr. MADI kennt keine Adressen, keine Wege und keine Verteilung; es kennt Kanalplätze in einem Rahmen. Das macht es unflexibel und im selben Zug ausgesprochen berechenbar: Die Verzögerung ist konstant und liegt im Bereich weniger Abtastwerte, und es gibt keine Netzwerkkonfiguration, die sich ändern könnte.

Häufiges Missverständnis

„64 Kanäle über ein Kabel — dann brauche ich kein Netzwerk." Das verwechselt Kanalzahl mit Verteilung. MADI bringt viele Kanäle von A nach B; sobald ein drittes Gerät mitspielen soll, wird daraus eine Kette mit Durchreichen oder eine zweite Strecke. Netzwerkaudio löst die andere Aufgabe: beliebige Kanäle an beliebige Ziele, dafür mit Switches, Adressen und einer Konfiguration, die gepflegt werden will. Welche der beiden Aufgaben ansteht, entscheidet der Aufbau und nicht die Zahl 64.

Der zweite Irrtum nimmt diese Zahl als Konstante. „MADI hat 64 Kanäle" gilt bei 48 kHz. Bei 96 kHz sind es 32, und eine Anlage, die mit 16 Kanälen bei doppelter Abtastrate geplant wurde, hat auf einer Strecke Platz — auf einer zweiten, falls die Wandler bei 192 kHz laufen sollen. Auffallen kann das erst nach dem Umschalten, weil zur Inbetriebnahme alles bei 48 kHz läuft und die Verbindung dort tadellos arbeitet.

Nicht zu verwechseln mit

• ADAT Lightpipe: Acht Kanäle über eine Kunststoff-Faser mit TOSLINK-Bauform, mit eingebettetem Takt und ohne separate Taktleitung. Die kleinere Lösung für kurze Wege innerhalb eines Racks.
• AES3: Zwei Kanäle, dasselbe Kanalwort, andere Rahmenstruktur und andere Leitung. MADI ist keine Erweiterung von AES3, das man aufeinandersteckt, sondern eine eigene Schnittstelle mit gemeinsamem Datenwort.
• Dante und AES67: Audio als Netzwerkpaket über Ethernet, mit Adressierung, Switches und eigener Zeitsynchronisation.
• Videosignale über 75-Ohm-BNC: Gleiche Leitung, gleicher Steckverbinder, völlig anderes Signal. In einem Rack, in dem beides vorkommt, ist die Beschriftung der einzige Unterschied, den man sieht.

In der Planung

Ein Technikraum im Untergeschoss speist ein Kino im Erdgeschoss. Geplant sind 16 Wiedergabekanäle; die Wandlung soll digital bis in die Nähe der Endstufen laufen, damit im Technikraum kein Analogbündel entsteht.

Zu klären ist zuerst, wo gewandelt wird; die Schnittstelle ergibt sich daraus. Liegen Endstufen und Prozessor ohnehin im selben Raum, ist die ganze Überlegung hinfällig — dann geht das Signal über kurze Wege und die Strecke ins Kino ist eine Lautsprecherleitung. Sitzen die Endstufen dagegen im Kinoraum, muss eine mehrkanalige digitale Strecke durchs Haus.

Erst danach die Verfahrensfrage. 16 Kanäle über AES3 bedeuten acht Doppelstrecken plus Taktverteilung — machbar, aber acht Wege im Leerrohr. MADI führt dieselben 16 Kanäle über eine Leitung, koaxial oder als Faser, und braucht die Taktverteilung zusätzlich. Netzwerkaudio führt sie über die vorhandene strukturierte Verkabelung, verlangt dafür aber einen Switch mit passender Konfiguration und eine Zuständigkeit für diese Konfiguration über die Jahre. Alle drei Wege funktionieren; sie unterscheiden sich in dem, was danach zu pflegen ist.

Die Gerätewahl steht am Ende und ist dann die kleinste Entscheidung, weil die Verfahrensfrage die Kandidaten bereits eingegrenzt hat. Die Reihenfolge andersherum — Gerät zuerst, Trasse danach — erzeugt genau den Fall, in dem eine Faser fehlt, für die kein Leerrohr mehr frei ist.

Verknüpfte Inhalte

Das Kanalwort, auf dem MADI aufsetzt, beschreibt AES3; die kleinere mehrkanalige Schnittstelle mit eingebettetem Takt ADAT Lightpipe. Warum ein gemeinsamer Takt sternförmig verteilt wird und was ihn stört, steht bei Word Clock und PTP und bei Jitter. Zu den beiden Übertragungswegen führen Koaxialkabel mit dem BNC-Steckverbinder und der Lichtwellenleiter. Den Gegenentwurf mit Adressierung und Switch beschreiben Dante und AES67.

Quellen

Die Zahlen dieser Seite — Kanalzahlen je Abtastratenstufe, 24 Bit Auflösung, 125 MBaud mit 4B5B-Codierung und 100 Mbit/s Nutzdaten, 75 Ohm über Koax mit BNC und Multimode-Faser mit SC — stammen aus drei Darstellungen, die einander bestätigen: einer allgemeinen Fachdarstellung, dem Glossar einer Fachzeitschrift und der Technologieseite eines Herstellers von MADI-Geräten. Alle drei führen ihre Angaben auf AES10 zurück. Der Normtext selbst wurde für diese Seite nicht eingesehen; der Vorbehalt oben gilt entsprechend.