Wszystko o kablach HDMI. Ile HDMI w HDMI?

dodano: 2017-06-26 10:46 | aktualizacja: 2017-06-26 11:44
autor: Jerzy Kruczek | źródło: C4i

Mija 15 lat od wprowadzenia przez producentów elektroniki użytkowej standardu HDMI (High Definition Multimedia Interface), który zrewolucjonizował rynek audio-wideo. Jak uniknąć pułapek i korzystać z najlepszej transmisji audio i wideo?

C4i

Prosimy o wyłączenie blokowania reklam i odświeżenie strony.

Interfejs HDMI umożliwia transmisję nieskompresowanego, cyfrowego sygnału oraz danych sterujących za pomocą jednego kabla, a także dowolne łączenie zgodnych ze standardem urządzeń. Jednak możliwości technologiczne urządzeń z biegiem lat systematycznie rosły, podobnie, jak ewoluowały możliwości złączy i kabli HDMI. W efekcie – dziś na rynku spotkać można produkty o różnych standardach, które nie zawsze spełnią najwyższe wymagania użytkownika. Poprzedniej generacji przewody znacznie ustępują bowiem możliwościom najnowszych produktów.

− Najwyższej jakości kable HDMI oferują obecnie przesył pełnego sygnału 4K Ultra HD 60Hz 4:4:4 10 bitów 18,2 Gbps na odległość nawet 30 metrów – mówi Tomasz Trzaskalski z firmy C4i, która właśnie wprowadziła takie produkty do swojej oferty.

Dodaje, że możliwości najnowszych przewodów znacznie przewyższają transfery obsługiwane przez produkty sprzed kilku lat. Warto wiedzieć, że zdecydowanie wyższe wymagania w tej kwestii zaczęła stawiać rosnąca popularność urządzeń wspierających rozdzielczość 4K Ultra HD z obsługą HDR. Wraz ze zwiększaniem parametrów sygnałów HDMI do 4096x2160@60Hz, zależnie od liczby bitów i próbkowania kolorów, wymóg przenoszonego pasma urósł aż do 22,28 Gbps. Najnowsze złącza HDMI w wersji 2.0b posiadają maksymalną przepustowość 18 Gbps. Wyższe pasmo obsłuży jedynie interfejs Display Port w wersji 1.3, który efektywnie przeniesie pasmo do 25,92 Gbps (rozdzielczości 5120x2880/60Hz).

− Dlatego korzystając z interfejsów HDMI przy odtwarzaniu sygnałów z najnowszych urządzeń musimy pójść na kompromis i obniżyć próbkowanie kolorów, ilość bitów lub klatek na sekundę – twierdzi Tomasz Trzaskalski.

Zagadnienie to Ilustruje poniższa tabela:

Rozdzielczość	Liczba klatek/s	Próbkowanie chrominancji	Max. częstotliwość zegara TMDS	Kolor 8-bitowy	Kolor 10-bitowy
720p / 1080i	60 Hz	4:4:4	74.25 MHz	2,23 Gbps	2,78 Gbps
1080p / 2K	60 Hz	4:4:4	148.5 MHz	4,46 Gbps	5,57 Gbps
4K / UHD	30 Hz	4:4:4	297 MHz	8,91 Gbps	11,14 Gbps
4K / UHD	60 Hz	4:2:0	297 MHz	8,91 Gbps	11,14 Gbps
4K / UHD	60 Hz	4:4:4	594 MHz	17,82 Gbps	22,28 Gbps

(na podstawie Extron Digital Design Guide III edycja)

Najnowszy standard HDMI 2.0, wraz z wprowadzającymi wsparcie HDR wersjami 2.0a i 2.0b, określa maksymalną częstotliwość zegarową TMDS 600 MHz, co daje prędkość przesyłu danych 18 Gbps i parametry obrazu 4K przy 60Hz z 8-bitowym kolorem i próbkowaniem chrominancji 4:4:4. Pozwala również na przesłanie do 32 kanałów audio, próbkowanie audio na poziomie 1,536 MHz oraz obsługę sygnałów o aspekcie kinowym 21:9 (2560x1080).

Użycie próbkowania koloru 4:2:0 zamiast 4:4:4 obniża maksymalną częstotliwość zegara aż o połowę. Przykładowo sygnał 4k@60Hz przy 12-bitowej głębi kolorów potrzebuje pasma 26,73 Gbps, którego nie prześle ani interfejs HDMI 2.0, ani Display Port w wersji niższej niż 1.4. Zredukowanie próbkowania koloru do 4:2:0 zmniejsza wymaganą prędkość transferu do 13,37 Gbps, którą standard HDMI 2.0 obsłuży bez problemu. Analogicznie sygnał 4k@60Hz przy 8-bitowym kolorze i próbkowaniu 4:2:0 wymaga jedynie 9,4 Gbps, z którymi poradzą sobie najpopularniejsze i ogólnodostępne kable HDMI w standardzie High Speed with Ethernet, oferujące z reguły przepustowość rzędu 10,2 Gbps odpowiadającą możliwościom złącz HDMI 1.4. Tego typu przewody pozwalają na przesył sygnału Ultra HD, jednak przy ograniczonych parametrach, co ma znaczący wpływ na jakość obrazu i nie pozwala wykorzystać w pełni możliwości najnowszych odtwarzaczy, telewizorów oraz projektorów 4K obsługujących HDMI 2.0, zaś w wielu przypadkach skutkuje wręcz brakiem sygnału na odbiorniku.

Kolejnym istotnym ograniczeniem każdej generacji kabli HDMI jest maksymalna długość sięgająca około 10 m lub 30 m przy wykorzystaniu wzmacniacza sygnału. Chcąc przesłać sygnał wysokiej rozdzielczości AV konieczne było stosowanie kosztownych extenderów wykorzystujących kabel Ethernet lub optyczny. Poza wysokim kosztem instalacji, wiązało się to z kompresją obrazu (pasmo do 10,2 Gbps) lub ponownym zmniejszaniem parametrów przesyłanego sygnału.

Poniższa tabela na podstawie Extron Digital Design Guide przedstawia funkcjonalność różnych złączy HDMI:

Funkcja	HDMI 1.0 12.2002	HDMI 1.1 05.2004	HDMI1.2 08.2005	HDMI 1.3 06.2006	HDMI 1.4 05.2009	HDMI 2.0 09.2013
Maksymalna prędkość danych TMDS	4,95 Gbps	4,95 Gbps	4,95 Gbps	10,2 Gbps	10,2 Gbps	18 Gbps
Maksymalna. częstotliwość zegara TMDS	165 MHz	165 MHz	165 MHz	340 MHz	340 MHz	600 MHz
Audio − liczba kanałów -k	2-k.. 8-k PCM	2-k.. 8-k PCM	2-k.. 8-k PCM	2-k...8-k PCM, bitstream	2-k… 8k PCM, bitstream	2-k…32-k PCM, bitstream
Głębia koloru (liczba bitów na 1 piksel) na kolor	24	24	24	24, 30, 36, 48	24, 30, 36, 48	24, 30, 36, 48
Rozdzielczość wideo	480p/60 … do 1080p/60 oraz 1920x1200	480p/60 do 1080p/60 oraz 1920x1200	480p/60 …do 1080p/60 oraz 1920x1200	480p/60..do. 1080p/60 oraz 2560x1600	480p/60...do 4k/30 oraz 2560x1600	480p/60...do 4k/60
ARC	nie	nie	nie	nie	tak	tak
3D wideo	nie	nie	nie	nie	tak	tak
HDMI Ethernet	nie	nie	nie	nie	tak	tak

Problem ograniczonej długości przewodów rozwiązują najnowsze kable hybrydowe z serii SUN-420. Wykonane w najnowszej technologii, miedziano-optyczne przewody kierunkowe gwarantują bezstratny przesył sygnału 4K 60Hz z HDR przy przepustowości do 18,2 Gbps na odległość nawet 30 metrów. Złącza HDMI są w pełni kompatybilne ze standardem 2.0 oraz gwarantują współpracę w dół z niższymi standardami oraz wszystkimi najnowszymi urządzeniami konsumenckimi i przemysłowymi audio-wideo. Co ważne, nie wymagają zasilania, zaś niewielkie wymiary pozwalają na wygodną instalację oraz prowadzenie w peszlach. Kable są dostępne w wersjach 10, 15 i 30 metrów. Dostępna jest także wersja 50-metrowa, która oferuje niewiele niższe parametry transferu – ok. 13 Gbps.

Kable hybrydowe SUN-420 zostały dokładnie sprawdzone z wykorzystaniem specjalistycznych testerów i generatorów sygnałów 4K, w tym GMX MS-5005 oraz PG-882. Wszystkie kable, zgodnie ze specyfikacją producenta, uzyskały maksymalne parametry sygnału HDMI 18 Gbps.

Kabel o identycznej konstrukcji, ale długości 50 m, przeniósł sygnał maksymalnie 4k@60Hz, próbkowanie 4:2:0, 12 bitów oraz 4k@30Hz, próbkowanie 4:4:4 , 12 bitów. Kable SUN-420 posiadają ekranowane eleganckie wtyki aluminiowe i są kablami kierunkowymi.

