Кабель HDMI, как это работает

Обновлено: 04.07.2024

Сделать аудиовизуальные развлечения максимально естественными — одна из основных целей компаний, занимающихся электронными развлечениями. Путь телевизоров от черно-белого к плазме, а теперь и к светодиодам — яркий тому пример. Цифровая запись высокой четкости стала возможной благодаря DVD и Blu-ray. Однако для передачи данных высокой четкости на дисплей того же качества требуется высококачественный интерфейс. В погоне за такой жизнью, как качество, мировые гиганты электроники: Sony, Thomson, Panasonic, Toshiba, Phillips и Hitachi создали совместную исследовательскую группу, которая предоставила один из лучших способов передачи и доступа к видео и аудио — HDMI.< /p>

HDMI означает мультимедийный интерфейс высокой четкости. Кабель HDMI — это отдельный кабель, который служит в качестве соединения для аудио- и видеоприложений. Для видео, записанного в высоком разрешении, стандартный компонентный аудио-видеокабель дает разрешение 480 пикселей на дюйм. С другой стороны, разъемы HDMI обеспечивают разрешение не менее 720 пикселей на дюйм, что обеспечивает более насыщенное и живое видео, которое позволяет воссоздать реальную сцену с большей точностью. Аналогичные улучшения есть и в звуковой части (2.1-канальный звук и выше). Это означает, что один кабель HDMI может заменить до 11 аналоговых сигнальных кабелей не только в таких аспектах, как уменьшение помех, но и в отношении полосы пропускания, передачи контента и качества представления. HDMI Consortium постоянно работает над HDMI Consortium, который также занимается сертификацией кабелей HDMI.

Внешняя структура

На изображении выше показан обычный соединительный кабель HDMI. Кабели HDMI относительно толще обычных аудио/видео разъемов из-за их конструкции. Вышеупомянутый кабель имеет цилиндрическую форму; однако плоские кабели HDMI также становятся популярными.

В толстом корпусе находятся ферритовые кольца, которые подавляют высокочастотные электромагнитные помехи и шумы при передаче сигнала. Таким образом, излучение от близлежащих силовых кабелей или других кабелей HDMI значительно снижается благодаря использованию этих ферритовых бусин. Это разновидность электронных дросселей, которые рассеивают высокочастотные токи в виде тепла, в отличие от индуктивных дросселей, которые высвобождают энергию позже.

Рис. 3. Изображение, показывающее сетку из плетеного волокна, покрывающую пластиковую оболочку, которая, в свою очередь, закрывает передающие провода кабеля HDMI.

Корпус из пластиковой оболочки и защита проводов передачи покрыты плетеным слоем волокнистой сетки. Изготовлен из полимера высокой плотности, этот слой является термостойким и огнестойким. Это помогает предотвратить истирание кабеля и увеличивает срок службы кабеля.

Разъемы HDMI

Идентичная пара гнездовых разъемов размещается на концах кабеля HDMI. Чтобы соответствовать строгим требованиям к качеству при передаче цифровых сигналов, точки входа в кабель, т. е. разъемы, позолочены в той части, которая подключается к устройствам, совместимым с HDMI. Золото — лучший выбор просто потому, что оно является одним из лучших проводящих элементов и не тускнеет. Такое же качество должно поддерживаться, когда разъемы передают сигнал на участок проводки. Следовательно, участок, соединяющий их, покрыт никелем. (Но это опять-таки выбор конструкции, и если требования могут быть выполнены с другими покрытиями, такими как простая медь, это также не должно быть проблемой, особенно на коротких длинах.)

Доступны различные типы разъемов HDMI, поэтому большинство мультимедийных устройств могут воспроизводить контент высокой четкости. На изображении выше показан разъем типа A, который был представлен в версии 1.0 HDMI. Это 19-контактный разъем, который используется для подключения медиаплееров, ноутбуков, игровых консолей и т. д. к дисплею.Доступны еще 4 типа разъемов HDMI: тип B, C, D, E. Типы B и C были представлены в версии HDMI 1.3, а D и E — в версии 1.4. Но следует помнить, что разъемы не определяют, какую версию HDMI поддерживает кабель.

