Какие бывают версии разъема hdmi. Версии HDMI-кабелей: описание и совместимость

19.08.2019

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.

В: Поддерживают ли существующие HDMI-кабели высокую пропускную способность HDMI 2.0?

О: Да, высокоскоростные HDMI-кабели поддерживают более высокую пропускную способность новой спецификации (до 18 Гбит/с).

HDMI 2.0 определяет новый эффективный способ передачи сигналов для скоростей выше допустимых в версии 1.4b (10,2 Гбит/с), обеспечивая более широкую полосу (до 18 Гбит/с) посредством существующих HDMI-кабелей.

В: Заменит ли HDMI 2.0 предыдущие версии?

О: Нет, для внедрения HDMI 2.0 необходимо обеспечить поддержку HDMI 1.x в качестве базового условия.

В: Является ли HDMI 2.0 обратно совместимым с HDMI 1.x?

О: Да, все новые версии HDMI обратно совместимы с предыдущими версиями.

В: Нужны ли для HDMI 2.0 новые разъемы?

О: Нет, HDMI 2.0 использует уже существующие.

В: Нужны ли для HDMI 2.0 новые кабели?

О: Нет, подходят уже существующие. Для передачи видео 4K (3840×2160) при 50/60 кадр/с необходимо использовать высокоскоростные HDMI-кабели (Category 2).

В: Могу ли я обновить мое устройство с поддержкой HDMI 1.x до версии HDMI 2.0?

О: В настоящее время возможности подобного обновления не существует. Из-за расширенного набора функций такое преобразование потребует обновления аппаратного и программного обеспечения — это в компетенции производителя.

HDMI 1.3, 1.4

В: В чем разница между HDMI 1.3, HDMI 1.3a и 1.3b ?

О: Для пользователя нет никакой разницы между версиями HDMI, будь то 1.3, 1.3a или 1.3b. Небольшие отличия в спецификациях обычно имеют отношение к производству или тестированию, но не привносят новых функций. Плюс к этому, орган лицензирования HDMI активно работает с производителями, чтобы уменьшить «путаницу в умах» потребителей и предлагает вообще не делать акцента на версиях, а вместо этого сосредоточиться на полезных возможностях продукта и функционале.

Последняя спецификация HDMI имеет код v1.3a, а последний тест на совместимость HDMI - 1.3c.

В: Поддерживает ли HDMI передачу кодированных субтитров?

О: Субтитры

Переход от аналогового телевидения к цифровому позволил добавить новые возможности передачи кодированных субтитров (Close Captioning).

Аналоговое телевидение имело один стандарт вещания и передачи, декодирования и демонстрации контента - NTSC или PAL, в зависимости от региона, что позволило сделать подключение субтитров на телевизионных устройствах достаточно простым делом - ведь в любом телевизоре предусматривалась возможность их декодирования.

С появлением цифрового телевидения и различных сервисов, связанных с телевидением высокой четкости (HDTV), например, таких как кабельное ТВ, спутниковое ТВ, и пр. - с телевизионных устройств была «снята ответственность» за расшифровку кодированных субтитров. Теперь эту функцию стали выполнять специальные декодеры цифрового ТВ. Эти устройства нужны для того, чтобы предоставить доступ к большей части сервисов цифрового HD-телевидения. У этих декодеров предусмотрены различные технологии расшифровки кодированных субтитров, что усложняет использование субтитров и создает путаницу для пользователей ТВ. Все декодеры обязательно должны поддерживать субтитры, однако технология поддержки разных устройств сильно отличается. В зависимости от этого, на одних декодерах подключить субтитры может быть просто, а на других — сложно.

Для решения этой проблемы, орган лицензирования HDMI рекомендует первым делом связаться с вашим поставщиком услуг телевидения (кабельного, спутникового, или др.) и узнать в его службе поддержки технологию подключения субтитров. После этого свяжитесь с представителем производителя вашего телевизионного устройства, чтобы получить инструкцию по подключению субтитров конкретно для вашего устройства.

HDMI и кодируемые субтитры

Кодируемые субтитры (Closed Captioning) - это технология, которая работает по-разному с разными цифровыми стандартами (HDMI, DVI, и т.д.)

Как работали субтитры на старых аналоговых устройствах
Всегда источник вещания посылал информацию о кодируемых субтитрах на ТВ-устройство, а оно контролировало наличие или отсутствие субтитров (включить или выключить их можно было одной кнопкой на пульте ДУ - «Субтитры»). Кнопка «Субтитры» управляет показом субтитров только при аналоговом соединении (S-Video, Composite, Component) или при наличии беспроводного тюнера (цифрового стандарта ATSC или аналогового NTSC).

Как работают субтитры в устройствах с поддержкой HDMI и других цифровых соединений
В устройствах с поддержкой HDMI нельзя включить или выключить субтитры кнопкой «Субтитры» на пульте ДУ. Чтобы включить субтитры, нужно активировать их у источника вещания - сделать это кнопкой дистанционного управления источника, например, той же кнопкой «Субтитры», либо через меню настроек источника. После этого источник наложит информацию о субтитрах на видеоряд и при помощи HDMI передаст полученную двойную картинку на телевизор.

Рендеринг кодируемых субтитров также происходит на уровне источника вещания, а не на уровне самого телевизионного устройства, как это было в аналоговых телевизорах. Например, в типичном блоке приема кабельного ТВ, субтитры включаются соответствующей командой в меню настроек самого блока, а не кнопкой «Субтитры» пульта ДУ телевизора. Еще раз подчеркнем: пульт ДУ телевизора управляет субтитрами только аналогового ТВ, и не может управлять субтитрами ни на каком устройстве, поддерживающем HDMI. Кодируемые субтитры нужно включать непосредственно в меню HDMI устройства. При этом, точная инструкция по включению субтитров у каждого производителя своя, поэтому лучше связаться непосредственно с представителем производителя.

В: Что такое HDMI?

О: HDMI (High-Definition Multimedia Interface) это первый и единственный стандарт индустрии, представляющий собой единый цифровой аудио-видео интерфейс передачи без сжатия данных. HDMI позволяет передавать по одному кабелю и видео, и аудио в цифровом формате, в потрясающе чистом, высоком качестве, что невероятно упрощает подключение и передачу данных и позволяет обеспечить для потребителя при просмотре или прослушивании эффект домашнего кинотеатра с высочайшим качеством передачи. HDMI - это универсальный интерфейс для любых источников аудио и видео, будь то декодер цифрового телевидения, DVD плеер, A/V ресивер, монитор, цифровой телевизор (DTV) и др. И все это с использованием единственного кабеля.

HDMI поддерживает передачу стандартного, улучшенного видео, видео высокой четкости, а также многоканального звука в цифровом формате по единому кабелю. Поддерживаются все стандарты ATSC HDTV и 8-канальный, цифровой звук частотой 192 кГц без сжатия и все существующие на сегодняшний день форматы звука со сжатием (например, Dolby Digital и DTS). HDMI 1.3 также поддерживает новые широкополосные, т.н. «lossless» форматы цифрового аудио: Dolby® TrueHD и DTS-HD Master Audio™, что позволяет учесть даже те требования, которые могут возникнуть к звуку в будущем.

HDMI - это общепринятый цифровой стандарт передачи HD контента для всей бытовой электроники: Более 700 компаний уже поддерживают этот стандарт; в 2008 году было выпущено 200 миллионов устройств с поддержкой HDMI, а к концу 2010 года в продажу поступило более миллиарда HDMI устройств
Слияние - HDMI является интерфейсом, позволяющим совместно использовать персональные компьютеры и устройства бытовой электроники: HDMI дает возможность при помощи компьютера получать медиа-контент высочайшего качества, включая фильмы в HD и многоканальные аудио форматы. HDMI - единственный интерфейс, позволяющий подключаться как к HD телевизорам, так и к мониторам компьютеров, и передавать контент по стандартам DVI и HDMI.
Развитие - HDMI постоянно развивается в соответствии с новыми потребностями рынка: Товары, поддерживающие последние версии HDMI, всегда полностью совместимы со всеми более ранними версиями HDMI.

В: Кто поддерживает HDMI?

О: Среди разработчиков HDMI, такие ведущие производители бытовой электроники, как Hitachi, Panasonic Corporation, Philips, Sony, Thomson (RCA), Toshiba, и Silicon Image. Кроме того, HDMI поддерживают основные производители кинофильмов, такие как Fox, Universal, Warner Bros., Disney и телеоператоры DirecTV, EchoStar (Dish Network) и CableLabs.

