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LAN Isolatoren genießen inzwischen einen guten Ruf bzgl. ihrer klangsteigernden Wirkung durch ihre galvanische Trennung des Ethernets mittels Transformatoren. In dieser Messreihe soll es darum gehen, zu überprüfen, was denn Isolatoren mit dem Ethernet Signal machen.
Darüber hinaus werden wir den SOTM ISO CAT7 Isolator mit dem DELOCK Isolator vergleichen.
In einer der nächsten Messreihen werden wir schauen, wo in der Kette der Isolator am besten platziert werden sollte.

SOTM ISO CAT7

Der SOTM ISO CAT7 Isolator ist mit einem Verkaufspreis von 539€ ein recht teurer Vertreter unter den Isolatoren.
Er hat pro Seite einen RJ45 Stecker zum Anschluss der Kabel. Es gibt anscheinend einen „Laufrichtung“, da auf dem Gehäuse die Seite für „Device“ und die für den „Router“ gekennzeichnet ist.

Schaut man sich das Innere des Isolators an, erkennt man, das hier kein gewöhnlicher Transformer mit integrierten Gleichtaktdrosseln, wie er auch in PCs bei der Ethernet Schnittstelle eingesetzt wird, verwendet wird.
Es werden für alle Signallinien je ein dedizierter Transformator eingesetzt.
Der Mittelabgriff der Transformatoren wird über je einen Kondensator und dann einen gemeinsamen Kondensator je Seite auf das Steckergehäuse und damit bei Verwendung eines Habels mit Schirm auf den Schirm abgeführt.
Zusätzlich ist eine Schutzdiode pro Seite vorhanden. Sieht man etwas genauer hin, befindet sich in einer Signallinie auf „Device“ Seite noch ein kleines Bauteil, das als Gleichtaktdrossel interpretiert wird. Interessant ist, das dies nur in einer Signallinie vorhanden ist.

DELOCK LAN Isolator

Der DELOCK Isolator wurde ursprünglich nicht für audiophile Zwecke entwickelt, sondern soll dem Überspannungsschutz des Netzwerks dienen. Dazu ist aussen am Gehäuse eine Erdungsschraube angebracht, über den Überspannungen abgeführt werden.
Mit einem Verkaufspreis von 15€ ist der DELOCK ein echtes Schnäppchen.
Aufgebaut ist er mit zwei RJ45 Buchsen für die Kabel äusserlich ähnlich dem SOTM Isolator, jedoch hat er keine Metall Buchsen.
Auch hier gibt es eine „Laufrichtung“ – „EXT“-Seite und „PC“ Seite.

In dem DELOCK übernimmt der QT24A03 die Aufgabe der Galvanischen Trennung. Dies ist ein Transformer mit integrierten Gleichtaktdrosseln, die Gleichtaktstörungen mindern sollen. Die Mittelabriffe der „EXT“-Seite sind zusammengeführt an einem Varistor (oben im Bild rot), über den es an die Erdungsschraube geht. Somit ist klar, das im normalen Betrieb die externe Erdung keinerlei Einfluss auf den Transformer oder die Mittelabgriffe hat.

Hier das Schaltbild des QT24A03:

Messungen

Um die Wirksamkeit der Isolatoren zu bewerten, wurden die Störungen in der Masse eines Empfänger-Switches gemessen. Dies ist ein TP Link SG105e, an dem mit einer Differentialsonde die Gehäusemasse gegen die GND Groundplatte des Messaufbaus gemessen wurde. Der TP Link wird mit Akku betrieben und ist nicht geerdet.

Bei den FFT Darstellungen ist die unterste Linie die ohne Netzwerklink, die darüber dann mit Ethernet Link und dann oben die Differenz davon.
Teilweise ist in den Darstellungen noch der gemessenen Kanal angeschaltet als weiße Linie ganz unten.

Einsatz der Isolatoren bei einem störungsreichen Netzwerk

Um zu testen, was die Isolatoren in einem nicht weiter behandelten Netzwerk erreichen, wurde ein geschirmtes billiges CAT5e 10m Kabel von meiner Fritzbox 7590 in den Messraum gelegt.
Die Erdung der Fritzbox wurde für diese Messung entfernt. Der Schirm war auf beiden Seiten nicht isoliert. Hinter den Isolatoren wurde ein 25cm CAT7 Kabel mit Schirmung verwendet.