Разъемы HDMI типа B имеют 29 контактов и предназначены для Wide Quad Ultra Extended Array, который является одним из футуристических дисплеев с самым высоким разрешением. Тип C — это мини-разъем HDMI с 19 контактами, как и у типа A. Он используется в смартфонах и планшетных компьютерах. Разъемы типа D представляют собой микроразъемы и имеют 19 контактов, но они также предназначены для обслуживания нескольких смартфонов и камер. Эти разъемы на 50% меньше, чем разъемы типа C, поэтому они больше подходят для небольших устройств с ограниченным пространством. Разъемы типа E имеют автомобильную систему соединения. Как следует из названия, эта система предназначена для доступа к медиаконтенту в автомобиле.

Поскольку в новых версиях представлено несколько типов разъемов HDMI, обеспечена обратная совместимость, поэтому ни один кабель HDMI не устаревает из-за выпуска какой-либо новой спецификации. Это означает, что кабель, поставляемый в комплекте с устройством, совместимым с HDMI 1.3, будет без проблем работать и с устройством, совместимым с HDMI 1.4, поскольку он является просто пассивным компонентом. Есть лишь небольшая вероятность того, что старый кабель не будет поддерживать новые стандарты соответствия спецификации, но полностью исключить такую возможность нельзя. Производители часто используют это невежество клиентов, чтобы заставить их покупать новые кабели с новым устройством, когда старый кабель работал бы нормально.

В результате недавнего серьезного изменения HDMI Forum удалил спецификацию версии, так как было создано много заблуждений и путаницы. Кабели HDMI теперь можно разделить на 5 типов, которые четко определяются на основе их характеристик. Это стандартный кабель HDMI, стандартный кабель HDMI с Ethernet, автомобильный кабель HDMI, высокоскоростной кабель HDMI и высокоскоростной кабель с Ethernet. Большинство различий заключается в возможностях скорости и пропускной способности, и стандартный кабель HDMI является наиболее часто встречающейся категорией из них.

Расположение булавки

В этом разъеме HDMI (тип A) используется 19-контактная конфигурация. На картинке, показанной выше, мы можем заметить, что разъем имеет выводы на внутренних стенках. Штифты верхней части имеют номера 1, 3, 5…19, а нижняя часть — 2, 4, 6…18. Если разъем сплющен в одну плоскость, то расположение контактов такое, что нижние контакты плотно входят между верхними и нумерация будет 1,2,3,4,5…19. Контакты можно идентифицировать по их функциям, как показано в таблице ниже.

Если вы покупали телевизор высокой четкости, приставку PlayStation 3 или проигрыватель HD-DVD или Blu-ray, вы, вероятно, слышали о HDMI. Может показаться, что это всего лишь одно из многих подключений к телевизору или приемнику домашнего кинотеатра. Но HDMI — это больше, чем порт на задней панели телевизора (и часто дорогой кабель, который подходит внутрь). Это набор правил, позволяющих электронным устройствам высокой четкости обмениваться данными.

До появления телевизоров высокой четкости большинство телевизоров отображало изображение в стандартном разрешении. Картинка была примерно квадратной — соотношение сторон 4:3. Его разрешение, или количество точек, из которых состоит картинка на экране, составляло примерно 704 х 480 пикселей. Картинка была чересстрочной — каждая часть движущегося изображения на самом деле была половиной картинки, но картинки менялись достаточно быстро, чтобы человеческий мозг этого не замечал. Наконец, в старых телевизорах использовались аналоговые сигналы, которые передаются в виде постоянно меняющегося электрического тока.

Телевизоры высокой четкости, напротив, являются цифровыми. Они используют информацию в виде единиц и нулей. Эта информация передается по кабелям в виде отдельных электрических импульсов. Телевизоры высокой четкости имеют соотношение сторон 16:9, поэтому изображение получается прямоугольным. Они также имеют более высокое разрешение — современные стандарты HDTV допускают разрешение до 1920 x 1080 пикселей. Сигналы HDTV также могут быть прогрессивными, что означает, что каждый кадр движущегося изображения представляет собой целое изображение, а не его половину.

Итак, по сравнению со стандартными телевизорами телевизоры высокой четкости имеют более широкий экран, большее количество пикселей и более высокую частоту обновления. Часто телевизоры высокой четкости могут отображать больше цветов, чем старые телевизоры. Это означает, что телевизорам высокой четкости требуется больше данных и они нужны намного быстрее, чем телевизоры стандартной четкости. Если HDTV может получать эту информацию в цифровом виде, ему также не нужно тратить время или вычислительную мощность на преобразование сигнала из аналогового формата.

Это приводит нас к HDMI.Стандарт HDMI, созданный группой производителей электроники, представляет собой набор рекомендаций по созданию соединений с высокой пропускной способностью между цифровыми устройствами. При правильной настройке HDMI может существенно изменить систему домашнего кинотеатра. Текущий стандарт может передавать сигналы высокой четкости 1080p и поддерживает восемь каналов несжатого звука, что достаточно для системы объемного звука 7.1. HDMI может сократить количество кабелей, необходимых для подключения компонентов, и даже уменьшить количество пультов дистанционного управления, необходимых для просмотра фильма.

Но есть одна загвоздка. Чтобы воспользоваться всеми преимуществами HDMI, все компоненты домашнего кинотеатра должны быть с ним совместимы. Некоторые функции HDMI, которые рекламирует HDMI, еще не существуют на потребительском рынке. Кроме того, существует ограничение на длину кабеля HDMI, и некоторые пользователи жалуются, что это ограничение слишком мало для поддержки удобных настроек.

В этой статье мы подробно рассмотрим, что происходит внутри кабеля HDMI, особенности стандарта и его подводные камни. Мы также проверим, действительно ли новейший стандарт HDMI 1.3 полностью устаревает более ранние стандарты, которые существуют всего несколько лет.

Хитачи
Мацусита Электрик (Panasonic)
Роял Филипс Электроникс
Силиконовое изображение
Корпорация Sony
Корпорация Томсон и Тошиба

Одно из распространенных заблуждений относительно HDMI заключается в том, что цифровой сигнал изначально превосходит аналоговый. По мнению некоторых людей, отсутствие аналого-цифрового преобразования означает, что сигнал находится в чистом, неповрежденном состоянии, когда достигает телевизора высокой четкости. Легко представить себе цифровой сигнал высокой четкости, передаваемый прямо с HD-DVD-плеера на HDTV. Но для передачи сигнала через HDTV требуется этап кодирования.

HDMI использует дифференциальную сигнализацию с минимальным переходом (TMDS) для перемещения информации из одного места в другое. TMDS — это способ кодирования сигнала для защиты от его ухудшения при прохождении по кабелю. Вот что происходит:

Передающее устройство, например проигрыватель HD-DVD, кодирует сигнал, чтобы уменьшить количество переходов между единицей (включено) и нулем (выключено). Думайте о каждом переходе как о резком спаде — по мере прохождения сигнала этот спад может начать стираться, ухудшая сигнал. Этап кодирования помогает защитить качество сигнала, уменьшая вероятность его ухудшения.
Сам сигнал передается по одному из кабелей витой пары. Другой несет обратную копию сигнала.
Принимающее устройство, например HDTV, декодирует сигнал. Он измеряет дифференциал или разницу между сигналом и его инверсией. Эта информация используется для компенсации любой потери сигнала в пути.

HDMI также может защищать данные от пиратства. Для этого используется широкополосная защита от цифрового копирования (HDCP). HDCP — это протокол аутентификации. По сути, каждое устройство домашнего кинотеатра имеет идентификационные данные и данные шифрования, хранящиеся на его чипе расширенных идентификационных данных дисплея (EDID). Исходное устройство, например проигрыватель Blu-ray, проверяет ключ аутентификации принимающего устройства, например HDTV. Если оба ключа проверены, отправляющее устройство переходит к следующему шагу. Он генерирует новый ключ и передает его принимающему устройству. Другими словами, он создает общий секрет. В идеале весь этот процесс, известный как рукопожатие, происходит почти мгновенно.

Исходное устройство кодирует информацию с помощью сгенерированного им ключа. Принимающее устройство декодирует его, используя ту же информацию. Если неавторизованное устройство пытается перехватить данные, исходное устройство прекращает передачу. Это также гарантирует, что ключ не изменился и что система по-прежнему защищена каждые несколько минут. Все HDMI-совместимые устройства должны поддерживать HDCP, но компании, которые производят и распространяют контент высокой четкости, не обязаны его включать. В Соединенных Штатах эта возможность защиты контента предусмотрена Федеральной комиссией по связи (FCC).

Далее мы рассмотрим разъем и кабель HDMI и рассмотрим, как они передают сигналы высокой четкости.

Одна из распространенных проблем, с которой сталкиваются люди при подключении через HDMI, — это сбой рукопожатия. Иногда это связано с тем, что HDTV является более старой моделью на основе DVI без поддержки HDCP. Но в других случаях есть простое решение — отключите компоненты и снова включите питание системы. Это может привести к сбросу цикла аутентификации и восстановлению соединения.

Существует множество способов подключения компонентов домашнего кинотеатра. Например:

Компонентное видео передает аналоговые видеосигналы, разделенные на два канала для цвета и третий для яркости. Компонентные видеокабели используют разъемы RCA.
S-video передает аналоговые сигналы с помощью одного кабеля и четырехконтактного разъема.
DVI, или цифровой визуальный интерфейс, представляет собой 29-контактное соединение, обычно используемое с компьютерными мониторами. В отличие от композитного видео и S-Video, он передает цифровые сигналы.

Многие первопроходцы HDTV полагаются на DVI, поскольку он появился на рынке раньше, чем HDMI. Поскольку DVI и HDMI используют протокол TMDS, они совместимы. Все, что вам нужно для подключения кабеля HDMI к порту DVI, — это пассивный адаптер.

Разъемы DVI и HDMI имеют некоторые другие сходства. Оба используют сетку контактов для передачи сигналов от кабеля к устройству. В то время как DVI имеет 29-контактный разъем, разъем HDMI типа A имеет 19 контактов. Разъем DVI также использует пару встроенных винтов для крепления к устройству. Разъемы HDMI не имеют такой дополнительной поддержки, и некоторые пользователи выразили обеспокоенность тем, что это создает ненужную нагрузку на схему устройства. Существует также миниатюрная версия разъема HDMI для использования на небольших устройствах, таких как цифровые видеокамеры, а также 29-контактный разъем типа B, хотя большинство потребительских устройств используют тип A.

От контактов разъема HDMI сигналы проходят по витым парам медного кабеля. Три аудио- и видеоканала проходят через два контакта каждый, всего шесть контактов. Часы TMDS, которые позволяют устройствам синхронизировать входящие данные, проходят через одну пару контактов. Каждая из этих четырех полных пар имеет экран — еще один провод, который защищает его от помех со стороны соседей. Каналы TMDS, часы и экраны составляют большую часть кабельных пар внутри кабеля HDMI.

Для других сигналов, проходящих по кабелю HDMI, требуется только один контакт. Одним из таких каналов является канал потребительской электроники (CEC). Если ваши устройства поддерживают это, этот канал позволяет им отправлять инструкции друг другу. Например, проигрыватель HD-DVD может автоматически включать ресивер домашнего кинотеатра и телевизор высокой четкости при начале воспроизведения диска. Канал обнаружения горячего подключения, который использует один контакт, определяет, когда вы подключаете или отключаете устройство, при необходимости повторно инициализируя соединение HDMI. Одноконтактный канал данных дисплея (DDC) передает информацию об устройстве и информацию о шифровании HDCP, обсуждавшуюся в предыдущем разделе. По другим каналам передаются зашифрованные данные и электричество для обеспечения связи между устройствами.

Сами кабели делятся на две категории. Категория 1 имеет скорость 74,25 МГц. Категория 2 имеет скорость 340 МГц. Большинство потребительских кабелей относятся к более быстрой категории 2.

Помимо разъема и кабеля, стандарт HDMI применяется к тому, как телевизоры могут синхронизировать звук с видео и отображать цвета. Эти возможности значительно изменились в нескольких редакциях стандарта, которые мы сравним в следующем разделе.

Чтобы иметь логотип HDMI, устройства и кабели должны пройти проверку на соответствие. Производители, известные как сторонники HDMI, должны предоставить образцы своей продукции для тестирования, прежде чем запускать массовое производство.

Стандарты и редакции HDMI

Первые потребительские товары с разъемами HDMI появились на рынке в 2003 году. С тех пор в стандарт HDMI было внесено несколько изменений. По большей части эти стандарты добавили поддержку определенных типов контента или приложений. Например, в первой версии, HDMI 1.1, добавлена поддержка DVD-аудио.