В: Каковы преимущества HDMI перед существующими аналоговыми видео-интерфейсами, такими как Composite , S -Video , Component video ?

Качество: Поскольку HDMI является цифровым интерфейсом, он обеспечивает наилучшее качество видео, ведь он не допускает потерь при переводе видео из аналогового формата в цифровой, как это случается у других аналоговых интерфейсов (например, Component или S-video). Разница особенно заметна при более высоком разрешении, начиная с 1080p. Цифровое видео более четкое, чем при использовании Component, полностью исчезают размытость и двоение изображения, имеющие место при использовании Component. Мелкие, высококонтрастные детали, например, текст - делают эту разницу очень существенной.

Легкость использования: HDMI передает видео и многоканальный звук по одному кабелю, что позволяет избавиться от дорогостоящей, сложной и запутанной передачи по нескольким кабелям, которая использовалась в системах A/V. Это особенно выгодно, если нужно произвести апгрейд или добавить оборудование.

«Умная» система: HDMI поддерживает двусторонний обмен данными между источником видео (таким как DVD плеер) и телевизором DTV, что добавляет устройствам новые функции, такие как автоматическое конфигурирование и управление «одним движением». При поддержке HDMI, устройства автоматически выбирают оптимальный формат (например, из 480 или 720p., 16:9 или 4:3) для того экрана, к которому они подключены - что избавляет пользователей от необходимости прокручивать все варианты форматов в поисках подходящего.

Идеально для HD контента: HDMI устройства с поддержкой HDCP обеспечивают уверенность в том, что с их помощью можно будет получать HD контент высочайшего качества не только сейчас, но и в будущем. Появление HD-DVD и Blu-ray отодвинуло появление средств защиты авторских прав на медиаконтент на нынешних фильмах в HD качестве, поскольку необходимо было минимизировать проблемы, связанные с переходом к другому стандарту. Но уже через несколько лет ожидается, что такие средства будут введены, а это значит, что снятые в будущем HD фильмы нельзя будет смотреть в HD качестве с помощью не поддерживающих защиту интерфейсов, таких как аналоговый интерфейс Component.

В: Какие новые возможности появлялись в каждой последующей версии HDMI ?

О: Ниже представлен обзор основных новых функций, добавленных в каждую из версий HDMI:

HDMI 1.1:

Поддержка DVD Audio.

HDMI 1.2:

Новые опции и возможности, позволяющие использовать HDMI как с компьютерами, так и с устройствами бытовой электроники. А именно, HDMI 1.2 поддерживает форматы One Bit Audio, например, SuperAudio Direct Stream Digital для компакт-дисков, и оптимизирован под работу с существующими и будущими конфигурациями компьютеров с портами HDMI: в частности, имеется широко применяемый разъем HDMI Type A для компьютеров и компьютерных мониторов, которые благодаря этому могут работать с «родной» палитрой RGB и одновременно с телевизионной палитрой YCbCr. Также выполняется требование (начиная с версии HDMI 1.2 и более поздних) о возможности работы с источниками низкого напряжения, например, связанными по переменному току с источниками, работающими по технологии PCI Express I/O.

HDMI 1.2a:

Теперь стандарт полностью отвечает всем требованиям на соответствие функционала, наборов команд и тестов стандарту Consumer Electronic Control (CEC).
Создание версии HDMI 1.2a и соответствующей спецификации тестов на соответствие привело к тому, что выпускаемые устройства HDMI стали полностью соответствовать CEC. HDMI версии 1.2a был обновлен, чтобы соответствовать недавно вышедшей спецификации HDMI 1.2a.
Что очень важно, тесты версии 1.2a подразумевают дополнительные проверки кабелей и коннекторов на соответствие требованиям авторизованного центра тестирования, Authorized Testing Center (ATC). В частности, в версии 1.2a, производители устройств должны тестировать в центре ATC все кабели HDMI, длина которых превышает длину ранее тестировавшихся.
В дополнение к этому, орган, ответственный за лицензирование товаров, HDMI Licensing, будет вести список одобренных соединителей. Для того, чтобы устройство прошло тестирование на соответствие версии 1.2a testing в центре ATC, все коннекторы на таком устройстве должны быть из этого одобренного списка. Чтобы добавить коннектор в этот список, поставщик должен подать заявку в ATC или в HDMI Licensing и предоставить положительные результаты тестирования.

HDMI 1.3:

Более высокая скорость: HDMI 1.3 увеличивает ширину канала до 340 МГц (10,2 Gb/сек), что позволяет говорить о соответствии требованиям даже будущих HD устройств с более высоким разрешением, поддержкой технологии Deep Color и увеличенной частотой обновления кадров. Также, предусмотренная для HDMI 1.3 спецификация с технической точки зрения является основой для создания будущих версий HDMI, которые смогут достичь существенно более высоких скоростей.
Технология Deep Color : HDMI 1.3 поддерживает 10-битную, 12-битную и 16-битную (RGB или YCbCr) глубину цвета, в отличие от 8-битной глубины цвета в предыдущих версиях спецификаций HDMI, что дает возможность непревзойденной передачи более миллиарда цветов и беспрецедентной детализации.
Новый мини-коннектор:
Lip Sync : Так как устройства бытовой электроники стали использовать все более сложные технологии обработки цифрового сигнала, чтобы увеличить четкость и степень детализации контента, синхронизация аудио и видео в конечных устройствах стала весьма непростой. Это могло потребовать от пользователей каких-то сложных и длительных настроек. HDMI 1.3 предусматривает возможность автоматической аудиосинхронизации, которая позволяет полностью корректно проделать эту работу без участия пользователя.
Новые «lossless » («без потерь») HD аудиоформаты: В дополнение к текущим возможностям HDMI по поддержке широкополосного не сжатого цифрового звука, также всех имеющихся сжатых звуковых форматов (таких как Dolby® Digital и DTS®), HDMI 1.3 также поддерживает новые сжатые форматы цифрового звука «lossless» Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio™.

В: Все ли новые версии HDMI совместимы с предыдущими версиями?

О: Да, все версии HDMI полностью совместимы с предыдущими версиями.

В: Что нового в спецификации HDMI 1.3?

Более высокая скорость: Хотя и у всех предыдущих версий HDMI была более чем достаточная пропускная способность для поддержки всех имеющихся форматов HD телевизоров, включая полный, несжатый сигнал 1080p., HDMI 1.3 увеличивает ширину канала до 340 МГц (10,2 Gb/сек), что позволяет говорить о соответствии требованиям даже будущих HD устройств с более высоким разрешением, поддержкой технологии Deep Color и увеличенной частотой обновления кадров. Также, предусмотренная для HDMI 1.3 спецификация с технической точки зрения является основой для создания будущих версий HDMI, которые смогут достичь существенно более высоких скоростей.
- Технология Deep Color : HDMI 1.3 поддерживает 10-битную, 12-битную и 16-битную (RGB или YCbCr) глубину цвета, в отличие от 8-битной глубины цвета в предыдущих версиях спецификаций HDMI, что дает возможность непревзойденной передачи более одного миллиарда цветов и беспрецедентной детализации.
- Более широкий цветовой диапазон: HDMI 1.3 поддерживает x.v.Color™ (название цветового стандарта IEC 61966-2-4 xvYCC), который устраняет имеющиеся ограничения цветового диапазона и позволяет увидеть на экране все оттенки, которые только способен различить человеческий глаз.
- Новый мини-коннектор: Для маленьких портативных устройств, таких как HD камкордеры и фотокамеры, для которых важно легкое и надежное соединение с HDTV, HDMI 1.3 предлагает новый коннектор с уменьшенным форм-фактором.
- Lip Sync : Так как устройства бытовой электроники стали использовать все более сложные технологии обработки цифрового сигнала, чтобы увеличить четкость и степень детализации контента, синхронизация аудио и видео в конечных устройствах стала гораздо более непростой. Это могло потребовать от пользователей каких-то сложных и длительных настроек. HDMI 1.3 предусматривает возможность автоматической аудиосинхронизации, которая позволяет абсолютно корректно проделать эту работу без участия пользователя.
- Новые «lossless » («без потерь») HD аудиоформаты: В дополнение к текущим возможностям HDMI по поддержке широкополосного несжатого цифрового звука, а также всех имеющихся сжатых звуковых форматов (таких как Dolby® Digital и DTS®), HDMI 1.3 также поддерживает новые сжатые форматы цифрового звука «lossless» («без потерь») Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio™.

В: Какие тесты требуется проходить?