Dane i ceny kabli SUN-420 prezentuje tabela:

Kabel	Parametry	Cena detaliczna brutto w zł
SUN-420-10,10m	18Gbps	940,00
SUN-420-15,15m	18Gbps	995,00
SUN-420-30,30m	18Gbps	1150,00
SUN-420-50,50m	18Gbps	1340,00

W ofercie C4i znajdują się także miedziane kable HDMI produkcji renomowanej, amerykańskiej firmy SCP (Structured Cable Products). Nowością w ofercie SCP są kable oznaczone certyfikatem Premium, przyznawanym wyłącznie modelom sprawdzonym w autoryzowanym centrum testowym HDMI Group pod kątem możliwości przesłania sygnału 18 Gbps i wsparcia 4K. Kable te oferują dodatkowo potrójnie ekranowane zwiększające ochronę przed zakłóceniami elektromagnetycznymi oraz są wyposażone w złącza w technologii Snug-Tite™, gwarantujące bezpieczne i pewne połączenie.

Kable certyfikowane stanowią trzy serie produktów firmy SCP – to m.in. modele SCP 990UHD (kable instalacyjne, rekomendowane do instalacji przemysłowych), SCP 991UHD (kable slim – ultra cienkie i elastyczne, sprawdzające się przy podłączeniach w trudno dostępnych miejscach) oraz ekskluzywne kable Ultra Violet SCP 990UHDV, które charakteryzują się po najwyższymi parametrami pracy oraz niestandardowym designem.

Zestawienie najnowszych serii kabli HDMI SCP o pełnych parametrach 18 Gbps:

Typ	Dostępne długości	Parametry	Standard HDMI	Inne
990UHD instalacyjne	0,9 m 1,8 m 3,0 m 4,6 m	18Gbps, 4K 60Hz 4:4:4 4K@60Hz HDR, BT.2020, 32 kanały audio, ARC, CEC, 3D	Premium High Speed with Ethernet	HDR, złącze Snug-tite, potrójna ochrona przeciwzakłóceniowa HDR, CL2 PVC, czarna osłona,
991UHD Ultra Slim	0,5 m 1,0 m 2,0 m 2,5 m	18Gbps, 4K 60Hz 4:4:4 4K@60Hz HDR, BT.2020, 32 kanały audio, ARC, CEC, 3D	Premium High Speed with Ethernet	HDR, złącze Snug-tite, potrójna ochrona przeciwzakłóceniowa, SLIM-cienki kabel
990UHDV Ultraviolet	0,9 m 1,8 m 3 m 4,5 m 6,0 m	18Gbps, 4K 60Hz 4:4:4 4K@60Hz HDR, BT.2020, 32 kanały audio, ARC, CEC, 3D	Premium High Speed with Ethernet	HDR, złącze Snug-tite, potrójna ochrona przeciwzakłóceniowa
SCP 940 Ultra Slim 40% mniejsze konektory i masa	0,5m 1m, 2m, 2,5m,	18Gbps, 4K@60 2160p, HDR, HDCP 2.2, PVC, czarny	High Speed with Ethernet	HDR, wersja SLIM-cienki kabel
SCP 944E (10, 15) HD/ Ultra HD HDMI	0,9m 1,8m 3m 4,5m 6,0m	4K@50/60 (2160p), 18 Gbps, HDR, ARC, full 3D, HDCP2.2, CL2 PVC czarny	High Speed with Ethernet	HDR

Większość powyższych kabli została przetestowana przez serwis C4i specjalistycznymi narzędziami pomiarowymi pod kątem przepustowości 18 Gbps. Pozostałe długości kabli serii 940 Ultra Slim i 944 nie spełniają najwyższych parametrów przepustowości.

Niezależnie od kabli Premium, w ofercie C4i dostępne są pozostałe kable SCP nie oznaczone tym certyfikatem, lecz również gwarantujące przesył pełnego sygnału 4K. Ich atutem jest niższa cena przy zachowaniu wysokiej jakości wykonania. Seria SCP 940 to kable typu slim, zaś seria SCP 944E to kable, które poza standardowym zastosowaniem sprawdzą się w instalacjach podtynkowych. Przepustowość do 18 Gpbs wspierają kable do 6m długości.

Wszystkie kable HDMI w ofercie C4i są poddawane testom wydajnościowym przy wykorzystaniu najnowocześniejszych generatorów i testerów wideo.

Materiał chroniony prawem autorskim - wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy.