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) |
Современный мир невозможно представить без высоких технологий. И с каждым годом они только совершенствуются. Одним из отличных примеров повышения качества передаваемых данных является кабель HDMI.
Его применение сегодня становится все шире, потому что возможности такого типа соединения весьма обширны. Далее рассмотрим особенности конструкции кабеля HDMI и тонкости его выбора. Если вдруг вы забыли изменить раскладку клавиатуры, ваш вопрос может преобразиться в «rfr ds hfnm кабель hdmi», но суть останется той же.
Назначение и характеристики кабеля
Из аббревиатуры HDMI (High-Definition Multimedia Interface) понятно, что кабель предназначен для передачи цифровых видеоданных в высоком разрешении и многоканальных аудиоданных. Он появился в продаже еще в 2002 году и по сегодняшний день уже неоднократно подвергался изменениям, а точнее, дополнениям, которые в итоге привели к созданию высокоэффективного средства для соединения источника сигналов с приемником даже на больших расстояниях. Также кабель HDMI оснащен и технологией защиты данных от копирования HDCP, что дает уверенность в том, что ваша информация защищена от злоумышленников.
Характеристики современного кабеля HDMI:
- пропускная способность находится в пределах от 4,9 до 15,8 Гбит в секунду, чего вполне достаточно для просмотра фильмов в высоком разрешении и 3D-моделирования;
- разность длин кабелей – в домашних условиях до 15 метров, при применении усилителей - до 35 метров;
- поддержка управляющих протоколов CEC и AV.link.
Как выбрать кабель HDMI для дома? Для того чтобы ответить на этот вопрос, следует определиться с его длиной. При необходимости соединения приемника и источника на расстояниях более 1,5 метра предусматривается промежуточный усилитель, который будет встроен в кабель. Но тогда его стоимость будет довольно высока. Альтернативный вариант - приобрести внешний эквалайзер, который, впрочем, также затребует затрат. Все зависит от конечной стоимости комплектующих и ваших финансовых возможностей.
Конструкция кабеля
Выбор HDMI кабеля всегда начинается с качества, поэтому, чтобы не ошибиться, необходимо владеть информацией о его устройстве.
По своей конструкции кабели HDMI могут отличаться наличием или отсутствием ферритовых колец. Они устанавливаются на обоих концах в целях подавления помех. Данную технологию многие производители применяют на всех изделиях, длина которых более 1,5 метра. Это связано с тем, что при увеличении длины соединений возрастает и волновое сопротивление, которое также повышается и с ростом частоты передаваемых данных. Плюс ко всему, большая длина кабеля и прохождение его возле других источников электромагнитного излучения также приведет к возникновению помех в нем. Магнитная способность феррита обеспечивает эффективное подавление посторонних сигналов при передаче данных при помощи кабеля HDMI.
Кабель длиной до 1,5 метра состоит из:
- внешней изоляции;
- экрана из алюминиевой фольги;
- экранирующей оплетки из медной проволоки, которая затем запаивается;
- промежуточной полипропиленовой оболочки;
- отдельно экранированных витых пар пятой категории для видеосигналов (синхронизации и 3-х основных цветов), причем все экраны имеют медный провод для пайки;
- витой пары без экрана для сигналов SDA и SCL;
- отдельных линий для питания и управления;
- двух разъемов.
Исходя из вышесказанного, можно ответить на вопрос, как выбрать кабель HDMI:
- во-первых, необходимо, чтобы на нем были ферритовые кольца;
- во-вторых, его диаметр должен быть довольно большим, это говорит о присутствии всех необходимых экранов;
- в-третьих, при большой длине кабеля усилитель должен быть либо встроен в него, либо установлен на входе приемника.
Виды кабелей
С 2002 года было выпущено 8 разновидностей кабелей HDMI, начиная с версии 1.0 и заканчивая 1.4. Каждая версия дополнялась новыми поддерживаемыми стандартами и функциями. Сегодня же наибольшим спросом пользуются 4 типа, которые маркируются заглавными латинскими буквами A, B, C, D.
Основными из них являются типы A и B. C и D представляют собой дополнение и модификацию первого типа. Изменения заключаются в минимизации штекера и разъема, которые несут соответственно названия mini и micro.