О: Прежде чем запускатьв массовое производство и широкую продажу любой лицензированный товар или компонент, для которого декларируется соответствие спецификации HDMI (или разрешать третьим лицам данную деятельность), сначала производитель должен протестировать опытный образец на соответствие HDMI. Прежде всего, производитель должен самостоятельно провести проверку, как указано в актуальной на тот момент версии тестов на соответствие спецификации HDMI. Тест на соответствие спецификации HDMI подразумевает проведение комплекса проверок и устанавливает определенные минимальные требования, указывающие, как производитель HDMI устройств должен тестировать лицензированную продукцию на соответствие спецификации HDMI. Такое тестирование ограничивается соответствием требованиям спецификации HDMI и не предназначено для оценки общей эффективности работы лицензированного товара.

После этого, производитель обязан предоставить первый экземпляр модели лицензированного товара (например, источник сигнала, регенератор сигнала, кабель, и т.д.) в центр Authorized Testing Center (ATC) стандартизации HDMI на тестирование. Когда экземпляр товара пройдет тестирование, последующие экземпляры устройств того же типа уже не нужно предоставлять в ATC. Однако, производители должны постоянно сами тестировать товары на соответствие спецификации HDMI. Вот пример: после того, как телевизор производителя прошел проверку в ATC, другие подобные телевизоры подвергать данной процедуре уже не нужно. Однако, чтобы помочь обеспечить полную совместимость с HDMI, производителям рекомендуется пользоваться услугами ATC почаще.

В: Совместим ли стандарт HDMI с более ранним стандартом DVI (Digital Visual Interface )?

О: Да, HDMI полностью подходит для устройств, совместимых с более ранним стандартом DVI. Так, телевизоры HDMI DTV могут демонстрировать видео, получаемое с устройств, оснащенных DVI, и в то же время, оснащенные DVI телевизоры могут показывать видео с источников HDMI. В то же время, некоторые устаревшие модели компьютеров, поддерживающих DVI могут передавать сигнал только на компьютерные мониторы, но не на телевизоры. Так что, покупая компьютер с DVI, следует удостовериться, что он поддерживает также и телевизионные форматы, а не только форматы для компьютерных мониторов.

Кроме того, потребителю стоит убедиться в том, что устройство с DVI интерфейсом также поддерживает систему защиты цифрового контента HDCP, поскольку любой контент, подразумевающий наличие HDCP защиты копии, для нормального просмотра требует, чтобы и HDMI устройство, и DVI устройство поддерживали HDCP.

В: Может ли HDMI работать при большой длине кабеля?

О: Да. Технология HDMI разработана в расчете на использование стандартного медного кабеля достаточно большой длины. Чтобы дать производителям кабелей возможность делать более совершенные новые продукты при помощи новых технологий, создатели стандарта HDMI задают требуемые качественные характеристики кабеля, но не ограничивают его длину. Целый ряд образцов кабелей прошел тесты на совместимость с HDMI, имея длины до 10 метров без использования повторителей сигнала. На самом деле, не только от кабеля зависит, на какую максимальную длину он может эффективно передать HDMI, но и в большой степени от чипа ресивера в телевизионном устройстве или проекторе. Те чипы, у которых есть опция «коррекции характеристик кабеля», могут оптимизировать ослабленный сигнал и таким образом продлевать максимально возможную длину кабеля для использования с данным конкретным устройством.

Таким образом, если речь идет о передаче HDMI сигнала по длинному кабелю, в первую очередь высококачественный кабель играет самую большую роль в успешной передаче HDMI на более длинные расстояния.

В: Как работает стандарт HDMI при передаче сигнала по кабелю длиннее 10 метров?

О: Целый ряд производителей HDMI работает над технологическими решениями для HDMI, позволяющими увеличить эффективную длину кабеля со стандартных 10 м до гораздо больших величин. Эти компании производят самые разные устройства, например, «активный кабель» (активный электронный модуль, встроенный в кабель, который усиливает сигнал и продлевает эффективную длину), повторители, усилители, а также CAT5/6 и кабели из различных высокотехнологичных волокон.

В: Как отличить, прошел ли кабель проверку на совместимость с HDMI ?

О: На все товары, поддерживающие HDMI, производитель обязательно должен получить сертификат - это часть спецификации теста на совместимость с HDMI. Тем не менее, может оказаться, что на кабель нанесен логотип HDMI, но сам кабель не проходил необходимого тестирования. HDMI Licensing старается брать такие случаи под контроль и прилагает все усилия для того, чтобы гарантировать, что торговая марка HDMI используется на рынке исключительно законно. Мы рекомендуем покупателям приобретать кабель только в надежных магазинах и от проверенных производителей.

В: В чем разница между «стандартным» кабелем HDMI и «высокоскоростным» кабелем HDMI ?

О: Недавно компания HDMI Licensing объявила, что теперь тестирование кабелей будет проводиться в двух категориях: «Стандартные» и «Высокоскоростные».

Стандартные (или «1 категории») кабели HDMI тестируются на скоростях до 75 МГц или до 2,25 Gb/сек., что соответствует сигналу 720p/1080i.
Высокоскоростные (или «2 категории») кабели HDMI тестируются на скоростях до 340 МГц или до 10,2 Gb/сек., что является наибольшей шириной канала, доступной для HDMI кабеля на сегодняшний день. На такой скорости успешно обрабатывается сигнал 1080p, включая сигналы с увеличенной глубиной цвета и/или увеличенной частотой обновления сигнала источника. Высокоскоростные кабели также пригодны для передачи сигнала на мониторы с большим разрешением, например, WQXGA мониторы домашних кинотеатров (разрешение 2560 x 1600).

В: Где можно найти текст Справки по использованию Торговой марки и Логотипа?

О: Справки по использованию Торговой марки и Логотипа HDMI можно прочесть непосредственно на сайте HDMI (http://www.hdmi.org) в разделе Производителям.

В: Можно ли произвести апгрейд имеющейся на моем устройстве версии HDMI (с 1.X до v 1.3)?

О: В настоящий момент возможность такого апгрейда не предусмотрена. Поскольку в новой версии появляются новые и улучшенные возможности, такое обновление потребовало бы также обновления техники и программного обеспечения, стоящего на этой технике. Если такое обновление и возможно, оно будет исходить от производителя. Пожалуйста, свяжитесь непосредственно с производителем ваших устройств.

В: Как узнать о различиях между спецификациями каждой из версий HDMI ?

О: Загрузите копию последней спецификации HDMI. В начале документа есть раздел под названием «Revision History» («История изменений»). В этом разделе вы можете прочесть обо всех изменениях, произошедших в новых версиях спецификаций.

В: В чем разница между DVI и HDMI?

О: HDMI - это то же самое, что DVI, но с дополнительными плюсами:

Передача аудио (до 8 каналов, без сжатия)
Коннектор меньшего размера
Поддержка цветовой палитры YUV
Наличие обязательного контроля CEC (Consumer Electronics Control)
CEA-861B InfoFrames

В: Как HDMI изменяет способ соединения с другими компонентами развлекательной системы?

О: Самое явное и бросающееся в глаза различие состоит в том, как HDMI изменяет способ соединения с различной техникой - это установка. Один кабель заменяет до 11 аналоговых кабелей, что радикально упрощает установку домашнего кинотеатра или другой аппаратуры, не говоря уже о том, что чем меньше проводов, тем эстетичнее выглядит техника.

Кроме того, когда покупатель включает систему, соединенную при помощи HDMI, он сразу видит изображение более высокого качества - ведь оно при передаче никак не сжимается и не конвертируется из цифрового в аналоговое или наоборот.

Наконец, благодаря способности HDMI осуществлять двустороннюю связь, компоненты, соединенные посредством HDMI, могут в фоне постоянно «общаться» друг с другом, обмениваясь важной технической информацией, что помогает им оптимизировать передачу контента в самом лучшем качестве, и пользователю не приходится колдовать над многочисленными настройками. Спецификация HDMI также дает производителям возможность включать функциональность CEC (Consumer Electronics Control) - это набор команд, который благодаря двусторонней коммуникации HDMI позволяет осуществлять единое дистанционное управление всеми CEC устройствами, соединенными через HDMI. Например, CEC может включать проигрывание одним нажатием, так что одно нажатие кнопки Play на вашем DVD передаст нужные команды по HDMI всей системе, и она включаясь сконфигурирует сама себя, чтобы начать работу. CEC имеет большое количество общих команд, и производители, которые поддерживают CEC, должны гарантировать, что эти общие команды действуют для всех устройств, вне зависимости от их производителя.

