Версии HDMI-кабелей: описание и совместимость. Советы по выбору HDMI кабеля
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.
Мое почтение, други, недруги и прочие личности! Сегодня, как Вы поняли из заголовка, мы поговорим про .
Что-то давненько не было у нас неплохой, заправской статьи, связанной с кабелями, разъемами, интерфейсами, в общем с подключением всякого рода железок к своему компьтерному собрату. Сегодняшний материал будет из уже зарекомендовавшего себя цикла с меткой “критерии выбора“, где постоянно ведутся максимально подробные рассказы о том, как же выбрать ту или иную составляющую Вашего компьютера или периферии вокруг него.
Как многие помнят, были там статьи по выбору , и много чего еще.
Сегодня мы решили остановить свой взгляд на одном из таких связующе-комплектущих компонентах, как цифровой кабель, который по большей части используется для подключения видеокарт, HD -панелей, телевизоров (+плазмы) и прочих ящиков. Итак, знакомьтесь, HDMI кабели и интерфейс передачи сигнала высокой четкости, так сказать, в одном лице.
Собственно, на повестке дня рассмотрение следующих принципиальных вопросов: что такое HDMI и для чего он нужен, какие особенности следует о нем знать и самое главное – какой кабель нужно покупать и как можно.. ээ.. мощно не переплачивать:)
Ну что, поехали.
Введение в теорию, общая информация
Думаю, что многие или, иначе говоря, почти каждый (даже, может, сам того не зная) знаком и использует в своей повседневной компьютерно-бытовой жизни данный тип цифрового интерфейса. По большей части HDMI или High Definition Multimedia Interface – это уже практически де-факто стандарт по подключению различного рода мультимедийных устройств, особенно высокой четкости (HD , 1080p ).
Всё чаще производители видеокарт и мониторов по умолчанию включают данный тип разъема на заднюю панель своих устройств. Присмотритесь к задней стенке своего монитора и, возможно, Вы там увидите характерную запись из одноименных четырех букв, речь о которых пойдет в данной статье. Итак, что же такое HDMI и для чего он нужен?
Ну, во-первых, как уже говорилось выше – это интерфейс высокой четкости, по которому можно передавать любое несжимаемое видео высокого качества, а также сигналы для 3D -телевидения.
Во-вторых, интерфейс может легко передавать до 8 каналов цифрового аудиосигнала (т.е. многоканальный контент, в том числе с защитой от копирования, HDCP ), ну и последнее – он с легкостью поддерживает Ethernet -соединение со скоростью до 100 Мбит/c. Упрощенно говоря, Вы можете купить HDMI -монитор/телевизор, а так же видеокарту с его поддержкой и наслаждаться высококачественным звуком и любимыми фильмами/видео.
Корни разработки интерфейса уходят к 2002 году, именно он считается отправной точкой в его создании. HDMI вот уже не один год прекрасно справляется со своими обязанностями, которые до этого выполняли цифровой (DVI ) и аналоговый (VGA ) интерфейсы.
Стоит сказать, что с 2002 года уже много воды утекло, и за всё это время была представлена не одна версия (спецификация) такую штуки как HDMI кабель, начиная с 1.0. и до 2.0. (стандарт утвержден в 2013 ). Все версии постоянно улучшались и привносили что-то новое: то увеличение максимальной пропускной способности, то объемный звук (Dolby HD и DTS-HD ) или поддержку 3D -изображений.
HDMI кабель и HDMI интерфейс
Не следует путать такие понятия, как протокол HDMI и кабель. Протокол – это набор правил, соглашений, в котором прописано, каким образом данные (видео/аудио/управляющие сигналы) передаются от устройства воспроизведения (источника) к устройству отображения (приемнику). Кабель – он и в Африке кабель – это инструмент (физический компонент) по передачи сигнала высокой четкости, а посему рассмотрим характеристики HDMI -протокола.
Хотите знать и уметь, больше и сами?
Мы предлагаем Вам обучение по направлениям: компьютеры, программы, администрирование, сервера, сети, сайтостроение, SEO и другое. Узнайте подробности сейчас!
Он позволяет:
- Передавать несжатое видео высокой (HDTV ) и стандартной (SDTV ) четкости, а также многоканальные аудиоформаты;
- Определять список поддерживаемых устройствами разрешений, форматов аудио/видеоданных и автоматически обмениваться ими;
- Полностью совместим с DVI .
Примечание:
Существует стандарт сигнального интерфейса для цифровых дисплеев - Display port . Его отличие от HDMI в том, что он свободен от каких-либо выплат. HDMI -производители кабелей отстегивают мзду компании HDMI Licensing за каждое проданное устройство. В конечном итоге эта цена оплачивается из кармана потребителя.
