Как выглядит HDMI кабель. Выбираем HDMI-кабель

22.09.2019

High-Definition Multimedia Interface (интерфейс для мультимедиа высокой чёткости) очень часто можно встретить в самых разнообразных устройствах. Аббревиатура данного названия — хорошо известный и распространённый HDMI , который де-факто является стандартом подключения мультимедийной техники, поддерживающей вывод изображения высокой чёткости (от FullHD и выше). Разъём под него может быть установлен в видеокарту, монитор, SmartTV и прочие устройства, способные к отображению картинки на своём экране.

HDMI преимущественно используются для подключения домашней техники: панели высокого разрешения, телевизоры, видеокарты и ноутбуки — все эти устройства могут обладать HDMI-портом. Такая популярность и распространённость обеспечена высокой скоростью передачи данных, а также отсутствием искажений и шумов. В этом материале мы расскажем о видах HDMI-кабелей, типах разъёмов и том, в каких ситуациях лучше использовать ту или иную их разновидность.

Типы разъёмов

На сегодняшний день существует всего пять типов разъёмов кабеля HDMI. Они промаркированы буквами латинского алфавита от A до E (A, B, C, D, E). Чаще всего применяются три: Full Size (A), Mini Size (С), Micro Size (D). Рассмотрим каждый из существующих поподробнее:

Тип А самый распространённый, разъёмы под него могут располагаться на видеокартах, ноутбуках, телевизорах, игровых приставках и прочих мультимедийных устройствах.
Тип С — просто уменьшенная версия типа А. Его устанавливают в устройства малых размеров — телефоны, планшеты, КПК.
Тип D — самая маленькая разновидность HDMI. Также используется в небольших девайсах, но намного реже.
Тип B был разработан для работы с огромными разрешениями (3840 x 2400 пикселей, что в четыре раза больше Full HD), но так и не был пока применён — ждёт своего часа в светлом будущем.
Разновидность под маркировкой Е используется для подключения мультимедийных девайсов к автомобильным медиацентрам.

Разъёмы друг с другом не совместимы.

Типы кабеля

Одна из самых больших путаниц с интерфейсом HDMI — большое количество его спецификаций. Сейчас их существует 5, последняя из ниx — HDMI 2.1 была представлена в конце ноября 2017 года. Все спецификации совместимы между собой, но разъёмы в кабеле — нет. Начиная со спецификации 1.3 их разделили на две категории: Standart и High-Speed . Отличаются они качеством сигнала и пропускной способности.

Допустим, существует и поддерживается несколько спецификаций стандарта — это абсолютно нормальное явление, когда одна технология существует на протяжении многих лет, улучшается и приобретает новые функции. Но важно иметь в виду тот факт, что кроме этого существует 4 типа кабеля, которые заточены под эксплуатацию для выполнения определённых задач. Если кабель HDMI не соответствует задаче, для которой он был куплен, то это может быть чревато сбоями и появлением артефактов при передаче картинки, рассинхронизацией звука и изображения.

Разновидности кабелей HDMI:

Standard HDMI Cable — бюджетный вариант, рассчитан на передачу видео в качестве HD и FullHD (частота его работы 75 МГц, пропускная способность — 2,25 Гбит/с, что как раз соответствует этим разрешениям). Используется в DVD-плеерах, приёмниках спутникового телевидения, плазмах и телевизорах. Отлично подойдёт тем, кто не нуждается в детализированной картинке и высококачественном звуке.
Standard HDMI Cable with Ethernet — ничем не отличается от стандартного кабеля, кроме наличия двунаправленного канала передачи данных Ethernet HDMI, скорость обмена информации которого может достигать 100 Мб/с. Такой шнур обеспечивает высокую скорость интернет-соединения и предоставляет возможность раздачи получаемого из сети контента другим устройствам, подключённым по HDMI. Поддерживается Audio Return Channel, что позволяет передавать аудиоданные без применения дополнительных кабелей (S/PDIF). Стандартный кабель поддержкой данной технологии не обладает.
High Speed HDMI Cable — предоставляет более широкий канал для передачи информации. С его помощью, можно передавать изображение с разрешением до 4К. Поддерживает все форматы видеофайлов, а также 3D и Deep Color. Используется в Blu-ray, HDD-плеерах. Имеет максимальную частоту обновления в 24 Гц и пропускную способность 10,2 Гбит/с — этого будет достаточно для просмотра фильмов, но если по кабелю будут передаваться кадры из компьютерной игры с высоким фреймрейтом, то смотреться это будет не очень хорошо, потому что изображение будет казаться рваным и очень медленным.
High Speed HDMI Cable with Ethernet — то же, что и High Speed HDMI Cable , только ещё и предоставляет высокоскоростной доступ в интернет HDMI Ethernet — до 100 Мб/с.

Все спецификации, кроме Standard HDMI Cable, поддерживают ARC, что позволяет обходиться без дополнительного кабеля для передачи звука.

Длина кабеля

В магазинах чаще всего продаются кабели длиной до 10 метров. Обычному пользователю с лихвой будет хватать 20-метрового, приобретение которого не должно составить особого труда. На серьёзных предприятиях, по типу баз данных, IT-центров для работы могут понадобиться шнуры длиной до 100 метров, так сказать «с запасом». Для использования HDMI в домашних условиях обычно достаточно 5 или 8 метров.

Варианты, созданные для продажи простым пользователям, изготавливаются из специально подготовленной меди, которая на коротких расстояниях может без помех и искажений передавать информацию. Тем не менее качество материалов, которые были использованы при создании, и его толщина могут сильно повлиять на быстродействие работы в целом.

Длинные кабели данного интерфейса могут быть изготовлены с использованием:

Витой пары — такой провод способен передавать сигнал на расстояние до 90 метров, не выдавая при этом никаких искажений или помех. Лучше не покупать такой кабель в длину более 90 метров, ведь частота и качество передаваемых данных может сильно исказиться.
Коаксиального кабеля — содержит в своей конструкции внешний и центральный проводник, которые разделены слоем изоляции. Проводники создаются из высококачественной меди. Обеспечивает отличную передачу сигнала в кабеле до 100 метров.
Оптоволокна — самый дорогой и эффективный из перечисленных выше вариантов. Найти такой в продаже будет непросто, ведь большого спроса на него нет. Передаёт сигнал на расстояния более 100 метров.

Заключение

В этом материале были рассмотрены такие свойства HDMI-кабелей, как тип разъёма, тип кабеля и его длина. Также была приведена информация о пропускной способности, частоте передачи данных по кабелю и его предназначении. Надеемся, что данная статья была полезной и позволила узнать что-то новое для себя.

Лет 10 назад – что для компьютерной техники означает в прошлом веке – для соединения системного блока ПК с монитором использовали интерфейс VGA, разработанный компанией IBM ещё в 1987 г. Компьютер – цифровое устройство, а кинескопный монитор – аналоговое, поэтому видеокарта ПК формировала аналоговый выходной видеосигнал, который с помощью интерфейса VGA и передавался монитору. Это всех устраивало, тем более что стандартной диагональю монитора было 14, 15, потом 17 дюймов, и полосы пропускания интерфейса VGA хватало для передачи сигнала с требуемым разрешением и частотой кадровой развёртки.

С соединением видеомагнитофонов и видео плееров с телевизорами дело обстояло ещё проще. В простейшем случае использовали композитный сигнал, в более серьёзных решениях – компонентный сигнал YPrPb или SCART.

С появлением жидкокристаллических мониторов ситуация изменилась. ЖК монитор – это цифровое устройство, но у пользователей в ПК стояло ещё много видеокарт с аналоговым интерфейсом VGA, да и производители видеокарт не сразу перестроились. Поэтому в первые ЖК мониторы устанавливали интерфейс VGA и аналого-цифровой преобразователь.

Возникла странная ситуация: аналоговый сигнал существовал только в кабеле, соединяющем видеокарту с монитором. Ясно, что такая ситуация инженеров не устраивала, и они задумались о создании нового интерфейса. Он был разработан консорциумом Digital Display Working Group и получил название DVI (Digital Video Interface, Цифровой видео интерфейс). Первая версия была представлена в 1999 г.

Это уже был полностью цифровой интерфейс, но изначально он предназначался именно для связи системных блоков с мониторами, а потому передача звука не предусматривалось, и расстояние, на которое можно было передавать сигнал, было небольшим, всего несколько метров, а если требовалось большее расстояние, нужно было использовать т.н. активные удлинители интерфейса.

С 2008 г. через DVI с определёнными ограничениями и оговорками стало возможно передавать звук.

Интерфейс DVI выпускается в двух вариантах: DVI-I и DVI-D. Первый вариант допускает передачу, кроме цифрового, сигнала VGA, но одновременная передача аналогового и цифрового сигнала невозможна: либо-либо.

Внедрение интерфейса HDMI, в отличие от DVI, объясняется не только и не столько техническими причинами. Собственникам мультимедийного контента требовалось защитить его от несанкционированного копирования.

DVI был спроектирован с запасом на будущее: Он существует в варианте Single Link и Dual Link (с одиночной и удвоенной полосой пропускания), однако, как это часто бывает в хайтеке, все возможности DVI оказались невостребованными, потому что на смену ему пришёл новый интерфейс HDMI (High Definition Multimedia Interface - интерфейс для мультимедиа высокой чёткости). Интерфейс был разработан компанией Silicon Image и первоначально назывался PanelLink™ Cinema.

Первая версия интерфейса была представлена в 2002 г., а в 2013 г. появилась актуальная на сегодняшний день версия 2.0.

