Air Mac Expressの光信号出力の不安定性

Expressの光出力をDACに入力してiTunes のAir Playで音楽を再生しています。問題は、毎時一回以上の確率でスピーカーの音が1〜2秒間途切れる現象が起こることです。これはAir Mac Expressを有線接続、無線接続のどちらにしても起こります。Mac Miniの光出力を直接DACに入力すると音の途切れは起こりません。従って、私はAir Mac Expressの光信号出力の不安定性が原因ではないかと疑っています。即ち光信号を生成するクロックが精度不足、又は不安定な為にDACの入力信号に対するロックが外れるのではないか。これは、Air Macの不良ではないか?

Air Mac Express-OTHER, Mac OS X (10.5.8), Mac Mini, Air Mac Express, DAC, Amp

投稿日 2012/12/29 00:40

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2013/03/01 02:40 ni_ki への返信

そうですね。アナログでも音飛びがするとの事ですので、SPDIFの問題ではないのではと感じています。


下りのパケットが音切れの際、ダウンしています。

これがどのような状況を指しているのかちょっとわかりませんが、ネットワーク上に問題があり、AMEのオーディオ用バッファが枯渇した時点で次のデータが届いていない状態の可能性を考えています。

SPDIFでノイズが出る場合はそのほとんどが同期上(お互いの機器間でデジタル音声信号をやり取りする際の同期)の問題ですが、アナログアウトでもノイズが出ると言うのは普通だとちょっと有り得ないのですよね。

2013/03/01 03:20 Redfox への返信

Redfox さんによる書き込み:


「下りのパケットが音切れの際、ダウンしています」はMacがAMEに送信のバケットが、という意味ですか?

MacからAMEに送信するパケットです。



今日は、通常運用の状態で検証して見ました。


2F〜Mac mini Server と AirMac Extreme

1F〜AirMac Express (ワイヤレスネットワークを拡張)


偶然、Mac mini ServerがAirMac Expressに割り当てされていたので、イヤホンで鳴動チェックしましたが、「音切れする」になりました。

Mac mini ServerをAirMac Extremeに変更すると「音切れなし」になりました。


過去の事例ですが、

Buffalo WZR-HP-G301NHをアクセスポイントにして、AppleTV 第2世代を接続し、音楽を聴くと「音切れする」症状がありました。但し、Buffalo WZR-HP-G301NHとAppleTVを有線にした場合は「音切れなし」でした。

今は、Buffalo WZR-HP-G301NHからAIrMac Extremeに変更して運用しています。

2013/03/01 03:50 やすどん への返信

やすどん による書き込み:


SPDIFでノイズが出る場合はそのほとんどが同期上(お互いの機器間でデジタル音声信号をやり取りする際の同期)の問題ですが、アナログアウトでもノイズが出ると言うのは普通だとちょっと有り得ないのですよね。

AirMac Express内部のD/A変換部分に既にデータが正常に届いていないと考えて良いのでしょうか。

蝦夷_オカメの親 さんによる書き込み:


偶然、Mac mini ServerがAirMac Expressに割り当てされていたので、イヤホンで鳴動チェックしましたが、「音切れする」になりました。

Mac mini ServerをAirMac Extremeに変更すると「音切れなし」になりました。

何となく感じるのですが無線LANの転送が間に合っていないのではないですか。

2013/03/01 03:57 ni_ki への返信

何となく感じるのですが無線LANの転送が間に合っていないのではないですか。

私も同じような事を感じています。音声をDD変換やDA変換する場合にある程度のバッファを用意しています。なにかトラブルがあってもそのバッファにあるデータを処理しきる前に次のデータが届いてくれれば問題ないのですが、それが間に合わなければデータが欠落しますのでノイズになります。


AMEの内部スペックを知りませんが、おそらくそんなに巨大なバッファは用意していないと思います。通信速度の平均値が高くても通信がつまる事が再々おきればこのような症状があってもおかしくは無いかもしれません。

具体的な数値が有るわけでは有りませんので、あくまでも可能性の話として書いています。

2013/03/01 07:20 Redfox への返信

AMEが、受け取った音楽データに含まれるエラー修正に時間が掛かり、AMEのバッファーがいっぱいになってMacがAMEに送信するバケット量が減ったのではないでしょうか

あれこれとぼーっとしながら考えていたら素朴な疑問が湧きました。

お書きの「エラー修正」の場合、MacからAirMac Expressの間のデータは即座に再送されて通常なら支障ないはずですよね。AirMac Express内部でD/D変換またはD/A変換にエラー訂正が起きたとお考えになったということでしょうか?


S/PDIFの光出力にエラー訂正のための情報は無さそうに、思えるのですがお教えいただければ幸いです。

それと今回の原因がジッタなるものの場合、変換できなくなる位ですから音飛びなどが起きていない際にも、かなり音が悪くなっているのではないかと思うのですが、そこらへんどうでしょうか?