Чтобы ответить на вопрос, как выбрать кабель HDMI для подключения монитора, достаточно уточнить марку разъема на самом мониторе и на видеокарте. При несовпадении типов разъемов в продаже имеются различные переходники и удлинители.
Область применения
Область применения HDMI кабеля весьма широка, это связано с массовым производством техники с соответствующими разъемами и стандартами передачи данных. Технология соединения HDMI имеет широкое применение как в домашних системах, например, для повышения уровня качества видео, передаваемого на монитор или большой телевизор, так и в автомобилях - для передачи данных от камер заднего и переднего вида, а также для соединения мультимедийной системы и дисплеев, вмонтированных в спинки передних сидений.
На вопрос, как выбрать кабель HDMI, можно ответить, определившись и с местом его применения. Если он будет использоваться в охранных системах и прокладка будет проходить по улице, то следует применять кабель как можно толще. Увеличение поперечного сечения провода даже с увеличением его длины не изменит волнового сопротивления, которое должно составлять не более 100 Ом.
Применение в домашних мультимедийных системах
Как выбрать кабель HDMI для просмотра 3D? Все зависит от его технической возможности, которая должна позволять передавать данные на высоких частотах с низким коэффициентом помех, а также поддерживать технологию 4К UltraHD и 3D.
Такие кабеля имеют приписку в названии «HIGHT SPEED». К ним относятся девайсы версии от 1.4 и выше. После выхода этого стандарта появилась еще разновидность, которая отличается дополнительной возможностью подключения в сеть, например, для подключения оборудования к роутеру с Wi-Fi. Такие кабели имеют еще и приписку «ETHERNET».
Использование кабелей HDMI в автомобильных системах передачи данных
В автомобилях для передачи изображения от мультимедийной системы к дополнительным дисплеям используются кабели STANDART AUTOMOTIVE. Они специально разработаны для применения в условиях резких изменений температур и высоких вибраций. Также они отличаются и типом разъема, который имеет дополнительные механизмы и защелки, способствующие надежной фиксации его в гнезде.
Выбор HDMI кабелей для автомобиля упрощается благодаря одному стандарту и унифицированной маркировке «STANDART AUTOMOTIVE». Большинство производителей мультимедийных систем применяют именно этот стандарт, но иногда встречаются и другие разновидности разъемов.
Преимущества передачи данных по HDMI
Неоспоримыми преимуществами передачи данных по HDMI является быстродействие, которое достигается посредством использования цифровой кодировки сигналов видео и аудио. И это стало огромным плюсом перед композитным, компонентным и S-Video. К тому же большинство современных кабелей HDMI поддерживают и передачу звуковых сигналов, которые также представлены в цифровом виде.
Выбор типа кабеля: подведем итоги
Итак, как правильно выбрать кабель HDMI? Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо выполнить следующие действия:
- узнать тип разъема и его форм-фактор на вашем устройстве;
- максимально точно определить требуемую длину кабеля, потому что от этого зависит его стоимость;
- выявить условия его эксплуатации: например, если он будет подвержен вибрациям, то следует выбирать варианты потолще. Это связано с конструктивными особенностями кабеля.
Приобретая новую современную технику, многие все чаще задаются вопросом: как выбрать кабель HDMI для монитора или для телевизора? Ответ предельно прост, потому что сейчас выпускается довольно много устройств с таким интерфейсом. В мониторах и телевизорах он одного стандарта. Чаще всего используется тип A «HIGHT SPEED», а остальные применяются в мобильных устройствах: ноутбуках, роутерах и пр. Перед покупкой кабеля необходимо обязательно определить стандарт разъема в своем устройстве и его длину.
В специализированных изданиях для истинных любителей высокого звука и кристально-чистого изображения уже давным-давно сформировался и устойчиво сохраняется консенсус экспертных мнений, согласно которому цена соединительных проводов должна составлять примерно 10% от общей стоимости достойного аудио-видеокомплекса. Цифры эти появились еще во времена аналоговой High-End-аппаратуры для аудиофилов, однако переход на цифровую технику мало что изменил. Иначе говоря, и сегодня на рынке без проблем можно отыскать цифровые кабели по цене не только в сотни, а даже тысячи долларов за штуку.
