телефон (495) 231-3586 факс (495) 306-7687

Кабель (разъем) HDMI

Кабель (разъем) HDMI

High-Definition Multimedia Interface (HDMI) — интерфейс для мультимедиа высокой чёткости, позволяющий передавать цифровые видеоданные высокого разрешения и многоканальные цифровые аудиосигналы с защитой от копирования

Разъем HDMI (High-Definition Multimedia Interface, мультимедийный интерфейс высокой четкости/разрешения) обеспечивает передачу несжатого видео и сжатого/несжатого аудио на различные устройства бытового и профессионального уровня, включая цифровые устройства звуковоспроизведения, компьютерные мониторы или цифровые телевизоры.

Стандартная кабельная вилка HDMI
Стандартная кабельная вилка HDMI (источник: Wikipedia)

На данный момент ( 2013 г.) разработано уже несколько версий стандарта HDMI, последним из которых является версия HDMI 1.4b от 11 октября 2011 г. В этой версии, как и в предыдущих редакциях, используются стандарты EIA/CEA-861, определяющие форматы и сигналы видео, способ передачи (транспорт) аудио/видео, а также реализацию дополнительных возможностей по взаимному управлению соединенных друг с другом HDMI-устройств (подробности см. ниже). В HDMI сохранена электрическая совместимость с сигналами CEA-861 для использовавшегося ранее интерфейса DVI (Digital Visual Interface, цифровой визуальный интерфейс), поэтому не требуется электрического преобразования сигналов и не происходит потери качества видео в адаптерах DVI-HDMI (однако устаревшие устройства DVI, как правило, не способны поддерживать высокие разрешения видео от новых HDMI-устройств, кроме того для звука, дополнительных средств и Ethernet потребуются отдельные каналы).

Производство бытовой электроники с интерфейсом HDMI началось в конце 2003 г. и на 8 января 2013 г., т.е. через десять лет, выпущено свыше 3 млрд. HDMI-устройств.

История HDMI.

Разработкой новых версий спецификации HDMI, а также обеспечением лицензирования этого стандарта ранее занималась организация HDMI Licensing, LLC (общество с ограниченной ответственностью - http://www.hdmi.org/ ), основанная компаниями Hitachi, Panasonic, Philips, Silicon Image, Sony, Thomson (RCA) и Toshiba специально для сбора лицензионных отчислений. Кроме того, специальные центры сертификации HDMI подтверждают соответствие продуктов отдельных компаний требованиям стандарта, т.е. совместимость со всеми остальными устройствами HDMI.

Логотип HDMI Licensing, LLC и HDMI Forum (источник: Wikipedia)
Логотип HDMI Licensing, LLC и HDMI Forum (источник: Wikipedia)

25 октября 2011 г. та же самая группа компаний основала открытую организацию - HDMI Forum (http://www.hdmiforum.org/ ), чтобы в дальнейшей разработке стандарта HDMI могли принять участие все заинтересованные стороны, а не только члены HDMI Licensing, LLC. Хотя участие в HDMI Forum также является платным, новая версия HDMI (2.0) должна выйти уже в HDMI Forum, а не в HDMI Licensing, LLC .

Технические характеристики разъема HDMI.

Общие технические характеристики представлены в списке ниже (подробности см. далее):

  • Ширина разъема (соединителя): 13,9 мм (тип A), 10,42 мм (тип C) или 6,4 мм (тип D),
  • Высота разъема (соединителя): 4,45 мм (тип A), 2,42 мм (тип C) или 2,8 мм (тип D), 
  • Поддержка режима "горячей" замены (вставка/извлечение разъема без отключения электропитания) - да (в современных HDMI-устройствах также поддерживается определение вставки/извлечения вилки), 
  • Поддержка звуковых форматов: LPCM, Dolby Digital, DTS, DVD-Audio, Super Audio CD, Dolby Digital Plus, Dolby TrueHD, DTS-HD High Resolution Audio, DTS-HD Master Audio, MPCM, DSD, DST. 
  • Видео: максимальное разрешение определяется доступной полосой пропускания. 
  • Количество контактов в разъеме: 19 (тип A, C и D), 29 (тип B). 
  • Цифровая передача данных: да  Битовая скорость (битрейт): до 10,2 Гбит/с (эквивалентная полоса пропускания 340 МГц). 
  • Протокол передачи данных: TMDS.