Messungen ohne Isolator

Peak-Peak 344mV und 21mV Effektivwert

FFT 0-125MHz, Starke Störungen im Bereich 0-20MHz

FFT 0-5KHz, Sehr schön zu erkennen die Störungen im Bereich von 50Hz mit den Oberwellen als Peaks

SOTM ISO CAT7

Peak-Peak 226mV, Effektivwert bei 13mV – deutliche Reduktion

FFT 0-125kHz, Reduktion der Störungen im Bereich 0-20MHz, jedoch leichte Anhebung von 20MHz bis ca. 50MHz

FFT 0-5kHz, starke Reduktion der 50Hz Störungen

DELCOCK Isolator

Peak-Peak 258mV, Effektivwert bei 13mV

FFT 0-125mV, Leichte Reduktion im Bereich 0-20MHz, jedoch stärkere Störungen verteilt über den gesamten Frequenzbereich

FFT 0-5kHz, ebenfalls starke Reduktion der 50Hz Störungen, jedoch insgesamt leicht höheres Niveau über den gesamten Frequenzbereich.

Einsatz der Isolatoren bei einem störungsarmen Netzwerk

Um zu testen, wie sich die Isolatoren verhalten, wenn das Netzwerk sehr geringe Störungen hat, wurde als Sender ebenfalls ein TP Link SG105e ohne weiteren Link zu einem anderen Netzwerk eingesetzt.
Hier kam der modifizierte TP Link 105e, bei dem die Bob Smith Terminierung durch Entfernen der Terminierungswiderstände unwirksam gemacht wurde, zum Einsatz.
Beide TP Link Switche wurden mit Akku und ohne Erdung betrieben.
Zwischen den Switchen war ein 1m CAT 7 geschirmtes Kabel. Hierbei wurde auf Sender-Seite die Schirmung durch Tesafilm auf dem Stecker isoliert.

Messungen ohne Isolator

Peak-Peak 46,4mV, Effektivwert bei 2,4mV
FFT 0-125MHz, sehr geringe Störungen
FFT 0-5kHz, sehr geringe Störungen, nur leicht höher wie ohne Netzwerk-Link und ohne 50Hz Störungen

SOTM ISO CAT7

Peak-Peak 44,8mV, Effektivwert 3mV – leichte Reduktion des Peak-Peak Wertes, jedoch Anstieg des Effektivwertes

FFT 0-125MHz, Anstieg der Störungen zwischen 30-50Mhz, jedoch ansonsten eine Reduktion
FFT 0-5kHz, leicht höheres Störungsniveau wie mit ohne Isolator

DELOCK Isolator

Peak-Peak 44 mV, Effektivwert 3,1mV – ähnliche Werte wie der SOTM, mit 0,1mV höherem Effektivwert.
FFT 0-125MHz, nicht so starke Reduktion wie bei dem SOTM, jedoch auch keine Steigerung wie beim SOTM zwischen 30-50Mhz.
FFT 0-5kHz, leicht höheres Störungsniveau wie ohne Isolator, ähnlich wie der SOTM

Einsatz der Isolatoren in einem realistischen audiophilen Netzwerk

Da die zuvor gemachte Messung mit einem Switch ohne weiteren Link sehr theoretischer Natur sind und aufzeigen, wie die Isolatoren sich unter „Laborbedingungen“ verhalten, habe ich eine dritte Messreihe durchgeführt. Um zu testen, wie denn die Isolatoren in einem realistischen Setup agieren, habe ich folgenden Aufbau gewählt:

Fritzbox 7590, geerdet, WLAN aktiv und DSL aktiv10m geschirmtes CAT5e Kabel, Schirmung senderseitig isoliertTP Link SG105e mit „deaktivierter“ Bob Smith Terminierung, mit Akku betrieben, nicht geerdet1m geschirmtes CAT7 Kabel, Schirmung senderseitig isoliertTP Link SG105e zur Massemessung, mit Akku betrieben, nicht geerdet
Die Isolatoren wurde wieder zwischen dem Empfänger Switch (wo gemessen wird) und dem Sender-Switch mit einem 25cm CAT7 Kabel zum Empfänger platziert.

Messung ohne Isolatoren

Peak-Peak 178mV und Effektivwert bei 6mV
FFT 0-125 MHz- recht unauffälliges Bild
FFT 0-5kHz – Trotz aufgehobener Bob Smith Terminierung im Sender/Zwischen Switch immer noch eine leichte 50Hz Störung

SOTM ISO CAT7

Peak-Peak 136,8mV und Effektivwert bei 4,9mV (Abbildung andere Y-Skalierung)Die Messung wurde wiederholt und hierbei die Isolierung der Schirmung des Sender seitigen Kabel entfernt, damit Störungen über den Schirm abfließen können. Hierbei erhöhte sich der Effektivwert auf 6mV, sodass diese Option nicht weiterverfolgt wurde.
FFT 0-125MHz – recht unauffällig
FFT 0-5kHz – keine großen Verbesserungen, auch die 50Hz Störung ist noch vorhanden. Ich habe darauf hin geprüft ob diese aus der Umgebung einkoppelt. Das war nicht der Fall. Die Störung kam eindeutig über das Netzwerk.