Однако внедрение интерфейса HDMI, в отличие от DVI, объясняется не только и не столько техническими причинами. Собственникам мультимедийного контента требовалось защитить его от несанкционированного копирования, поэтому-то в HDMI была включена система HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection, Защита широкополосного цифрового контента). По замыслу разработчиков, цифровой контент высокого разрешения не может выходить за пределы обрабатывающих его устройств в незашифрованном виде. Это решение создало изрядные проблемы пользователям, но, главное, система HDCP требует лицензионных отчислений: минимум 4 цента за каждое устройство (15 центов, если не указан логотип HDMI на продукте и в рекламных материалах). А если учесть количество лицензий в типичной мультимедийной системе, недовольство производителей понятно (рис. 1).

Рис. 1. Количество лицензий в типичной мультимедийной системе
(Нажмите на фото для увеличения)

Возникла ситуация, напоминающая давний конфликт между стандартами IEEE 1394 и USB, когда неразумная лицензионная политика Apple привела к повсеместному отказу от технически очень хорошего (на то время) стандарта IEEE 1394 в пользу бесплатного USB 2.0.

Вот и сейчас произошло нечто похожее. В 2007 г. VESA представила спецификацию 1.1 интерфейса DisplayPort , который оказался технически совершеннее HDMI, а главное, не требует никаких лицензионных отчислений. Результат не замедлил сказаться. До лета 2011 г. DisplayPort являлся стандартом для новых продуктов семейства Apple Macintosh. Мониторы Apple последнего поколения (Apple LED Cinema Display) уже поддерживали исключительно вход DisplayPort. Компьютеры MacBook, MacBook Pro, MacBook Air имеют выход DisplayPort, к которому через специальный адаптер может также подключаться монитор DVI или VGA. Компьютеры Mac mini имеют выходы DisplayPort и DVI. К настоящему времени в ПК Apple Mini DisplayPort заменён на аналогичный по внешнему виду, но более совершенный интерфейс Thunderbolt, который является обратно совместимым с ним.

DisplayPort – это сравнительно молодой интерфейс, он ещё не преодолел все свои детские болезни, тогда как HDMI уже доказал свои права на существование. Рассмотрим его более подробно.

HDMI – это развитие интерфейса DVI. Видеочасть HDMI аналогична по контактам с DVI, но вид у разъёма другой (рис. 2). HDMI – это более совершенный интерфейс, чем DVI, в первую очередь, благодаря возможности передачи многоканального звука, а также поддержке HDCP. Начиная с версии 1.3, интерфейс приобрёл много новых, дополнительных свойств, о чём речь пойдёт ниже.

Устройства с интерфейсом DVI совместимы с HDMI, но, естественно, функциональные возможности двух устройств будет ограничиваться «младшим» интерфейсом.

Пропускная способность HDMI версии 1.0 достигала 5 Гбит/с, начиная с версии 1.3 – 10,2 Гбит/с, а с 2.0 – 18 Гбит/с. Это позволит HDMI 2.0 поддерживать разрешение Full HD 3D со скоростью 120 кадров в секунду и весьма модное разрешение 4K со скоростью 60 кадров в секунду, в то время как интерфейс DVI поддерживал только двухканальный (стерео) звук, и то после определённых доработок стандарта.

Разработанная фирмой Intel защита HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) – это защита цифровых данных высокой чёткости, она обеспечивает возможность в зависимости от конкретного случая установить разные уровни защиты, благодаря чему не ограничивает свободу обращения с видео данными в пределах одобренных действующим законодательством рамок. Так, например, HDCP не обеспечивает защиту от копирования и искусственно не ухудшает качества копий. Под жёсткий запрет подпадают следующие действия: копирование программ со снятой защитой, получение незащищённого цифрового потока или аналогового видео сигнала высокого разрешения. Разрешены повторители и разветвители сигнала, но при этом они должны «обменяться паролями» друг с другом и получить взаимное одобрение, что возможно только в том случае, если все устройства обладают HDCP-совместимостью.

Рис. 2. Внешний вид кабельных вилок DVI (справа) и HDMI

Работает HDCP по сложной схеме, предусматривающей, прежде всего, наличие своих «секретных» кодовых комбинаций в каждом передатчике и приёмнике. В единой системе допускается наличие до 127 пар передатчиков и приёмников и до 7 уровней разветвления (или ретрансляции). Для того чтобы канал активизировался, должен успешно пройти процесс взаимной аутентификации каждой пары передатчиков и приёмников. Первый этап процесса аутентификации – обмен кодовыми комбинациями, которые «зашиты» в микросхемы оборудования и недоступны пользователю. Кодовые комбинации должны обладать правдоподобностью, для проверки которой производится вычисление математической суммы R0. В передатчике вырабатывается псевдослучайная последовательность AN, которая вместе с т.н. «вектором выбора кода» (KSV) отсылается на приёмник. Аналогично с приёмника поступает подобное сообщение на передатчик. В случае положительного результата проверки KSV на обеих сторонах запускаются генераторы кодов, вырабатывающие 24-разрядные шифровальные коды, соответствующие определённым значениям «секретного» параметра KS. Синтезированные в передатчике и приёмнике значения R0 и KS сравниваются.

Значения KSV являются индивидуальными для каждого отдельного устройства. Существует также «чёрный список» взломанных кодов, который хранится в памяти устройства и пополняется при проигрывании новых DVD-релизов (один из способов). При совпадении индивидуальных данных конкретного аппарата с данными из этого списка процесс инициализации интерфейса HDMI немедленно блокируется.

Как уже говорилось, предшественник HDMI интерфейс DVI не был предназначен для работы со звуком. Чтобы решить проблему звука, в HDMI его разбивают на пакеты и передают в интервалах кадрового и строчного гашения (рис. 3).

В июне 2006 г. вышла усовершенствованная версия HDMI, получившая номер 1.3.

В этой версии пропускная способность интерфейса была повышена до 10,2 Гбит/с, но, как всегда бывает в технике, за усовершенствования приходится платить. В данном случае – введением нового типа соединительных кабелей. В дополнение к кабелям категории 1 («старым») были введены кабели категории 2 («новые»). Позднее, в версии 1.4 эти кабели получили название «Standart» и «High Speed». В чем же разница? Основное отличие стандартного кабеля по сравнению с высокоскоростным заключается в сечениях витых пар, точности их повива, качестве меди, в наличии служебных проводников, качестве диэлектрика, экранов и т.д. С увеличением сечения проводников передача сигнала улучшается, но кабель становится громоздким, тяжёлым и неэластичным. Сечение проводников, используемых в HDMI кабеле, обычно не превышает 24 AWG (0,205 мм2). Высокоскоростной кабель практически никогда не бывает тонким и гибким.

Рис. 3. Передача звука с помощью интерфейса HDMI

Таблица 1. Основные свойства HDMI различных версий

Версия HDMI	1.0-1.2а	1.3	1.4
Максимальная тактовая частота (МГц)	165	340	340
Максимальная пропускная способность TMDS на канал (Гбит/с)	1,65	3,40	3,40
Максимальная общая пропускная способность TMDS (Гбит/с)	4,95	10,2	10,2
Максимальная пропускная способность видео (Гбит/с)	3,96	8,16	8,16
Максимальная пропускная способность звука (Мбит/с)	36,86	36,86	36,86
Максимальная глубина цвета (бит/пиксель)	24	48	48
Максимальное разрешение по одной линии при 24 бит/пиксель	1920х1200р60	2560х1600р75	4096х2160р24
Максимальное разрешение по одной линии при 30 бит/пиксель	Не подд.	2560х1600р60	4096х2160р24
Максимальное разрешение по одной линии при 36 бит/пиксель	Не подд.	1920х1200р75	4096х2160р24
Максимальное разрешение по одной линии при 48 бит/пиксель	Не подд.	1920х1200р60	1920х1200р60

Начиная с версии 1.3, HDMI поддерживает наиболее современные на момент написания брошюры аудиоформаты со сжатием без потери качества Dolby®TrueHD и DTS-HD Master Audio™. Возможны битрейты 1 аудио 8 Мбит/с и более.

Введена автоматическая компенсация рассинхронизации изображения и звука.

Для компактных цифровых фотоаппаратов и видеокамер введён новый мини-разъем (рис. 6).

За счёт передачи данных на удвоенной частоте достигнута увеличенная глубина цвета, что позволило получить повышенное качество передачи плавно изменяющихся тонов и устранить ложные контуры на изображении.

Получен более широкий цветовой охват, добавлена поддержка цветового пространства следующего поколения xvYCC, благодаря чему цветовой диапазон по сравнению с действующим стандартом sRGB увеличен в 1,8 раза, значительно улучшена точность цветопередачи, цвета на дисплее стали гораздо ближе к оригиналу.

Поддерживается более высокая частота кадров (до 120 Гц), что обеспечивает плавное и менее смазанное движение. Компьютерные игры и просмотр спортивных состязаний стали более комфортными.

Ещё одно важное новшество версии – это добавление специальной линии связи CEC (Consumer Electronics Control, Управление бытовой электроникой). С её помощью до 10 устройств могут объединяться в сеть управления и выполнять типовые команды (Пуск, Стоп, Перемотка, команды для меню, тюнеров, ТВ и т.д.), рис. 4.

Рис. 4. Управление бытовой электроникой

Среди главных отличий от предыдущих версий:

Поддержка Ethernet;
Поддержка 3D контента;
Канал возврата аудио;
Увеличенное разрешение видео;
Новые разъёмы HDMI-микро;
Разъёмы для HD-контента в автомобилях.