Если рассматривать кабель, то в целом его разъем обычно выглядит следующим образом (см. изображение).
Ну, а если рассматривать в разрезе, то он состоит из следующих частей (см. изображение).
- Внешняя оболочка;
- Экранирующая оплетка;
- Экран из алюминиевой фольги;
- Полипропиленовая оболочка;
- Экранированная витая пара;
- Неэкранированная витая пара;
- Проводники для питания и управляющих сигналов.
Вам, конечно, это знать не обязательно, но для общего развития и понимания, за что, собственно, платится денежка при его покупке, будет нелишним.
Типажирование разъёмов
Всего существует пять типов (с маркировкой от А до E ) разъемов, однако самыми ходовыми являются три: full size , тип А (1 ), mini size , тип С (2 ) и micro size , тип D (3 ) (см. изображение).
Каждый кабель подключается в соответствии со своим разъемом к панели устройства (т.е. нельзя “засандалить“ micro HDMI в разъем mini ).
Следует знать, что начиная со спецификации 1.3 HDMI кабели разделили на 2 категории: стандарт (Standart ) и высокоскоростные (High-speed ). Отличие заключается в качестве передаваемого сигнала и его разрешающей, пропускной способности.
Так, например, Standart обеспечивает частоту 75 МГц и пропускную способность 2,25 Гбит/с (что соответствует сигналу 720p /1080i ). High-speed же работает на частоте 340 МГц, и его пропускная способность составляет 10,2 Гбит /с, что соответствует поддержке сигнала 1080p (1920 на 1080 px ) повышенной частоты и глубины цвета.
Собственно, по основной теории интерфейса мы пробежались, теперь слегка окунемся в практику.
Дорогой или дешевый кабель? Почему?
Теория это, конечно, хорошо, но Вашей видеокарте или монитору она по барабану, ведь ей нужен реальный кабель, который можно взять и подключить. И вот тут начинаются различные ухищрения со стороны производителей, дабы вытянуть побольше денежных средств из карманов доверчивых пользователей. Мы же Вам всегда говорим: "Доверяй, но разбирайся сам!".
Думаю, что в ходе прочтения статьи, до сего момента у Вас возник вопрос: если HDMI – это некий стандарт, то разве сие не означает, что все подобные кабели должны эффективно выполнять одну и ту же работу по передаче сигнала независимо от их стоимости?
И, если таки в спецификации указано, что это кабель стандарта 1.4 , то значит он должен удовлетворять своим требованиям и техническим характеристикам паспорта вообще независимо от цены, т.е. не очень таки важно, стоит он 100 , 250 или 1000 рублей.
Что ж, вопрос вполне резонный и чтобы ответить на него, капнем немного вглубь и вбок:)
HDMI работает с цифровыми сигналами и, следовательно, между соединенными кабелем двумя устройствами "путешествует" только последовательность из нулей и единиц (и, так сказать, ничего более). А это значит, что если кабель не "битый" и выполнен по стандарту, то, по логике, он должен передать точно такой же сигнал, какой получил на приемном конце.
Тогда в чем подвох? Почему существует HDMI кабель сверхдорогой с различными напылениями (золотыми и т.п.), дополнительными обмотками, экранами и прочими штуками Что, дурят нас таки? Сейчас узнаем.
Каким должен быть HDMI кабель
И прежде чем начать отвечать на поставленный вопрос, вооружимся знаниями о том, какие в принципе должны бытькабели, т.е. что же все-таки закладывается в их стоимость производителем. Итак, прежде всего это:
- Сечение витых пар;
- Точность изготовления конструкции кабеля;
- Качество меди в служебных проводниках, экранах и т.п.
Именно из этих параметров и складывается конечная стоимость HDMI . В целом она может немного отличаться у разных производителей, хотя последние закупают все компоненты (кабель, разъемы) у нескольких китайских разработчиков, поэтому различия в цене (в идеале) должны быть минимальны.
Кроме того, Вы должны понимать, что товар к конечному потребителю идет не напрямую через производителя, а проходит еще различные перевалочно-накручивающие пункты в виде маркировщиков, маркетологов, посредников и прочего честного люда.
И каждый норовит прибавить к стоимости свои проценты за различные услуги. Но качество изображения будет одинаковым у всех кабелей соответствующей спецификации, ибо на то он и стандарт, что исходя из особенностей технологии HDMI , кабель не может влиять на качество изображения, в противном случае при самом дешевом материале картинка может просто исчезнуть:)
Так что получается, что изображение либо есть (если HDMI кабель без технологических дефектов), либо его нет - третьего не дано. У многих же людей несправедливо принято считать что, мол, чем дороже товар, тем он лучше, т.е. в стоимость закладывается определенное качество, степень которого есть эквивалент потраченной суммы денег.