Но вот задумайтесь, доводилось ли вам встречать людей, которые абсолютно всерьез убеждены, что качество картинки в видеоклипе, скачанном с сайта типа YouTube, можно ощутимо улучшить, если подсоединить компьютер к Интернету через более дорогой и высококачественный Ethernet-кабель?
Такой комплект для домашнего кинотеатра стоит около 20000 рублей. Следуя логике ценителей прекрасного, кабель HDMI для него надо подбирать не меньше, чем за 2000. А если не пожадничать и взять за 4000, картинка обретает особую бархатистость и медно-никелевые гармоники звучат изысканно-задиристо
Вопрос можно воспринимать как риторический, ибо вряд ли человеку, хотя бы приблизительно представляющему себе принципы цифровой записи и передачи данных, придет в голову столь странная идея. Ведь, согласно такого рода идее, получается, что один и тот же файл, состоящий из абсолютно тех же нулей и единиц, будет воспроизводиться компьютером по-разному — в зависимости от того, через дорогой шнур эти биты в него поступали или же через дешевый.
Как бы дико подобные умозаключения не звучали, в специфической общности людей под условным названием «аудиофилы» обнаруживается достаточное количество энтузиастов, занимающих именно такую позицию. Так, известная компания Denon одной из первых, наверное, заметила столь необычный взгляд подлинных ценителей прекрасного на цифровые технологии. И ухватила суть происходящего очень четко: если в мире хватает людей, которых просто распирает от желания потратить на технику как можно больше денег, то почему бы им в этом не помочь?
И вот на рынке появился совершенно уникальный продукт — цифровой кабель Denon AK-DL1 длиной 1,5 метра и ценой — в зависимости от места покупки — от 500 до 1000 и более долларов за штуку, «кабель ультра-премиум класса, разработанный специально для энтузиастов-аудиофилов». По функциональной сути ничем не отличающийся от обычного Ethernet-кабеля, но «изготовленный из медной проволоки высочайшей чистоты и с высококачественными коннекторами, кабель AK-DL1 доносит абсолютно все нюансы цифрового воспроизведения от любого из DVD-плееров Denon с функцией цифрового межсоединения Denon Link до соответствующего ресивера Denon с разъемом Denon Link» (Дело было, надо пояснить, в середине 2000-х годов, еще до появления универсального цифрового интерфейса HDMI для передачи мультимедиа высокой четкости и битрейта, когда каждая солидная компания придумывала собственную технологию цифровых межсоединений в своих флагманских компонентах. У Denon это получило название Denon Link — прим. автора ).
Когда представляешь себе, что речь идет об обычном, фактически, сетевом шнуре, описание супердупер-кабеля Denon AK-DL1 (который по сию пору продается в интернете, а на Amazon . com стоит около $1000) читается как нечто сюрреалистическое: «Дабы предотвратить потери данных, вызываемые электромагнитными шумами и помехами, в этих кабелях применяется экранирование высокого уровня на основе оловосодержащего сплава, обычно недоступного в коммерческих кабельных системах. Вдобавок к этому, для оптимальной передачи сигнала кабель оснащен пометками о направлении движения сигнала. При создании этого кабеля уделялось повышенное внимание нюансам — используется высококачественная изоляция в сочетании с тканой оплеткой — для сокращения вибраций и добавления продукту долговечности. Закругленные формы коннектора предотвращают его поломку»...
Ныне, как известно, в области межсоединений для бытовой техники наступила эпоха господства HDMI. Для посторонних и обладающих техническими познаниями людей это может показаться очень странным, однако на форумах аудиофилов, киноманов и, с некоторых пор, игроманов, также приобщившихся к миру высококачественного видео и звука, по сию пору идут весьма горячие, порой даже ожесточенные споры вокруг гипотетического превосходства дорогих HDMI-кабелей.
Когда смотришь на эти дебаты со стороны, создается устойчивое впечатление, что в мире подлинных ценителей прекрасного идея о принципиальном отличии цифровой передачи информации от аналоговой вызывает какой-то внутренний протест и общий дискомфорт. Здесь по-прежнему уверены, что максимального качества картинку может обеспечить только очень дорогой кабель. А «бинарный», по сути дела, подход к доставке цифровой информации — данные либо получены в целостности, либо нет — воспринимается такими людьми скептически и с большим недоверием. Ну не может, по их мнению, дешевенький HDMI-шнур за пару сотен рублей выдавать на экране домашнего кинотеатра такую же кристально-чистую картинку, как солидный кабель ценою, скажем, пятнадцать-двадцать тысяч российских денег.