CEC, однако, это опциональная функция, так что если покупатель заинтересован в такой возможности, ему придется убедиться, что она есть в списках функционала выбранного товара. Кроме того, важно знать, что некоторые производители присваивают собственные названия наборам команд CEC в своей технике.

В: Какие вопросы по HDMI стоит задать покупателю, когда он отправляется выбирать новое устройство бытовой электроники, или компьютер?

О: Чтобы оценить HDMI в устройстве бытовой электроники, важны ответы на следующие вопросы.

Сколько входов и выходов мне нужно?

o На компонентах появляется все больше входных и выходных портов, поскольку все больше и больше устройств подключаются при помощи HDMI. Для HD телевизоров сегодня типично 3 или 4 входных порта - у многих моделей один из этих разъемов располагается на боку или спереди, чтобы удобно было подключать игровую консоль или другое мобильное устройство, скажем, фотоаппарат или камкордер. Всегда продумывайте количество источников сигнала и экранов или проекторов, которые будут входить в вашу систему домашнего кинотеатра и убедитесь в том, что устройство, которое вы выбрали, имеет достаточное количество входных и выходных разъемов для соответствия вашим требованиям как сейчас, так и в будущем.

o Для тех, у кого в уже купленной системе всего 1 или 2 входных порта, если вдруг их понадобится больше, можно приобрести HDMI свитч - переходник с нескольких входных разъемов (источников) на один выходной (ваш экран).

Думайте о необходимых функциях, а не о версии HDMI.

o HDMI постоянно развивается, чтобы соответствовать требованиям рынка. В стандарт постоянно добавляются все новые и новые возможности, которые производители могут внедрять по своему желанию. Но стандарт HDMI не требует от производителей применять абсолютно все, на что способен HDMI. На самом деле, HDMI предоставляет широкий выбор возможностей и позволяет производителям выбрать, какие из них лучше всего подходят к той или иной линейке товаров.

Следовательно, HDMI рекомендует потребителям искать товары с нужными функциями, а не компоненты с определенной версией HDMI. Номер версии говорит о возможностях, но совершенно не полностью отражает функции товара. Например, если вы хотите насладиться новой функцией видео «Deep Color» («Глубокий цвет»), ищите ее среди характеристик товара, а не перебирайте все товары с поддержкой HDMI 1.3 - хотя именно эта версия спецификации впервые поддерживает Deep Color. Почему? Да потому что версия спецификации, в которой поддерживается Deep Color (1.3) не гарантирует, что в данном конкретном товаре функция Deep Color будет реализована.

Однако, также важно отметить, что все версии HDMI совместимы с более ранними, то есть неважно, какая версия HDMI поддерживается данным компонентом - все равно все устройства с поддержкой HDMI будут работать с ним вместе, и все возможные общие функции будут доступны при этом.

В: Поддерживает ли HDMI совместную работу компьютеров и устройст бытовой электроники?

О: Полностью. HDMI имеет в основе ту же технологию, что и DVI (Digital Visual Interface), цифровой стандарт соединения для компьютеров. Так что HDMI полностью совместим со всеми компьютерами, которые поддерживают DVI (т.к. HDMI передает как видео, так и аудио по одному кабелю, а DVI только видео, к соединению DVI-HDMI требуется дополнительный кабель для аудио).

HDMI позволяет передавать с компьютеров медиа-контент высочайшего качества, включая фильмы высокой четкости и мультиканальные аудиоформаты. HDMI - единственный интерфейс, который позволяет подключаться и к HD телевизорам, и к мониторам компьютеров, и при этом поддерживает стандарты DVI и HDMI - поэтому он полностью совместим с сотнями миллионов мониторов с поддержкой DVI, продаваемых на рынке.

Сегодня очень тяжело встретить современное устройство для воспроизведения мультимедиа, которое не имеет разъема HDMI. В последнее время данный тип разъема стал традиционным для передачи сигнала (HD), поэтому вопрос как выбрать hdmi кабель часто стоит перед многими людьми. Выходами HDMI наделяются многие устройства: BluRay плееры, телевизоры, DVDплееры, xbox 360, однако они не всегда идут в комплекте с устройством. Поэтому, владельцу указанных устройств приходится покупать их самостоятельно.

Стоимость - всему голова

При выборе HDMI кабеля основным критерием является стоимость. Здесь мнения пользователей расходятся неравномерно. Подавляющее большинство людей утверждает, что покупать необходимо самые простые кабели. Данное мнение строится на том, что стандарт цифровой передачи информации строго регламентирован. Другими словами, HDMI для телевизора, xbox 360 и другихустройств, либо может передавать данные, либо не может этого делать. Поэтому, бренд и его качество значения не имеют.

Однажды игроманы и любители xbox 360 провели специальные исследования по выявлению зависимости стоимости HDMI кабеля и качества изображения. Были закуплены самые разнообразные модели, начиная наиболее дешевыми и заканчивая аналогами стоимостью в сотни долларов. Итог эксперимента - качество изображения никак не связано со стоимостью. При этом при тестировании вообще не учитывалось качество звука, но вряд ли оно отличалось бы.

Конечно, как выбрать hdmi кабель, - дело каждого,однако согласно мнению специалистов, выбирать откровенную «дешевку» не стоит. Здесь речь идет о долговечности изделия. Хорошие кабели для телевизора имеют большую толщину, более качественную обмотку, поэтому стоимость их несколько выше.

Виды HDMI кабеля

Чтобы понять какой кабель будет наиболее оптимален, потребителю необходимо разобраться с видами данной продукции. Нужно понять особенности, достоинства и недостатки каждой модели. Только после этого можно делать определенные выводы.

Современные HDMI кабели бывают следующих видов:

стандартный - гарантирует передачу сигнала с разрешением 720p;
стандартный с Ethernet. Этот вариант имеет аналогичную пропускную способность, при этом он укомплектован дополнительной витой парой для соединения с сетью. При использовании такого кабеля для телевизора, который наделен функцией подключения к Всемирной сети, последний может подключаться к роутеру посредством Wi-Fi. При отсутствии в телевизоре Wi-Fi модуля, его можно по витой паре подключить к маршрутизатору;
высокоскоростной - дает возможность передавать изображение в разрешении 4К (3840×2160) и отличается высокой пропускной способностью;
высокоскоростной с Ethernet - отличается высокой пропускной способностью и дополнительно оснащен витой парой для подсоединения устройств к сети;
автомобильный - предназначен для эксплуатации в затрудненных обстоятельствах (при высоких температурах, сильных вибрациях). Зачастую используется в автомобилях, за что и получил соответствующее название.

Чтобы ответить на вопрос, как выбрать hdmi кабель, знать основные виды данной продукции и ориентироваться в стоимости недостаточно. Для правильного окончательного решения, нужно прислушаться к некоторым рекомендациям.

Так, часто можно услышать, что разъем, имеющий позолоченный контакт, гораздо четче отображает аудио- и видеоданные. На практике, роль этой позолоты заключается в обеспечении защиты контактов от появления коррозии, увеличивающей сопротивление и снижающей уровень сигнала. При этом надежную коррозионностойкость могут обеспечить и другие способы, например, хромирование, никелирование.

В целом, цифровой сигнал не выдвигает высоких требований к HDMIкабелю для телевизора, xbox 360 и прочих устройств, однако «артефакты» могут возникать в результате серьезных нарушений технологии производства: неправильно выбранное сечение проводника, отсутствие усилителя сигнала при его передаче на серьезное расстояние.

Есть традиционное правило, чем длиннее выбирается кабель, тем больший диаметр он должен иметь. Диаметр кабеля обозначается согласно Американскому калибру проводов AWG (более высокое значение параметра соответствует меньшему диаметру). Есть рекомендуемый ряд соотношения данного параметра и длины HDMI кабеля. Выглядит он следующим образом:

5 м - 28AWG;
10 м - 26AWG;
15 м - 24AWG;
20 м - 22AWG.

Важным критерием выбора кабеля HDMI является экранирование. Оно обеспечивает хорошую защиту от внутренних и внешних наводок. Наиболее оптимальным вариантом считается принцип витой пары, где каждая сигнальная пара (плюсовой и минусовой проводок) переплетается с «землей» по всей длине провода. Подобное экранирование резко снижает наводки. Для исключения внешних помех применяется экранирование из оплетки и фольги.