Про определение вставки разъема в режиме "горячей" замены следует рассказать подробнее. На практике это означает, что при соединении ноутбука и телевизора кабелем HDMI без отключения электропитания обоих устройств, телевизор "самостоятельно" обнаружит новый сигнал, прекратит воспроизведение телевизионной программы, настроится на разрешение/частоту HDMI-сигнала от ноутбука и начнет его воспроизведение вместе со звуком. Ноутбук также обнаружит подключение кабеля HDMI и погасит свой экран, не прекращая работу. После отключения кабеля HDMI, оба устройства автоматически вернутся в исходное состояние.

Поскольку HDMI, в первую очередь, предназначен для передачи видео, будет полезно графически представить возможности этого интерфейса по передаче видео высокой четкости. Начиная с версии 1.4, в HDMI поддерживается передача видеосигнала 4K x 2 K при 24 Гц, т.е. 4096 x 2160 при 24 Гц (причем допустим "размен" на 3840 x 2160 при 30 Гц). Это в четыре раза превышает наилучшее разрешение современных бытовых источников видео Full HD (1080p), включая плееры дисков Blu-ray.

 4-картный запас по разрешению видеосигнала в последней версии HDMI (источник: Press Briefing HDMI1 4, HDMI Licensing)
4-картный запас по разрешению видеосигнала в последней версии HDMI (источник: Press Briefing HDMI1 4, HDMI Licensing)

Расположение контактов в розетке HDMI на примере разъема типа A:

 Расположение контактов в розетке HDMI на примере разъема типа A

Названия версий HDMI.

До выпуска стандарта HDMI 1.4 возможности и технические характеристики определялись номером версии стандарта, но начиная с версии 1.4 организация HDMI Licensing, LLC предписывает использовать стандартизованные наименования и логотипы для так называемых "версий" реализации стандарта HDMI, без указания номера редакции стандарта. Эта правило продолжает действовать и для HDMI 2.0.

Поэтому все кабели подразделяются по поддерживаемой скорости передачи и наличию/отсутствию канала Ethernet. В результате мы имеем два варианта низкоскоростных (так называемых стандартных кабелей или кабелей категории 1 - Category 1 HDMI Cable):

  • Standard HDMI Cable - стандартный кабель HDMI (разрешение видео до 720p/1080i, общая полоса пропускания до 2,25 Гбит/с, поддержка всех возможностей HDMI 1.4, кроме HDMI Ethernet Channel) 
  • Standard HDMI Cable with Ethernet - стандартный кабель HDMI с поддержкой Ethernet (разрешение видео до 720p/1080i, общая полоса пропускания до 2,25 Гбит/с, поддержка всех возможностей HDMI 1.4, включая HDMI Ethernet Channel)

Стандартные кабели Standard HDMI предназначены для удовлетворения наиболее общих требований к передаче сигнала видео. Согласно стандарту HDMI, кабели этого типа должны иметь полосу пропускания 74,5 МГц, т.е. надежно и без искажений передавать сигнал 1080i или 720p на расстояние до 15 метров. В версии Standard HDMI Cable with Ethernet дополнительно обеспечивается канал Ethernet со скоростью передачи данных 100 Мбит/с.