Среди многочисленных достоинств цифровой обработки информации конкретно в данном контексте особый интерес представляют возможности формального, математически абсолютно строгого сопоставления изображений, обеспечиваемых разными кабелями.
В январе нынешнего года один из подобных тестов провели английские энтузиасты-игроманы, регулярно участвующие в жизни сайта E uro G amer.net .
Принципиально и полностью отказавшись от известных методов проверки гипотез на основе субъективных восприятий людей из группы добровольцев-испытуемых, здесь исследователи избрали сугубо технический путь анализа. Для тестирования были взяты четыре HDMI-кабеля длиной 2 метра в диапазоне цен от полутора до сотни фунтов стерлингов (напомним, 1 фунт — это около 46 рублей). Поскольку исследования проводились на базе игровых консолей, в промежуток этих ценовых границ попали стандартные кабели от игровых приставок Xbox 360 Elite (порядка 30 фунтов) и от Sony PlayStation 3 (около 18 фунтов).
Какой же технический ответ был придуман в качестве альтернативы не особо надежному человеческому восприятию? Исследователи решили, что наиболее эффективный путь сравнения — это захватить в точности один и тот же видеосигнал при работе разных кабелей, а затем сравнить захваченные на выходе файлы с помощью стандартной проверочной процедуры, чек-суммы типа хеш-функции MD5. Понятно, что если значения проверочных сумм окажутся совпадающими, значит, соответствующие наборы данных — иначе говоря, картинки изображения — полностью идентичны вне зависимости от используемого кабеля.
В качестве практичного решения для нетривиальной, вообще говоря, проблемы с хирургически точным видеозахватом в широкополосном потоке данных было решено делать полный, без потерь сжатия 24-битный скриншот какой-нибудь продвинутой игры с максимально доступным разрешением 1080p. Достаточно очевидным выбором стала Gran Turismo 5, для регистрации скриншота использовалась карта захвата TrueHD, а хеш-значение проверочной суммы вычисляли с помощью общедоступной программы HashCalc.
Результаты тестов были сведены исследователями в единую таблицу, которая, по их словам, «демонстрирует тотальную победу здравого смысла и разумной экономности». То есть получаемые на выходе картинки для всех кабелей оказались полностью — бит в бит — идентичными, независимо от того, сколько было потрачено на соединительный шнур — сотня фунтов или всего полтора. Любой работающий HDMI-кабель, как установлено строгими математическими методами, гарантирует вам безупречную картинку — замечательную настолько, насколько позволяет имеющийся у вас экран.
Как и всякий реализуемый на практике эксперимент, данный тест нельзя назвать безупречным во всех отношениях. Главный здесь минус, конечно же, в том, что исследователи анализировали не движущуюся, а статичную HD-картинку. Вызвано это было тем, что при имеющихся технических возможностях и особенностях рендеринга изображения в игровых приставках выделить несколько раз абсолютно идентичные фрагменты динамичного видеопотока не представляется возможным.
Тем не менее, как подчеркивают исследователи, и в данных условиях тестов имеющееся в приставке средство просмотра изображений, XMB Photo Viewer выдавало картинку с разрешением 1920х1080 точек, обновляя ее 60 раз в секунду, одновременно проигрывая несжатый аудиопоток. То есть речь идет об эффективно максимальном выходе, который подразумевается для игры при использовании HDMI-кабелей.
Если же результаты этого «формально-математического» тестирования статичной картинки кого-то так и не убедили, то имеется другой, совсем свежий пример тестов иного рода. В майском выпуске одного из известнейших компьютерных журналов, PC Magazine , сотрудники редакционной испытательной лаборатории опубликовали результаты собственных сравнительных анализов для HDMI-кабелей из существенно разных ценовых категорий.
В лаборатории PCMag’а было протестировано пять кабелей различных марок, но одинаковой длины, стоящих от $3 до $120 за штуку. Как и в тестах геймеров, здесь тоже не стали расширять диапазон до совсем дорогих шнуров ценой порядка 700 долларов (типа известной среди ценителей продукции брэнда AudioQuest), но исходя из иных соображений. Если в предыдущем случае испытатели, по их словам, просто не располагали лишними средствами для столь расточительных затрат, то в PCMag решили этим не заниматься по причине глупости самой идеи — ну не может кабель стоить столько же, сколько вполне приличный HD-телевизор.