Поддержка Ethernet

Отличительной особенностью современных телевизоров, Blu-ray проигрывателей, игровых консолей и прочей видеотехники является возможность подключения к Интернету с целью доступа к видео, аудио и игровому контенту, а также к файлам прошивок. До появления HDMI 1.4 подключение этой аппаратуры к Сети было затруднено и осуществлялось, в основном, через Wi-Fi. Новая версия интерфейса HDMI даёт возможность использовать двухсторонний канал высокоскоростной передачи данных (до 100 Мбит/с) для подключения к Интернету. Для этого, правда, потребуется специальный кабель, имеющий дополнительную витую пару.

Надо иметь в виду, что подключение в домашних условиях к Сети различной аппаратуры через HDMI может порождать конфликты, хотя HDMI 1.4 позволяет распределять получаемый из Интернета трафик между всеми устройствами при прямом подключении к Сети любого из них. Понятно, что все подключаемые устройства должны поддерживать эту функцию и работать корректно.

Новые типы кабелей (рис. 6,7).

Начиная с версии 1.4, стандарт поддерживает три новых типа кабелей:

стандартный кабель HDMI c поддержкой Ethernet;
высокоскоростной кабель HDMI c поддержкой Ethernet;
автомобильный кабель HDMI.

3D формат

Интерфейс HDMI 1.4 обеспечивает передачу изображения в 3D формате с помощью затворных очков. И дело здесь не в скорости передачи информации, она с версии 1.3 не изменилась и осталась равной 10,2 Гбит/с. (для передачи сигнала Full HD 3D достаточно скорости в 6,75 Гбит/с). Новая версия интерфейса обеспечивает стандартизацию в распределении входов и выходов 3D системы и списка необходимых 3D форматов, реализованных в источниках сигналов, дисплеях и ретрансляторах для создания функциональной совместимости между ними и возможности «общения» на одном 3D языке при приёме и передаче контента.

Audio Return Channel – Канал возврата аудио

Канал возврата аудио, появившийся в версии 1.4 и ставший новинкой в функционале интерфейса HDMI – это малоизвестное, но полезное дополнение, которое может быть полезно тем, кто для приёма телепрограмм использует тюнер телевизора, а звук предпочитает прослушивать через внешнюю аудиосистему. И если раньше для этого необходим был цифровой аудиокабель, с появлением HDMI дело заметно упрощается (рис. 5 а и б). Кроме того, канал возврата аудио позволяет принимать звуковые сигналы в форматах DTS, Dolby Digital, и PCM, для приёма которых ранее использовался интерфейс S/PDIF.

а) HDMI 1.3	б) HDMI 1.4

Рис. 5. Канал возврата аудио

Увеличенное разрешение видео

Введение спецификации HDMI 1.4 добавило поддержку чрезвычайно высоких разрешений видео, которые намного превышают популярное разрешение 1080p. 4K – это сокращение, обозначающее 4000 строк по ширине и 2000 строк по высоте, что примерно в четыре раза превышает разрешение дисплея 1080p. Термин фактически охватывает два формата:

3840 пикселей по ширине на 2160 пикселей по высоте;
пикселей по ширине на 2160 пикселей по высоте.

4K дисплеи поставят высокопроизводительные системы домашних кинотеатров практически на один уровень с современными цифровыми проекторами, используемыми во многих кинотеатрах.

Новые разъёмы

В предыдущей версии HDMI 1.3 к списку стандартных разъёмов добавились мини-соединители HDMI. В новой же появился и микро-соединитель (рис. 6), предназначенный для портативных медиаплееров, мобильных телефонов, цифровых камер. Микро разъём в два раза меньше стандартного.

Для просмотра HD видео в различных транспортных средствах разработана система автомобильных разъёмов (рис. 7). Впервые в HDMI в них появилась защёлка, разъёмы не боятся нагрева и вибраций.

Рис. 6. Кабельные вилки HDMI стандартная, мини и микро (слева направо)

Рис. 7. Автомобильные разъёмы HDMI

Расширенная поддержка цветовых пространств

Начиная с версии 1.4, HDMI поддерживает цветовые пространства для цифровых фотоаппаратов sYCC601, Adobe RGB и AdobeYCC601.

Рис. 8. Рекомендованная длина кабелей HDMI в зависимости от разрешения сигналов

HDMI 2.0

HDMI Forum, организация, занимающаяся разработкой стандарта HDMI, объявила о введении версии 2.0 спецификации HDMI – событие прогнозируемое и давно ожидаемое, поскольку аудио- видео индустрия уверенно шагает в направлении 4K/UltraHD, и новые устройства нуждаются в стандартизированной поддержке этого современного формата. Новые функциональные возможности включают:

4K@50/60, (2160p), что даёт в четыре раза лучшую чёткость, чем разрешение видео 1080p/60;
поддержка до 32 аудиоканалов;
частота дискретизации до 1536 кГц для наивысшего качества воспроизведения аудио;
одновременная передача двух видеопотоков на один экран для нескольких пользователей;
одновременная передача многопотокового звука для нескольких пользователей (до 4);
поддержка широкоугольного театрального соотношения сторон изображения (21:9);
динамическая синхронизация аудио- и видеопотоков;
дополнения CEC (шина обмена данными), обеспечивающие расширенное управление бытовыми электронными устройствами через единую контрольную точку.

Одной из основных особенностей HDMI 2.0 является упор на стремительно увеличивающееся количество новых 4K-дисплеев и вариантов 4K-контента. Чтобы вывести поддержку 4K за рамки 24 кадр/с (максимум для HDMI 1.4b), пропускная способность HDMI 2.0 увеличена до 18 Гб/с (10,2 Гб/с - показатель HDMI 1.4b). При HDMI 2.0 видео 4K будет поддерживать частоту 50 или 60 кадр/с.

HDMI 2.0 обратно совместим с более ранними версиями спецификации HDMI и не требует использования новых кабелей или новых разъёмов. Поточная версия высокоскоростных кабелей HDMI (Category 2) обеспечивает повышенную пропускную способность.

То, что обновлённая спецификация предоставляет столь внушительные возможности, вовсе не означает, что производители кинутся сломя голову их реализовывать. HDMI 2.0 - это, скорее, дорожная карта, задел на будущее для разработчиков, стремящихся находиться в авангарде новых технологий. Не менее интересным остаётся вопрос, какие нововведения HDMI 2.0 производители единодушно одобрят и поддержат.

Основной движущей силой HDMI является организация HDMI Forum, в которую входят 88 компаний-производителей бытовой электроники. Массовый выпуск устройств, поддерживающих HDMI 2.0, ожидается уже в этом году.

В 2002 году крупнейшие производители бытовой электроники, такие как Hitachi, Philips, Sony, Toshiba и др., предложили новый интерфейс High-Definition Multimedia Interface (HDMI). Он стал первым полностью цифровым интерфейсом для передачи несжатых потоков аудио и видео, при этом он обратно совместим с DVI, который передаёт цифровой поток видео.

Интерфейс HDMI постоянно развивался. Сегодня насчитывается уже несколько версий с разными номерами. Первая версия HDMI 1.0 появилась ещё в 2002 году. Самая последняя HDMI 1.3 была утверждена в июне 2006. Каждая версия использует одни и те же аппаратные спецификации и кабель, но отличается увеличенной пропускной способностью и типами информации, которые можно передавать через HDMI. Например, HDMI 1.0 поддерживает максимальную скорость 4,9 Гбит/с, а HDMI 1.3 - уже 10,2 Гбит/с.

Ниже приведена краткая информация о версиях HDMI.

HDMI 1.0 - 12/2002
Один кабель для передачи цифровых потоков аудио/видео с максимальной пропускной способностью 4,9 Гбит/с. Поддерживает поток видео до 165 мегапикселей в секунду (1080p @ 60 Гц или UXGA) и 8-канальный звук 192 кГц/24 бита.

HDMI 1.1 - 5/2004
Добавлена поддержка защиты контента DVD Audio.

HDMI 1.2 - 8/2005
Добавлена поддержка Super Audio CD;
разъём HDMI Type A для подключения ПК в качестве источника;
источники ПК могут использовать "родной" режим цветов RGB, сохраняется опция режима цветов YCbCr;
поддержка источников с низким напряжением.

HDMI 1.3 - 6/2006
Пропускная способность соединения аудио/видео была увеличена до 10,2 Гбит/с;
улучшенная поддержка цветов, включая глубину 30, 36 и 48 бит (RGB или YCbCr);
добавлена поддержка цветовых стандартов xvYCC;
добавлена поддержка автоматической синхронизации звука;
добавлена поддержка потоков Dolby TrueHD и DTS-HD (форматы, используемые в дисках HD DVD и Blu-ray) для декодирования внешними ресиверами;
был утверждён новый мини-разъём для таких устройств, как видеокамеры.

HDMI 1.3b - 3/2007
Управление бытовой электроникой.

HDMI 1.4 - 5/2009
Добавлена поддержка разрешения 4K х 2К (3840×2160 при 24/25/30 Гц и 4096×2160 при 24 Гц).
Реализована возможность создания Fast Ethernet-соединения (100 Мбит/с) (HDMI Ethernet Channel, HEC).
Реализована технология реверсивного звукового канала (ARC).
Разработан новый интерфейсный разъём для миниатюрных устройств - micro-HDMI (Type D).
Поддержка 3D-изображения.