Наглядные примеры
Чтобы понять, что к чему, будем отталкиваться от противного или от основных ходов умных и хитрых маркетологов, а они нам говорят, что необходимо покупать HDMI- кабели:
- Экранированные золотой фольгой или другим сплавом;
- С позолоченными контактами;
- C ферритовыми кольцами со стороны каждого разъема;
- С дополнительной оплеткой.
Пойдем по пунктам.
Еще больше фактов, мифов и деталей
Многие считают, что HDMI кабель в принципе не требуется экранировать, т.к. имеет место работа с цифровым сигналом (доставка информации осуществляется посредством передачи уровней сигнала 0 и 1 ). Это не так, экранировать их надо. Если не углубляться в подробности, а рассказать в двух словах, то сигнальная пара переплетается с «землей» (что помогает снизить наводки от самой сигнальной жилы), однако для защиты от внешних помех должно использоваться экранирование оплеткой из фольги.
Но «экран» не может быть хорошим или плохим по отношению к кабелям, и поэтому будь у Вас самая дорогая оплетка (из золотой фольги) или же самая дешевая (из алюминия), со своей задачей они справляются одинаково хорошо. Поэтому не стоит переплачивать за «золотое» название материала на упаковке.
Это же касается и всяких позолоченных разъемов, которые, якобы, придают большее качество картинки и вообще.. Вот не надо на это вообще вестись:) Как уже говорилось выше, качество изображения не изменится, делай Вы разъемы хоть из алмазов.
Опять же, весьма часто в конструкцию включают наружную оплетку, изоляцию или стальные жилы, рассказывая, что, мол, это улучшит качество сигнала и вообще делается для придания жесткости конструкции и дополнительной сверхзащиты. Защиты от чего? Мы что, прыгать на ней собираемся или поставим системный блок?
Нет, большую часть времени кабель проведет в тихой, пыльной гавани компьютерного стола, без каких-либо потрясений, поэтому особой защиты не требуется. Также твердят о необходимости каких-то ферритовых колец, которые помогают бороться с высокочастотными помехами. Однако, если у Вас есть простейшее экранирование из алюминиевой фольги – в кольцах нет надобности.
Что нужно помнить при покупке такой штуки как HDMI кабель
Глобально, Вам, как обычному пользователю, при покупке HDMI кабеля нужно помнить:
- Длина домашнего кабеля зачастую (если у Вас нет на то острой необходимости) не должна превышать 3-х метров;
- Обращайте внимание на разъем кабеля, убедитесь, что Ваш приемник (монитор) и источник (видеокарта) его поддерживают, т.е. проверьте соответствие разъемов;
- Цена кабеля (до 3 м) в большинстве своём не должна превышать 500 р ;
- Глобально, чем толще кабель, тем лучше, поэтому обращайте внимание на значение AWG (до 3 м – 30 AWG , до 5 м - 28 AWG );
- Для воспроизведения контента с плазменных панелей FULL HD или 3D -телевизора обзаводитесь кабелем HDMI 1.4 ;
- Если есть сомнения, но есть возможность, то оцените качество изображения, подключив кабель к источники сигнала, прямо на месте покупки.
В заключение хочу сказать, что производителей понять можно - они предлагают различные варианты накрученных кабелей, т.к. свято следуют принципу – «любой каприз за Ваши деньги». Ведь кто-то дойдет до работы пешком, кто-то вызовет такси, а кто-то и вертолетом не побрезгует (:)), так что если есть спрос, предложение всегда найдется. Да и различных пафосных и гордых аудио/видеофилов у нас просто безумное количество, которым подавай всё из золота и за большие деньги, дабы звук был "теплым и ламповым".
Просто помните, что выбирая HDMI кабель, вовсе незачем переплачивать за красивую коробочку, позолоченный контакт или кричащую надпись о сверхкачестве передаваемого изображения - всё это маркетинговые ходы. Качество картинки кабеля noname , купленного в переходе, не будет отличаться от аналога за 100 баксов фирменного магазина с сверхпозолотой и прочими прибамбасами. А если нет разницы, зачем платить больше?
Собственно, на сим всё.
Кратенько и по делу:)
Послесловие
Ну вот и теме комплектующих досталось, теперь Вы и здесь стали более подкованы. Осталось дойти до ближайшего магазина и без переплаты купить правильный HDMI кабель. Так что вперед, дерзайте!
Как и всегда, ждем комментариев, вопросов, уточнений и прочего разного.
