При выборе HDMI кабеля для воспроизведения контента 4K следует учитывать, что длина кабеля может иметь решающее значение, так как по длинному HDMI кабелю гораздо труднее передать 4K без потерь, в то время как короткие кабели справляются с такой задачей без проблем.
Нужно понимать, что есть огромная разница между сигналом 1080p и требованиями к HDMI 4K, полному разрешению, глубине цвета, количеству кадров в секунду и широкому динамическому диапазону (HDR). Технологии не стоят на месте и современные HDMI кабели гораздо лучше справляются со всеми этими задачами, чем их предшественники лет семь назад. Тем не менее, требования к HDMI кабелям, которые являются связующим звеном между источником сигнала и монитором или проектором, постоянно растут. На практике зачастую встречаются сложные пути прохождения сигнала и могут возникать разные причины, по которым возможно появление помех. Поэтому функциональность HDMI кабеля зависит от ситуации и, соответственно, кабель будет работать или нет.
Источник должен отправить сигнал определенного минимального качества, а приемник должен иметь строгое соответствие определенному стандарту, чтобы иметь возможность его получить. HDMI кабель должен передавать сигнал с наименьшей возможной деградацией, при этом он находится под воздействием окружающей среды по всей своей длине, и чем длиннее кабель, тем больше риск возникновения шума и помех. Кроме того, чем больше максимальная пропускная способность кабеля, измеряемая в Гбит/с, тем сложнее задача передать сигнал без потерь.
Еще одним неблагоприятным фактором, которым не следует пренебрегать, может стать способ прокладки кабеля. При прокладке HDMI кабеля среди других кабелей в гофре наблюдается стойкое ухудшение качества передачи сигнала с увеличением длины из-за взаимных наводок. А если при укладке согнуть HDMI кабель по слишком малому радиусу или намотать излишек длинного кабеля вокруг близлежащих стальных объектов, создав при этом из кабеля катушку индуктивности, которая для высокочастотного сигнала работает как фильтр, то можно гарантированно получить резкое снижение пропускной способности кабеля и существенно увеличить риск возникновения неисправностей. Нужно приложить все усилия для удаления кабеля на как можно большее расстояние от источников помех, и по возможности распрямить его, чтобы не держать его свернутым, как катушка.
Выяснилось, что 4K сигнал более чувствителен к радиочастотным помехам, в том числе Wi-Fi сетей. Например, подключение флешки Google Cast в непосредственной близости с HDMI соединением, или роутер WiFi, установленный выше стойки домашнего кинотеатра, могут нарушить передачу 4K контента, в то время как 1080p сигнал в той же ситуации пройдет без помех.
Кроме того, для нормальной работы HDMI кабель должен быть лишен следующих проблем:
• замыкания в кабеле 5В на корпус;
• нарушения работы или обрыва канала отображения данных (DDC), который позволяет источнику и приемнику автоматически подстраиваться друг к другу для работы при наилучших комбинациях разрешения и частоты развертки;
• иметь исправный канал передачи сигнала определения «горячего» подключения (HPD) , который используется для определения того, действительно ли какое-либо устройство находится на другом конце кабеля. Если кабель очень длинный, некачественной конструкции или был поврежден, эта функция может не работать, в результате чего ни одно из устройств не будет знать о существовании друг друга.
Задача HDMI кабеля состоит в том, что он должен передавать сигнал между источником и приемником, сохраняя целостность сигнала, достаточную для приема и декодирования так же хорошо, как и при передаче. Это все, на что способен кабель. Кабель не может улучшить видео или аудио. Сигнал либо достигает схемы приемника целым, либо он ухудшается (передается с ошибками), либо ухудшается настолько, что вообще не читается. Вы можете почувствовать настоящие улучшения после замены кабеля, если старый кабель был поврежден или имел плохую конструкцию, создающую или активно принимающую помехи, а новый кабель стал намного лучше в сохранении исходной целостности сигнала.
Современный HDMI кабель не влияет на такие общедоступные функции, наличие которых определяются характеристиками источника и приемника сигналов:
• 3D изображение
• HDCP шифрование
• HDR высокий динамический диапазон
• HD звук
• глубина цвета Deep Color
• ARC канал
• Версия протокола HDMI
Кабель сам по себе не может решить – включить или выключить любую из перечисленных функций. Если не работает одна или более из вышеперечисленных функций, то очевидно неисправность находится где-то в другом месте, а не в кабеле. Единственной функцией, которая предъявляет требования к направленности подключения кабелей, является Ethernet через HDMI.
Зоной ответственности HDMI кабеля является бит-корректный сигнал. Чем шире полоса пропускания, тем выше риск нарушения целостности сигнала. Поэтому качество кабеля действительно имеет значение – есть хорошие и плохие кабели. Чем длиннее кабель и чем выше пропускная способность – тем выше требования к кабелю.
Качество кабеля не обязательно соответствует цене. Утверждение, что «все HDMI кабели одинаково хороши, потому что сигнал цифровой», является ложным. Если бы это было так, то можно было бы использовать любые провода между источником и приемником. Хороший HDMI кабель работает во всех устройствах, в которых он используется. Плохой кабель может работать лишь в некоторых случаях, и не будет работать во всех. Причина проста: он не может поддерживать целостность сигнала для выбранной длины, полосы пропускания, маршрутизации и смежного оборудования или условий, выдавая сигнал настолько искаженным, что он не может быть декодирован приемником. Сегодня редко возникают проблемы с сигналами 1080p. Но стоит только увеличить длину и/или пропускную способность, как это требуется для контента 4K, и дешевые кабельные альтернативы будут исключены.