HDMI 1.4a - 3/2010
Улучшена поддержка 3D-изображения

HDMI 1.4b - 10/2011
Поддержка видео 1080p на 120 Гц.
Увеличена пропускная способность интерфейса по одному проводу до 15 Гбит/с.

HDMI 2.0- 9/2013
Добавлена поддержка разрешения 4K (3840×2160) при 50/60 Гц
Добавлена поддержка до 32 каналов аудио
Звуковая частота увеличена до 1536кГц для самого высокого качества звука
Добавлена поддержка дисплеев с соотношением сторон 21:9
Добавлена динамическая синхронизация видео и аудио потоков

Ниже приведена таблица основных улучшений версии 1.3 по сравнению с 1.2.

Функция	HDMI 1.2	HDMI 1.3
Максимальная пропускная способность	4,95 Гбит/с	10,2 Гбит/с
Максимальная полоса частот	165 МГц	340 МГц
Максимальное разрешение	1920x1080 прогрессивное (1080p)	2560x1440 прогрессивное (1440p)
Максимальная глубина цвета	24 бита	48 бит
Максимальное число цветов	16,7 млн.	281 трлн.
Поддержка DTS и Dolby Digital 5.1	Да	Да
Поддержка Dolby TrueHD и DTS-HD	Нет	Да
Максимальная частота сэмплирования звука (2 канала)	192 кГц	768 кГц
Максимальная частота сэмплирования звука (от 3 до 8 каналов)	96 кГц (4 потока макс.)	192 кГц (8 потоков макс.)

Техническая информация

Ниже приведена схема интерфейса HDMI.

Контакт 1 - TMDS Data2+
Контакт 2 - TMDS Data2 Shield
Контакт 3 - TMDS Data2-
Контакт 4 - TMDS Data1+
Контакт 5 - TMDS Data1 Shield
Контакт 6 - TMDS Data1-
Контакт 7 - TMDS Data0+
Контакт 8 - TMDS Data0 Shield
Контакт 9 - TMDS Data0-
Контакт 10 - TMDS Clock+
Контакт 11 - TMDS Clock Shield
Контакт 12 - TMDS Clock-
Контакт 13 - CEC
Контакт 14 -Reserved (N.C. on device)
Контакт 15 - SCL
Контакт 16 - SDA
Контакт 17 - DDC/CEC Ground
Контакт 18 - +5 V Power
Контакт 19 - Hot Plug Detect

Легенда.
TMDS (Transition-Minimized Differential Signaling). Технология высокоскоростной передачи цифровых потоков, используемая в интерфейсах HDMI и DVI. Использует три канала, передающие потоки аудио/видео и дополнительных данных, с пропускной способностью до 3,4 Гбит/с на канал.
CEC (Consumer Electronics Control). Позволяет передавать команды и управляющие сигналы между участниками связи. Функции CEC встраиваются по желанию производителя. Если все участники связи будут поддерживать HDMI CEC, то вы сможете, например, посылать команды с пульта ДУ всей подключённой технике. Среди команд есть включение/выключение, воспроизведение, переход в режим ожидания, запись и другие.
SCL (Serial Data Clock). Отвечает за синхронизацию передачи данных.
SDA (Serial Data Access). Передаёт данные.
DDC (Display Data Channel). Позволяет передавать спецификации дисплея, такие, как название производителя, номер модели, поддерживаемые форматы и разрешения и т.д.

Поддержка форматов

Сегодня поддерживаются все основные форматы видео, включая PAL, NTSC, ATSC и другие. Разрешение видео возможно до 1440p или 2560x1440 в прогрессивном формате (у Blu-ray и HD-DVD оно составляет, максимум, 1080p). Поддерживается глубина цвета до 48 бит (более 280 трлн. цветов) с частотой обновления до 120 Гц.

Поддерживаемые форматы звука включают.
Сжатый звук. Dolby Digital, DTS и т.д.
Многоканальный звук. SACD, DVD Audio.
Несжатый звук (PCM). До 8 каналов с частотой дискретизации до 192 кГц при 24 битах.
Сжатый звук без потери качества. Недавно добавлена поддержка Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio.

Защита контента (HDCP)

Для интерфейса HDMI была лицензирована встроенная схема защиты цифрового контента High-Bandwidth Digital Content Protection (HDCP), которая была создана компанией Intel и некоторыми другими для борьбы с пиратством. Технология HDCP должна присутствовать на HD-ресиверах или плеерах/видеомагнитофонах DVD/HD-DVD/Blu-ray, которые используют HDMI.

Ресиверы HDMI

Если вы следите за развитием "домашних кинотеатров", то наверняка знаете, что сегодня ресивер аудио/видео-потоков должен обладать поддержкой HDMI. Современные ресиверы, как правило, обладают входами и выходами HDMI и поддерживают следующие функции.
Многоканальный звук и видео. HDMI-ресивер позволяет подключить одним HDMI-кабелем источник потоков аудио/видео (плеер HD-дисков или приёмник кабельного HDTV) к своему входу, а вторым HDMI-кабелем - HDTV-телевизор к своему выходу. В результате ресивер будет передавать цифровой сигнал видео с плеера HD-дисков/приставки кабельного HDTV на HDTV-телевизор, а многоканальный звук пропускать через усилитель и подавать на подключённую акустику. Если аудио/видео-ресивер не поддерживает HDMI, то вам придётся использовать отдельный кабель (цифровой оптический или коаксиальный) для передачи звука с плеера/приставки на вход ресивера. Разницы в качестве между HDMI и отдельным цифровым кабелем для передачи звука нет, но зачем терпеть в системе ещё один кабель?

В принципе, преимущества подобной конфигурации, когда вы используете плеер с выходом HDMI, не слишком велики. Но по мере добавления HDMI-компонентов преимущества становятся более весомыми. А именно...
Коммутация HDMI. Большинство HDMI-ресиверов оснащены двумя или тремя входами HDMI, что позволяет подключать к ним несколько источников HDMI-аудио/видео. А HDTV-дисплей соединяется с HDMI-ресивером всего одним кабелем. Вы можете переключать на ресивере источник видео, что намного удобнее, чем перетыкать HDMI-кабели сзади телевизора или на HD-источнике. Эта функция будет становиться всё важнее по мере появления в вашем доме техники с поддержкой HDMI.

Аналогово-цифровое преобразование видео и деинтерлейсинг. Ранние версии HDMI-ресиверов сохраняли цифровые и аналоговые сигналы в том виде, в каком они поступили, что требовало не только цифрового, но и аналогового подключения HDTV-телевизора к ресиверу. Но многие современные HDMI-ресиверы научились преобразовывать входящие аналоговые аудио/видео-сигналы (скажем, через композитный вход или S-Video) в цифровой вид, что позволило передавать на телевизор любые потоки через единственный кабель HDMI. Кроме аналогово-цифрового преобразования, многие ресиверы выполняют ещё и деинтерлейсинг видео (с 480i на 480p). Тоже весьма полезная функция, поскольку многие старые HDTV-телевизоры не поддерживают сигналы 480i через вход HDMI. Некоторые современные ресиверы могут преобразовывать сигналы 480i в форматы 720p, 1080i или 1080p, что помогает улучшить качество картинки со старых источников видео на новых HDTV-телевизорах.

Совместимость HD-DVD/Blu-Ray

Очень важной особенностью интерфейса HDMI является то, что плееры HD-DVD и Blu-ray будут передавать картинку в полном разрешении 1080p только через выход HDMI. Подобный шаг является результатом усилий индустрии по защите от пиратства. В отличие от других аудио/видео-интерфейсов, HDMI для передачи в полном разрешении требует обязательной защиты HDCP. Если вы будете использовать любой другой интерфейс, например, компонентное видео, то сигнал видео будет искусственно ухудшен до качества DVD или даже ещё хуже.

Увеличенная пропускная способность интерфейса HDMI 1.3 как нельзя кстати пригодится новым технологиям, которые используются HD-DVD/Blu-ray. Сюда можно отнести увеличенную глубину цвета, которая позволит выводить до 69 млрд. оттенков (глубина 30-36 бит). HDMI 1.2 может передавать картинку только с 16,7 млн. оттенков (глубина 24 бита). Кроме того, HDMI 1.3 поддерживает звуковые форматы следующего поколения Dolby TrueHD и DTS HD Master Audio, которые используют сжатие без потерь с количеством каналов до восьми (96 кГц, 24 бита, до 18 Мбит/с). Все ресиверы без поддержки HDMI 1.3 смогут воспроизвести фильм со "старыми" форматами звука DTS и Dolby Digital.

Все новые возможности рано или поздно улучшат наслаждение домашним кинотеатром, но есть область, в которой ситуация с HDMI пока ещё не очень понятна. Мы имеем в виду запись видео. Данные проходят через HDMI в несжатом виде, и основная функция HDCP заключается в защите несжатых данных от копирования. Поэтому записать информацию через HDMI пока не получится. Посмотрим, как эта проблема решится в будущем.

Заключение

В сфере домашних кинотеатров наступило время перемен. Уже началась война форматов видео 1080p между стандартами HD-DVD и Blu-Ray, а также и появилась путаница в умах потребителей, касающаяся нового интерфейса для цифровой передачи потоков аудио и видео HDMI. Тем более, что спецификация HDMI продолжает развиваться.

