Test: Diretta – Geluidsverbetering op netwerkniveau

De setting for dummies

De digitale setup die hier opgebouwd is, bestaat simpelweg uit een muziekserver (host-PC). Die draait op een volledig uitgeklede versie van Windows, bevat muziekbestanden op een SSD, maar kan ook streamen vanaf de bekende sites. Deze server heeft geen USB-uitgang, maar een RJ45-aansluiting (netwerkaansluiting). Je sluit deze server dus niet rechtstreeks op een USB-DAC aan. Dat gaat in dit geval via een tussenstap. Via een RJ45-netwerkkabel verlaat het muzieksignaal de server. Het komt vervolgens terecht in een kleine computer (target-PC, oftewel USB-bridge). Vanuit deze target-PC gaat het signaal via een USB-verbinding naar een DAC. Tussen de muziekserver (host-PC) en de DAC zit dus een extra stukje netwerk. De communicatie over dat stukje netwerk gaat via een andere ‘taal’. Die taal heet ‘Diretta’ en zorgt voor een hogere geluidskwaliteit. De host-PC kan allerlei server-software draaien. Denk aan Roon, Foobar, JRiver, Audirvana en HQPlayer. In de testopzet staat Roon op de host-PC. Bedenk dat er nog enkele andere configuraties mogelijk zijn, maar het is zinvol om het nu zo simpel mogelijk te houden.

Hoe het werkt

In de volgende paragrafen gaat het verhaal al iets dieper en worden alle details onthuld. Wel, helaas niet allemaal. Er is uitgebreide communicatie geweest met de Japanse en Franse ontwerpers van dit systeem, maar die laten niet helemaal het achterste van hun tong zien. De essentie van de hierboven beschreven architectuur is dat de RJ45-verbinding tussen de server (host-PC) en de target-PC gebruik maakt van een nieuw protocol. Een protocol is gewoon een taal die computers gebruiken om met elkaar te kunnen praten. Vergelijk het maar met Frans, Duits of Engels. De verbinding tussen de host-PC en de target-PC is feitelijk een netwerkverbinding. Een protocol dat daarvoor wordt gebruikt is Ethernet. Dat staat voor een manier waarop bits door het netwerk worden getransporteerd. Het Ethernet-protocol krijgt zelf de data aangeleverd uit ‘daarboven’ liggende protocollen (in het TCP/IP-model). Wat je kunt doen is ‘on top of Ethernet’ een nieuw protocol bedenken, waardoor de manier waarop de bits uiteindelijk over het netwerk worden gestuurd er net even anders uitziet. Dat protocol heet Diretta. Daarmee kun je dan invloed hebben op de geluidskwaliteit.

Techniek

Lezers met een technische achtergrond zullen nu begrijpen dat de muziekserver (host-PC) een tweetal netwerkverbindingen maakt. De eerste met de aanwezige switch of router van het thuisnetwerk. Daar heb je dus Ethernet en IPv4 adressering. Die verbinding is nodig om via een laptop of smartphone de Roon-app te kunnen draaien en ook om streaming content binnen te kunnen halen. De tweede verbinding vormt feitelijk een ‘private’ netwerk met de target-PC. In tegenstelling tot het thuisnetwerk is er op dit netwerk geen enkel ander verkeer. Alleen het muzieksignaal, verpakt in het Diretta-protocol. De adressering op dit private netwerk gaat via IPv6. Het zal nu duidelijk zijn dat de speciale ASIO-driver, die geïnstalleerd moet worden op de Windows-server, het muzieksignaal via het Diretta-protocol op het private netwerk zet. Die ASIO-driver kan in principe op elke Windows machine (W10 of 2019 server) worden geïnstalleerd. De target-PC oftewel USB-bridge is een Linux machine. Die ontvangt via het private netwerk het muzieksignaal (getransporteerd middels het Diretta-protocol) en zet dat om in een USB-signaal. Dat kan dan via een reguliere USB-kabel naar elke denkbare USB-DAC worden gestuurd.