Нынешнее поколение стандарта HDMI требует, чтобы все кабели, отвечающие спецификациям версии 1.4, были способны обеспечивать пропускную полосу 10,2 гигабита в секунду. Реальность нынешнего рынка такова, что тестирующие при выборе кабелей на проверку просто не смогли навскидку найти таких, которые не поддерживали бы HDMI 1.4. Иначе говоря, если кабель совместим со стандартом HDMI 1.4, то подразумевается, что он пропускает через себя весь сигнал, необходимый для полноценного и высококачественного воспроизведения видео и аудиоконтента.
Все тестируемые кабели имели одинаковую двухметровую длину и соединяли телевизор Sony Bravia KDL-46EX720 3D HDTV с плеером LG BD670 Blu-ray. На выходе плеера выдавался видеосигнал только максимального разрешения 1080p. А для проверки качества сигнала использовались три разных типа тестов: техническая оценка качества картинки, «двойной слепой» тест изображения согласно человеческому восприятию и тест на поддержку 3D.
Для технической оценки качества применялся специальный Blu-ray диск с комплектом тестовых утилит HQV video benchmark. Для каждого из кабелей прогонялся набор видеотестов для проверки качества видеосигнала путем всевозможных манипуляций с изображением, синхронизацией кадровой развертки и возможностями цветоделения. Такого рода тесты включают в себя многочисленные статичные и анимационные картинки, которые позволяют эффективно выявлять возможные проблемы с изображением на дисплее. Все пять кабелей блестяще прошли набор тестов HQV (за исключением одного малозначительного теста, который неважно прошел с каждым из шнуров, что свидетельствовало, скорее всего, о проблеме с функциональным набором возможностей у конкретного экземпляра плеера).
Так называемый «двойной слепой» видеотест включал в себя участие пяти добровольцев, вызвавшихся дать свои субъективные оценки качеству картинки (термин «двойной слепой» здесь обозначает, что в ходе каждого конкретного тестирования ни испытуемые, ни испытатели заранее не знают, что именно за кабель проверяется). Всем им по 5 раз демонстрировалась одна и та же сцена из «Хищников», воспроизводимая с диска Blu-ray. Ни один из зрителей-тестеров не смог выявить никакой сколь-нибудь ощутимой разницы между 3-долларов проводом и кабелем за 120 долларов. Не говоря уже о прочих промежуточных кабелях из этого широкого ценового диапазона.
Наконец, для 3D-тестов в плеер загрузили диск с фильмом «Аватар», чтобы на его примере проверить способность кабелей к полноценной работе со стандартом HDMI 1.4 и главную особенность последнего — передачу «объемного» изображения. Опять-таки, абсолютно все тестируемые кабели, включая самый дешевый, легко и без дефектов передавали между плеером и дисплеем все, даже самые сложные и насыщенные сцены.
Как же больно признать, что беспородный кабель с особой китайской позолотой без крупицы золота обеспечивает тот же результат, что и аналог, стоящий в сотню раз дороже!
Короче говоря, совершенно однозначный итог и этих тестов звучит так: для подавляющего большинства конфигураций бытовой электроники, способной воспроизводить видео высокой четкости, нет совершенно никакой разницы от того, применяется ли для соединения компонентов какой-нибудь noname HDMI-кабель за 3 доллара, купленный на eBay, или 120-долларовый, приобретенный в салоне элитной электроники. Ибо все самые строгие тесты не позволили выявить абсолютно никакой разницы в качестве изображения, выдаваемого самыми дешевыми и самыми дорогими кабелями...
Этот материал был бы, конечно, неполным, если бы в нем не было нескольких важных замечаний об особенностях технологии HDMI. В выводах исследователей, проводивших тесты, далеко не случайно делается оговорка, что результаты их проверки справедливы для «подавляющего большинства конфигураций» — под чем подразумевается длина соединительных кабелей порядка 2-3 метров или менее того. Ибо важнейшая особенность HDMI-кабеля на основе витой пары заключается в том, что он просто не предназначен для передачи широкополосного сигнала на значительные расстояния (согласно спецификациям — не более 10 метров без репитеров-усилителей).