Для новых кабелей, отвечающих всем требованиям HDMI 2.0, должны использоваться следующие названия (в предыдущих версиях спецификации эти кабели также именовали категорией 2 - Category 2 HDMI Cable):

  • High Speed HDMI Cable - высокоскоростной кабель HDMI (разрешение видео 1080p или выше, общая полоса пропускания до 18 Гбит/с, поддержка всех возможностей HDMI 1.4, кроме HDMI Ethernet Channel) 
  • High Speed HDMI Cable with Ethernet - высокоскоростной кабель HDMI с поддержкой Ethernet (разрешение видео 1080p или выше, общая полоса пропускания до 18 Гбит/с, поддержка всех возможностей HDMI 1.4, включая HDMI Ethernet Channel с полосой пропускания до 100 Мбит/с)

Кабели нового типа (HDMI 2.0) отличаются следующим:

  • Поддержка всех новых возможностей редакции HDMI 1.4 и редакции 2.0. 
  • Резервная линия (контакт 14) называется "Utility" (прикладная). 
  • Сформирована новая экранированная витая пара DDC/CEC Ground + HPD + Utility 
  • Обеспечено экранирование всех линий 
  • Витая пара с индивидуальным экранированием HDMI Ethernet Channel используется для двунаправленной передачи данных.

Кроме того, спецификация HDMI 1.4 определила специальный кабель Standard Automotive HDMI Cable (стандартный автомобильный кабель HDMI) для прокладки в транспортных средствах. Эти кабели оставлены в редакции HDMI 2.0 без каких-либо изменений:

Кабель этого типа отличается следующим:

  • По полосе пропускания автомобильный кабель HDMI соответствует стандартному варианту Standard HDMI Cable (без канала Ethernet, с полосой пропускания 74,25 МГц) 
  • Поддержка разрешения видео до 720p/1080i 
  • Поддержка всех возможностей HDMI 1.4/2.0, кроме HDMI Ethernet Channel 
  • Использование разъемов типа A или специальных разъемов типа E 
  • Повышенные требования к тестированию в сравнении с кабелями других видов

 Автомобильные разъемы типа E для кабелей HDMI в автомобиле (источник: Press Briefing HDMI1 4, HDMI Licensing)
Автомобильные разъемы типа E для кабелей HDMI в автомобиле (источник: Press Briefing HDMI1 4, HDMI Licensing)

 Для использования в автомобилях типовых устройств HDMI с обычными разъемами типа A служит специальный переходник кабельная вилка - кабельная розетка для стандартной вилки типа A (Type A Plug) - (источник: Press Briefing HDMI1 4, HDMI Licensing)
Для использования в автомобилях типовых устройств HDMI с обычными разъемами типа A служит специальный переходник кабельная вилка - кабельная розетка для стандартной вилки типа A (Type A Plug) - (источник: Press Briefing HDMI1 4, HDMI Licensing)

Подробно о технических возможностях HDMI 1.4.

Все спецификации HDMI определяли и определяют протоколы, сигналы, электрические интерфейсы и механические характеристики. Причем с каждой новой версией расширяются возможности и повышаются технические характеристики соединительных кабелей HDMI и соответствующих интерфейсов, например спецификация HDMI 1.0 предписывала максимальную частоту смены пикселей (pixel clock rate) на уровне 165 МГц, что достаточно для видео с разрешением 1080p или для компьютерных разрешений WUXGA (1920×1200) при 60 Гц. В HDMI 1.3 полоса увеличилась до 340 МГц, т.е. до WQXGA или 2560×1600, причем по одной линии связи (каналу). Современные соединения HDMI могут быть одноканальными (разъемы типа A или C) или двухканальными (разъем типа B) с полосой пропускания 25 - 340 МГц (один канал) или 25 - 680 МГц (два канала).

Передача видео в HDMI основана на сторонних стандартах. Например, использовались стандарты серии 861 от Consumer Electronics Association (ассоциация бытовой электроники)/Electronic Industries Alliance (альянс электронной индустрии): в HDMI 1.0 - HDMI 1.2a стандарт видео EIA/CEA-861-B, в спецификации HDMI 1.3 - CEA-861-D и в HDMI 1.4 - CEA-861-E. Кроме того, должна быть обязательная поддержка стандарта Enhanced Extended Display Identification Data (E-EDID, улучшенные и расширенные идентификационные данные дисплея) от VESA (Video Electronics Standards Association - ассоциация стандартов видеоэлектроники). Для цифрового аудио обязательная поддержка базового формата - несжатого стереофонического PCM-сигнала (Pulse-code modulation, импульсно-кодовая модуляция - ИКМ), а остальные форматы остаются опциональными. В HDMI 1.4 для звукового сопровождения (аудио) появился обратный канал аудио Audio Return Channel (ARC), позволяющий "вернуть обратно" звук из телевизора, например в домашний кинотеатр (см. ниже).