In alle eenvoud

Voorlopig kan deze hele opzet alleen worden gebruikt door iemand die een muziekserver bouwt of aanschaft die onder Windows draait. Na het installeren van de ASIO-driver komt het muzieksignaal via een netwerkpoort (RJ45) naar buiten en gaat via het private netwerk naar de target-PC. De vraag is waarom je dat zou willen, omdat je nu eigenlijk met twee netwerken zit. Een eerste aanleiding kan zijn dat de muziekserver op grote afstand van de DAC staat. Lange aansluitingen via USB, S/PDIF of HDMI zijn dan vaak geen optie. Een netwerkverbinding kan dan een betere optie zijn. Maar de tweede reden is de meest belangrijke. Tussen de normale directe USB-verbinding tussen een muziekserver en een DAC bouw je feitelijk een extra stukje netwerk. De bits worden daar getransporteerd op een andere manier dan in een standaard netwerk. Maar dat is geluidstechnisch zo de moeite waard, dat die extra stap lonend is. Feitelijk claimt SPEC dat het transport via dat extra stukje netwerk beter klinkt dan een rechtstreekse (USB-)verbinding tussen een muziekserver (host-PC) en een DAC.

Waarom levert het transport via het Diretta-protocol dan een betere geluidskwaliteit? Om precies te zijn geeft SPEC aan dat Diretta de ruisvloer verlaagt die ontstaat tijdens digitale signaal transmissie via een netwerk. Volgens SPEC worden kleine details daardoor beter waarneembaar. Die kleine signalen vormen de basis voor de klank van een signaal, spelen een belangrijke rol in de afbeelding van de ruimte en hebben ook gevolgen voor de dynamiek. SPEC geeft vervolgens aan dat dit allemaal bijdraagt aan hun streven naar realistische weergave.

Hoe werkt Diretta?

De invloed op het geluid ontstaat als gevolg van het verminderen van ‘noise’. Om dat doel te bereiken is er continue communicatie tussen de host-PC en de target-PC. Er is synchronisatie tussen die twee waardoor datapackets op basis van een voorspellend algoritme naar de target-PC worden gestuurd. Het algoritme voorspelt hoe groot de ontvangende buffers zijn. Die datapackets worden op basis van die voorspelling zo vaak verzonden als mogelijk is met zo kort mogelijke en zo constant mogelijke intervallen. Per zendbeweging is de hoeveelheid verstuurde data ook kleiner. Volgens SPEC wordt de ruis verminderd door continu kleine pakketjes met data te sturen in plaats van grote pakketten met een onregelmatig interval. Wat er eigenlijk gebeurt is dat de processing wordt gemiddeld. Als je de redenering omdraait dan kun je zeggen dat het sturen van grote datapakketten met onregelmatige intervallen ruis veroorzaakt. De vraag blijft dan uiteraard hoe het komt dat de ruis dan minder is. Yu Harada, de ontwikkelaar van Diretta en van de SPEC target-PC geeft daar geen duidelijk antwoord op. Volgens een andere Japanse bron waarmee uw auteur contact had, levert Harada de software en de hardware als deelproduct aan SPEC. Voor SPEC zal dat dus voor een deel een black box zijn. In de wetenschappelijke literatuur is het een en ander te vinden over onder andere de relatie tussen de vorm van signalen in UTP-kabels en vormen van ruis die daaraan gerelateerd zijn. Ondergetekende herinnert zich een paar van die artikelen en heeft die opgezocht. Heel interessant, want één van die artikelen geeft aan welke vormen van ruis in een UTP-kabel kunnen ontstaan en wat je dus kunt doen om een ‘betere’ UTP-kabel te bouwen. De kans dat dit een hoorbaar resultaat oplevert is overigens extreem klein. Zonder al te diep in de theorie te graven en te pretenderen de oplossing te hebben gevonden, bieden die artikelen toch wat inzichten om over na te denken. Yu Harada heeft vast artikelen van gelijke strekking gevonden. Zo werd het principe van ‘signal averaging’ gevonden in relatie tot ‘noise’. Kort door de bocht, maar inclusief een stukje wiskunde, berekeningen, formules en grafieken komt het erop neer dat de signaal/ruisverhouding toeneemt als het aantal ‘scans’ toeneemt. Die scans mogen dan vertaald worden naar het aantal gestuurde datapakketjes in Diretta. Dat aantal neemt namelijk toe. Een tweede techniek is ‘boxcar averaging’. Het lijkt erop dat hier onregelmatigheden (de intervallen tussen de verzonden datapakketjes) worden gladgestreken met ook weer gevolgen voor de signaal/ruisverhouding. Een vraag is vervolgens waarom het verminderen van de ruis tijdens het data transport dan voordelen oplevert. Het zou kunnen dat door het transport over het netwerk via Diretta, gewoon minder ruis meelift in de richting van de DAC. Je hebt dan feitelijk te maken met minder ruis die onderweg ontstaat. Er is dus minder storing die zich uiteindelijk kan mengen met het analoge signaal.

Nog wat dieper

Na contact met Yu Harada, de ontwerper van het Diretta protocol en technische ontwerpers van SPEC en Pachanko, is er nog een wat nauwkeuriger beeld ontstaan over de werking van Diretta. Niet alle vragen zijn opgelost. Er blijven in het verhaal wat gaten zitten en zaken die onlogisch zijn. Op het moment dat je zoiets constateert dan heeft de ervaring geleerd dat je niet het hele verhaal hebt gekregen en dat er sprake kan zijn van een verborgen agenda. Het laatste zal niet het geval zijn, maar Yu Harada beschermt gewoon een commercieel interessant idee. De beschrijving van de werking van het systeem is dus gebaseerd op gecontroleerde feiten en ook op een klein stukje logische inschatting.

Diretta werkt met een zogenaamd ‘link-local’ adres voor IPv6. Zo’n adres is alleen geldig voor het subnet (private netwerk) waar de host-PC mee verbonden is. Binnen de Diretta-architectuur is de RJ45-verbinding tussen de host-PC en de target-PC te beschouwen als een subnetwerk en het IPv6-adres wordt dan afgeleid uit het MAC-adres van de muziekserver (host-PC). Je hebt dus ook geen router nodig. Normaal gesproken beschikt een router over een DHCP-server die alle netwerk apparatuur van IP-adressen voorziet (DHCP staat voor Dynamic Host Configuration Protocol). Wie zelf een audioserver bouwt, bijvoorbeeld met een Arduino, zal merken dat in veel besturingssystemen IPv6 is uitgeschakeld. Een vraag is waarom het systeem werkt met IPv6-adressen. Wat Diretta doet is de audiostream in kleinere stukjes hakken en deze worden dan aangeboden aan UDP. UDP (User Datagram Protocol) is een protocol in de transport layer. Deze informatie geeft aan dat Diretta gebouwd is ‘on top of’ de onderliggende protocollen in de TCP/IP-suite. De ASIO-driver die de bits omzet in het Diretta-protocol is feitelijk een application layer protocol. Het maakt in ieder geval gebruik van de onderliggende protocollen in de transport laag. Met UDP weet je niet zeker of alle bits aankomen. De bedoeling van UDP is dat je vooral snelheid krijgt als je grote hoeveelheden data verstuurt. Als er in muziek wat bits wegvallen is dat doorgaans niet waarneembaar. Of Diretta vanuit de applicatielaag nog mechanismen heeft om eventueel wegvallende data te corrigeren is niet bekend. Het is logisch om te veronderstellen dat de code voor het omzetten naar het Diretta protocol in de host-PC zit. Dus in de Windows ASIO-driver, die configureerbaar is voor verschillende typen geluid en vrij te downloaden is. De driver zoekt ook uit of er ontvangende buffers zijn in de target-PC. De target-PC zet het netwerksignaal om in USB. Om het ingewikkeld te maken is het ook mogelijk om de target-PC in de host-PC onder te brengen. Dat kan met een aan te schaffen Target USB-key (Target USB bridge program). Vanuit die software kan dan de USB-verbinding met een DAC gemaakt worden. Voorlopig is voor de host-PC alleen Windows bruikbaar. SPEC levert de set met een host-PC van een ander merk. Maar, er zijn enkele fabrikanten in de markt die ook host-PC’s leveren als zijnde muziekserver, die via het Diretta-protocol uitsturen. Denk aan de Japanse Fidata/Soundgenic HFAS1-X met een LAN-uitgang voor het muzieksignaal. Middels een stukje complex knutselwerk zou je ook een muziekserver met USB-uitgang (bijv. Aurender) aan kunnen sluiten op een host-PC, vervolgens naar de target-PC en naar de DAC. De vraag is uiteraard of de geluidskwaliteit dan beter is dan met een rechtstreekse USB-lijn tussen deze muziekserver en de DAC. Een host-PC kan elke snelle PC zijn waar Windows op kan draaien, de ASIO-driver op geïnstalleerd kan worden en waar twee ethernetpoorten (RJ45) beschikbaar zijn. Ook een server met één RJ45 poort kan werken met Diretta. Dan verloopt het datatransport via een switch.