Чтобы «родовые дефекты» HDMI-кабеля, являющегося прямым потомком интерфейса DVI, стали понятнее, достаточно указать, что сигналы здесь передаются существенно иначе, чем, скажем, в высокоскоростных локальных сетях, где тоже повсеместно используется витая пара, однако расстояния надежной передачи сигнала намного больше.
Сетевые протоколы- это всегда двусторонняя связь с исправлением ошибок. То есть всякий пакет, не дошедший до получателя, в компьютерной сети может быть послан повторно. А видеосигнал в кабеле HDMI (как и в DVI)- это однонаправленный поток, который течет непрерывно, без каких-либо пауз для проверки и исправления ошибок передачи. Поток просто течет к получателю, причем течет очень быстро, вне зависимости от того, что там выходит на конце.
HDMI-кабель в разрезе выглядит довольно устрашающе, но не забывайте, что, кроме видеосигнала, там проходит еще и звук, плюс сейчас стало модно пропускать через HDMI Ethernet (до 100 Мбит/с в версии 1.4). Тем не менее, проволока остается проволокой, и даже в очень «нафаршированном» кабеле просто нечему стоить больше нескольких сотен рублей
Кроме того, в кабеле HDMI сигналы идут не последовательно, а параллельно. Три цветовых сигнала двигаются по трем парам проводов, а по четвертой паре идет тактовый сигнал синхронизации. Для качественной передачи изображения эти сигналы ни в коем случае не должны выпадать из синхронности друг с другом и с тактовой частотой. При небольших длинах передачи это достигается сравнительно легко, однако с увеличением длины кабеля и при очень высокой частоте сигнала обеспечить такую синхронизацию становится чрезвычайно сложно.
Иначе говоря, и здесь появляются неизбежные помехи и сбои. Однако важным обстоятельством, которое необходимо отметить, является то, что помехи в цифровых и аналоговых кабелях — это существенно разные по внешнему результату вещи. Испорченный цифровой сигнал легко выявить с первого взгляда даже самому неискушенному зрителю — по появлению на экране характерных артефактов (цветных полос, квадратиков) или просто по рассыпанию картинки. Можно сказать, что тут речь идет совсем не о том, лучше картинка или хуже, а работает кабель как ему положено, или же нет.
Между прочим, о таком бинарном подходе говорится даже в Библии: «Но да будет слово ваше: да, да; нет, нет; а что сверх этого, то от лукавого» (Мф, 5, 37). Поневоле задумаешься — из какого корня растут аудиофильские страсти…
Благодаря интерфейсу HDMI мы можем передавать в цифровом виде несжатые аудио- и видеосигналы. Способ передачи с помощью цифрового провода появился на рынке почти 15 лет назад. Как выглядит кабель HDMI?
Многие провода в продаже выглядят похожими, и клиенты не сосредотачиваются на их технических характеристиках, выбирая провод к домашнему кинотеатру, консоли или ресиверу. Имеет ли значение, как мы выбираем кабель? Безусловно!
Эта статья подскажет, какой цифровой шнур выбрать для отдельных устройств, но сначала давайте выясним, что такое HDMI, кабель, как работает передача посредством этого интерфейса, почему стоит покупать HDMI кабель, для чего применяется и какие параметры должен иметь такой провод.
HDMI кабель и интерфейс
HDMI – это аббревиатура от High-Definition Multimedia Interface, что на английском означает мультимедийный интерфейс высокой чёткости. Презентация этого стандарта состоялась в 2003 году. С тех пор многое изменилось, и на рынке уже появились несколько его ремейков. Каждый из них предлагал все более быструю передачу данных, чем предшественник.
Как уже говорилось, данный стандарт служит для отправки несжатых данных многоканального аудио и видео. Цифровой шнур идеально подходит для подключения цифровых устройств. Благодаря единому стандарту можно объединить большинство телевизионных устройств, таких как Blu-Ray-плееры или даже DVD-плееры, телевизоры, игровые консоли, телевизионные приставки, декодеры или мониторы. Вариантов конфигураций – масса.