В действительности HDMI кабели не имеют номера версий. Такие надписи, как «Кабель HDMI 2.0», кроме маркетинговой составляющей, не имеет ничего общего с реальной классификацией HDMI кабелей. Такие кабели классифицируются по скорости передачи данных, аналогично кабелям Ethernet. В настоящее время существует три класса таких кабелей:
• Standard – поддерживает скорость передачи до 2,2 Гбит/с, то есть сигналы с разрешением 1080i и 720p. Это устаревший класс, так как даже Full HD сигнал требует поддержку 1080p.
• High-Speed – поддерживает скорость до 18 Гбит/с и разрешение 4K при 60 кадрах в секунду. Иногда можно встретить значение 10,2 Гбит/с, что является предыдущим ограничением скорости для этого класса.
• Premium High-Speed – поддерживает скорость до 18 Гбит/с и разрешение 4K при 60 кадрах в секунду, но происхождение и изготовление кабеля можно проследить с помощью метки QR-кода. Причина появления данного класса кроется в том, что обычная маркировка High-Speed стандарта может быть легко фальсифицирована, и потому потребители не могли быть уверенными на 100% в подлинности маркировки.
Определить, какая скорость передачи данных необходима в каждом конкретном случае, поможет информация с наиболее распространенными установками:
• 18 Гбит/с – поддерживает 2160p (4K) при частоте 60 кадров в секунду и цветовом пространстве RGB/YCbCr 4:4:4 с глубиной цвета 8 бит (на канал). Это обычно наилучшее изображение, которое может быть выведено с компьютера при использовании телевизора в качестве монитора. Для будущих источников видео такая скорость будет стандартом.
• 13,3 Гбит/с – достаточно для 2160p (4K) при частоте 24/25/30 кадров в секунду и цветовом пространстве RGB/YCbCr 4:4:4 с глубиной цвета до 12 бит (на канал). Примерами такого использования являются HDR и Ultra HD Blu-ray, где текущая частота обновления не превышает 30 кадров в секунду. Этот класс полосы пропускания кабеля также достаточен для 4K при частоте 50/60 кадров в секунду с несколько уменьшенным цветовым пространством YCbCr 4:2:0, но с прежней глубиной цвета до 12 бит. Использование таких установок возможно с некоторыми компьютерными играми в 3K и HDR, а также с Netflix.
• 9 Гбит/с также достаточно для некоторых настроек 4K, таких как: 2160p при частоте 30 кадров в секунду и цветовом пространстве RGB/YCbCr 4:4:4 с глубиной цвета 8 бит (на канал); 2160p при частоте 24 кадра в секунду с глубиной цвета 24 бит и, наконец; 2160p при частоте 50/60 кадров в секунду и уменьшенном цветовом пространстве до YCbCr 4:2:0 при максимальной 8-битной глубине цвета. Эти настройки делают невозможным полноценное воспроизведение Ultra HD Blu-ray, поскольку класс полосы пропускания находится на грани.
• 6,7 Гбит/с включает в себя все варианты 1080p (Full HD), включая 3D из Full HD Blu-ray, частоты обновления до 60 кадров в секунду и глубину цвета 12 бит. Этого более чем достаточно для 1080p при частоте 24 кадров в секунду (обычный Full HD фильм) и всех форм 1080i и 720p (так называемых HD Ready). Звуковые форматы, такие как DTS Master Audio, не добавляют более 0,03 Гбит/с, и поэтому обычно не оказывают никакого влияния.
На сегодня наиболее предпочтительна скорость передачи данных 18 Гбит/с, так как основной проблемой при передаче сигнала 2160p (4K) при частоте 60 кадров в секунду в полноцветном пространстве с максимальной глубиной цвета является увеличение потерь в кабеле при возрастании длины. Как правило, все современные качественные кабели обеспечивают скорость 18 Гбит/с на длинах до 2 метров включительно, однако при тестовых замерах даже некоторые фирменные кабели на длине 10 метров показывали скорость не более 13,3 Гбит/с. Передать сигнал со скоростью 18 Гбит/с на длину 15 метров из тестируемых кабелей смог только HDMI кабель Supra, однако даже в длине 10 метров такой кабель не обеспечил стабильный сигнал, находясь возле источников помех и будучи свернутым, как катушка.
Для большинства пользователей скорости в 13,3 Гбит/с будет достаточно. Обычный пользователь может подумать, что его кабель работает в 4K на полной скорости 18 Гбит/с со всеми максимальными настройками, но на практике большинство домашних кинотеатров не работают быстрее, чем 13,3 Гбит/с. Большая часть контента даже при частоте 60 кадров в секунду имеет 12-битную глубину цвета и схему YCbCr 4:2:0. Однако в будущем требования будут только увеличиваться, и уже сегодня рекомендуется рассчитывать на скорость передачи данных в 18 Гбит/с.
В статье использован материал Av Thomas Ytterberg.
Михаил Гончаренко