Выход новой версии HDMI 1.3 заставляет о многом подумать. И, возможно, внимательнее отнестись к закупке аудио/видео-оборудования. HDMI-ресиверы появились на рынке совсем недавно, но за несколько лет они существенно продвинулись по своим возможностям. HDMI 1.3 является важным шагом вперёд по сравнению с HDMI 1.2, поэтому, при возможности, всегда покупайте оборудование с поддержкой именно версии 1.3. Тем более, что диски HD-DVD и Blu-Ray будут использовать улучшенные возможности HDMI 1.3. Впрочем, ресиверы с поддержкой HDMI 1.3 могут не появиться на рынке до середины 2007 года. Да и кто знает, по каким ценам они будут продаваться. С другой стороны, многие любопытные функции HDMI, например, коммутация HDMI и преобразование видео, уже доступны на сегодняшних HDMI-ресиверах.

HDTV-телевизоры тоже перейдут на стандарт HDMI 1.3, причём, как ожидается, уже в моделях начала 2007 года. Новые телевизоры должны использовать такие преимущества HDMI 1.3, как улучшенную глубину цвета, а также решить многие "проблемы молодости" HDMI (проблемы с синхронизацией звука, поддержка Consumer Electronics Control и т.д.). Итог будет таков. Перед покупкой тщательно проверяйте возможности каждого компонента. Постарайтесь сравнить их с текущими требованиями, а также, возможно, и с будущими.

КАЖУЩЕЕСЯ ИЗОБИЛИЕ.
(Первая часть трилогии «HDMI 1.4»)

С выходом спецификации HDMI 1.4 появилось сразу пять типов кабеля HDMI. Цель данной статьи - помочь разобраться в этом изобилии. Сразу оговорюсь, что материал предназначен для читателя, который уже имеет представление о том, что такое HDMI. Поэтому остановлюсь на самых важных особенностях его конструкции и использования, а также сравнении с кабелем HDMI 1.3. По большому счету, принципиальная разница в конструкциях «старого» кабеля 1.3 и «нового» 1.4 отсутствует, а те различия, что имеются, в основном касаются кабеля с Ethernet, причем большинство различий относится не к кабелю как таковому, а к новым возможностям самого формата, и реализовано в устройствах: источниках и приемниках сигнала. Более того, часть из этих возможностей существует пока только на бумаге. Новая классификация теоретически должна облегчить пользователю выбор нужного кабеля, разделив кабельную продукцию по скорости передачи данных и функциональным возможностям.

(рис. 1)

В ближайшее время все производители перейдут на стандартную систему обозначений всех пяти типов выпускаемых изделий. На каждом изделии будет нанесена маркировка в соответствии с его типом. Стандартизированная маркировка может быть нескольких видов: цветная, черно-белая, прямоугольная, круглая. Самое главное - наличие такой такой маркировки уже определяет принадлежность кабеля к категории HDMI 1.4. При этом само обозначение «HDMI 1.4» может отсутствовать!

1. Стандартный кабель HDMI

Стандартный кабель HDMI разработан для работы с большинством обычных домашних компонентов (DVD плееров, приемников спутникового ТВ, плазменных и жидкокристаллических панелей и т.д.) и предназначен для передачи сигналов изображения с разрешением до 1080i или 720p. По сути, это старый знакомый, HDMI 1.3 «категории 1», для него характерна пониженная (в сравнении с кабелем «категории 2») общая пропускная способность (на 3 канала- RGB) до 2,25 Гб/сек и тактовая частота до 74,25 МГц.

ВНИМАНИЕ! В ряде случаев, на длинах более 2 - 3 метров, о корректной передаче сигналов 1080р и выше при использовании такого кабеля можно забыть.

Ситуация будет зависеть от качества конкретного экземпляра кабеля, но ведь при использовании этого типа никто и не обещал высокой скорости передачи данных. Визуально деградация сигнала изображения может наблюдаться даже на меньших длинах. Кабель этого типа предназначен в первую очередь для подключения обычных источников и приемников сигнала.

2. Стандартный кабель HDMI с Ethernet

Этот тип кабеля обладает теми же возможностями, что и стандартный кабель HDMI, рассмотренный выше (1080i или 720p), но дополнительно снабжен специализированным каналом передачи данных Ethernet HDMI и предназначен для объединения разных компонентов в сети со скоростью до 100 Мбит/с и связи этих компонентов с интернетом. Функциональные возможности кабеля Ethernet HDMI доступны, если оба связанных устройства поддерживают Ethernet HDMI. Следует заметить, что такой кабель поддерживает канал возврата аудио (ARC). Типичная схема Ethernet соединений в аудио-видеосистеме показана на следующих рисунках (рис. 2,3). Более подробно этот вопрос рассмотрен во второй части статьи.

Возможности канала передачи данных Ethernet

Типовое соединение компонентов без Ethernet HDMI (рис. 2)

Типовое соединение компонентов с Ethernet HDMI (рис. 3)

3. Автомобильный кабель HDMI

Новый тип кабеля HDMI, разработанный специально для транспортных средств, способен работать в жестких условиях, таких как вибрация, высокая влажность и температурные перепады. Предназначен для соединения различных мультимедийных устройств в автомобилях. Одна из возможных схем использования приведена на рисунке ниже (рис. 4).

Новый разъем HDMI Е -типа с замком обеспечивает лучшую фиксацию конвектора в гнезде и предотвращает разъединение в процессе эксплуатации. На рис. 5 представлен вид разъема HDMI Е -типа. Таких устройств на сегодня в России нет, не говоря уже о кабеле.

4. Высокоскоростной кабель HDMI

Высокоскоростной кабель HDMI разработан для соединения высококачественных домашних компонентов (Blu-ray плееров, HDD плееров, приемников спутникового ТВ, плазменных и жидкокристаллических панелей) и предназначен для передачи сигналов изображения с разрешением 1080р и выше (до 4 К - 4096×2160, 24Hz). Общая пропускная способность (на 3 канала- RGB) достигает 10,2 Гб/сек, а допустимые тактовые частоты - до 340МГц. Пригоден для подключения ЛЮБЫХ источников и приемников сигнала. Имеет обратную совместимость со всеми типами HDMI, при условии использования разъемов А-типа. Основные отличия от стандартного кабеля HDMI заключаются в сечении и материале четырех витых пар, качестве и конструкции диэлектрика витых пар, экранирования пар и общей конструкции. Естественно, все это отражается на конечной цене изделия. С моей точки зрения, это наиболее подходящий в большинстве ситуаций кабель, при условии, что Ваши компоненты не поддерживают HDMI 1.4 Ethernet или Вы в дальнейшем не собираетесь подключать домашнюю сеть и интернет к Вашей аудио-видео системе. Это значительно более качественный кабель по сравнению со STANDART и STANDART with ETHERNET. Разница в изображении хорошего HIGH SPEED кабеля, по сравнению с кабелем STANDART, как правило, заметна даже на недорогих компонентах.

5. Высокоскоростной кабель HDMI с Ethernet

Этот тип кабеля обладает теми же возможностями, что и высокоскоростной кабель HDMI предыдущего типа, но имеет дополнительный специализированный канал передачи данных Ethernet HDMI для объединения разных компонентов в сети со скоростью до 100 Мбит/с и связи этих компонентов с Интернет. Функциональные возможности кабеля Ethernet HDMI доступны, если оба связанных устройства поддерживают Ethernet HDMI. Это универсальный кабель со всеми мыслимыми возможностями, которые может сегодня предоставить спецификация HDMI 1.4 . Имеет смысл приобретать с «прицелом» на будущее.

Несколько простых советов по выбору и использованию кабеля.

В первую очередь определимся с выбором одного из четырех типов HDMI кабеля. Принципиальный выбор происходит между HIGH SPEED (дороже и лучше) или STANDART (дешевле и несколько хуже). Дальнейшее проще – следует определиться, нужно ли подключение к Интернету или локальной компьютерной сети ваших компонентов. В таком случае компоненты ОБЯЗАНЫ поддерживать HDMI 1.4 с Ethernet, иначе обмен данными по HDMI будет невозможен. И вновь есть два варианта, различных по качественным возможностям, - HIGH SPEED with ETHERNET (лучше) или STANDART with ETHERNET (дешевле).

На упаковке кабеля может быть предоставлена информация о гарантированной дальности передачи сигнала 1080р, и тут все просто: чем дальше - тем лучше. Проводники кабеля должны быть максимального сечения, но эту информацию на упаковке обычно не указывают. Оценить качество кабеля можно и по некоторым косвенным признакам. В общем случае – чем более толстый и более жесткий кабель, тем лучше передача звука и изображения. Этому, на первый взгляд неоднозначному критерию, имеется довольно серьезное физическое обоснование (про это во второй части статьи).

Особо хочу остановиться на выборе кабеля для закладки в стену или потолок: техника очень быстро эволюционирует и имеет смысл закладывать кабель только с максимальной пропускной способностью - HIGH SPEED или HIGH SPEED with ETHERNET.

Очень важно! Никогда не коммутируйте компоненты по HDMI при включенном оборудовании, это может вывести его из строя! Не допускайте резких перегибов кабеля, т.к. это приводит к изменению волнового сопротивления и может в ряде случаев нарушить передачу сигнала.

ДЛЯ ТЕХ, КТО ХОЧЕТ УЗНАТЬ НЕСКОЛЬКО БОЛЬШЕ. ЦЕНА ВОПРОСА.
(Вторая часть трилогии «HDMI 1.4»)

В этой части пойдет рассказ о характеристиках и различии конструкций HDMI кабеля.

