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"