Самое последнее крупное изменение — переход с версии 1.2 на 1.3 — привлекло большое внимание. Новые функции включали значительное увеличение пропускной способности, поддержку 16-битного цвета и поддержку цветового стандарта xvYCC, который поддерживает дополнительные цвета. Новая функция синхронизации губ также уменьшила рассинхронизацию звука и видео во время воспроизведения, из-за чего безупречная запись выглядела плохо дублированной. В некоторых отчетах даже утверждалось, что любые устройства без HDMI 1.3 устарели.

К счастью, отсутствие поддержки формата 1.3 не означает, что ваш HDTV бесполезен. HDMI 1.3 обратно совместим с предыдущими версиями. Это похоже на дебют цветного телевизора. Люди могли смотреть цветные телесигналы на своих черно-белых телевизорах — телевизор все еще работал, но изображение оставалось черно-белым. Если ваш HDTV имеет HDMI 1.2, но ваши новые компоненты имеют возможности HDMI 1.3, ваш телевизор по-прежнему будет работать, но без расширенных возможностей 1.3. Поскольку полоса пропускания предыдущих стандартов, как правило, достаточна для большинства приложений с высоким разрешением, ваше изображение по-прежнему должно иметь довольно хорошее качество.

Еще одна распространенная проблема, связанная с HDMI, — длина кабеля. Хотя стандарт HDMI требует минимальной рабочей длины 32 фута (10 метров), некоторые пользователи на практике сообщают о значительно меньшей рабочей длине. Это особенно верно при передаче сигналов 1080p — повышенные требования к полосе пропускания ускоряют ухудшение качества сигнала. К счастью, существуют усилители и расширители, которые могут декодировать, переустанавливать и повторно кодировать сигнал, прежде чем отправить его на следующий этап пути.

Для людей, обеспокоенных потенциальными ограничениями HDMI, на горизонте может появиться другое решение. DisplayPort — это новый стандарт высокой четкости, который будет охватывать соединения внутри устройств, например внутри ноутбука, и между устройствами, например, от медиаплеера к телевизору высокой четкости. Однако DisplayPort еще не появился на рынке, поэтому еще предстоит определить, превзойдет ли его качество качество HDTV.

Дополнительную информацию о домашнем кинотеатре, HDMI и связанных темах можно найти на следующей странице.

Один из важных вопросов, связанных с HDTV, заключается в том, требуется ли HDMI для разрешения 1080p. Ответ: может быть. Многим устройствам требуется HDMI для вывода 1080p. Другие же могут передавать сигналы 1080p по компонентному видеокабелю.

Кабели HDMI являются наиболее распространенными кабелями, соединяющими наши домашние развлекательные и компьютерные устройства, но что это такое? И как они работают?

В наши дни кабели HDMI есть во всех наших домах, независимо от того, соединяют ли они игровые приставки с телевизором или просто монитор с домашним компьютером, но как именно эти кабели работают? И стоит ли вам тратить больше денег на лучшие кабели HDMI или подойдет любой старый кабель?

Практически все аудио- и видеотехнологии используют HDMI для передачи сигналов, и так было уже давно. Кабели HDMI существуют с 2003 года и в значительной степени заменили старые кабели, такие как VGA, RGB и Scart, когда речь идет о подключении устройств к дисплеям и аудиоустройствам.

HDMI расшифровывается как мультимедийный интерфейс высокой четкости, а название функции соответствует названию. Это мультимедийный интерфейс, способный обрабатывать видео и аудио высокой четкости (HD).

Что такое HDMI и что было раньше?

До кабелей HDMI в электронике использовались различные аналоговые соединения, такие как VGA, Scart, RGB, радиочастотный и коаксиальный кабель. HDMI объединяет видео- и аудиоинтерфейсы в одно соединение, что упрощает процесс установки домашней развлекательной системы и уменьшает путаницу кабелей за телевизором. HDMI также существенно улучшает качество изображения и звука для всех и необходим для видео HD и 4K.

В кабелях HDMI используется та же технология, что и в кабелях цифрового визуального интерфейса (DVI). DVI уже много лет является стандартом цифрового соединения в среде ПК. HDMI просто берет DVI и добавляет аудиокомпонент, поддержку другого цветового пространства и несколько других компонентов в меньшем разъеме. Большинство людей в наши дни используют кабель HDMI, хотя мониторы обычно также имеют порт DVI.