DELOCK Isolator

Peak-Peak 134,4mV und Effektivwert bei 5,1mV
FFT 0-125MHz

FFT 0-5kHz – ähnlich wie beim SOTM, auch die 50Hz Störung ist noch vorhanden

Jitter Messungen

Um zu schauen, wie sich die Isolatoren bzgl. des Jitter Wertes des Ethernet Signals bemerkbar machen, wurde dieser ermittelt.
Gemessen wurde wieder an dem Netgear Hub mit dem 1m CAT7 Kabel, Schirmung isoliert am Sender. Als Sender diente der TP Link SG105e.
Die Isolatoren hatten jeweils das 25cm CAT7 Kabel zum Netgear Hub.

Jitter Messung ohne Isolator

Peak-Peak 880pS und Standardabweichung 95pS

Jitter Messung mit SOTM ISO CAT7

Peak-Peak 1240pS und Standardabweichung 152,9pS

Jitter Messung mit DELOCK Isolator

Peak-Peak 1140pS und Standardabweichung 139,6pS

Zwischenergebnis

Die Isolatoren machen einen guten Job bei einem Netzwerk mit starken Störungen. Wenn man ein Netzwerk bis zum Streamer hat und bisher keinerlei Massnahmen bzgl. der Störungsreduktion auf der Ethernet Strecke gemacht hat, sind die beiden getesteten Isolatoren durchaus zu empfehlen. Obwohl sie auch in bestimmten Frequenzbereichen die Störungen anheben, wird die Gesamtstärke reduziert. Besonders die Reduktion der Tiefen Frequenzen im Audio Frequenzbereich bei 50Hz durch die Isolatoren erscheinen hinsichtlich der Klangwirksamkeit hilfreich.

Anders sieht es bei einem optimalen Netzwerk mit sehr geringen Störungen aus. Hier werden die Effektivwerte der Störungen durch die Isolatoren angehoben und auch im Audiofrequenzbereich ist eine Steigerung der Störungen zu sehen. Der Vorteil der Reduktion von tiefen Frequenzen z.B. bei 50Hz kann hier nicht ausgespielt werden, da keine vorhanden sind.

Allerdings wird man eine solch optimales Netzwerk nur sehr selten vorfinden. Die Messungen mit dem realistischen Setup zeigen, das die Isolatoren auch hier durchaus eine leichte Reduktion der Störungen bewirken. Die Messungen von mir die vor dieser Messreiche mit Isolatoren gemacht wurden, wurden alle unter Labor Bedingungen gemacht, sodass hierbei der Anstieg der Störungen durch die Isolatoren ermittelt wurde und der Einsatz von Isolatoren in Netzwerken infrage gestellt wurde. Die neuen Messungen zeigen, dass die Isolatoren in der Weise wie sie bei den Messungen eingesetzt wurden bzgl. Position und Kabel (dies ist nicht umentscheidend) durchaus ihre Berechtigung haben und in der Regel positiv wirken.

Der starke Anstieg des Jitter Werts sollte vor allem denjenigen zu denken geben, die die Klangwirksamkeit von Jitter bzw. Phasenrauschen verfolgen. Obwohl nicht genau durch meine Messinstrumente darstellbar, sollte die starke Verschlechterung auch Auswirkung im niedrigeren Phasenrauschen Frequenzbereich (z.B. 10Hz) haben und somit alle Bestrebungen den Jitter- und Phasenrauschen Wert aufwendig mit teuren Clocks zu optimieren zunichtemachen.

SOTM ISO CAT7 vs. DELOCK Isolator

Beide Isolatoren machen gerade in Netzwerken mit starken Störungen einen guten Job. Der SOTM ist hier ein kleinwenig dem DELOCK überlegen, jedoch ist der Vorsprung nicht sehr hoch. Bei den Messungen wurde auch versuchsweise das Netzwerkkabel vom Sender zu dem SOTM mit durchkonnektierten Schirm ausprobiert, da der SOTM ja Störungen auf den Schirm leitet. Dies hatte jedoch ein Anstieg der Störungen zur Folge, sodass auch mit SOTM das Kabel besser beim Sender isoliert sein sollte. Eventuell kommen bei Konnektierung hierüber zusätzliche Störungen vom Sender in den SOTM.
Interessant ist zu sehen, dass der SOTM den Jitter Wert ein gutes Stück mehr verschlechtert als der DELOCK. Das hatte ich so nicht erwartet, da der interne Aufbau des SOTMs mit guter Leitungsführung auf der Platine sehr gut aussieht.

In Anbetracht des sehr hohen Preisunterschiedes fällt es mir schwer hier eine Empfehlung für den SOTM zu geben. Wenn man diese Summe ausgeben möchte und noch keine anderen Maßnahmen im Netzwerk realisiert hat, würde ich das Geld eher in einen ordentlichen Switch mit sauberer Stromversorgung und einem DELOCK Isolator, den man davor platziert, investieren.

Beste Grüsse,

Eric
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