Современный интерфейс HDMI 1.4 поддерживает пять различных каналов связи: DDC, TMDS, CEC, ARC и HEC. Рассмотрим эти возможности подробно:

DDC (Display Data Channel, канал данных дисплея) - это канал связи на основе последовательной двухпроводной шины данных I²C (Inter-Integrated Circuit, соединение интегральных микросхем), которая служит для поддержки улучшенной версии интерфейса E-DDC (Enhanced Display Data Channel, улучшенный канал данных дисплея), позволяющего источнику HDMI получить сведения об устройстве воспроизведения с целью согласования форматов аудио/видео. Данные об этом передаются в формате E-EDID, причем HDMI требует поддержки как скорости передачи 100 кбит/с, так и опциональной скорости 400 кбит/с. Этот же канал применяется для передачи данных системы защиты цифрового контента HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection, защита высокоскоростного цифрового контента, она же - High-Definition Copy[right] Protection - защита авторских прав на контент высокой четкости).

TMDS (Transition Minimized Differential Signaling, дифференциальный метод передачи сигналов с минимизацией переходов) используется в HDMI для чередования передачи видео, аудио и вспомогательной информации на основе использования трех разных типов пакетов данных: Video Data Period (период видеоданных), Data Island Period (период "островка" данных) и Control Period (период управления). В течение периода Video Data Period передаются пиксели активной строки видео, затем во время периода Data Island Period (во время обратного хода луча при горизонтальной и вертикальной развертках - интервал гашения, blanking interval) передается аудио и вспомогательные данные. Период Control Period выделен для обмена командами управления.

CEC (Consumer Electronics Control, управление бытовой электроникой) используется в HDMI для пересылки пользовательских команд (например, в DVD-плеер с пульта дистанционного управления телевизора) на максимум 10 устройств, поддерживающих канал CEC. Кроме того, обеспечено взаимное управление между CEC-устройствами без участия пользователя (например, гашение экрана телевизора при длительной остановке плеера Blu-ray). Физической реализацией CEC является однопроводная двунаправленная последовательная шина на основе промышленного протокола связи AV.link. Проблема лишь в том, что реализация CEC в устройствах разных изготовителей не согласована во всех деталях, поэтому каждая компания использует собственное название: Anynet+ (Samsung); Aquos Link (Sharp); BRAVIA Link и BRAVIA Sync (Sony); HDMI-CEC (Hitachi); Kuro Link (Pioneer); CE-Link и Regza Link (Toshiba); SimpLink (LG); HDAVI Control, EZ-Sync, VIERA Link (Panasonic); EasyLink (Philips); NetCommand for HDMI (Mitsubishi). Поэтому непосредственно в HDMI установлен обязательный минимальный комплект команд HDMI-CEC:

  • One Touch Play (воспроизведение одним касанием) позволяет устройству-источнику аудио/видео самостоятельно включить телевизор после запуска воспроизведения. 
  • System Standby (дежурный режим системы) позволяет пользователю перевести нажатием одной кнопки в дежурный (спящий, ждущий) режим сразу все активные устройства. 
  • Preset Transfer (пересылка преднастройки) - передача списка настроенных каналов на другой телевизор. 
  • One Touch Record (запись одним касанием) позволяет пользователю записывать текущую трансляцию с экрана телевизора высокой четкости HDTV на выбранное устройство записи. 
  • Timer Programming (программирование таймера) позволяет пользователю на основе электронной программы передач (electronic program guide, EPG) с телевизора или спутникового/кабельного приемника настраивать время записи передач на устройствах записи, подобных персональным видеомагнитофонам (PVR) или цифровым видеомагнитофонам (DVR). 
  • System Information (информация о системе) проверяет состав доступных по шине компонентов (за счет контроля адресации) и их конфигурации. 
  • Deck Control (управления декой) позволяет отдельному компоненту системы ознакомиться и управлять проведением текущей операции (пауза, перемотка и т.д.). 
  • Tuner Control (управление тюнером) обеспечивает компоненту контроль над тюнером другого компонента в системе. 
  • OSD Display (отображение экранного меню) использует экранное меню телевизора для отображения текста. 
  • Device Menu Control (управление меню устройства) позволяет компоненту контролировать систему меню другого компонента за счет сквозной пересылки команд пользовательского интерфейса (user interface, UI). 
  • Routing Control (управление маршрутизацией) контролирует коммутацию источников сигнала. 
  • Remote Control Pass Through (сквозная передача команд дистанционного управления) обеспечивает пропуск команд ДУ через промежуточные компоненты системы. 
  • Device OSD Name Transfer (передача названия экранного меню устройства) пересылка в телевизор имени (названия) предпочитаемого (предварительно выбранного) устройства. 
  • System Audio Control (управление звуком в системе) служит для единого контроля уровнем громкости различных устройств (приемник аудио/видео, встроенный усилитель, предварительный усилитель и т.д.) с любого пульта дистанционного управления.

ARC (Audio Return Channel, обратный канал аудио) позволяет устранить использовавшиеся ранее дополнительные кабели для передачи звука в "обратном направлении". Например, домашняя система состоит из DVD-плеера, звуковой системы (домашний кинотеатр) и телевизора. Эти устройства объединены в систему двумя кабелям HDMI: между DVD-плеером и звуковой системой (чтобы получить многоканальный звук) и между звуковой системой и телевизором. В прямом направлении (от плеера в телевизор) все работает нормально, но если потребуется воспроизведение звука с телевизора на звуковой системе, когда сигнал аудио/видео (например, от спутникового приемника) подан на разъем телевизора, то без ARC нам потребуется дополнительный аудиокабель от телевизора к звуковой системе. Если же между телевизором и звуковой системой подключен кабель HDMI с поддержкой ARC, то звук по нему передается в обе стороны: к телевизору по обычному каналу TMDS и от телевизора по новому каналу ARC.

HEC (HDMI Ethernet Channel, Ethernet-канал в HDMI) позволяет объединить в обычную локальную сеть Ethernet все соединенные соответствующими HDMI-кабелями устройства, поддерживающие Ethernet поверх HDMI. Локальная сеть должна поддерживать двунаправленный обмен данными на скорости 100 Мбит/с. Пока в такой локальной сети предполагается реализация протокола HEAC (HDMI Ethernet Audio Control, управление аудио по HDMI Ethernet), но в перспективе речь идет о стандартной локальной сети Ethernet, вплоть до возможности доступа в Интернет.

Типы соединителей (разъемов) HDMI.

На данный момент существуют пять типов разъемов HDMI, введенных разными версиями спецификации. Разъемы типа A/B известны со времен HDMI 1.0, тип C появился в стандарте HDMI 1.3, а разъемы типа D/E введены спецификацией HDMI 1.4.

 HDMI разного типа
Сравнительный вид разъемов HDMI разного типа: стандартный HDMI, Mini-HDMI и Micro-HDMI (слева направо) - (источник: Press Briefing HDMI1 4, HDMI Licensing).

  • Разъем типа A: 19 контактов. Габаритные размеры: 13,9 × 4,45 мм вилка (штыревой разъем) и 14 × 4,55 мм розетка (гнездовой разъем). Электрическая совместимость с одноканальным DVI-D. 
  • Разъем типа B: 29 контактов. Габаритные размеры: 21,2 × 4,45 мм. 6 витых пар вместо 3 витых пар в разъеме типа A для обеспечения высоких разрешений. Электрическая совместимость с двухканальным DVI-D. Почти не применяется в бытовой электронике. 
  • Разъем типа C (Mini-HDMI): 19 контактов. Предназначен для портативных устройств, поэтому применяется разъем с меньшими (по сравнению с типом А) габаритными размерами 10,42 × 2,42 мм при полной совместимости по сигналам. Расположение контактов в разъеме отличается от типа А: дифференциальные (витые) пары переставлены со своими экранами, например DDC/CEC Ground находится на контакте 13 вместо 17, а CEC - на контакте 14 вместо 13. Изменение в расположении контактов следует учитывать в адаптерах A-C. 
  • Разъем типа D (Micro-HDMI): 19 контактов. Для миниатюрных устройств. Габаритные размеры: 2,8 × 6,4 мм. Расположение контактов отличается от разъемов типа A и типа C. 
  • Разъем типа E (автомобильный): имеет фиксирующий язычок, препятствующий расцеплению разъема в условиях вибрации. Кабель обязан иметь защитную оболочку для предотвращения проникновения воды и грязи.

HDMI 2.0.

Пропускной способности TMDS на канал увеличена с 3,4 до 6 Гбит/с, т.е. обеспечена полоса пропускания 18 Гбит/с на канал (эквивалентное "телевизионное" качество соответствует четкости 4K при 50/60 кадрах/с – fps для прогрессивной/построчной развертки), а также введены 32 звуковых (аудио) каналов, автоматическую динамическую синхронизацию звуковой дорожки дубляжа или основной звуковой дорожки видео (dynamic auto lip-sync) и новые расширения команд управления CEC.

HDMI 2.0 сохраняет обратную совместимость с предыдущими спецификациями со всеми вытекающими их этого последствиями, главным из которых является ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАНЕЕ ВЫПУЩЕННЫХ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ КАБЕЛЕЙ HDMI 1.4 ДЛЯ HDMI 2.0. Т.е. пользователем можно не обращать никакого внимания на переход от версии 1.4 к 2.0, поскольку все новые возможности будут поддерживаться кабелями со стандартной маркировкой High Speed HDMI Cable или High Speed HDMI Cable with Ethernet, как и предписано ранее установленными правилами сертификации соединительных кабелей.

Кстати, не останется без работы и организация HDMI Licensing, LLC, которая была выбрана новым "шефом" в области HDMI, HDMI Forum, на роль агента лицензирования по требованиям спецификации HDMI 2.0.

HDMI 2.0.

Кабели HDMI компании Belsis.

Компания Belsis выпускает широкую номенклатуру соединительных кабелей и адаптеров HDMI с разъемами различного типа. Кабели предлагаются разной длины. Вся кабельная продукция HDMI от Belsis сертифицирована по последним требованиям HDMI Licensing, LLC/HDMI Forum, поэтому маркируется стандартными логотипами High Speed HDMI Cable with Ethernet или Standard HDMI Cable with Ethernet.

Все HDMI-кабели компании Belsis удовлетворяют всем требованиям HDMI Licensing, LLC/HDMI Forum, и даже превосходят некоторые из них. Среди уникальных конструктивных особенностей HDMI-кабелей компании Belsis можно отметить:

  • Двойное экранирование (оплетка + алюминиевая майлар-фольга) и ферритовые фильтры на обоих концах кабеля для повышения помехозащищенности. 
  • Индивидуальное экранирование (алюминиевая майлар-фольга) каждой витой пары для снижения перекрестных помех. 
  • Проводники из бескислородной меди (100% OFC). 
  • Изоляция из физически вспененного полиэтилена.  Контакты разъемов из фосфористой бронзы с 24-каратным золотым покрытием.

Электрические характеристики кабелей компании Belsis:

  • Сопротивление проводника витой пары постоянному току: не более 0,23 Ом/м. 
  • Волновое сопротивление витой пары: 100±10 Ом. 
  • Переходное затухание (перекрестные помехи) на приемном конце <-20 дБ. 
  • Временная задержка распространения в витой паре: < 1,78 нс. 
  • Перекос задержки распространения между витыми парами: < 112 пс.

Существенным отличием HDMI-кабелей компании Belsis является строгое соблюдение заявленных технических характеристик, высокое качество производственного процесса и надежные методы технического контроля, поэтому любое кабельное изделие Belsis для HDMI не создает никаких искажений передаваемых сигналов в любых условиях бытового и/или коммерческого применения.



Яндекс.Метрика