Стандарт HDMI 1.4 четко разделяет кабели на две группы в зависимости от их характеристик. Такое деление было и ранее (в спецификации HDMI 1.3 - «Category 1» и «Category2»), но далеко не все производители это указывали. Теперь это будет называться «STANDART» и «HIGH SPEED».

В чем же разница по характеристикам между «STANDART HDMI 1.4» и «HIGH SPEED HDMI 1.4»? Обратимся к спецификации HDMI 1.4. Изучив таблицу 1 (таб. 1) мы видим, что стандартный кабель HDMI 1.4 значительно уступает высокоскоростному кабелю HDMI 1.4 по частотным характеристикам и, соответственно, скорости передачи информации.

Сравнение High Speed HDMI 1.4 и Standard HDMI 1.4 кабеля

Табл. 1

На диаграмме ниже (рис. 5) эта разница выражена графически. Обращаю внимание на то, что в подавляющем большинстве случаев указывают общую пропускную способность, а она будет в ТРИ раза выше, чем у каждого из каналов. Маркетинг!...

В таблице 2 приведен сравнительный анализ максимальных физических возможностей формата и кабеля HDMI 1.3 и HDMI 1.4 - выделено синим пунктиром. Как видим, они не отличаются. Все, что выделено коричневым пунктиром относится к возможностям ФОРМАТОВ. Отсюда вывод: разницы между высококачественным кабелем (без Ethernet) HDMI 1.3 и высокоскоростным (без Ethernet) HDMI 1.4 нет никакой.

Более подробно на конструктивных отличиях и их влиянии остановимся позже.

HDMI 1.4 кабель с Ethernet и без него: в чем разница?

Если мы посмотрим, чем отличаются по конструкции стандартный (или высокоскоростной) кабель HDMI 1.4 без Ethernet и стандартный (или высокоскоростной) кабель с Ethernet, то обнаружим наличие у последнего 5-ой экранированной витой пары, распаянной на 14, 17 и 19 контакты разъема (таб.3). По этой же паре передается сигнал ARC (канал возврата аудио).

На этой фотографии (рис. 6) очень хорошо видно, различие в конструкции кабеля HDMI 1.4 с Ethernet и HDMI 1.4 без Ethernet

Стандартный HDMI кабель и высокоскоростной HDMI кабель

Табл.4

Весьма интересен вопрос о различии конструкции стандартного HDMI 1.4 кабеля и высокоскоростного кабеля HDMI 1.4, с учетом того, что распайка разъемов и количество физических проводников у них одинаково (таблица 4). Пока же посмотрим, что предлагают некоторые из производителей, и какие варианты конструкций HDMI кабеля используются.

Варианты внешнего вида HDMI кабеля. Пока еще не маркированного и без красочной упаковки.

В предложении производителя один из вариантов спецификации для изготовления HDMI кабеля выглядит так:

Version: HDMI 1.3b/1.4 (optional)
AWG: 30/28/26/24 (optional)
Plated: Gold /Nickel (optional)
Length: 1m to 20m (3FT to 60FT)
Braid: Black/White/Blue/Gray... (optional)
Conductor: BC-Bare Copper, TC-Tin Copper, SC-Sliver Copper

Как видим, производитель предлагает различные варианты кабеля, разъемов и т. д., в общем, «любой каприз за Ваши деньги». Вот тут и появляется очень важный фактор – стоимость, с которым, связаны характеристики и, в конечном счёте, результирующее качество кабеля. К сожалению, в ряде случаев фирмы – маркировщики кабельных изделий (заказывающие свой товар у производителей) закладывают в конечную стоимость наценку «от вольного». Как результат, и изделия высокого уровня, и весьма посредственные, могут быть близкими по цене, а в ряде случаев цена вообще может не соответствовать качеству. Во многом из-за подобных «парадоксов» распространено заблуждение, что все кабели одинаковые и не надо переплачивать неизвестно за что. Стоимость производства HDMI кабеля может очень сильно отличаться из-за особенностей технологии у различных производителей, в частности, за счёт ручной пайки и ее качества (не забываем о 38 контактах).

Экономить, учитывая массовость производства, стараются буквально на всем, прежде всего на меди, заменяя ее более дешевым алюминием и понижая сечение медных токопроводящих жил. Некоторые экономят и на индивидуальных заземляющих проводниках витых пар, что заметно снижает помехозащищенность такого изделия. Сигнал 1080р по такому кабелю, в зависимости от источника, приемника и внешних условий может не «пройти» и на пять метров, при заявленных пятнадцати. В ряде случаев работоспособность на больших длинах, к сожалению, можно проверить только опытным путем. Основное отличие стандартного HDMI 1.4 кабеля, в сравнении с высокоскоростным, заключается в сечениях витых пар, точности изготовления конструкции кабеля, качестве меди, в служебных проводниках, диэлектриках, экранах и т.д. С увеличением сечения проводников до определенного предела передача сигнала улучшается. Но на этом пути существуют ограничения, связанные с физическим габаритами кабеля, его гибкостью и сложностью пайки. Сечение проводников, используемых в HDMI кабеле, обычно не превышает 24 AWG (0.205 мм2), очень редко 23.5 AWG (0.22 мм2), единичные случаи 22 AWG (0.32 мм2).

Очень большое значение для скорости передачи данных имеет точность изготовления витых пар. Однородность и толщина диэлектрика, соблюдение диаметров проводников – очень важные условия для обеспечения нормированного значения волнового сопротивления и минимизации отражений сигнала на концах линий. Равномерность шага скрутки витых пар очень сильно влияет на помехозащищенность кабеля. От качества экранирования витых пар зависит уровень перекрестных помех каналов передачи различных по характеру и структуре сигналов, что, в конечном итоге определяет качество передачи видеосигналов. Внешний двойной экран позволяет дополнительно защитить витые пары и служебные проводники от внешних наводок. Экранирование кабелей само по себе представляет сложную теоретическую и практическую задачу. В общих чертах, для частотных диапазонов передаваемых сигналов, с которыми работает стандарт HDMI, справедливы следующие моменты:

Чем толще проволока и материал фольги, тем лучше, поскольку это обеспечивает увеличение проводимости.

Продольная установка фольги лучше, чем спиральная, но она достаточно жесткая и трудно изгибается.

Внешний экран в виде оплетки и фольги, или двойной оплетки, значительно лучше, чем одиночный экран, даже в том случае, если два экранирующих слоя не изолированы один от другого.

Лучшая конфигурация для кабелей с экраном в виде оплетки и фольги, когда оплетка находится против проводящей стороны спиральной фольги.

Отдельные витые пары в общем экранированном кабеле должны быть помещены в индивидуальные экраны для предотвращения емкостной перекрестной помехи между сигнальными проводниками, а сами экраны должны быть изолированы друг от друга.

Желательно, чтобы удельное сопротивление материала проводников было минимальным.

Из вышесказанного следует, что качественный HDMI кабель практически невозможно сделать тонким и гибким. На фото ниже можно увидеть сравнительную толщину трех HDMI (рис. 8). Два высокоскоростных и один стандартный. Определить, какой из них стандартный, думаю, не составит особого труда …

Рис.8

Пайка также вносит свою лепту в работу кабеля. Экспериментировать с качеством пайки и ее влиянием на передачу HDMI сигнала не довелось, но с бракованным кабелем от разных производителей пришлось столкнуться и удивиться тому, что кабель в принципе работоспособен. На фотографиях ниже (рис. 9) можно увидеть различные варианты пайки бракованного кабеля от разных производителей (часть фотографий – автора). По отзывам народа, имеющего отношение к торговле, некоторая часть HDMI кабеля через 1-2 года выходила из строя. Одна из наиболее вероятных причин – плохая пайка.

QED Reference HDMI

Таким образом, качественный HIGH SPEED HDMI кабель представляет собой достаточно сложную конструкцию, требующую высокой технологической культуры при его изготовлении. Поэтому к выбору кабеля, особенно для стационарной, а тем более скрытой, проводки не следует подходить по принципу «чем дешевле, тем лучше». Смотрите на сечение проводников витых пар, многие производители его указывают и лучше, если это будет не менее 0.205 мм2. Желательно, чтобы все экраны были медными. На фотографиях (рис. 10 и рис. 11) можно увидеть две разные конструкции высокоскоростного кабеля HDMI. Цена этих изделий очень близкая, но сложность конструкции и качество используемых материалов – разные. На рис. 12 показана типичная начинка кабеля HDMI Standard.

Примеры построения сети, коммутация при помощи кабеля HDMI с Ethernet

Возможности канала возврата аудио (ARC)

Соединение компонентов без использования возможностей канала возврата аудио (рис. 14).

Рис.14

Соединение компонентов c использованием возможностей канала возврата аудио (рис. 15). Позволяет соединить ваш телевизор с системой домашнего театра, используя ВХОДНОЙ HDMI разъем телевизора, для передачи звука на ресивер. Напомню, что оба устройства должны поддерживать ARC. Желательно использовать HDMI 1.4 с Ethernet. Правда, работает и «обычный» HIGH SPEED

Канал возврата аудио поддерживает стандарты Dolby Digital, DTS и PCM и является аналогом стандартного S / PDIF соединения. При его применении Вам не требуется дополнительный кабель для передачи звука с телевизора на ресивер домашнего кинотеатра.