2013/03/01 07:37 ni_ki への返信

それと今回の原因がジッタなるものの場合

いわゆる「ジッタ」と言われる物が原因で音質が悪くなる事は有り得るとしても、これが原因でデジタル音声の伝達に関して同期がとれなくなりノイズが出るのはよっぽどの事が無い限り有り得ないのですよ。

しかもSPDIFは既に枯れた技術ですので、扱うのはそれほど難しい物では有りません。クロックのジッタで同期がとれない場合、本体が壊れているか、ケーブルに問題があるか、そう出なければ設計自体タコなのかって話になっちゃうんですよね。でも枯れた技術ですので設計がタコってことはちょっと考えにくいです(AMEをばらしたことはないので断言はできませんが)。


お書きの「エラー修正」の場合

DD変換、DA変換でエラー補正がバッファを超えて間に合わないって事は通常考えにくいです。それがおこるのであれば設計のミスですが通常有り得ないと思っています。

なのでネットワーク上の何らかのトラブルで、ネットワーク上のエラー補正が出来ない場合、再送している間にDD変換、DA変換のバッファが枯渇したと考えれば合点がいくように思っています。


これらも机上の空論で、実際の数値が無いため思いつきで書いております。ご了承ください。

2013/03/01 17:44 蝦夷_オカメの親 への返信

MacBook Proにて検証しました。


2F〜AirMac Extreme

1F〜AirMac Express と MacBook Pro


AirMac Extreme -- 5GHz --- AirMac Express -- 5GHz -- MacBook Pro


・5GHz/108chで「ワイヤレスネットワークを拡張」で接続

・AirMac ExpressとMacBook Proの距離は約1mで、5GHz/108chの無線で接続


今の所、AirMac ExpressにMacBook Proが接続されていますが、音切れが発生しません

尚、2.4GHz帯接続による検証は、Macで選択することが無理のようですので、検証出来ていません。


一昨日と昨日の検証では、AirMac ExpressとMac mini Server間が2.4GHzの電波帯で通信していたので、混線??

(AirMac ExpressをMac mini Serverの真上に直置きしても、1階のTV横に置いても症状は同じ)

2013/03/01 19:00 ni_ki への返信

ni_ki さんによる書き込み:


真上でも通信状態が悪いなら、そうとう悪い状態ということになりますね。

同じ状態でMac mini ServerがAirMac Extremeに割り当てされている時は、音切れしません。

そうとう悪いとは、言い切れません。

ni_ki さんによる書き込み:


2.4GHz帯が任意に選択できないとのことですが、なぜですか?

簡単にできたと思いますが。

この件に関しては、AppleStore札幌のGeniusBarで操作確認済みです。(2013年1月5日)

2013/03/01 19:33 ni_ki への返信

ni_ki さんによる書き込み:


2.4GHz帯が任意に選択できないとのことですが、なぜですか?

簡単にできたと思いますが。

ワイヤレスネットワークを拡張の場合、AirMac Expressの2.4GHzと5GHzのSSIDの名前が、AirMac Extremeと同じ名前になる為、Macでは選択不可能になっています。


尚、SHARP AQUOSのTVの無線LAN設定では、「SSIDとチャンネル」で任意でも選択出来ました。

2013/03/02 02:11 Redfox への返信

ni_ki様

修正をより正確に表現すると補間、類推になります。例えば前と後ろのデータから真ん中のデータを線形を仮定して推測する。勝手に都合良く化粧することです。しかし0.5秒の音切れを自然な形で補間することは出来ないでしょう。

LAN上では、圧縮データが遣り取りされている。AME はバッファーに受け取ったデータを一時保管しそれからPCMデータを作り、内部DACはそれをアナログ化し、別に光SPDIF信号を作っている。問題が起こるとすれば圧縮データ=>PCMデータのプロセスでしょう。ここでいろいろな音質制御が行われている様です。このようにすれば音声の制御性は増加するが処理に時間が掛かります。AirPlayの形式を知らないからそれ以上コメントできません。

再送に関しては、再送されたデータは通常バッファーのお尻に置くからデータの時間関係が狂い音声では通用しないでしょう。


やすどん様

AME の情報伝送システムに問題があれば、AMEとしては致命的です。私の経験では、iTunesでAME外部スピーカに無線で音声を送っているときの伝送レートはせいぜい80~90 kB/sです。AME の能力の1/10~1/50しか使用していない(推測)。その状態でAMEのバッファーが空になるとしたらいかなる原因を考えたらよいのでしょうか。空の情報がMACに届いていないか、AMEが失神していてその情報をMACに発信していないか、MACが送ったデータをAMEが受け取っていない(途中で消えた?)か、のどちらかです。何故に??バッファーが空ならバケット数は逆に増えるはずです(ni_ki氏の実験)。バッファーが満杯だと考えた方が自然です。又はオーバーフローしている?

