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Cabos HDMI - história e futuro do padrão High Definition Multimedia Interface

2020-11-19

Cabos HDMI - história e futuro do padrão High Definition Multimedia Interface

Até há 20 anos, havia muitas interfaces concorrentes para a transmissão de vídeo e áudio entre dispositivos AV. Era um problema para os consumidores e também para os profissionais. O desenvolvimento da tecnologia provou ser o desafio mais sério. Os fabricantes de computadores e equipamentos de RTV, bem como as emissoras de televisão, conheciam o potencial da imagem de alta definição. O problema não era tanto produzir ou enviar imagens de tal qualidade, mas a sua receção e visualização no ecrã do consumidor. Especialmente a transmissão de sinais entre dispositivos individuais: recetor, gravador de vídeo, televisor, computador, monitor, etc. Os padrões existentes (imagem composta ou o padrão VGA, e até DVI) já tinham alcançado a sua máxima capacidade técnica.Apesar de em princípios do século XXI existirem várias soluções competitivas no mercado, hoje é evidente que o vencedor foi um padrão multimédia do Japão, desenvolvido em colaboração, entre outras, com empresas como: Hitachi, Panasonic, Sony ou Toshiba. Conhecemo-lo pela abreviatura HDMI.

Como funciona o HDMI?(#Jak-dziala-HDMI}

O HDMI é uma interface, ou seja, define não só os protocolos de transmissão e as suas propriedades elétricas, mas também as especificações mecânicas dos conectores. Estes últimos vêm em vários tamanhos: padrão HDMI, HDMI mini e HDMI micro. As fichas têm capacidades idênticas, independentemente do seu tamanho, e as suas variantes em miniaturiza são utilizadas em dispositivos que requerem o uso de conectores pequenos. Por exemplo, o HDMI mini é usado em muitos modelos Canon e Nikon DSLR, e a placa Raspberry Pi 4B tem dois conectores HDMI micro.

Ao contrário dos seus antecessores, o HDMI foi desenvolvido como um padrão multimédia, o que significa que pode transmitir vídeo, áudio e outros dados. Portanto, até uma vaga descrição das capacidades do HDMI implica observar vários aspetos desta interface.

AK-AD-04 Adaptador Akyga que permite conectar um cabo HDMI padrão à mini tomada HDMI.

Que formatos AV usa a interface HDMI?

Os metadados e áudio-vídeo são transferidos em qualquer formato, mantendo os requisitos mínimos especificados pelas normas CEA-861. Consoante a versão da interface (HDMI 1.0, HDMI 1.1, etc.), o padrão HDMI utiliza revisões sucessivas desta estrutura de dados. Dado que evolui constantemente em conjunto com a tecnologia de visualização, o padrão HDMI em si mesmo permanece atualizado e adaptado às necessidades dos produtos mais modernos, mantendo a compatibilidade com versões anteriores. Os dados de vídeo não comprimidos são geralmente transmitidos com precisão de cor sRGB (8 bits por canal), mas a imagem pode ser descrita em espaços de cor ainda mais profundos (xvYCC 4:4:4, Y′CBCR 4:4:4, etc.). Nas versões mais recentes da interface, foi adicionada compatibilidade com resoluções de imagem cada vez mais altas, desde FullHD (ou seja, 1920 x 1080) até padrões 4K e até 8K e 10K, que atualmente estão a ser adotados pelos fabricantes de televisores, monitores e outros ecrãs.

O som transmitido através do cabo HDMI são amostras não comprimidas em formato PCM. Por outras palavras, é transmitido com bits que vão diretamente para o conversor DAC (D/A) no dispositivo de destino. Naturalmente, o sinal sem perdas pode ser pré-processado, analógico ou digital, à semelhança dos CD reproduzidos através de uma ligação digital. O HDMI suporta até 8 canais de áudio amostrados até 192 kHz com uma resolução de até 24 bits. Em jeito de comparação, a música num CD é gravada com precisão de 16 bits com uma frequência de 44,1 kHz.

Como funciona a transmissão HDMI?

Cabe referir que a interface HDMI não comprime os dados por si mesma. Isso tem duas consequências. Em primeiro lugar, o vídeo e o áudio são transmitidos sem perdas. Em segundo lugar (e aqui vem o desafio), as capacidades HDMI são proporcionais à velocidade de transferência de dados. As sucessivas revisões de HDMI, adaptadas para suportar resoluções de imagem e som cada vez mais altas, bem como pacotes de metadados cada vez maiores, não alteram o método de transmissão, mas apenas aumentam o seu desempenho. Enquanto a interface de primeira geração alcançava cerca de 5 Gb/s, a última versão (HDMI 2.1) funciona até 48 Gb/s. Além disso, esta evolução está a acontecer no segmento de consumo, onde os conectores e cabos podem ser utilizados em condições subótimas (ou até bastante desfavoráveis). O padrão HDMI continua a ser válido e compatível com versões anteriores graças à tecnologia de transmissão utilizada, a TMDS.

TMDS – o que é e como funciona?

TMDS significa sinalização diferencial de transição minimizada, isto é, sinalização diferencial com variabilidade minimizada. Esta tecnologia é utilizada no padrão HDMI para reduzir os efeitos da radiação eletromagnética nos dados transmitidos. Neste método, cada byte requer o envio de duas tramas de 10 bits, e a comunicação é efetuada por meio de três canais, sendo cada um deles composto por duas linhas de acordo com as regras da sinalização diferencial (que oferece em si mesma uma certa proteção do sinal). Cada byte de dados é processado bit a bit por meio de uma função de alternância ou negação exclusiva (XOR ou XNOR) para garantir o menor número de transições lógicas de estado. A frequência reduzida das alterações reduz adicionalmente a interferência entre os núcleos do condutor, bem como a influência de fatores externos. Na segunda fase, durante a retransmissão de bytes, se for necessário manter o valor atual médio, os dados são logicamente negados. Em cada trama de dados de 10 bits, além do byte transmitido, há dois bits que indicam que operações lógicas foram realizadas.

