HDMI: жажда скорости

Без HDMI не обходится сегодня ни одно современное аудиовидеоустройство. Мы будем рассматривать HDMI в плане пропускной способности,а также постараемся ответить на самые распространенные вопросы относительно подключения устройств с помощью этого интерфейса.

Больше гигабит, хороших и разных.

Итак. HDMI — High-Definition Multimedia Interface. Для соединения двух устройств используются специальные кабели, которые и передают цифровые сигналы от источника к приемнику. Однако все ли кабели одинаковы? Мы не будем рассматривать в этом разделе такие аспекты, как качество передачи сигнала, зато рассмотрим способность передавать определенные типы цифровых потоков. По кабелю передается поток данных, а значит, у этого потока есть «потолок» — объем данных, передаваемых за секунду. Обычный DVD-плейер с апскейлером до 480р передает поток всего 0,81 гигабита в секунду. Для HDTV поток уже должен быть до 2,23 Гбит/с. Для передачи полноценного изо­бражения в 1080р (Blu-ray) необходима пропускная способность уже в 2 раза выше — 4.46 Гбит/с. С добавлением к спецификации HDMI таких технологий улучшения изображения, как Deep Color (10. 12, 16 бит цветовое пространство), более высокую частоту обновления кадров, а также внедрение передачи несжатого многоканального аудиосигнала — необходимость в пропускной способности кабеля возрастает до 10 Гбит/с и выше. И уже идет активное обсуждение сигнала еще более высокого разрешения, что еще сильнее повысит требования к кабелям и их максимальной пропускной способности (для примера можно привести такую таблицу, см. внизу).

Таким образом, даже если не рассматривать аспект качества передачи сигнала, сначала нужно говорить хотя бы о теоретической способности конкретного кабеля передавать потоки с высоким битрейтом. Большинство из бюджетных кабелей, доступных на рынке, не сертифицировано для передачи сигнала 1080р 12 бит. Покупая такой, вы рискуете — кабель может отлично работать со старым устройством, передавая сигнал 720р, но при установке более высоких разрешений могут начаться проблемы.

Мегагерцы тоже важны.

С появлением спецификации HDM 11.3 и необходимости передавать через HDMI более высокие потоки данных. HDMI Licensing,
LLC разделило кабели на две категории. Стандартные HDMI-кабели (Категория 1) способны работать с полосой пропускания 75 МГц (ее достаточно для передачи 1080i60). Для устройств, которым необходима большая полоса пропускания (и больший поток), HDMI Licensing, LLC создала категорию высокоскоростных кабелей (Категория 2). Эти кабели способны работать с полосой пропускания в 340 МГц (три канала по 340 — 10,2 Гбит/с).

Однако перейти от 75 МГц к 340 МГц совсем непросто. Чтобы это обеспечить, пришлось ввести в спецификацию версии 1.3 также специальные требования во всем приемникам и передатчикам, совместимым с 1.3. Например, всем приемникам версии 1.3, которые поддерживают полосу пропускания более 165 МГц, по стандарту необходимо иметь функцию предкоррекции сигнала.

Проблемы и решения.

Какие же проблемы могут возникнуть при недостаточной пропускной способности канала, которым и является кабель? Самое простое, что может произойти — изображение и звук будут отсутствовать полностью. Этот пример прекрасно иллюстрирует один случай, который произошел с коллегами из американского журнала. Они использовали в качестве Blu-ray плейера игровую консоль PS3. Однако после очередного обновления программного обеспечения приставки, изображение с нее просто пропало. При этом подключение PS3 со старой версией ПО решало проблему. Небольшое расследование позволило сделать интересные выводы — новая прошивка для PS3 включала в себя функцию 12-битовой передачи цветового пространства, что повлекло за собой увеличение потока данных, передаваемых через HDMI, с чем кабель и не справился. При этом он отлично работал с сигналом 1080р 8 бит.

Если же кабель работает на грани своих возможностей, то это может выражаться в срыве синхронизации или появлении на изображении различных артефа­ктов: «белый снег», выпадение пикселей, «зерно» и т.д.

Вывод простой — кабели, которые работали в вашей системе сегодня, вполне возможно, будут неспособны выполнять свои функции завтра. Все из-за более же­стких требований новых устройств. Кроме того, вполне возможно появление в ближайшем будущем устройств, которые повышают частоту кадров. Пока что такие функции реализовали только в телевизорах (мы писали об этом в репортаже с IFA 2008), но что мешает встроить «удвоители» сразу в плейеры? Естественно, это опять повысит требования к пропускной способности.

Еще одной проблемой при соединении двух устройств может стать банальная несовместимость. Это проблема сложной процедуры установления связи протокола HDCP, призванного защитить цифровой контент от копирования. К сожалению, до сих пор не все устройства на 100% соответствуют требованиям стандарта HDMI. Яркий пример такой несовместимости — невозможность работы некоторое время назад спутникового HD-ресивера Thomson (предлагаемого компанией НТВ+) в паре с целым рядом телевизоров Toshiba с HDMI. Сейчас эта неприятность устранена путем обновления ПО ресивера, однако она успела попортить немало крови владельцам ТВ от Toshiba — ведь другой спутниковый ресивер использовать с HD-каналами НТВ+ невозможно. Такие же проблемы могут возникнуть при подключении устройств не напрямую, а через так называемые «свитчеры» — позволяющие коммутировать несколько входов на один или несколько выходов. Сейчас такие устройства встроены во все современные ресиверы. Проблема может решиться после обновления прошивки устройства, а мо­жет и не решиться вовсе, тогда придется просто покупать новое, совместимое. В качестве примера можно привести трудности при соединении AV-процессора Audiolab 8000АР и довольно старого проектора от Panasonic. Тем не менее инженеры Audiolab прислушались к отзывам пользователей, последовало обновление ПО. Хотя совсем не факт, что дело в процессоре, более вероятно, что это проблема проектора, который был выпущен в то время, когда все спецификации HDMI были еще не утверждены.

Еще один вопрос — длина кабеля. Любому сигналу свойственно затухать по мере удаления от источника. Такой эффект присутствует и в HDMI-кабелях. Причем прогрессирует он с увеличением длины кабеля и ростом потока, который по нему передается. Например, короткий кабель (1-3 м) может легко передавать 1080р, а кабель из той же линейки, но длиной 10 м может запросто оказаться способным только на передачу сигнала 720р. Официальная же максимальная длина кабеля HDMI — 15 м. После чего рекомендуется устанавливать усилители сигнала. Кстати, зачастую усилители есть и в свитчерах, так что можно совместить два устройства в одном — если нужно протягивать кабели большой длины и при этом коммутировать сигналы с нескольких устройств.

Что же делать?

Как же защитить свои инвестиции? При покупке дорогого и заведомо качественного HDMI-кабеля убедитесь, что он сертифицирован для передачи сигнала 1080р. Сертификацией занимается всего несколько лабораторий, стандарты на тестирование приняты не так давно, а оборудование стоит как не самый дешевый Ferrari. Одна из таких лабораторий называется Simplay HD, которая сертифицирует все типы HDMI-устройств, включая и кабели. Для проверки со­ответствия кабеля соответствующим стандартам к одному разъему «испытуемого» подключается специальный генератор, ко второму — приемник сигнала. Генератор позволяет провести так называемый ЕРТ (Eye Pattern Test — особая диаграмма), когда на вход подается специальный сигнал, а затем анализируется результат на выходе. Сигнал генерируется в соответствии со «скоростной» категорией кабеля.

Для примера даны две диаграммы: для кабеля, который способен передавать сигнал 1080р и для несоответствующего стандарту (илл. 2). С помощью этого теста можно также определить образец, который способен передать 1080i, но не годится для 1080р.

На сайте лаборатории (hd.com) можно найти списки протестированных продуктов в категориях AV-ресиверы, DVD-плейеры, кабели и пр. К сожалению, списки весьма сокращенные, тем не менее кое-какие продукты, поставляемые на российский рынок, там есть. Увы, далеко не все производители пока что утруждают себя сертификацией, перекладывая борьбу с совместимостью на плечи пользователя. Но надо признать, что процент проблем сокращается с каждым годом, при этом у известных брендов он, как правило, гораздо меньше, чем у китайского OEM. Если же хочется сэкономить, путь один — экспериментировать и надеяться, что все заработает так, как надо.

Источник: Журнал "Stereo&Video"