В некоторых старых технологиях по-прежнему используются эти старые порты подключения, поэтому будьте осторожны, если вы обновляете одни устройства, а не другие: проигрыватель Blu-ray не сможет подключиться к вашему SD-телевизору 20-летней давности. без адаптера, и даже в этом случае вы не сможете воспользоваться всеми преимуществами новой технологии.

Как работают кабели HDMI?

Внутри кабели HDMI состоят из проводников как для аудио-, так и для видеокомпонентов. И звуковые, и визуальные компоненты также имеют обратный звуковой канал, что увеличивает скорость и эффективность их сигналов. Большинство проводников и припой, используемый для соединения проводников и разъемов, состоят из бескислородной меди высокой чистоты, хотя в некоторых припоях используется серебро.

Серебро и медь — это металлы с самыми высокими свойствами электропроводности, но они также подвержены коррозии при воздействии атмосферы. Зеленое потускнение меди и темно-серое потускнение серебра, которые могут произойти со временем, могут повлиять на проводимость металлов. Если в кабеле используются медь и серебро самого высокого качества, вероятность их окисления или коррозии с течением времени меньше.

Снаружи стандартные кабельные разъемы состоят из 19 контактов. Высококачественные кабели HDMI покрывают контакты и внешний колпачок 24-каратным золотом. Золото невероятно хорошо сопротивляется коррозии (поэтому оно традиционно использовалось для хранения богатства) и действует как защитник. Это не улучшит качество сигнала, но продлит срок службы кабеля HDMI.

Для внешней оболочки, которая удлиняет кабель, используются различные материалы, но обычно они состоят из прочного ПВХ-пластика различной толщины.

Короткие кабели могут быть более гибкими, но более длинные кабели, например те, которые используются для прокладки в стене, должны быть более прочными, чтобы поддерживать соединение. Кабели HDMI были разработаны для больших расстояний, и лучшие кабели поддерживают соединение на расстоянии до 10 метров (32,8 фута) без использования повторителя, устройства, которое работает для расширения сигнала.

Многие кабели HDMI также включают Ethernet, который обеспечивает подключение к Интернету в дополнение к аудио- и видеокомпонентам.Учитывая, сколько устройств, которые сегодня используют кабели HDMI, также выигрывают от подключения к Интернету, это чрезвычайно удобно… в теории. На самом деле кабели HDMI с Ethernet работают только с устройствами, поддерживающими эту технологию, и обычно это означает подключение кабеля HDMI к маршрутизатору, после чего вы можете просто использовать обычный кабель Ethernet.

Какой кабель HMDI следует купить?

Если вы не уверены, какой кабель HDMI вам следует купить, ознакомьтесь с нашим руководством по лучшим кабелям HDMI, в котором представлено краткое изложение лучших вариантов. У нас также есть краткое изложение вещей, которые следует учитывать при покупке кабеля HDMI. Если вы хотите узнать больше о том, работает ли дешевый кабель HDMI так же, как и дорогой, мы рассмотрели и это.

Лучший на сегодняшний день высокоскоростной кабель HDMI 2.0 AmazonBasics, сверхскоростной кабель Belkin Ultra High Speed Premium HDMI HDR 2.1 и кабель Blue Jeans Cable Series-FE Bonded-Pair High-Speed High-Speed HDMI Cable предлагает предложения

Несмотря на то, что ранее мы писали статьи о том, как лучше всего понять, что такое HDMI с точки зрения новичка, некоторые основные преимущества HDMI по сравнению с другими технологиями подключения видеодисплеев, различные приложения для использования портов HDMI вашего телевизора, как купить лучшие кабели HDMI , определение и использование портов HDMI на вашем ноутбуке, а также множество руководств и контента, связанных с HDMI. Однако нам удалось упустить из виду то, что наши читатели понимают, как работает эта технология.

Да, интерфейс HDMI — это технология, а не «обычный» порт, как многие думают.

Это набор правил, позволяющих электронным устройствам высокой четкости обмениваться данными.

С момента своего появления в 2002 году HDMI превратился в лучший и наиболее удобный стандарт цифрового (аудио и видео) соединения с точки зрения скорости передачи, полосы пропускания и общих функций. Кроме того, за почти два десятилетия своего существования было выпущено пять версий интерфейса HDMI, которые революционизировали то, как наша электроника и гаджеты взаимодействуют и обмениваются информацией. Благодаря возможности передавать «сырые, бескомпромиссные и необработанные» кадры, последний стандарт технологии, HDMI 2.1, может похвастаться скоростью передачи 48 Гбит/с в дополнение ко многим другим функциям и улучшениям, таким как поддержка 4K, 5K, 8K и 10К содержимого. Но как HDMI это делает? Как создаются эти высокоскоростные соединения между HDMI-совместимыми устройствами? И что происходит в процессе? Узнайте ниже.