История создания цифрового сигнала и HDMI разъема

История передачи сигнала в цифровом формате берет начало с 1928 года благодаря работам американского инженера-телефониста родом из Швеции Гарри Найквиста, который выделил полосу пропускания импульсного сигнала через провода. За счет высокого КПД и большой дальности передачи технология преобразования аналоговых сигналов в импульсный код каждый год с развитием технологических возможностей постоянно усовершенствовалась. Первая цифровая аудиозапись на ленте с кодированием и декодированием в звук была представлена компанией SONY в 1969 году на 2-х дюймовой ленте для видеомагнитофона, однако, появление аудиосигнала в современном понимании формата mp3 появилось лишь только в 1994 году. Формирование и запись цифрового видеосигнала было осуществлено за счет наработок в компаниях Panasonic и SONY на DV и MiniDV видеокассетах в середине 90-х годов. Активное развитие кодирования видеосигнала в цифровые данные с улучшением качества и скорости обработки изображения привело в 1999 году к принятию единого мирового стандарта для телевидения высокой четкости. Аналоговый видеосигнал раскладывался на 1125 строк, каждая строка преобразовывается в цифровой сигнал и выводится на экран. Так возник сигнал 1080i. Одновременно утверждается новый формат разъема для передачи цифровых данных DVI, который должен был заменить устаревший VGA.

Когда в начале 2002 года появились первые мультимедиа устройства с передачей цифрового видео и звука, появилась потребность в едином интерфейсе, способном одним кабелем передавать мультимедиа сигнал. Для его проектирования, ведущие японские компании Philips, Hitachi, Sony, Thomson, Panasonic и Silicon Image выделили ведущих инженеров. Так в декабре 2002 года появился первый цифровой интерфейс, способный передавать одновременно и видеоданные, и цифровой многоканальный звук. За счет своей универсальности его назвали аббревиатурой от High Definition Multimedia Interface (Мультимедиа Интерфейс Высокого Разрешения), то есть HDMI.

HDMI интерфейс в версии 1.0 имел возможность передавать сигнал со скоростью 4,9 Гбит/с, цифровое видео с разрешением 1080р и частотой прогрессивной развертки 60Гц, а так же 8-и канального звука 192 кГц/24 бит. Для сравнения, скорость передачи интерфейса подключения жестких дисков SATA II составляет 3 Гбит/с, а SATA III до 6 Гбит/с. HDMI пришел на смену разъему SCART и аналоговому интерфейсу RCA (тюльпаны). В период с конца 2002 года по сентябрь 2013 года постепенное совершенствование протокола передачи данных оптимизировало разъем до версии 2.0 без изменения физических размеров, за исключением применения mini-HDMI и micro-HDMI. К основным изменениям стоит отнести:
- поддержка защиты звуковых данных для формата DVD-Audio для мультимедиа плееров,
- с версии 1.3 (июнь 2006 г.) увеличена пропускная способность интерфейса до 10.2 Гбит/с., а так же добавлена поддержка аудио форматов Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio, был спроектирован разъём mini-HDMI (Type C),
- в версии 1.4 (май 2009 г.) появилась поддержка Ethernet-сети на скорости 100 Мбит/с., поддержка 3D, спроектирован разъем micro-HDMI (Type D),
- версия 1.4 а,b (март 2010 – октябрь 2011) – улучшения производились в сторону поддержки 3D, поддержка видео формата 1080р на частоте развертки 120Гц.

4 сентября 2013 года был анонсирован HDMI разъем версии 2.0. Его особенностью стала увеличенная скорость передачи данных до 18 Гбит/с, что позволит производить полноценную передачу Full HD 3D видеоконтента с разрешением 4К (3840×2160 с частотой 60Гц). Кроме того, новый интерфейс научили передавать до 32 каналов аудио сигнала с несущей частотой 1532 кГц (натуральное звучание). Впервые на HDMI 2.0 осуществлена поддержка картинки с соотношением 21:9.

История изменений HDMI интерфейса приведена в таблице ниже:

Версия HDMI	1.0	1.1	1.2 1.2a	1.3 1.3a 1.3b 1.3b1 1.3c	1.4 1.4a 1.4b	2.0
Передача аналогового sRGB	+	+	+	+	+	+
Поддержка YCbCr 4:2:2/4:4:4	+	+	+	+	+	+
Звук 8 каналов LPCM, 192 kHz, с битрейт 24 - bit	+	+	+	+	+	+
Поддержка Blu-ray Disc и HD DVD формата в Full HD разрешении	+	+	+	+	+	+
Двунаправленная шина управления устройством CEC	+	+	+	+	+	+
Поддержка DVD-Audio	-	+	+	+	+	+
Поддержка Super Audio CD (DSD)	-	-	+	+	+	+
Передача полутонов цветности с разрядностью 30/36/48-бит	-	-	-	+	+	+
Система улучшения оттенков xvYCC	-	-	-	+	+	+
Система синхронизации аудио сигналов (Auto lip-sync)	-	-	+	+	+
Поддержка аудио кодека Dolby True HD	-	-	-	+	+	+
Поддержка аудио кодека DTS-HD Master Audio	-	-	-	+	+	+
Расширение функциональности шины управления устройством CEC	-	-	-	+	+	+
Передача 3D через HDMI	-	-	-	-	+	+
Поддержка сети Ethernet	-	-	-	-	+	+
Двунаправленная аудио шина (ARC)	-	-	-	-	+	+
4K разрешение с количеством кадров 30 fps	-	-	-	-	+	+
4K разрешение с количеством кадров 60 fps	-	-	-	-	-	+
Поддержка цветовой палитры стандарта Rec. 2020	-	-	-	-	-	+
Поддержка YCbCr 4:2:0	-	-	-	-	-	+
Передача 32 каналов аудио сигналов	-	-	-	-	-	+
Передача аудио сигнала на частоте 1536 кГц	-	-	-	-	-	+
Передача многопотокового аудио 4-м устройствам	-	-	-	-	-	+
Передача видео для 2 устройств (Dual View)	-	-	-	-	-	+
Поддержка пропорций 21:9	-	-	-	-	-	+

Разновидности HDMI разъемов и кабелей

Разновидность HDMI кабелей

На упаковке современных HDMI кабелей версия протокола указывается крайне редко, поскольку его спецификация рядовому пользователю ничего не скажет, зато мы сможем увидеть, держа кабель в руках, такие слова, как: STANDARD, ETHERNET, AUTOMOTIVE, HIGH SPEED и HIGH SPEED with ETHERNET. Что же означают все эти выражения? Итак:

HDMI STANDARD – кабель со спецификацией 2.0 (версии ниже промышленностью не выпускаются), используемый для подключения бытовой мультимедиа аппаратуры для передачи видео в FULL HD разрешении и высококачественных цифровых аудиосигналов. Данный кабель имеет 1-ю категорию (Category 1).

Кабель стандартного образца с функцией приема-передачи данных через интернет или внутренней LAN сети. Гнездо такого порта дополнительно маркировано буквами HEC. Технология передачи интернета к устройству посредством HDMI кабеля широкого применения пока не находит, поскольку экономической выгоды нет. Гораздо проще снабдить тот же телевизор обыкновенным гнездом RG45 и подключить всемирную сеть через витую пару и сетевую карту, либо через Wi-Fi.

AUTOMOTIVE переводится, как «самоходный». Данный кабель предназначен для использования в современных автомобильных видеосистемах. Его отличительная черта – улучшенное экранирования от помех бортовой электроники и двойная изоляция для экстремальных условий работы (гибкость, перепад температур и влажности). Как правило, это один из самых дорогих HDMI кабелей.

Обыкновенный HDMI кабель стандарта 2.0 с дополнительным экраном и увеличенным сечением проводников для устойчивой передачи данных. По сути HIGH SPEED (повышенная скорость) – это обыкновенный маркетинговый ход для увеличения стоимости кабеля и аргументации качественных материалов. Так же существует модификация данного кабеля с передачей ETHERNET сигналов. Кабель идет с категорией 2 (Category 2).

По своему физическому исполнению HDMI кабель выпускают длиной от 30 см. до 20 метров. При использовании специализированных HDMI усилителей с независимым питанием (HDMI-репитеров) расстояние можно увеличить до 35 – 40 метров.

При покупке кабеля длиной более 7 метров особое внимание необходимо уделять его толщине. Чем толще сечение проводников (а, соответственно, и кабеля в целом) и плотнее экранная оплетка, тем меньше потерь и стабильнее картинка (не рассыпается) при передаче сигнала. Особенно этот эффект может проявляться при передаче видеосигнала большой плотности, например, когда идет FULL HD динамическая картинка с высоким видео битрейтом. Как правило, качество исполнения HDMI кабеля и разъема (напыление позолоты или посеребрение) на картинку и звук абсолютно не влияют, если длина кабеля составляет до 2,5 – 3 метров. Большее длины увеличивают его стоимость в разы, как и качество исполнения и примененных материалов (чистота меди, дополнительное экранирование и т.д.)