Начиная с версии 1.4, в технологии HDMI реализована поддержка развёрток, превышающих разрешение 1080p, включая технологию Deep Color и 3D-форматы. Кабель HDMI High Speed был разработан для обеспечения разрешения 1080p и выше, включая новые технологии отображения изображений, такие как 3D, 4K и Deep Color.
Классификация HDMI кабеля
На самом деле в стандарте HDMI царит полный беспорядок. Конечно, в таблицах стандартов все очень подробно описано, что правда, на деле мы имеем много модификаций стандарта HDMI, и все они относятся к разъёму, который в каждой версии выглядит идентично. Неудивительно, что продавцы электронного оборудования пытаются использовать эту сумятицу и подталкивать нас к покупке дорогих, но вовсе не необходимых шнуров.
Технология HDMI имеет четыре основных версии кабелей:
- стандартный – для развёртки 1080i;
- высокоскоростной – для 4K/60 Гц;
- премиум – для 4K/60 Гц, но с полным цветовым разрешением 4:4:4, то есть без так называемого сабсэмплинга;
- сверхскоростной – для 10K с использованием разъёма в версии 2.1.
Говоря о разъёмах, с точки зрения интенсивности поддерживаемого сигнала, также можно выделить четыре основных варианта:
- в версии 1.0-1.2a приблизительная пропускная способность составляет до 5 Гбит/с;
- версия 1.3-1.4b обеспечивает до 10 Гбит/с;
- версия 2.0-2.0b – до 18 Гбит/с;
- версия 2.1 – до 48 Гбит/с.
О последней версии стандарта HDMI – 2.1 было заявлено 28 ноября 2017 года. Кабель HDMI 2.1 поддерживает максимальную скорость передачи данных в 42,6 Гбит/с, и также может поддерживать функцию Display Stream Compression (DSC) для передачи изображения с разрешением 7680×4320 на частоте 120 Гц.
Технология HDMI подразумевает высокое качество разъёмного соединения. Разъёмы HDMI кабель может иметь разные. Классический цифровой провод имеет два штекера («папа»). В продаже вам могут встретиться проводы с гнездовым контактом («мама») с одной стороны и штекером («папа») на другой стороне в качестве удлинителя. Также есть оконцеватели в угловом или поворотном варианте, которые будут полезны, например, когда вы навешиваете телевизор на стену.
Непрерывный прогресс и миниатюризация побуждают производителей оснащать оборудование все меньшими и меньшими разъёмами, на фоне увеличения их пропускной способности. Стандарт microHDMI и miniHDMI предназначен для разъёмов портативных устройств.
Подключить телевизор к компьютеру в настоящий момент не является проблемой. Просто убедитесь, что компьютер и телевизор имеют гнезда HDMI. Каждый HD-телевизор имеет, по меньшей мере, один или два разъёма HDMI. Ноутбуки часто имеют HDMI, а ультрабуки или другие модели предлагают microHDMI. Если на вашем компьютере установлен microHDMI, вам потребуется приобрести адаптер или кабель microHDMI/ HDMI с этим адаптером.
Прежде всего, вы должны определиться, для чего нужен HDMI кабель, т.е. какие максимальные разрешения будут по нему отправляться.
Покупая HDMI кабель к телевизору , остановитесь на проводе, выполненном в стандарте High Speed HDMI Cable, версии 1.3 или 1.4, длиной до 15 метров. Скоростная передача особо полезна при просмотре фильмов в режиме Full HD.
Д ля монитора подойдёт шнур и пониже. Конечно, выбрав провод High Speed, вы исключите узкие места, которые приводят к замедленной передаче информации. Но в большинстве случаев стандартный провод должен справиться. Здесь также действует ограничение длины – не более 15 м, а оптимальная длина составляет 3–5 метров. Целесообразно выбрать цифровой кабель 1.3+, с поддержкой Deep Color, а также полосой пропускания 340 МГц.
Для PlayStation 4, как и в случае с телевизорами, нужен High Speed кабель с Ethernet или просто High Speed. При воспроизведении на PlayStation 4 рекомендуется использовать более быструю передачу. Выбирая версию 1.4+, вы сможете использовать поддержку Dolby True HD, обратный аудиоканал, ширину полосы 340 МГц, максимальную скорость потока 10.20 Гбит/с, а также синхронизацию аудио и видео.
Перед тем, как выбрать HDMI кабель для подключения цифровых гаджетов, стоит проверить качество материалов, из которых он изготовлен:
- медно-алюминиевый – недорогой, но более подвержен трещинам;
- медно-стальной – прочный, но менее гибкий;
- из бескислородной меди – наиболее часто используемый материал в производстве цифровых шнуров, отличающийся высокой проводимостью и отсутствием проблем с затуханием сигнала, поддерживающий все функции, предлагаемые стандартом HDMI.
Дорогой или дешёвый
Дешёвые и дорогие цифровые провода не отличаются в отношении качества изображения и звука. Навороченные кабели именитых марок не обеспечат улучшенную контрастность или насыщенность картинки, скорее они гарантируют отсутствие проблем. Более того, дорогие кабели из-за использования различных креативных методов экранирования становятся жёсткими, их трудно согнуть и скрыть из виду.
Вам могут встретиться цифровые шнуры с обозначением Premium. Означает ли это, что они чем-то лучше? Частично да. Premium – это платный сертификат, который выдаётся производителю. Такая маркировка сообщает нам, что данный провод может работать до 18 Гбит/с и справится со стандартом 2.0. Но и продукция без этого почётного знака поддерживает указанную скорость передачи, так что специально «гоняться» за ним не стоит, а нужно просто внимательно изучить надписи на упаковке.
Лучшая идея при выборе кабеля HDMI – купить обычный, простой цифровой кабель, а в случае проблем, которые, скорее всего, не возникнут, – сделать ему антирекламу.
Как проверить работоспособность цифрового кабеля при покупке? Следуйте инструкции:
- проверьте провод прибором для теста кабелей, его можно заказать в интернет-магазине;
- осмотрите пайку разъёма на предмет отсутствия механических дефектов, цвет металла штекера не должен отличаться;
- осмотрите шнур по всей длине – никакие выступы и неровности не допускаются;
- изучите упаковку, она должна содержать информацию о производителе и иметь товарный вид.
Каким должен быть HDMI кабель
Вы уже знаете, что качество кабеля для цифровой техники не соответствует качеству картинки, хотя самые дешёвые экземпляры могут быть просто неисправными. Мы также определили, что знак Премиум является скорее официальной платой за гарантию отсутствия изъянов, чем критерием, влияющим на качество того, что будет подсоединено к нашему телевизору. Значит ли это, что можно взять первый попавшийся кабель с полки и направится к кассе?
Не совсем. Те, кто покупает провод только для просмотра ТВ и фильмов в Full HD, могут поступить и так. Однако пора готовиться к стандарту UHD, то есть к разрешению 4K с HDR. Возможно, у вас уже есть такой телевизор, или будет.
HDR (High Dynamic Range) - высокий динамический диапазон
Хорошие кабели должны иметь высокую передающую способность и максимальное разрешение при частоте обновления экрана 60 Гц – не менее 18 Гбит/с и 4K с HDR соответственно. Более медленные кабели будут передавать изображение на 24 Гц и обеспечат разрешение 4K, но без HDR.
Максимальная длина
Длина провода является одним из основных параметров, учитываемых при совершении его покупки. Поэтому маршрут и протяжённость шнура следует продумать заранее.
Максимально допустимая длина HDMI провода не может превышать 15 метров – это рекомендация консорциума HDMI Working Group (при участии Hitachi, Panasonic, Philips, Sony, Thomson, Toshiba), наблюдающего за стандартом. Если ваша телекоммуникационная инфраструктура требует использования более длинного провода, то вам придётся прибегнуть к так называемым репитерам или регенераторам сигнала. Однако в большинстве случаев эта проблема вас не коснётся, так как устройства редко бывают удалены более чем на 2–5 метров друг от друга. В качестве исключения можно предположить только проектор, размещённый на потолке или на другом конце комнаты.
Многочисленные тесты показали, что исправный цифровой шнур, изготовленный из простейших базовых материалов, длиной до 1,5 м, отлично справляется с передачей. Качество передачи можно заметить только на достаточно длинных проводах и больших телеэкранах, например, когда нужна возможность передавать этим проводом изображение с использованием 3D-технологии или 4K HDR (новый стандарт, который становится все более популярным в среде игроков).