Vertaling naar hardware

Dan is het nu tijd om concrete apparaten en merkjes aan de bovenbeschreven architectuur te hangen. Concreet bestaat het systeem uit de Pachanko muziekserver/streamer. Dat is een zeer geavanceerde server die uit drie delen bestaat. Een zware lineaire voeding met een met de hand gewikkelde transformator uit zilverdraad zit in de eerste behuizing (Masterpiece Power Supply). De gelijkrichting, afvlakking, filtering en opslag komt in een identieke tweede behuizing (Masterpiece Precision Regulation Unit). De derde behuizing is de computer zelf met SSD-opslag voor de muziek. Je hebt deze drie componenten voor rond de 19.000 euro. Overigens is er ook een instapmodel vanaf 1800 euro in de vorm van de Constellation Mini. Dat is al een enorme Nucleus en Rhein Z1 killer. Tussen de Mini en het hier aanwezige topmodel zijn nog een drietal andere modellen beschikbaar. De Pachanko-servers zijn ook rechtstreeks via USB op een DAC aan te sluiten. Ze werken dan niet met Diretta. Uiteraard nog wel met Roon. Dus ook voor degenen die Diretta niet gebruiken zijn de Pachanko-servers een hele goede keus. SPEC levert vervolgens de zogenaamde target-PC in de vorm van de SPEC RMP-UB1. Dat is een Linux-computer met RJ45-ingang en USB-uitgang. De hier aanwezige RMP-UB1 is in de nieuw beschikbare kleur zwart. Het laatste item is de SPEC Real Sound USB-DAC. De gebruikte SPEC DAC is een prototype. Maar, SPEC liet recent weten dat deze DAC in productievorm ongewijzigd is ten opzichte van het hier aanwezige exemplaar. De DAC is gebaseerd op een AKM-converter. Het is een USB-DAC, maar kan ook via andere protocollen aangesloten worden. Deze DAC heeft een aparte voedingsunit. Wie de hele she-bang in huis haalt heeft dus zes kasten in het audiorack staan. Je kunt natuurlijk je eigen Windows-server bouwen, maar ook de Pachanko in huis halen. Vanwege de beperkte redactionele ruimte blijft dit apparaat een beetje onderbelicht, maar er is enorm veel over te vertellen. Pachanko Labs is een Frans bedrijf uit La Réunion island. Ze zijn in 2013 begonnen met het vervaardigen van kabels en maken nu onder andere de Constellation Masterpiece CAT. CAT staat voor Computer Audio Transport, maar dit apparaat is een server die met de hand is gebouwd met de allerbeste componenten die denkbaar zijn. Zoals aangegeven heeft deze server/streamer een tweetal losse units voor de voeding (samen 50 kg). De Windows-versie is zo minimaal mogelijk. Alles wat met een te hoge vertraging en storingen in de weg zit, is er uit gesloopt. Dat maakt het plaatsen en wissen van content op de SSD wat lastig. Deze server is middels het IPv4-adres niet zichtbaar op de netwerkmanagementsoftware van de luisterruimte. Je hebt dus speciale software nodig om bij de SSD te kunnen. Door het programma Anydesk op een PC te installeren kun je altijd en overal de Pachanko-server bedienen als een standaard Windows-PC.

Luisteren

Vanwege de samenhang van dit hele systeem is het best lastig om bijvoorbeeld uit te zoeken hoe de bijdrage is van de afzonderlijke delen. Om maar te zwijgen over de bijdrage van alle bijgeleverde kabels. Met kabels heeft ondergetekende een problematische relatie. Voor deze luistersessie worden ze dus maar even voor lief genomen, want de invloed van kabels zit in het vijfprocentgebied. Je kunt in ieder geval weinig delen van het systeem even snel uitwisselen voor iets anders (behalve de DAC en die kabels), teneinde te onderzoeken welke bijdrage ieder deel heeft aan de geluidskwaliteit. Het is ook niet mogelijk om Diretta ‘uit’ te zetten. Het was wel mogelijk om de SPEC DAC ‘los’ te beoordelen. Maar, die vergelijking is ook niet helemaal zuiver omdat je dat doet via een andere interface en met een andere bron. Maar goed, het geeft een idee. Het moet ook duidelijk zijn dat de geluidskwaliteit niet alleen afhankelijk is van het Diretta-protocol. Het gaat ook om de samenwerking van Diretta, de DAC en de (kostbare) Pachanko Constellation Masterpiece server. Een computer die tot in details vanuit een audiofiel uitgangspunt is gebouwd. Wat wel kan is het hele systeem in absolute zin beoordelen. Gewoon aansluiten in systemen waar ook andere DAC’s staan (dCS, MSB, Benchmark, Wadax, Angstrom, enzovoorts), muziek draaien en gewoon opschrijven hoe het klinkt. Overigens zij nu al opgemerkt dat de SPEC converter ‘los’ minder goed presteert dan binnen de Diretta-opzet. Niet dat die converter slecht presteert, want ook zonder Diretta is het niveau al erg hoog. Wat bovenal opvalt is de enorme drive die deze converter heeft. Maar kennelijk geldt hier dat hoe beter het ingangssignaal is, hoe beter de converter presteert.

Het was vanaf de eerste 10 seconden duidelijk, waarbij het systeem even op de vloer was neergesmeten en houtje-touwtje werd aangesloten, dat het geluid bijzondere kwaliteiten heeft. Als je het hoort is het zonneklaar, maar om het in woorden te vatten is lastig. Het geluid is enorm zuiver, schoon, tastbaar, krachtig, dynamisch, plastisch en uitnodigend. De detaillering gaat extreem diep. Maar, op een natuurlijke manier zonder dat het een hype-effect wordt. Er is ook een soort helderheid, maar ook hier weer op een volstrekt natuurlijke manier. Een soort ‘zilveren rand’ om het geluid die maakt dat stemmen en instrumenten op een meer sprekende manier naar voren komen. Wat je feitelijk ook gewoon ervaart bij live-geluid. Er is ook een ervaring dat het ritmisch en met betrekking tot ‘flow’ allemaal uitnodigend is. Op de Pachanko server staan zo’n 5000 CD’s in het standaard 16 bit /44 kHz formaat. Het is echt verbazingwekkend welke kwaliteit er uit dit formaat wordt gehaald. Ook de weergave van streaming content vanaf Qobuz verdient hier zeker een eervolle vermelding. Zoals altijd, als er echt iets leuks is in de luisterruimte, wordt dat weer snel opgehaald. Uw recensent blijft dan achter met de smeulende psychische resten, auditieve herinneringen en moet het weer doen met het aloude Kenwood-setje. Maar, er zijn vanuit de SPEC DAC een tweetal tracks gekopieerd naar een professionele two track digitale mastermachine. Die wordt in de studio gebruikt om de mix naar stereo vanuit een 48-kanaals digitale machine vast te leggen. Vanaf de digitale master two track kan dan een CD, SACD of grammofoonplaat worden gemaakt. Zelfs bij het beluisteren van die two track komen duidelijk de genoemde kwaliteiten van de Pachanko / SPEC-setup weer naar voren. Noem het maar even nagenieten.

Epiloog

Harada heeft met het ontwikkelde Diretta-protocol natuurlijk een troef in handen die commercieel interessant zou kunnen zijn. Je zou je voor kunnen stellen dat er muziekservers/streamers op de markt komen met Diretta aan boord die via een LAN-poort meteen aangesloten kunnen worden op een target-PC of via de genoemde Diretta Target USB stick met een DAC kunnen communiceren. Het zou ook mooi zijn als streaming content vanaf sites als Qobuz bij de bron al via het Diretta-protocol uit kunnen zenden naar de gebruiker thuis, via het grote boze internet. Dat is nu nog niet aan de orde. Als je Qobuz streamt vanuit je host PC, dan gaat het streaming-geluid uiteraard wel via het Diretta-protocol, maar dan via dat private netwerk tussen de host en de target. Maar, een nieuw protocol vestigen, als veelgebruikte standaard in deze complexe wereld, is lastig. Het gebruik van apparatuur die werkt met Diretta is voorlopig voorbehouden aan de bouwers of kopers van host-PC’s en aan klanten met oortjes, die de toegevoegde waarde beleven en daarin willen investeren. U kunt Diretta overigens beleven op het DAE in oktober. Maar, los van allerlei overwegingen, behoort de Pachanko/SPEC combi bij de allerbeste server/DAC-systemen die hier in de luisterruimte staan. De geluidskwaliteit is hier als heel bijzonder ervaren.

Audiotweaks, www.audiotweaks.nl