Довольно часто спрашивают о том, что это за «бочонки» возле разъемов? Это фильтрующие дросселя для защиты устройств от высоковольтных статических помех и внешних наводок. Дросселями комплектуются кабеля либо хорошего качества, либо длиной более 1,5 м. Автор этой статьи стал жертвой дешевого HDMI кабеля, подключенного между спутниковым тюнером и телевизором. При замене принимающей головки на антенне, статическое электричество через экран вывело из строя главный процессор телевизора. В результате он ремонту не подлежал. При наличии защитных дросселей подобной ситуации бы не произошло. В этой связи мы рекомендуем обращать внимание при покупке HDMI кабеля на подобное дополнение и выбирать именно такую модификацию.

Разновидность HDMI разъемов

На сегодняшний день существует 4 типа HDMI разъемов Type A, B, C, D.

HDMI type A – основа всех версий от 1.0 до 2.0. Он представляет собой 19-и контактный разъём, который совместим с переходником DVI-D, за тем исключением, что при применении переходника передача цифрового звука не представится возможной. Данный разъем применяют в очень широком спектре различной бытовой аппаратуры, где необходима передача цифровых аудио и видео сигналов: видео плеерах, звуковых ресиверах, телевизорах.

HDMI type B отличается наличием в разъеме 29 контактов. В быту он используется крайне редко, поскольку был вытеснен типом А.

HDMI type C или mini-HDMI – его основное отличие заключается уменьшенном варианте от type A. Большое применение данный разъем получил в различных портативных медиа плеерах, смартфонах, КПК, видеокамерах. Данный тип разъема был выпущен, начиная с версии 1.3 в июне 2006 года.

HDMI type D или micro-HDMI – применяется в современных фотоаппаратах, портативных web камерах, мобильных устройствах. Данный тип разъема впервые был применен в мае 2009 года. Первые разъемы данного типа были выпущены компанией Molex.

Принцип передачи данных по HDMI

Для понимания работы HDMI необходимо уяснить такие термины, как TMDS Data, CEC, SCL, SDA и DDC. TMDS Data (англ. Transition-minimized differential signaling) –технология высокоскоростной передачи данных, используемая в интерфейсах DVI и HDMI, а так же в других цифровых устройствах.

TMDS представляет собой последовательную двухпроводную шину дифференциальной передачи электрического сигнала от источника (передатчика, например плеера или видеокарты) к приемнику (монитору или LCD панели). Передача импульсов осуществляется синхронно. Т.е. есть тактовый сигнал прямоугольных импульсов повышенной частоты, на основании которого передаются «пачки» импульсов, заставляющие включать через специальные драйверы светодиоды матрицы засвечиванием одного из трех цветов (R-красный, G-зеленый, B - синий), или нескольких цветов для передачи оттенков или полутонов. Если панель FullHD (1920х1080), то матрице передаются сигналы на управление специальными TFT транзисторами светодиодов, количество которых составляет 1920*3 (RGB)=5760 шт. Приемом сигналов и управлением свечения занимается микросхема-драйвер контроля работы LCD панели, иначе называемая «скалером».

По линии TMDS от передатчика к приемнику передаются сигналы управления матрицей. Чем выше опорная частота генератора и больше количество линий (проводов) TMDS, тем более скоростным станет управление экраном. Чем выше цветовая «битность», тем больше управляющих импульсов проходит по шине TMDS. Для того чтобы управление драйвером не сбивалось относительно опорной частоты генератора, необходимо его контролировать сигналом синхронизации для строк (HSYNC) и кадров (VSYNC). Из рисунка видно, что импульсы поступают на операционный усилитель в дифференциальном включении, отсюда и определение названия шины. Данная топология делает линию помехозащищенной от воздействия внешних сигналов. CEC (Consumer Electronics Control) – линия передачи управляющего сигнала для контроля устройством. Теоретически с ее помощью можно объединить все домашние устройства через HDMI воедино и управлять ими с помощью универсального программируемого пульта управления. SCL (Serial Data Clock) – линия передачи тактовых сигналов, о которых упоминалось выше. SDA (Serial Data Access) – осуществляет передачу опорных данных. DDC (Display Data Channel) – линия передачи данных о названии и спецификации приемника (монитора, телевизора). По этой линии передатчик (компьютер, например) понимает, какие драйверы необходимо установить для корректного управления устройством. HDMI интерфейс параллельный, так как содержит 4 линии TMDS data (7 линий для HDMI type B), а так же TMDS Clock, по которой передаются тактовые (опорные) сигналы генератора, о которых упоминалось выше.

Распиновка HDMI разъема

Назначение контактов можно определить из таблицы ниже:

Type A(standard)	Type B	Type C(mini)	Type D(micro)	Назначение
1	1	2	3	TMDS Data2+
2	2	1	4	TMDS Data2 Shield
3	3	3	5	TMDS Data2-
4	4	5	6	TMDS Data1+
5	5	4	7	TMDS Data1 Shield
6	6	6	8	TMDS Data1-
7	7	8	9	TMDS Data0+
8	8	7	10	TMDS Data0 Shield
9	9	9	11	TMDS Data0-
10	10	11	12	TMDS Clock+
11	11	10	13	TMDS Clock Shield
12	12	12	14	TMDS Clock-
	13			TMDS Data5+
	14			TMDS Data5 Shield
	15			TMDS Data5-
	16			TMDS Data4+
	17			TMDS Data4 Shield
	18			TMDS Data4-
	19			TMDS Data3+
	20			TMDS Data3 Shield
	21			TMDS Data3-
13	22	14	15	CEC
14	23	17	2	В версии HDMI 1.0 – 1.3c сигнал HEC В версии HDMI 1.4 и выше линия Ethernet
	24			Резерв
15	25	15	17	SCL (I2C Serial Clock for DDC)
16	26	16	18	SDA (I2C Serial Data for DDC)
17	27	13	16	DDC/CEC/HEC Ground (Земля)
18	28	18	19	+5V Power (max 50mA)
19	29	19	1	Hot Plug Detect (All versions) HEC Data+ (HDMI 1.4+ with Ethernet)

Все об интерфейсе HDMI. Разновидности, способы подключения, кабели и переходники, коммутационное оборудование. Практические советы.

Интерфейс HDMI (High Definition Multimedia Interface) появился в конце 2002 года как современная альтернатива старому доброму SCART. Подобно предшественнику, HDMI предназначен для передачи видео- (стандартного или высокого разрешения) и аудиосигналов по общему кабелю с удобными для подключения разъемами. Только, в отличие от предшественника, в новом интерфейсе все сигналы транслируются в цифровом виде. Форматы видеоданных не отличаются от таковых в распространенном протоколе DVI. Это может быть цифровой компонентный (Y/Pb/Pr) или цифровой RGB-поток. Максимальная цветовая палитра в режиме Deep Color имеет разрядность 48 бит (до 12 бит на каждый цветовой канал RGB), стандартная - 24 бит. Передаваемые вместе с видеопотоком звуковые дорожки могут быть двухканальными (стерео) или многоканальными (до 7.1), любых форматов, включая SACD и DVD-Audio. Помимо прочего, по HDMI может осуществляться управление различными устройствами при помощи протокола CEC (Consumer Electronic Control). Максимальная пропускная способность интерфейса HDMI составляет 10,2 Гбит/с. Все, о чем написано выше, характерно для HDMI последней версии - 1.3, спецификации которой были утверждены летом 2006 года. Характеристики версии 1.0 были заметно скромнее…

Версии HDMI

HDMI v1.0 (2002 год).
Интерфейс HDMI первой версии с пропускной способности 4,9 Гбит/с позволял передавать цифровой видеопоток с разрешением до 1080p с 24-битным цветовым пространством, а также 8-канальный звук с параметрами вплоть до 192кГц/24-бит на канал (Dolby Digital, DTS, PCM)

HDMI v1.1 (2004 год).
Появилась технология защиты, необходимая для корректного воспроизведения DVD-Audio.

HDMI v1.2 (2005 год).
Добавлена поддержка однобитового аудиопотока DSD (SACD) и цветовое пространство RGB в дополнение к компонентному Y/Pb/Pr.

HDMI v1.2a (2005 год).
Реализована полная поддержка наборов команд для протокола дистанционного управления CEC (Consumer Electronic Control).