Как работает HDMI

Для высококачественного изображения и звука

Хотя многие ошибочно полагают, что при использовании интерфейса HDMI данные «напрямую» передаются в чистом виде между устройствами, процесс передачи сигнала на самом деле идет по пути кодирования-транспортировки-декодирования. Давайте разберем это дальше.

На устройстве (PS4, проигрывателе Blu-ray, телевизионных приставках), которое отправляет сигнал (видео или аудио) через порт/кабель HDMI, происходит процесс кодирования данных, который происходит до того, как информация будет передана получателю. устройство (HDTV, монитор 4K и т. д.). Также известный как Transition Minimized Differential Signaling (TMDS), процесс кодирования данных в интерфейсе HDMI для сведения к минимуму вероятности потери или ухудшения качества происходит следующим образом:

<р>1. Обычно при передаче данных по кабелю качество информации ухудшается по мере того, как сигнал проходит по кабелю через несколько точек перехода. Чтобы устранить ухудшение сигнала, передающее устройство использует процесс кодирования TDMS для уменьшения количества переходов. Следовательно, защита сигнала на пути к принимающему устройству и сохранение качества.

От контактов разъема HDMI сигналы проходят по витым парам медного кабеля. Три аудио- и видеоканала проходят через два контакта каждый, всего шесть контактов. Часы TMDS, которые позволяют устройствам синхронизировать входящие данные, проходят через одну пару контактов.

<р>2. Сам закодированный сигнал затем передается по одной из витых пар TMDS кабеля HDMI, а по другой паре передается обратная копия тех же данных/сигнала, которые передаются.

<р>3. Когда закодированный (и защищенный) сигнал в кабеле достигает принимающего устройства, порт HDMI вычисляет разницу между исходным и инвертированным сигналами в парах TMDS и впоследствии компенсирует любую потерю сигнала, которая могла произойти.

Трехэтапный процесс кодирования-декодирования для защиты качества сигнала — это то, как HDMI помогает поддерживать высокое качество изображения и звука между вашими устройствами.

Для защиты данных

Помимо обеспечения звука и изображения в безупречном качестве, еще одной отличительной чертой технологии HDMI являются ее возможности защиты данных. Используя технику, известную как цифровая защита высокой пропускной способности (HDCP), HDMI может предотвратить пиратство данных.

HDCP — это защита авторских прав, которую HDMI использует, чтобы гарантировать, что никто не копирует фильмы и шоу.

Как HDMI предотвращает пиратство контента?

Метод защиты контента HDCP представляет собой, по сути, протокол аутентификации, в котором соответствующая аутентификация проверяется как на принимающем, так и на передающем устройстве. Этот код аутентификации представляет собой зашифрованные данные, которые обычно хранятся в расширенных идентификационных данных дисплея (EDIP) обоих устройств, обменивающихся информацией. Однако, прежде чем данные будут успешно получены от отправляющего устройства/гаджета/электроники, код аутентификации на обоих устройствах должен совпадать.

После этого отправляющее устройство продолжает генерировать новый ключ аутентификации, который теперь будет использоваться обоими устройствами. Это известно как процесс рукопожатия. Если после рукопожатия неавторизованное устройство пытается перехватить информацию, гаджет-источник немедленно прекращает передачу данных между обоими устройствами.

Исходное устройство кодирует информацию с помощью сгенерированного им ключа. Принимающее устройство декодирует его, используя ту же информацию. Он также каждые несколько минут следит за тем, чтобы ключ не изменился и что система по-прежнему защищена.

Хотя протокол аутентификации HDCP не включен по умолчанию, он поддерживается на всех HDMI-совместимых устройствах. Однако более ранние поколения устройств HDMI и подключений могут не поддерживать эту функцию.

Вот и все: как работает HDMI и процессы, происходящие при установлении соединения между двумя устройствами HDMI. Есть дополнения или вопросы? Давайте послушаем вас в комментариях.

Читайте также: