هرچه آنچه که باید در مورد کابل HDMI بدانید! ,

کابل HDMI چیست ؟

HDMI مخفف عبارت  HIGH-DEFINITION MULTIMEDIA INTERFACE (رابط چند رسانه ای با کیفیت بالا) ، یک رابط صوتی/ تصویری فشرده برای انتقال داده های صوتی/ تصویری دیجیتال غیر فشرده از یک دستگاه سازگار با HDMI ( منبع یا ورودی)  شامل ستاپ باکس  , DVD Player  ، پخش کننده دیسک بلوری، دوربین فیلمبرداری ، AV CHD ، رایانه شخصی (کامپیوتر)، کنسول بازی ویدیویی (مانند پلی استیشن3،ایکس باکس 360وWii U)، گیرنده AV، لپ تاپ و تلفن همراه سازگار با HDMI. اچ دی ام ای جایگزین دیجیتالی استاندارد های آنالوگ می باشد ، مانند  کابل کواکسیال فرکانس رادیویی (RF) ، ویدیویی کامپوزیت،S-Video, SCART ، ویدئو کامپونت،D-terminal یا  VGA ( همچنینD-SUB یا DE-15F نیز نامیده می شود).

تاریخچه ای  اندک در مورد کابل  HDMI 

 بیش از بیست سال است که رابط های رقابتی زیادی برای انتقال تصویروصدا بین دستگاه های صوتی و تصویری وجود داشت، که این امر مشکلاتی را برای مصرف کنندگان و متخصصان ایجاد کرد این یکی از جدی ترین چالش های توسعه فناوری بود. تولید کنندگان رایانه و تجهیزات صوتی_ تصویری و همچنین پخش کننده های تلوزیونی،پتانسیل ذاتی تصاویر با وضوح بالا را تشخیص دادند که با مشکلاتی مواجه شدند. که این مشکل تولید و انتقال تصاویر با چنین کیفیتی نبود، بلکه مشکل از گیرنده،ضبط کننده ویدئو،تلوزیون،کامپیوتر،مانیتور و غیره بود.  استاندارد های قبلی (تصویر ترکیبی یا استاندارد VGA وحتی DVI )  که قبلا به حداکثر توانایی های فنی خود رسیده بودند. اگر چه در آغاز قرن بیست و یکم راه حل های رقابتی  در بازار وجود داشت، اما  اکنون مشخص است که برنده یک استاندارد  چند رسانه ای از ژاپن بود که با همکاری شرکت هایی مانند هیتاچی،پاناسونیک،سونی یا توشیبا توسعه یافته بود. که ما با مخفف آن میشناسیم : HDMI (اچ دی ام ای) .

 HDMI از پشتیبانی تولیدکنندگان  فیلم های سینمایی فاکس،یونیورسال ، برادران وارنر برخوردار است.کابل HDMI در بخش AV  استفاده می شود و هم پرکاربردترین کابل در خانه ها است که دستگاه هایی مانند تلوزیون دیجیتال،پخش کننده DVD،پخش کننده BluRay،ایکس باکس،پلی استیشن وAppleTv را به تلوزیون متصل می کند. روز به روز دستگاه های تلوزیونی خانگی بیشتری با استفاده از این کابل ساده و موثر متصل می شوند، اما اکنون HDMI روی لپ تاپ ها و رایانه های شخصی نیز قابل استفاده است و بنابراین به استانداردی برای بازار های تجاری و شرکتی تبدیل می شود. برای آموزش،ارائه،تابلوهای دیجیتال و نمایشگر های خرده فروشی برای انتقال سیگنال های صوتی باکیفیت بالا از دستگاهی به دستگاه دیگر از HDMI استفاده می شود.

تعدادی کانکتور کابل استاندارد HDMI موجود است که هرکدام می توانند برای هر فرمت ویدیویی غیر فشرده تلوزیون یا کامپیوتر شخصی، از جمله سیگنال های استاندارد، پیشرفته، با کیفیت بالاو سیگنال های ویدیویی سه بعدی، تا 8 کانال صوتی دیجیتال فشرده و غیر فشرده

CEC ( Consumer Electronic contorol) و یک اتصال داده اترنت استفاده شوند. HDMI استاندارد های ELA/CEA-861 را پیاده سازی می کند. که فرمت های ویدیویی و فرم های WAVE، انتقال صدای فشرده و غیر فشرده و LPCM و داده های کمکی و پیاده سازی VESA EDID را تعریف می کنند. 

CEC به دستگاه های HDMI  اجازه می دهد تا در صورت لزوم یکدیگر را کنترل کنند و به کاربر اجازه می دهد چندین دستگاه را با یک گوشی  از راه دور کنترل کند.  از آنجایی که HDMI  از نظر الکتریکی با  سیگنال های CEA-861 مورد استفاده  در رابط بصری دیجیتال (DVI) سازگار است. هیچ تبدیل سیگنالی لازم نیست. و همچنین هنگام استفاده از مبدل DVI به HDMI ، کیفیت ویدیو کاهش نمی یابد. به عنوان یک اتصال غیر فشرده HDMI CEA-861  مستقل از استاندارد های مختلف  تلوزیونی دیجیتالی است که توسط  دستگاه های جداگانه استفاده می شود مانند ATSC,DVB زیرا اینها کپسوله سازی های جریان های ویدیویی فشرده MPEG هستند ( که می توانند رمزگشایی شده و به عنوان یک جریان ویدئویی فشرده نشده HDMI  خروجی شوند) تولید محصولات HDMI مصرفی درسال 2003 آغاز شد. در اروپا DVI-HDCP یا HDMI با مشخصات برچسب گذاری آماده HD برای تلوزیون های HDTV که توسط EICTA با SES ASTRA در سال 2005 فرموله شده گنجانیده شده است. انتظار می رفت HDMI در سال 2008 از DVI فراتر رود که عمدتا توسط بازار الکترونیک مصرف کننده هدایت می شود.

HDMI Licensing LLC در 25 اکتبر 2011 اعلام کرد که بیش از 1.100 آداپتور HDMI وجود دارد و بیش از 2 بیلیون HDMI  از زمان عرضه HDMI STANDARD  ارسال شده است.  از 25 اکتبر 2011 تمام توسعه مشخصات HDMI بر عهده انجمن تازه ایجاد شده HDMI قرار گرفت.

رایانه های شخصی با رابط DVI قادر به خروجی فیلم به مانیتور با قابلیت HDMI هستند. برخی از رایانه های شخصی شامل رابط HDMI می باشند و بسته به سخت افزار خاص، ممکن است قادر به HDMI از خروجی صوتی HDMI باشند. به عنوان مثال چیپست های مادربرد اینتل از 945G و چیپست های مادربرد NVIDIA's GeForce 8200/8300 قادر به خروجی LPCM هشت کاناله از طریق HDMI با کارت های ویدیوی در سری ATI Radeon HD 4000  می باشند. اگر کارت گرافیک دارای سخت افزار لازم و پشتیبانی از صدای پیشرفته لینوکس (ALSA) باشد، لینوکس می تواند صدای 8 کاناله LPCM را از طریق HDMI ساپورت کند در این صورت می تواند سری ATI Radeon HD 4000 HC ALSA پشتیبانی کند. Cyberlink در ژوئن 2008 اعلام کرد که نرم افزار پخش Power DVD  خودرا برای پشتیبانی از رمز گشایی 192 کیلوهرتز 23 بیتی بلو-ری دیسک صوتی Q3-Q4 سال 2008 بروزرسانی کرد. WinDVD 9plus Corel  در حال حاضر از رمزگشایی  دیسک صوتی بلو-ری96 کیلو هرتز 24 بیتی پشیبانی می کتد. 

HDMI (اچ دی ام ای ) چگونه کار می کند ؟ 

HDMI (اچ دی ام ای ) یک رابط است، یعنی نه تنها پروتکل های انتقال و خواص الکتریکی آن، بلکه مشخصات مکانیکی کانکتورها را نیز تعریف می کند. و اینکه کابل HDMI در اندازه های مختلف موجود است: HDMI STANDARD , HDMI MINI , HDMI MICRO .

در کابل HDMI بدون توجه به اندازه سوکت ها، قابلیت های یکسانی دارند و انواع کوچک  آنها در تعدادی از مدل های LR(dslr) کانن و نیکون استفاده می شود و برد Respberry pi 4b  دارای دو سوکت میکرو HDMI است. برخلاف مدل های قبلی خود، HDMI به عنوان یک استاندارد چند رسانه ای توسعه یافته است. به این معنی که امکان انتقال ویدیو به عنوان صدا و سایر داده ها را فراهم می کند. بنابراین، حتی یک توصیف کلی از HDMI مستلزم نگاهی به چندین جنبه ازاین رابط است .

*نکته ای که درباره HDMI بسیار اهمیت دارد این است که برای این پورت هیچ تبدیلی از آنالوگ به دیجیتال یا هیچ فشرده سازی روی اطلاعات اعمال نمی شود و اطلاعات به صورت استاندارد منتقل می شوند که همین موضوع باعث حفظ کیفیت صدا و تصویر در سیستم HDMI می شود تمامی این مراحل فقط توسط یک کابل HDMI ودرگاه آن انجام شده تا شما را از کابل کشی های متعدد بی نیاز کند. 

رابط HDMI در چه سالی ساخته شد ؟

بنیان گذاران HDMI توسعه HDMI 1.0 را در 16 آوریل 2002 با هدف ایجاد  یک کانکتور AV که به DVI سازگار است آغاز کردند.

اولین مراکز تست مجاز(ATC) که محصولات HDMI را آزمایش می کند کی ساخته شده است؟

اولین مرکز تست مجاز(ATC) که محصولات HDMI را آزمایش می کند توسط سیلیکون Image در 23 ژوئن 2003 در کالیفرونیا ، ایالات متحده افتتاح شد. در کان و فرانسه. اولین ATC  توسط چین تصویر سیلیکونی را در 21 نوامبر 2005 در شنژن افتتاح شد. اولین ATC در هند توسط فیلیپس  در 12ژوئن 2008 در بنگلور افتتاح شد  وب سایت HDMI  حاوی لیستی از تمام ATC ها است. طبق آمار in-stat ، تعداد دستگاه های HDMI  فروخته شده درسال 2004، 5 میلیون و درسال 2005، 17.4 میلیون در سال 2006، 63 میلیون و درسال 2007، 143 میلیون دستگاه بوده است حدود 90 درصد از تلوزیون  های دیجیتال در سال 2007 شامل HDMI بودند. in-stat  تخمین زده است که 229 میلیون دستگاه HDMI در سال 2008 فروخته شده است. در سال 8 آوریل 2008، 850 شرکت الکترونیکی مصرفی و رایانه شخصی وجود داشتند که مشخصات HDMI  (اداپتور های HDMI) را پذبرفته بودند. در 7 ژانویه 2009،  HDMIمجوزLLC اعلام کرد که HDMI به بیش از 600 میلیون  دستگاه HDMI نصب شده رسیده است. in-stat  تخمین زده است که 394 میلیون دستگاه HDMI در سال 2009 به فروش خواهد رسید که تمام تلوزیون های دیجیتال تا پایان سال 2009 به فروش خواهند رسید که حداقل یک ورودی HDMI داشته باشند.

درسال 2008، مجله PC جایزه برتر فنی را در بخش سینمای خانگی برای "نواواری که جهان را تغییر داده است" به بخش CEC از مشخصات HDMI اعطا کرد. در 7 ژانویه 2009، آکادمی ملی علوم و هنرهای تلوزیونی به شرکت ها جایزه EMMY فناوری و مهندسی را برای توسعه HDMI  دربافت کردند.

رابط  HDMI از چه فرمت های صوتی-ویدیویی استفاده می کند ؟

فرا داده و داده های صوتی-تصویری در هر قالبی با رعایت حداقل الزامات استاندارد های CEA-861 منتقل می شوند. بسته به نسخه رابط (HDMI 1.0,HDMI 1.1 و غیره) از تجدید نظرهای متوالی  این ساختار داده استفاده می شود. همانطور که HDMI به طور مدوام در حال تکامل است ، همراه با فناوری نمایشگر، استاندارد HDMI خود همچنان  به روز و مطابق با نیاز های مدرن ترین محصولات سازگار است،  داده های ویدیویی فشرده نشده  عمدتا با فضای  رنگی sRGB (8BIT PER CHANNEL) منتقل می شود.  اما تصویر را می توان در فضای رنگی  حتی عمیق تر توصیف کرد (xvYCC 4:4$,Y'C_BC_R 4:4:4  وغیره ) نسخه های جدیدتر این رابط  شامل سازگاری با وضوح تصویر درحال افزایش ، از FullHD (یعنی 1920X1080) تا 4K,8K,10K بود که اکنون توسط تولیدکنندگان تلوزیون،نمایشگر و نمایشگرهای مرتبط با آن سازگار می شود.

تفاوت بین کابل های HDMI و کانکتورها چیست ؟

نسخه استاندارد 14 میلی متری کانکتور HDMI به عنوان نوع A  شناخته می شود و به صورت دوشاخه یا کانکتور نر روی کابل موجوداست. یک کابل HDMI معمولی،معمولا دارای یک دوشاخه در دو انتهای آن است ، با سوکت HDMI نوع A که برروی دستگاه های AV (منبع ،صفحه نمایش، تلوزیون وغیره) وجود دارد. کانکتور HDMI نوع A  رایج ترین نسخه است  که می توانید آن را به راحتی پیدا کنید. اکثر تجهیزات و دستگاه های صوتی بصری،از تلوزیون،بلو-ری و ایکس باکس گرفته تا تجهیزات پخش حرفه ای مانند تقویت کننده های توزیع HDMI، دستگاه های ماتریسی و سوئیچرهای سیگنال نسخه HDMI MINI (TYPE C) , HDMI MICRO (TYPE D) نیز موجود است، زیرا دستگاه های کوچکتر مانند تلفن های هوشمند و تبلت های ما به طور فزاینده ای به منابع HD TV شخصی ما تبدیل می شوند. بااین حال، محدودیت هایی برای مسافتی که انتقال  HDMI می تواند طی کند وجود دارد. در CIE توصیه می کنیم  هنگام استفاده از کابل HDMI "استاندارد" دسته 1  که طول آن احتمالا بیش از 10 متر نباشد. کابل درجه بالا دسته 2 موجود است که بااستفاده از آن می توانیم با موفقیت به طول کابل تا 15 متر دست یابیم. 

کابل HDMI چه فاصله ای را پشتیبانی می کند ؟

HDMI دسته 1-کابل های استاندارد  نیز بدون هیچ مشکلی تا 5 متر می رسد و در شرایط ایده آل در فواصل تا 20 متر انتقال می یابد. 

*اما به یاد داشته باشید! قبل از اجرای هر فاصله طولانی تری از کابل از طریق دیوارها یا سقف ها و غیره... ابتدا سیستم خودرا آزمایش کنید از کابل منبع دقیق (به اضافه هر وسیله اضافی مانند سوئیچ های ویدیویی،اسپیلیترو غیره)استفاده کنید تا مطمئن شوید که سیستم قبل از نصب کار می کند.

برای سیگنالی که باید 10-5 متر بیشتر حرکت کند،کابل درجه بالاتر دسته 2 (یا باسرعت بالا) توصیه می شود و با موفقیت به فاصله سیگنال تا 20-15 متری رسید. همچین برای پشتیبانی از انتقال سیگنال های ویدیویی 3D,UHD,4K و رنگی عمیق طراحی شده است.

آیا محدودیتی  برروی کابل HDMI استاندارد وجود دارد  ؟

به دلیل طیف گسترده ای از عواملی که می تواند بر انتقال سیگنال تاثیر بگذارد،واقعا نمی توان توانایی هایی دقیق هر نوع کابل را ارائه داد. کیفیت کابل و ساخت آن بر قابلیت های سیگنال تاثیر می گذارد ، برای مثال ، وضوح (پهنای باند)سیگنالی که شما ارسال می کنیدو عوامل محیطی نیز می توانند تاثیر قابل توجهی بر تداخل سیگنال و فاصله انتقال داشته باشد.

بااین حال ، برخی از دستورالعمل های کلی در مورد محدودیت فاصله کابل HDMI وجود دارد نمودار زیر محدوده مقایسه ای هریک از استاندارد های کابل و همچنین قابلیت های فاصله کابل اترنت  جایگزین و گزینه های انتقال OVER-IP مانند کابل ویدیویی از طریق اترنت،HDBaseT و SDVoE (فناوری ویدیویی روی IP) که امکان انتقال سیگنال های ویدیویی صوتی 4K UHD,4K  را در فواصل  طولانی تری فراهم می کند.

تقریبا 12 میلیارد دستگاه مجهز به فناوری HDMI اززمان انتشار اولین مشخصات HDMI در دسامبر 2002 عرضه شده است،اخرین مشخصات HDMI2.1b همچنان به توسعه دسته بندی محصولات جدید و راه حل های نوآورانه برای پاسخگویی به تقاضای فزاینده برای عملکرد بالاتر و فراگیرتر ادامه می دهد. تجربیات مصرف کنندگان باعث می شود که  تکنولوژی HDMI  به عنوانیک  رابط دیجیتال پیشرو درنمایش ویدیو ، صداو داده ادامه یابد. که نمایشگر های باکیفیت بسیار بالا را به طیف گسترده ای از لوازم الترونیکی مصرفی،رایانه شخصی،موبایل،خودرو و دستگاه های AV  متصل می کند. همچنین راه حل هایی را برای صنایعی مانند مراقبت های بهداشتی،نظامی،هوافضا،امنیت و نظارت و اتوماسیون صنعتی گسترش داده است. اکو سیستم جهانی دستگاه هایی که متصل به HDMI  که دارای مجوز هستند را مجاز کرده است.