HDMI v1.3 (2006 год)
Увеличена пропускная способность с 4,9 Гбит/с до 10,2 Гбит/с за счет изменения частоты синхронизации. Добавлена поддержка расширенной цветовой палитры Deep Color (до 12 бит на каждый канал RGB или до 48 бит в сумме). Появилась автоматическая синхронизация видео- и аудиосигнала. Добавлена поддержка новых форматов цифрового звука Dolby TrueHD и DTS-HD.

HDMI и звук

Как вы уже знаете, по одному кабелю HDMI одновременно передается и видео-, и аудиопотоки. Последние могут быть стереофоническими или многоканальными. Сегодня многие кинотеатральные ресиверы оснащены входами HDMI, выполняя для различных источников с HDMI-выходом не только функцию коммутатора (свитчера), но и декодера цифрового звука. Источник (проигрыватель) подключается к AV-ресиверу всего одним кабелем HDMI, ресивер получает этот сигнал (видео + звук) и перенаправляет его на устройство отображения (ТВ или проектор). Параллельно с этим AV-ресивер может вычленить аудиодорожку и самостоятельно декодировать ее. Впрочем, до сих пор можно встретить модели, которые могут принимать и передавать HDMI-информацию через себя лишь «сквозняком».

Воспроизвести с HDMI-входа объемный звук Dolby Digital или DTS в наши дни может любой ресивер, поддерживающий данную функцию. Что же касается новейших звуковых форматов, таких как , то для их воспроизведения и источник, и AV-ресивер должны быть оснащены интерфейсом HDMI версии 1.3, а ресивер вдобавок - соответствующими аудиодекодерами. По состоянию на февраль 2008 года на российском рынке было представлено по меньшей мере полтора десятка таких AV-ресиверов производства Yamaha, Denon, Pioneer, Onkyo, Marantz, Sony, NAD и других компаний.

Источники с HDMI-выходом

Для начала хотелось бы вкратце остановиться на источниках сигнала с выходом HDMI, ради наиболее эффективного использования которых и затевалась данная статья. Представленные сейчас на рынке устройства можно условно разбить на следующие группы:

2. Универсальные HD-проигрыватели. Чаще всего они «не знакомы» с дисками Blu-Ray или HD DVD, однако в состоянии воспроизводить любой HD-материал по локальной сети, в том числе с других компьютеров и серверов, а также с локальных USB-накопителей. Но чаще - со встроенного DVD-привода (в этом случае поддерживаются и фабричные DVD-Video и DVD-«болванки» с HD-файлами). или жесткого диска. Причем, контент этот по качеству изображения и разрешению видеопотока вполне может быть сопоставим с Blu-ray и HD DVD.

3. Демонстрационное HD-оборудование для торговых сетей, шоу-румов, рекламных и концертных площадок, выставок и пр.

4. Обычные DVD-проигрыватели со встроенным скейлером. При масштабировании DVD до разрешения 1080 четкость видеоряда практически не улучшается*, однако встроенный в плеер скейлер зачастую выполняет это масштабирование аккуратнее, чем электроника проектора или плоскопанельного ТВ, особенно недорогого.

* Утверждение рекламщиков, что при выводе DVD-сигнала через HDMI в формате 1080 «картинка» превращается в HD-Video, является чистой воды «уткой». Да, благодаря эффективным алгоритмам цифровой обработки на экране становится чуть меньше артефактов компрессии, иногда улучшается проработка градиентных полей, но в целом от исходного сигнала DVD-Video такой суррогатный High Definition практически не отличается. По крайней мере, сравнивать его с настоящим High Definition (Blu-ray / HD DVD), мягко говоря, не корректно.

Кабели HDMI

Качество кабеля HDMI, с точки зрения передачи сигнала, напрямую связано с двумя параметрами: толщиной (не кабеля в целом, а непосредственно проводников внутри него), а также материалом этих самых проводников.

Как известно, сопротивление провода тем ниже, чем больше его толщина. Наиболее четко маркировки толщины приняты в США - в единицах AWG, American Wire Gauge (дословно - американский стандарт толщины кабеля). Чем меньше это значение, тем больше сечение/площадь, и тем лучше характеристики. Самый толстый кабель HDMI из всех, которые нам встречались - 22 AWG, самый тонкий - 30 AWG. Разумный минимум для дома - 28 AWG, но при длине не более трех метров. Надо длиннее? Тогда нацеливайтесь на 24 AWG и толще. Подобный кабель (при условии, что он качественный сам по себе) может использоваться для корректной передачи цифрового видеосигнала на расстояние до 10 метров.

В чем выражается «несостоятельность» тонкого провода? На изображении появляется так называемый снег (белая рябь). Также может снижаться яркость. Оградиться от помех поможет ферритовое кольцо и металлизированная оплетка, но проблемы подбора кабеля с правильной толщиной проводников, исходя из необходимой длины, эти средства не снимают.

Важно помнить, что максимальное разрешение видеопотока напрямую увязано с длиной и толщиной кабеля HDMI. Например, потенциала провода 28 AWG будет вполне достаточно для передачи цифрового сигнала стандартного разрешения (условно, DVD-Video) на расстояние до 10 метров. Однако поток 1080p на то же расстояние и по тому же проводу без потерь провести не удастся. В таких ситуациях советуем использовать кабель HDMI 24 AWG. Если же речь идет о «трассе» 15 метров и более, да еще для сигнала 1080p, то потребуется специализированное усилительное устройство - одно или несколько. О этом - чуть ниже.

Коммутационное оборудование

Говоря о коммутационном HDMI-оборудовании, мы подразумеваем не бытовую электронику, а специализированные устройства для организации схем доставки сигнала нужной конфигурации. Как правило, это небольшие «коробочки» - всевозможные сплиттеры, повторители, сумматоры, коммутаторы. Наибольшее доверие покупателей в данном направлении завоевали такие бренды, как Kramer, Key Digital, Gefen и Dune.

Переходники

Переходники - это простейшие из упоминаемых в этой статье коммутационные элементы. Такого рода соединители не имеют внутри себя никакой электронной «начинки» и служат всего лишь для передачи сигнала между аппаратами совместимыми, но обладающими входами разного типа. Наиболее часто используются переходники HDMI-DVI, чуть реже Y/Pb/Pr-DVI. Все они выпускаются как в виде кабелей с соответствующими разъемами на концах, так и в виде компактных насадок. Напомним, что при использовании переходника с HDMI на DVI пропадает возможность передавать вместе в видеосигналом сопутствующий аудиопоток. В этом случае стоит позаботиться о выводе аудио отдельным кабелем.

Использование простейших переходников актуально при необходимости подключения источника с аналоговым RGB- или компонентным (Y/Pb/Pr) выходом к приемнику (чаще - компьютерному монитору, реже - проектору или ТВ) с DVI-I входом, который может принимать как цифровой, так и аналоговый видеосигнал.

Существуют также переходники HDMI-HDMI. Для чего? Как известно, серийно выпускаемые HDMI-кабели имеют определенный набор фиксированных длин и не могут быть перепаяны в домашних условиях. Для получения трассы любой нестандартной длины приходится составлять ее из нескольких готовых проводов, объединяя их с помощью таких вот связующих переходников. Но помните, что в них нет усиливающих сигнал элементов, поэтому достичь больших длин простым наращиванием кабеля нельзя. Также не следует забывать и об известном любому профессиональному инсталлятору принципу: качество сигнала тем выше, чем меньше соединений используется для его передачи.

Конверторы (преобразователи)

Данный тип устройств позволяет преобразовывать поток одного формата в другой. Основная задача конвертора - обеспечить совместимость оборудования, если напрямую друг к другу аппараты подключить не удается. Как правило, это небольшие устройства с соответствующими электронными схемами и питанием от электросети. Не путайте конвертор с простейшим механическим переходником, чьи «способности» сводятся к передаче сигнала с контактов разъема одного типа на контакты разъема другого типа. Так вот. Например, конвертор HDMI-DVI открывает возможность совместного использования новейших видеоисточников (Blu-ray, HD DVD) c мониторами/телевизорами прошлого поколения - имеющими цифровой вход (обычно DVI), но не поддерживающими технологию защиты HDCP. Установив конвертор «в разрыв» между источником и ТВ, можно получить на экране полноценное изображение высокого разрешения. Секрет прост: роль приемника идентификационного сигнала HDCP выполняет сам конвертор, отправляя на ТВ «очищенный» видеопоток, с которым тот уже прекрасно справляется. Кто-то скажет, что конверторы - лазейка для пиратов, желающих скопировать «по цифре» защищенный HD-контент. Формально - да. Но на практике… Производители контрафакта давно освоили более эффективные и быстрые способы копирования, нежели перезапись в реальном времени с источника на рекордер. Рядовым же пользователям конверторы могут оказать неоценимую услугу в стремлении использовать честно купленное оборудование и записи в полной мере. В частности, игровую консоль Sony PS3 (PlayStation 3) при помощи конвертора можно подключить к любому компьютерному монитору с входом DVI, сохранив качество видеоряда и его разрешение в первозданном виде. Пригодится конвертор и для цифрового ресивера НТВ+ HD. Как известно, этот терминал производства Thomson (по состоянию на февраль 2008) выдает видео высокого разрешения только по HDMI, c аналоговых выходов «картинка» получается самая обычная, стандартного разрешения. Но новейшими плоскопанельными дисплеями с входом HDMI с HDCP обзавелись далеко не все, а за комплект спутникового оборудования уже заплачены деньги. Что делать? Использовать конвертор HDMI-Component Video. В этом случае можно без проблем смотреть HD-трансляции НТВ+ на телевизоре, оснащенном только лишь компонентным входом (с поддержкой 1080, разумеется).

Усилители и повторители

Для решения проблемы затухания сигнала при передаче его на большие расстояния используется специальное электронное оборудование, известное как усилители (amplifiers) и повторители (они же репитеры, repeaters).
Оба типа устройств пропускают сквозь себя сигнал и усиливают его. Как правильно, такие устройства имеют один вход и один выход. Разница между повторителями и усилителями состоит в том, что первые предназначены для каскадной передачи (в длинной цепочке может быть использовано множество таких аппаратов) сигнала на очень большие расстояния. Вторые в каскадах обычно не используются, но при этом обеспечивают большее усиление, что актуально для разовой поддержки нужного уровня сигнала в рамках трассы.

Например, для передачи потока 1080p по HDMI-кабелю длиной 20 метров целесообразно использовать как раз усилитель, в то время как на большее расстояние (скажем, на 60-80 м) - несколько повторителей через равные расстояния. В обоих случаях область применения таких устройств весьма широка: от домашних инсталляций (дабы, к примеру, без потерь передать сигнал HDMI от установленной рядом с диваном аппаратуры до висящего под потолком проектора) до коммерческих информационных систем в бизнес-центрах и магазинах.

При установке усилителя крайне важно обращать внимание на последовательность подключения цепи. Обычно он ставится перед приемником (телевизором, проектором и т. д.), а не после источника (плеера, DVD-ресивера и пр.). Этот момент является для многих не очевидным и нередко приводит к «необъяснимым» нарушениям в функционировании видеотракта.

Переключатели (switchers)

Что делать, если в вашем доме уже есть несколько источников высококачественного цифрового видеосигнала с выходом HDMI/DVI, а телевизор имеет всего один, в лучшем случае - два входа HDMI-входа? Для решения такой проблемы существуют устройства-переключатели, они же свитчеры (switcher), имеющие несколько входов (3, 4, 5 и более) и один выход. Как нетрудно догадаться, аппараты данного типа позволяют подключить к вашему ТВ или проектору больше устройств, чем допускает коммутационная панель телевизора (или проектора, не важно). Отображаться будет сигнал с одного из них на выбор.

Для обозначения конфигурации свитчера используется маркировка Nx1, где N - количество коммутируемых входов. Например, 3×1 подразумевает наличие 3 входов и одного выхода.

При покупке коммутатора необходимо убедиться, что он соответствует следующим требованиям: поддерживает протокол защиты данных HDCP (без этого вы не сможете смотреть HD-Video с лицензионных дисков) и функцию автоматического выбора активного входа. Крайне приветствуется наличие пульта дистанционного управления в дополнение к кнопкам на корпусе, а также поддержка HDMI v1.3.

P. S. Если вы собираетесь обзаводиться компонентным домашним кинотеатром, то в покупке отдельного HDMI-свитчера не будет нужды - им, скорее всего, будет оснащен AV-ресивер нового поколения.

Разветвители (сплиттеры, splitters)

Коммутаторы данного типа востребованы прежде всего в тех инсталляциях, где требуется передать HDMI-сигнал с одного источника одновременно на несколько устройств отображения. Прежде всего это демо-залы магазинов электроники (качественная демонстрация одного и того же изображения на всех экспонируемых ТВ), торговые центры (системы централизованного отображения справочной информации и рекламы), концертные площадки и клубы.

Требования к разветвителю формально те же, что и к переключателю. За исключением пульта - его у разветвителя не может быть в принципе, потому что такие устройства являются неуправляемыми: сигнал со входа направляется сразу на все выходы (их может быть 2-3 и более). Но есть и практические моменты, которые также стоит учитывать. Во-первых, убедитесь при покупке, что и информация HDCP подается на все выходы разветвителя, а не на один - бывает и такое… Во-вторых - моделей с HDMI v1.3 по состоянию на февраль 2008 было представлено очень мало. Стоит упомянуть, что во все приличные сплиттеры уже встроен усилитель сигнала, который зачастую оказывается мощнее, чем в свитчерах. Маркируются сплиттеры обычно как 1xN, где N - число параллельно работающих выходов.

Гибридные устройства

Гибридные устройства - ничто иное, как совмещение функций переключателя и разветвителя в одном блоке. Такие аппараты обычно маркируются как NxK. N - количество входов, K- выходов. Так, 2×4 - это переключатель на 2 входа и разветвитель на 4 выхода. Иными словами, такой коммутатор позволяет передавать сигнал с любого из двух источников (выбирается с помощью пульта ДУ или кнопки на корпусе) одновременно на 4 устройства отображения.

Матрицы (matrix)

Известным ограничением всех приведенных ранее типов HDMI-коммутаторов является то, что сколько бы в них ни было входов и выходов, на выходе всегда одна и та же картинка на всех устройствах отображения, подключенных к этим аппаратам. Однако этого бывает недостаточно. Наиболее ярким примером такой ситуации является часть системы «умный дом» - распределенное отображение видео. Идея состоит в использовании общей стойки с аудио-видеооборудованием для «раздачи» сигналов на несколько комнат. Среди источников могут быть два HD-проигрывателя (BD и HD DVD), спутниковый ресивер и игровая приставка. С помощью HDMI-матрицы можно направить поток с каждого источника в определенную комнату на выбор. При необходимости комнаты или источники легко меняются местами. Плюс, сигнал с одного источника может выводиться на экран ТВ сразу в нескольких помещениях. Как говорится - кручу, как хочу. Самые «навороченные» из существующих HDMI-матриц имеют формат 4×4 (4 входа и 4 выхода, произвольно коммутируемые). Они позволяют делать все то, что описано выше. Также встречаются модели 2×4 и 4×2.

Помимо «умного дома», HDMI-матрицы могут быть весьма полезными в шоу-румах торговых компаний или крупных офисах.

Заканчивая разговор об HDMI коммутаторах, хотелось бы дать один совет: не покупайте коммутационное оборудование «впритык», с расчетом только на уже существующую конфигурацию. Небольшой запас «на вырост» убережет в будущем от значительных трат, связанных с покупкой нового оборудования.

Видео АЦП/ЦАП

АЦП - аналого-цифровой (и наоборот) преобразователь. Нужны такие устройства для интеграции старых аналоговых источников (например, видеомагнитофона) в сеть, где все компоненты «общаются» по HDMI. Либо наоборот - подключить цифровой выход источника к аналоговому входу устройства отображения. Вдобавок, блоки видео АЦП производят не только конвертацию, но и масштабирование, а некоторые выполняют еще и функцию свитчера.

Во многие AV-ресиверы нового поколения (которые с поддержкой HDMI v1.3) подобные АЦП для любых аналоговых видеосигналов уже втсроены.

Коммерческое применение

Если судить по выставкам электроники за последние 1-2 года, то все большую популярность набирает подход под названием «digital signage» в самой последней его модификации - HD digital signage. В рамках такого подхода в демонстрационных или рекламных целях используются специализированные HD-демонстраторы (плееры со специальными функциями), вся коммутация осуществляется только по HDMI - напрямую или при помощи специального оборудования, описанного выше. В силу известных причин (в частности, из-за ограниченного ресурса работы), в HD демонстраторах никогда не используются оптические приводы, вся информация хранится в NAS - специализированных сетевых накопителях данных. Крайне важной особенностью этого подхода является наличие специального серверного программного обеспечения для удаленного управления всей информационной сетью. К сожалению, в области демонстрационных систем HD пока все только начинается.