СПЕЦИАЛЬНО ДЛЯ ТЕХ, КТО СЧИТАЕТ, ЧТО КАБЕЛЬ НЕ МОЖЕТ ВЛИЯТЬ НА КАЧЕСТВО СИГНАЛА. ЛЕГЕНДА О ЦИФРЕ.
(Заключительная часть трилогии « HDMI 1.4»)

Горячие споры на эту тему постоянно возникают на разных форумах. Многие считают, что сигнал по HDMI кабелю может или передаваться или не передаваться, т.к. состоит из 0 и 1. На самом деле это не совсем так. Остановимся на некоторых проблемах передачи сигнала в HDMI (DVI) форматах. В первую очередь, не следует забывать, что ЛЮБЫЕ электрические сигналы, в том числе и «цифровые, в реальном мире являются аналоговыми, то есть изменяющимися непрерывно и за определенное, хотя иногда и весьма малое время. Основное отличие того, что условно называют «цифровыми» сигналами, от условных «аналоговых» заключается в гораздо более широком спектре частот, занимаемых первыми. Иными словами, по HDMI кабелю (как и по любому другому) сигнал передаётся в аналоговом виде, то есть в виде электрических токов от очень низких (в т.ч. постоянного тока) до очень высоких (многих десятков ГГц) частот. Не вдаваясь в подробности, с электрической точки зрения, при передаче цифровых сигналов приходится сталкиваться с теми же проблемами, что и при передаче аналоговых сигналов: ослабление по амплитуде, завал фронтов (уменьшение уровня высокочастотных компонентов), зашумление. При затухании полезного сигнала, искажении и обогащении его помехами, часть информации теряется. А поскольку средства контроля правильности передачи данных (напр., контрольная сумма), в отличие от передачи данных в компьютере, не используются, то при достижении определенного уровня ошибок, можно получить искажения и помехи, хорошо заметные на передаваемом изображении («размытие» контура изображения, «шевеление» пикселей, точки, полосы). Именно в этом и проявляется влияние кабеля. Приведу некоторые материалы на эту тему. Они частично относятся к исследованию проблемы подключения по DVI, но все нижеизложенное можно смело относить и к HDMI, и к любому другому формату передачи широкополосных сигналов.

Существует множество электромагнитных процессов, влияющих на свойства передаваемого сигнала в кабеле. Впервые с влиянием кабельной линии на передаваемые электрические сигналы столкнулись при прокладке первого телеграфного кабеля по дну пролива Ла-Манш. Пятидесятикилометровый участок кабеля сначала оказался неспособен передать даже медленные сигналы ручного телеграфа – настолько велики были затухание и дисперсия сигнала в нем. На сегодняшний день проблемы полуторавековой давности, разумеется, решены, но, тем не менее, аналогичные физические процессы проявляют себя на другом уровне. Если мы передаем «цифровой» сигнал, то всегда должны определить условия его «дискретности». При передаче сигнала считается, что если его напряжение на входе приемника в данный момент времени выше одного определенного уровня, приемник считает что это уровень «логической 1», если ниже другого определенного - то «логического 0». На выходе источника сигнал представляет собой последовательность прямоугольных импульсов, а при распространении по кабелю такой сигнал искажается. Происходит его затухание, т.е. уменьшение амплитуды (за счет потерь в проводниках, потерь на излучение и поляризационные процессы в диэлектриках), завал фронтов (из-за конечной полосы пропускания, связанной с частотно зависимыми потерями), искажение формы импульсов в результате дисперсии, взаимного влияния сигналов разных витых пар и внешних наводок. Кроме того, в кабеле возможны резонансные явления и отражения сигнала от неоднородностей, что тоже приводит к искажению формы импульсов… Если мы подключим осциллограф к разъему источника, то увидим более-менее чёткие прямоугольные импульсы. Далее, по ходу распространения в кабеле, они будут постепенно размываться, форма их будет искажаться. При слишком длинном или некачественном кабеле на входе приемника сигнал будет очень сильно отличаться от того, который можно наблюдать на входе кабеля. Искажения могут быть настолько велики, что приемник окажется не в состоянии воспринять такой сигнал по критерию его «дискретности». Помехи также могут оказать большое влияние на стабильность передачи цифрового сигнала. Кардинальным решением проблемы защиты от помех является так называемая «дифференциальная» (или «балансная») передача. Для каждой линии используется два провода, по одному из которых передается прямой сигнал, а по второму – его инвертированная копия. Таким образом, в любой момент времени сумма таких сигналов в идеале равна нулю, а разность – удвоенной величине сигнала на входе каждой линии. На приемном конце линии ставится специальное устройство – дифференциальный приемник, который как раз и вычитает один сигнал из другого. Представьте теперь, что два проводника, передающие такие сигналы расположены очень близко друг к другу. Внешнее поле, наводящее помехи, создаст в этих проводниках практически одинаковые сигналы помех – т. н. синфазную помеху. Приемник вычтет их один из другого, в результате на его выходе сигнал помехи будет близок к нулю, а полезный сигнал будет удвоен. Работу дифференциальной линии и приемника хорошо поясняет следующий рисунок (рис. 16):

Рис.16

На верхней части рисунка показаны сигналы действующие в линии. Зеленым цветом отображен – полезный сигнал в прямом проводнике. Синим – в противофазном проводнике, а красным – сигнал помехи, одинаковый для обоих проводников. На нижней части рисунка показан сигнал на входе разностного приемника – видно, что полезный сигнал будет удвоен, а сигнал синфазной помехи будет практически нулевым. Для того, чтобы проводники располагались рядом, а внешние помехи создавали в них как можно более близкие сигналы применяют скрутку проводников в пары, которые обычно и применяют для передачи широкополосных сигналов. Если такую пару заключить во внешний экран, то наводок на линию будут уменьшены еще в большей степени. В результате получится кабель с достаточно высокой помехозащищенностью. Именно так выполнены DVI и HDMI кабели, предназначенные для передачи очень широкой полосы частот сигналов. На рисунке ниже (рис. 17) можно видеть упрощенную схему линии передачи для единичной экранированной витой пары.

Рис.17

Чем выше максимальная частота полезных сигналов в кабеле и чем выше частоты возможных внешних помех, тем меньшим должен быть шаг скрутки пары и меньше расстояние между проводниками для обеспечения заданного уровня воздействия внешних помех на линию. Но, с другой стороны, эти же параметры определяют волновое сопротивление линии, дисперсию и потери в ней. Поэтому существуют определенные оптимальные значения толщины изоляции проводников и шага скрутки, которые при хорошей помехозащищенности обеспечивают и требуемые электрические параметры линии. Однако в мире нет ничего идеального и даже самые лучшие кабели всё-таки не идеально защищены от помех (по целому ряду причин, в т.ч. точности изготовления) и имеют вполне определенное затухание. Поэтому помехи, к сожалению, проникают даже в экранированные кабели, а собственные электрические параметры кабелей также влияют на сигнал. К чему это может привести? Посмотрим на следующий рисунок (рис. 18):

Рис.18

Верхняя осциллограмма показывает сигнал на выходе передатчика данных. Вторая - сигнал на выходе приемника при прямом соединении его входа с выходом передатчика. Видно, что восстановленный сигнал имеет точную привязку к временной шкале. Третья осциллограмма соответствует тому, что можно наблюдать на выходе длинного кабеля в условиях больших внешних помех и наличия рассогласования волнового сопротивления кабеля и нагрузки. Что при этом будет на выходе приемника сигнала, показывает последняя осциллограмма. Восстановленный сигнал, кроме того, что получил временную задержку, еще и изменяет свои длительность и расположение фронтов и спадов во времени, то есть случайно, в зависимости от мгновенных помех, меняет мгновенное значений фазы. А это – джиттер, гроза всех цифровых систем передачи данных. Его появление приводит к тому, что нарушается строгая временная сетка, определяющая в цифровых устройствах все процессы обработки и преобразования сигналов.

Результат этого – видимые и слышимые искажения изображения и звука. Конечно, в реальных условиях помехи и искажения передачи будут не столь высоки, как на приведенном выше примере, но они имеются в ЛЮБОМ случае, только их уровень и свойства напрямую зависят от свойств и качества кабеля, связывающего источник и приемник цифровых сигналов. Любые аппаратные и программные средства подавления джиттера имеют ограничения в применении, а качество их работы напрямую связано с его исходным уровнем – чем больше величина джиттера, тем ниже эффективность его подавления. В простых случаях большой уровень джиттера приводит просто к некоторому снижению качества изображения и звука, в «клинических» - может вызывать серьезные нарушения в работе цифровых систем. В дифференциальных линиях передачи джиттер может возникать не только под действием внешних факторов. Любая асимметрия в кабеле, в т.ч. и разность задержек сигнала внутри пары, приводит к появлению синфазной составляющей сигнала. При этом амплитуда дифференциальной составляющей уменьшается. Неприятность заключается еще и в том, что дифференциальные и синфазные сигналы имеют различную скорость распространения и различные коэффициенты потерь, поэтому в зависимости от формы и спектра передаваемых сигналов результирующая ошибка приводит к возникновению дополнительной составляющей фазового дрожания (джиттера), коррелированного с сигналами. Заметим, что сами по себе синфазные составляющие не вносят джиттер в сигнал. Проблемы начинаются при преобразовании. Неидеальное разностное преобразование составляющих существенно портит сигнал, а не идентичность витых пар в кабеле еще больше усугубляет ситуацию. В системах передачи изображения по интерфейсам DVI и HDMI, восстановление тактирующих частот в устройстве отображения (монитор, панель) производится с помощью систем ФАПЧ, нарушение в работе которых могут быть вызваны не только большим уровнем помех, наводимых на соединительные кабели, но и разницей в задержках передачи тактовых частот и информационных сигналов. То есть такие системы чувствительны и к помехозащищенности кабеля, и к величине его задержки и дисперсии. По опыту Silicon Image, нормально работают кабели DVI с длиной 2 метра, однако качество может заметно ухудшаться при увеличении длины до 5 м (и уж тем более до 10 м). («Цифровое подключение ЖК-мониторов: тесты качества DVI у ATi и nVidia» Д. Чеканов, Ларс Вейнанд). Многие проблемы передачи цифровых сигналов были исследованы и описаны довольно давно и всем желающим изучить этот вопрос более подробно, рекомендую статью: «Цифровое подключение ЖК-мониторов: тесты качества DVI у ATi и nVidia».

Увеличение уровня джиттера, вызванное рассмотренными выше явлениями, приводит к появлению визуально заметных дефектов изображения. Джиттер, вызванный несовпадением начальной фазы частоты дискретизации в соседних строках, приводит к тому, что на перепадах видеосигнала возникает дополнительный шум. Наибольшие ошибки наблюдаются для сигналов большей частоты и амплитуды.Как все это визуально проявляется на экране? При передаче сигналов изображения больший уровень шума наблюдается на перепадах сигнала (многократно превышающий шум, присутствующий на ровном фоне). Это особенно выражено при воспроизведении контрастных переходов кадра (края объектов, решетки, и т.д.), а также изображений, содержащих большое количество мелких деталей (задние планы, листья, рябь бликов от солнца и т.п.). Возникает субъективное ощущение уменьшения глубины изображения и уменьшения контрастности. Черный цвет становится менее черным. Если Вы внимательно посмотрите на темные места кадра, то сможете заметить шумы в виде мелких точек. Эта и есть причина снижения контрастности изображения. Изображение может выглядеть менее стабильным, это проявляется в «шевелении пикселей», особенно заметно на листьях или сложных задних планах с большим количеством элементов, особенно при движении камеры (возникают своеобразные «ореолы»). Кроме того еще страдает и цветопередача, что особенно хорошо заметно на проекционных системах и плазменных панелях с большой диагональю. Искажения цвета наблюдаются, прежде всего, на сложных сюжетах. Цвета зрительно выглядят более блеклыми и менее чистыми. В ряде случаев заметно снижение яркости и резкости изображения. Резкость снижается в результате размытости границ контуров объектов, правда некоторые воспринимают, такую картинку как более «пленочную» и «аналоговую». На последних стадиях деградации сигнала появляются т.н. «мухи» и полосы. После чего происходит потеря синхронизации и изображение исчезает.

Рис.19

Но до этого «счастливого» момента идет постепенная деградация сигнала, связанная с вышеописанными процессами (рис. 19). Таким образом, канал передачи данных, в нашем случае – это HDMI кабель, оказывает существенное влияние на качество передачи сигналов изображения даже на небольших длинах, и не учитывать его влияние нельзя. В заключении хочу сказать, что последние три года имел самое непосредственное отношение к тестированию HDMI кабеля и пришел к следующим выводам:

1. Разница в качестве кабеля визуально заметна даже на телевизорах с диагональю 26 дюймов.

2. Сложно заранее сказать на какой длине произойдет полная или частичная деградация сигнала.

Это сильно зависит от самого кабеля и комбинации источник/приемник сигнала. Один и тот же кабель может отлично работать на одной комбинации источник/приёмник, выдать проблемы в виде худшей картинки на другой и совсем не работать на третьей. При тестировании 20 м HDMI, кроме лабораторных исследований, было проверено несколько десятков вариантов источник/приёмник для проверки работоспособности, в результате был выбран конструктив, обеспечивший 100% работоспособность (сегодня испытано уже примерно 150 вариантов комбинаций оборудования, для сигнала 1080p). Предвидя возможные вопросы о приборном контроле (который проводился за пределами России) и дополнительной необходимости «полевых» испытаний, сразу отвечу, что конечного пользователя не порадует, если лабораторный тест будет пройден, а на его системе, тем не менее, возникнет проблема.

Приношу сердечную благодарность за помощь в редактировании и ценные замечания Дмитрию Андронникову.

Приветствую всех посетителей блога о компьютерах. Сегодня бы очень хотелось поведать читателям о так называемом HDMI кабеле , с помощью которого подключаются устройства, например, Smart TV, планшеты, ноутбуки и прочее. Так вот, нужно знать, как правильно выбрать HDMI кабель , по каким характеристикам это делать и многое другое, что мы сейчас и разберем.

Для начала разберемся, что же такое HDMI. Хоть данная аббревиатура уже довольно давно вошла в нашу жизнь, есть люди, которые еще не знают, что она означает:

Существует еще и такой интерфейс, как DVI , но он уже довольно неактуален и уступает HDMI по всем параметрам. Преимущество HDMI перед DVI – меньший по размерам интерфейс, технология защиты от копирования. HDMI можно подключать к компьютерам, ноутбукам, цифровым камерам, телевизорам, плеерам, игровых консолей, таких как, PlayStation и др.

Итак, самая максимальная длинна HDMI кабеля — 10 метров. Стандартный размер кабеля обычно бывает 0.75 м 0.8 м 1 м. 1.5 м 2 м 2.5 м 3 м 5 м 10 м. Если Вы хотите приобрести кабель более 10 метров, то стоит знать, что данный размер стандартами не регламентируется и впоследствии могут быть различные искажения сигнала, которые повлияют на вывод изображения.

Но это еще не все. Длинна длинной, а нужно еще знать, из какого материала изготовлен кабель. Допустим, кабель категории Standart , позволяющий передавать разрешение 720 х 1080 с частотой 75 МГц, изготавливается из бескислородной меди. Кабель версии High Speed с разрешением 1080 х 2160 с частотой 340 МГц изготавливается из меди. Таким образом, можно сказать, что качество передачи изображения будет напрямую зависеть от материала, из которого изготовлен кабель.

Версия HDMI кабеля

В 2002 году появился первый полноценный стандарт HDMI, разработкой которого занимались такие известные компании, как Philips, Thomson, Hitachi, Sony и Silicon Image. Данный интерфейс постоянно развивается, появляются новые версии.

Типы HDMI кабеля

Как я уже писал выше, существуют типы, например, такие – Standart, High Speed. Но существуют и другие: Standart with Ethernet, Standart Automotive и High Speed with Ethernet. Все мы сейчас разберем.

Standart – данный тип поддерживает разрешение 720 на 1080 р. Предназначен для подключения таких устройств, как DVD-плееры, плазменные телевизоры, спутниковые ресиверы. Простыми словами, подключение нетребовательных устройств.

Пропускная способность – 4.9 Гбит/с
Полоса частот – 165 Мпискелей
Глубина цвета – 24 бита

Высокоскоростной (High Speed) – этот тип поддерживает множество форматов, таких как: Deep Color или 3D. Также поддерживает Audio Return Channel, технология, которая позволяет передавать звук без использования S/PDIF кабеля.

Данный тип способен соединять высококачественные устройства – жидкокристаллические панели, HDD-плееры, Blu-ray и многое другое. Также поддерживает разрешение 1080 р и 4к (4096х2160).

Пропускная способность – 10.2 Гбит/с
Полоса частот – 1080 Мпискелей
Глубина цвета – 48 бит

Standart with Ethernet – этот тип имеет все те же характеристики, что и Standart, но с каналом передачи данных Ethernet, который обеспечивает передачу данных до 100 Мб/с. Функция кабеля будет доступна в том случае, если подключаемое устройство имеет поддержку Ethernet HDMI.

C помощью данной технологии, можно получить высокоскоростной доступ в интернет. Кстати данный тип поддерживает Audio Return Channel.

High Speed with Ethernet – тип, который поддерживает все те характеристики, рассматриваемые выше. Также имеет скорость передачи данных до 100 Мб/с.

Standart Automotive (автомобильный стандарт) – данный тип позволяет подключать различные устройства к автомобильной мультимедиа-системе.

Разъемы HDMI кабеля

Теперь поговорим о разъемах. По спецификации типы разъёмов обозначаются заглавными латинскими буквами – A. B. C. D и т. д. Также могут присутствовать такие слова, как micro и mini.

Type A – данный разъем стандартный и встречается часто в цифровой технике.

Type C (micro HDMI ) и Type D (mini HDMI ) – эти разъёмы намного меньше Standart и подключаются чаще всего к фотоаппаратам, ноутбукам, видеокамерам и другим портативным устройствам.

Type B – не очень популярный тип, но имеет видеоканал с разрешением 1080р.

Type E – разъем с замком, который позволяет зафиксировать коннектор с гнездом. (чаще применятся при соединениях устройств в автомобиле).

Итак, мы многое узнали из того, как выбрать HDMI кабель, каким характеристикам следовать, какие типы выбирать. Характеристики, как Вы уже поняли, зависят от материала, из которого изготовлен кабель. Но, чтобы понять реальные свойства кабеля нужно его самостоятельно тестировать. Мы попробуем разобрать еще несколько моментов, которые позволят нам правильно выбрать HDMI кабель.

Есть мнение, что кабели с позолоченными контактами лучше передают изображение. Сейчас же используют нитрид титана, который делает его прочнее, поэтому, лучше всего взять кабель с разъемом, покрытым нитридом титана, но это уже на Ваше усмотрение.

Тут все зависит от того, насколько хорошо изготовлен кабель. Если взять кабель 10 метров и 5 метров, то они одинаково хорошо могут показывать передачу данных.