Que dados podem ser transmitidos por HDMI?

Os televisores contemporâneos, que adotaram o adjetivo em voga “inteligentes”, estão a assumir lentamente o papel que até há pouco tempo cabia aos leitores, gravadores e recetores – estão gradualmente a converter-se em centros de entretenimento. Para receber conteúdo de sites populares, como YouTube ou Netflix, não são necessários dispositivos adicionais; tudo aquilo de que precisamos é um computador modular oculto com um controlador, sintonizador, amplificador e fonte de alimentação dentro do televisor. Associado a este avanço, havia um problema conhecido na indústria da computação: como eliminar o excesso de cabos? Conectar várias antenas, fontes de áudio e vídeo, saída de áudio, sinal de controlo, Internet; tudo isto exigir cabos separados. E a interface HDMI acudiu ao pedido de socorro uma vez mais.

As funções que o HDMI é capaz de desempenhar dependem estritamente das capacidades especificadas na norma CEA-861. Dado que o padrão HDMI se baseia, entre outros aspetos, no formato dos metadados enviados, foi possível desenvolver a tecnologia sem interferir nas especificações físicas.

AK-HD-100P Um cabo HDMI de nova geração (marca Akyga). Apesar de no exterior se assemelhar aos seus antecessores, difere no design.

Em iterações posteriores da interface, esta foi ampliada com funcionalidades como CEC, ou seja, transmissão de um sinal de controlo (por exemplo, a partir de um controlo remoto), sincronização automática de áudio e vídeo e compatibilidade com os padrões Dolby (TrueHD) mais recentes. Um dos maiores avanços foi o HDMI 1.4, ao qual foi acrescentado um canal de retorno de áudio, que permite enviar a banda sonora, por exemplo, ao recetor, bem como um canal Ethernet com uma velocidade de até 100 Mbit/s. Esta última funcionalidade foi uma resposta à crescente importância da Internet nos centros de entretenimento em casa. Todas estas inovações exigiam, porém, cabos melhores e de melhor qualidade.

O cabo afeta a qualidade do sinal HDMI?

A resposta curta é não. Resposta longa: depende.

Ao contrário, por exemplo, das gerações posteriores de conectores USB, os contactos, fichas e cabos HDMI continuam a ter o mesmo número de pinos. No entanto, o desempenho de dizimação dos cabos HDMI modernos exigiu uma certa modernização. Por exemplo, a comunicação Ethernet foi levada a cabo por medio de um par de filamentos previamente utilizados para outros fins. Para que os cabos transmitissem dados a uma velocidade satisfatória, alguns deles foram enrolados e colocados (opcionalmente) numa trança separada. As gerações mais antigas de cabos com condutores paralelos não são capazes de proporcionar uma ligação de rede fluida.

Vale a pena lembrar que, ainda que o sinal de vídeo digital com a resolução de 1980x1080 possa ser transmitido com sucesso a um televisor de última geração com o uso de um cabo HDMI antigo sem perdas, as resoluções mais altas e as funções mais recentes oferecidas por esta interface requerem um investimento em cabos melhores.

Cabos HDMI 1.4 da marca Akyga

No catálogo da TME dispomos de uma grande variedade de produtos compatíveis com a última geração HDMI. Os cabos e acessórios da Akyga merecem uma referência especial. Estão disponíveis a preços acessíveis, têm uma durabilidade em segurança de muitos anos e provas dadas em muitos mercados globais. Os cabos Akyga disponíveis no catálogo da TME foram cuidadosamente classificados para facilitar a seleção do produto mais adequado.

Oferecemos cabos com um comprimento de até 20 metros, que permitem a comunicação de dispositivos através de Ethernet, são fabricados no padrão High Speed e são compatíveis com as mais altas resoluções de monitores e televisores (4K, UHD, etc.). Os cabos HDMI maiores requerem o uso de repetidores para amplificar o sinal. A oferta também inclui cabos Akyga com o padrão HDMI 2.0, ou seja, compatíveis com a tecnologia Dual View que permite transferir dados para dois ecrãs independentes.

Os conectores e fichas dos produtos Akyga contam com contactos banhados a ouro, pelo que estão protegidos contra a corrosão e asseguram uma ligação perfeita. No caso de um sinal digital, isso é extremamente importante, porque o mau contacto de um único contacto pode provocar uma quebra total do sinal. Além disso, temos disponíveis nos nossos armazéns produtos do fabricante da série Pro (artigos com designação terminada na letra P) – têm uma camada adicional de trança que protege os sinais contra interferências.

AK-AD-45 Adaptador angular da marca Akyga.

A Akyga também oferece muitos acessórios HDMI, como adaptadores, por exemplo angulares, que permitem conectar cabos a tomadas de difícil acesso. Estes são úteis, por exemplo, quando se instala um televisor ou um recetor perto da parede, quando o acesso às tomadas de entrada/saída é difícil e também numa situação em que seja necessário conectar o cabo HDMI a uma tomada DVI compatível.

Todos os produtos Akyga – pelo menos, a versão 1.4 – cumprem os requisitos da interface HDMI.

Cabos e adaptadores Akyga no catálogo

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