P.S.
За существование данной статьи спасибо члену команды 25 КАДР
P.P.S.
Статья написана отчасти
с упором на некогда прочитанную . Можете ознакомиться, там есть чуть больше информации о тесте кабелей и пр. Ну, для тех, кто не доверяет нашим выводам и аргументам:)
Владельцам LCD телевизора или монитора нужно знать, как выбрать HDMI кабель для подключения его к компьютеру, проигрывателю или другому девайсу. Для этого нужно разобраться в их видах и важных технических параметрах.
Существует пять типов HDMI кабелей:
- Стандартные (Standart) предназначены для подключения обычных телевизионных устройств. Их можно использовать для передачи простого сигнала, не требующего более высокого качества звука или изображения. Поддерживаемое видеоразрешение - 1080i или 720p.
- Высокоскоростные (High Speed) шнуры способны поддерживать все существующие видеоформаты, среди которых 3D, Deep Color, 4K. Перед его покупкой нужно удостовериться, что вся подключаемая техника тоже поддерживает эти технологии. Видеоразрешение - выше 1080р.
- Стандартные с Ethernet (Standart with Ethernet) провода имеют все характеристики кабелей типа стандарт. А для двустороннего обмена данными через интернет в них дополнительно предусмотрен канал Ethernet. Он также будет работать только если оба устройства поддерживают такую функцию.
- Высокоскоростные с Ethernet (High Speed with Ethernet) шнуры имеют все характеристики высокоскоростных кабелей, при этом они дополнены каналом Ethernet. Это универсальные и самые высокотехнологичные провода.
- Автомобильные стандартные (Automotive) шнуры рассчитаны на подсоединение бортовых компьютеров автомобиля к HDMI устройствам. Провод сохраняет чистоту сигнала независимо от скорости движения и вибраций внутри машины. Этот тип выбирают мастера по настройке автомобильной медиатехники.
Также при покупке кабеля для телевизора или монитора стоит уточнить тип разъема:
- Тип A (standart HDMI) - стандартный и наиболее распространенный вид для цифровой и аудиовидео техники.
- Тип B обладает более широким видеоканалом передачи данных. Разрешение такого разъема может превышать 1080p.
- Тип C (micro HDMI) и тип D (mini HDMI) - стандартные гнезда для планшетов, смартфонов, фотоаппаратов и ноутбуков.
- Тип E - здесь есть замок для более крепкого подсоединения техники. Чаще всего применяется при установке автомобильной медиатехники.
Дорогой или дешевый
Чтобы выбрать HDMI шнур, важно не вестись на бренд и маркетинговые ходы. Неизвестные марки тоже выпускают хорошие товары, которые не уступают качеству раскрученных производителей. Главная выдумка рекламщиков сегодня - провода с золотым напылением служат намного дольше, чем с напылением из обычного сплава.
Позолота защищает контакты от коррозии, способной ухудшить качество передаваемого сигнала. Однако справиться с такой задачей могут и другие покрытия, такие как хром и никель. Поэтому необязательно платить больше за золотое напыление, можно спокойно покупать хромовые и никелевые кабели.
Самые дешевые модели, скорее всего, будут слабыми по качеству, поэтому лучше выбирать шнур по средней цене.
Важна ли длина
Неопытный пользователь решит, что шнур нужно брать про запас. Однако это не касается HDMI кабелей - чем он длиннее, тем увеличивается вероятность потери части сигнала . Если можно сократить расстояние от телевизора до подключающегося устройства - сократите. Стандартная длина составляет от одного до двух метров.
Если нужна длина провода больше 4 метров, стоит тщательно изучить все характеристики доступных вариантов и сопоставить их со своими требованиями. Для передачи небольшого количества данных достаточно будет выбрать стандартный HDMI кабель, а для более сложных сигналов придется покупать более дорогой кабель.
Чтобы улучшить качество сигнала используйте усилители.
Требования
Перед покупкой HDMI кабеля выясните, какие у него должны быть параметры:
- Разъем.
- Длина.
- Поддержка форматов и технологий.
Уже после этого можно выбирать конкретную модель по средней цене.
Аналоговый сигнал может быть хорошим или плохим - сбои, накладки и потери в аналоговом вещании при плохом сигнале становятся заметными. В случае с телевизором это может привести к появлению как аудио-, так и визуальных шумов, раздвоению изображения, а также отсутствию звука или цвета.
Через HDMI-кабель передается цифровой сигнал, например, от Blu-ray-плеера к телевизору. Цифровой сигнал состоит из последовательности электрических состояний - то есть нулей и единиц. Нет никаких «промежуточных состояний». Кроме того, передаваемые через HDMI-кабель аудио- и видео-сигналы кодируются с помощью технологии HDCP (протокол защиты широкополосного цифрового содержимого, High-bandwidth Digital Content Protection). Плеер шифрует сигнал, а телевизор его расшифровывает.
Закодированные данные отправляются по кабелю с некоторой «избыточностью», на тот случай, если даже по пути некоторые из нулей и единиц «потеряются». Сигнал в телевизоре можно будет расшифровать полностью и воспроизвести как положено. Если передача HDCP-сигнала будет настолько плохой, что информации для расшифровки окажется недостаточно, «полезного» сигнала не получится вовсе. На телевизоре такие «пропуски» проявятся в виде аудио- и/или видео-артефактов - это визгливые звуки и/или выглядящие в виде квадратиков ошибки в изображении. Если нарушения в сигнале превышают определенный уровень, изображение и звук пропадают полностью.
HDMI-кабель: требования
HDMI-кабель передает больше, чем просто изображение и звук: он может транслировать Ethernet-сигнал, управляющие команды для разных устройств и многое другое. Таким образом, для передачи всех сигналов в полном объеме необходимо, чтобы кабель был полностью экранирован, а отдельные контакты защищены как можно лучше, чтобы в значительной мере устранить все возможные внешние помехи. При этом передача все равно остается цифровой.
Это означает, что сигнал либо дойдет, либо не дойдет - третьего не дано. Полнота передачи информации по HDMI - это вопрос поддерживаемого кабелем стандарта, а не его стоимости. Новые кабели, которые сертифицированы в соответствии с актуальным HDMI-стандартом 2.0a/b, дорогими быть не должны. В зависимости от длины кабеля, именитости производителя и аппетитов продавца цены начинаются примерно от 300 руб. и достигают приблизительно 50 тыс. руб.
Audioquest Coffee: этот кабель стоит около 46 тыс. руб.
HDMI-спецификации
| HDMI-спецификация | 1.0 | 1.1 | 1.2 | 1.3 | 1.4 | 2.0 | 2.0a/b |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| sRGB | да | да | да | да | да | да | да |
| CEC | да | да | да | да | да | да | да |
| DVD-Audio | нет | да | да | да | да | да | да |
| SACD | нет | нет | да | да | да | да | да |
| Deep Color | нет | нет | нет | да | да | да | да |
| Lip-Sync | нет | нет | нет | нет | да | да | да |
| Dolby True HD | нет | нет | нет | нет | да | да | да |
| DTS-HD | нет | нет | нет | нет | да | да | да |
| CEC+ | нет | нет | нет | нет | да | да | да |
| 3D over HDMI | нет | нет | нет | нет | да | да | да |
| Ethernet | нет | нет | нет | нет | да | да | да |
| ARC | нет | нет | нет | нет | да | да | да |
| 4K | нет | нет | нет | нет | да | да | да |
| 4K 50/60p | нет | нет | нет | нет | нет | да | да |
| 4K 50/60p | нет | нет | нет | нет | нет | да | да |
| 4K 3D | нет | нет | нет | нет | нет | да | да |
| 1536 kHz Audio | нет | нет | нет | нет | нет | да | да |
| 1080p 3D HFR | нет | нет | нет | нет | нет | да | да |
| 21:9 | нет | нет | нет | нет | нет | да | да |
| Multi-Stream | нет | нет | нет | нет | нет | да | да |
| 18 GBit/s | нет | нет | нет | нет | нет | да | да |
| HDR | нет | нет | нет | нет | нет | нет | да |
| ITU-R BT.2020 | нет | нет | нет | нет | нет | нет | да |
| Multi-Stream Sync | нет | нет | нет | нет | нет | нет | да |
Забудьте о премиуме!
HDMI-кабели вы можете покупать, выбирая в основном по стоимости. В зависимости от того, какие устройства вы хотите подключить и какие сигналы передавать, может быть понадобится обратить внимание на указанную производителем спецификацию. Тем не менее, если вы хотите просто подключить ваш DVB-T2-ресивер к телевизору, то на самом деле можете воспользоваться любым кабелем. Чтобы было яснее: тот, кому кажется, что более дорогой кабель передает более насыщенный звук или яркие цвета, попросту заблуждается. Этого не может быть из-за самой технологии.
Хорошим примером производителя приличных и доступных HDMI-кабелей может служить компания под названием CSL: в частности, кабель длиной 1 метр на Amazon в настоящее время стоит около 380 руб. Кабель соответствует всем современным требованиям к HDMI, так что в ближайшем будущем менять его вам не понадобится.
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:
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.