それを調べる方法として、PCM信号のクロック周波数を変えたり、ビット長を変える、音声の帯域幅を変える、要するにAMEに対する負荷をソフト的に変えることが考えられる。バッファー容量が足りないと考えるならば、バッファーの不足を回避する方法です。

AMEの処理速度が遅いから、SPDIFのジッターが大きくなると考えています。処理速度がジッターを決めてしまう。信号処理がマスタークロックに追いつかない状況が時々発生するという事です。PLLを出力段に入れると、大きなジッターが発生したとき音が途切れてしまうので都合が悪いでしょう。だから入れられない。

2013/03/02 03:22 Redfox への返信

Redfox さんによる書き込み:


再送に関しては、再送されたデータは通常バッファーのお尻に置くからデータの時間関係が狂い音声では通用しないでしょう。

つまりLAN内のエラー訂正機能は音楽データの場合、機能していないとお考えなのですね。MacからAirMac Expressまでですんらデータ転送はエラー修正無しですか。

MACが送ったデータをAMEが受け取っていない(途中で消えた?)か、のどちらかです。

エラー訂正していないとお考えなのですよね。それなら、あり得るのでは。

何故に??バッファーが空ならバケット数は逆に増えるはずです(ni_ki氏の実験)。

ちょっと、誤解を招いたようです。私が確認したのは「MacからAirMac Expressへの送信料が倍増した」ということで、症状がでる前か後かは正確には分かりません。それが分かるほどの観測精度は持ち合わせていないので。

やすどん さんによる書き込み:


いわゆる「ジッタ」と言われる物が原因で音質が悪くなる事は有り得るとしても、これが原因でデジタル音声の伝達に関して同期がとれなくなりノイズが出るのはよっぽどの事が無い限り有り得ないのですよ。

(中略)

DD変換、DA変換でエラー補正がバッファを超えて間に合わないって事は通常考えにくいです。

素人的にはネット上を調べて回ると、やすどん さんの説明の方が納得いきます。「ジッタ」に付いて調べても音が変わるという話はだくさん出てくるのですが、同期がとれなくなる原因としては見かけないくらいです。バッファを通常超えないと言うのも、簡単に超えられるならバッファとして役に立たないので、合点がいきますよね。それともホントにAirMac Expressの設計がタコなのか。

2013/03/02 03:31 蝦夷_オカメの親 への返信

AppleStore札幌では、同じ構成にて確認しましたが、再現しませんでした。


AirMac Extreme -- 5GHz(中継) -- AirMac Express -- 2.4GHz -- Mac mini Server


以下のように三段重ね置きにて実施

・一番上 AirMac Express

・真ん中 Mac mini Server

・真下 AirMac Extreme


「自宅内における電波干渉による問題である」で終了しました。


障害となっている2.4GHz帯の機器を調査する必要がありそうです。


どうも、Redfoxさんの症状とは、全く異なっていると思うので、撤退します。

2013/03/02 05:52 やすどん への返信

やすどん さんによる書き込み:


ジッターの精度(キレイか汚いか)は発信器(発信回路)によるところが大部分を占めます。搭載しているICやDSPの動作速度、処理能力には影響を受けません。

オーディオも、そのハードウェアも電子機器も詳しく存じ上げないのですが、お書きの事は素人ながら納得です。なんか「ジッター」と言う言葉はコマーシャル用の用語なのかとネットを調べていて感じました^^;

また、SPDIFの信号は通常44.1kHzもしくは48kHzの16bitです。

あたた、16bitでしたか。てっきり24bitかと思っていました^^;

元ソースのサンプリングレートを変えたり、ビット数を変えたり、

この点について念のためお伺いしたいのですが、変えても悪影響も全く無いと考えられますでしょうか?

ましてや音声の帯域幅(この表現は今一理解出来ないんですよね)を変える事に全く意味はありません。

これは、まったく理解できないです^^;

2013/03/02 06:04 ni_ki への返信

この点について念のためお伺いしたいのですが、変えても悪影響も全く無いと考えられますでしょうか?

SPDIFでのデジタル音声の送受信に関してはなんら影響を受けません。元ソースが何であれSPDIFとして送受信する時にはSPDIFの規格に沿ったデータに既に変換されています。元ソースがAIFF48kHz24bitであれ、ACC44.1kHz128kbpsであれそんなの関係ないのですよ。


音声の帯域幅ってなんの帯域なのかわかりませんが、例えばピアノとボーカルの弾き語りは音声の変換にCPUパワーを消費しないけど、ダイナミックレンジの広いフルオーケストラのクラシック音楽の音声の変換には多大なCPUパワーを必要とするなんてことは絶対に有り得ません。

2013/03/02 06:26 やすどん への返信

やすどん さんによる書き込み:


SPDIFでのデジタル音声の送受信に関してはなんら影響を受けません。

申し訳ありません。ここがS/PDIFに付いての話の場である事を失念しておりました。S/PDIFで影響ないのは私も理解しております。

横道ですが、私が確認したかったのは例えば「USB接続のスピーカー」や「FireWire接続のスピーカー」でも悪影響は無いかという点でした。

ダイナミックレンジの広いフルオーケストラのクラシック音楽の音声の変換には多大なCPUパワーを必要とするなんてことは絶対に有り得ません。

ですね。どこから、そのような考えが出るのでしょうね^^

それに「CPUパワーが必要」と言う事態なら、5年も待てば数倍の処理能力になりますから解決しますしね。

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