 برخی از مزیت های HDMI  شامل موارد زیر است :

•  ویدئو وصدا  را با کیفیت بالا،فشرده نشده و بدون افت کیفیت مرتبط با اتصالات آنالوگ را پیشتیبانی می کند.
• به جای استفاده از کابل های متعدد، می توان از یک کابل برای ویدئو و صدا استفاده کرد.
• می تواند ارتباط  دوطرفه بین محصولات دیجیتال را فراهم کند و امکان عملکردهای اضافی مانند همگام سازی BRAVIA  فراهم کند.
• از چندین فرمت صوتی، از جمله صدای فراگیر استریو و چندکاناله پشتیبانی می کند.

مشخصات فنی کابل  HDMI

مشخصات HDMI پروتکل ها،سیگنال ها،رابط الکتریکی و الزامات مکانیکی استاندارد را تعریف می کند. حداکثر نرخ کلاک پیکسل برای HDMI 1.0 165 MHz بود که برای پشتیبانی از 1080pو WUXGA(1920x1200) با فرکانس 60 هرتز  که HDMI 1.3 آن را به 340 مگاهرتز افزایش داد که امکان رزولوشن  بالا (مانند WQXGA 2560x1600 ) را  در یک لینک دیجیتال واحد فراهم می کند.   اتصال HDMI  می تواند  تک لینک (نوع A/C) یا دو لینک (نوع B )  باشد و می تواند  دارای نرخ پیکسل ویدیویی 25 مگاهرتز باشد (برای اتصال یک دوگانه) فرمت های ویدیویی  با نرخ های کمتر از 25 مگاهرتز( به عنوان مثال، 13.5 مگاهرتز برای 480I/NTSC ) بااستفاده از طرح تکرار پیکسل منتقل می شوند. 

اتصال دهنده ها (Connectors)

پنج  کانکتور HDMI وجود دارد که نوع A/B در مشخصات HDMI 1.0 ، نوع C در مشخصات HDMI 1.3 و نوع D/E در مشخصات HDMI 1.4 نوع A تعریف شده است:

نوع A

نوزده پین،با پهنای باند برای پشتیبانی از تمام حالت های SDTV,EDTV,HDTV . ابعاد خارجی کانکتور |(نر) 13.9mm x 4.45mm و کانکتور پریز (فرناله) در ابعاد داخلی 14mm x 4.55mm است. نوع A از نظر الکتریکی با DVI-D تک لینک سازگار است.

نوع B

 این کانکتور (21.2mm x 4.45mm) دارای 29 پین است و می توانید به جای سه عدد ، شش پایه  دیفرانسیل  را برای استفاده با نمایشگرهای آینده با وضوح بسیار بالا مانند WQUXGA (3.840 x 2.400)  باشد. نوع B از نظر الکتریکی با DVI-D دو لینک سازگار است، اما هنوز در هیچ محصولی استفاده نشده است. بااین حال،استفاده از سه جفت دیفرانسی اضافی دز مشخصات 1.3 محفوظ است.

نوع C

یک کانکتور کوچک تعریف شده در مشخصات HDMI 1.3  برای دستگاه های قابل حمل در نظر گرفته شده است. از کانکتور پلاگین نوع A کوچک تر است (10.42mm x 2.42mm) اما دارای  همان پیکر بندی 19 پین است. تفاوت ها  در این است که تمام سیگنال های مثبت  جفت های دیفرانسیل با شیلد مربوطه خود تعویض می شوند. DDC/CEC Ground به جای پایه 17 به پایه 13، به جای پایه 13 به پایه 14 اختصاص داده می شود، پایه رزرو شده به جای پایه 14 ، 17 است. کانکتور مینی نوع C  را می توان با استفاده از کابل نوع A به نوع C به کانکتور نوع A متصل کرد.

نوع D

یک کانکتور میکرو که در مشخصات HDMI 1.4 تعریف شده است. 19 پین استاندارد از انواع A,C را نگه می دارد اما اندازه کانکتور را به چیزی شبیه میکروUSB تشبیه می کند. کانکتور نوع D (2.8mm x 6.4mm)  در حالی که کانکتور نوع C (2.42mm x 10.42mm) است. برای مقایسه، کانکتور میکرو usb(1.8mm x 6.85) و کانکتور USB نوع A (11.5mm x 4.55mm) انتساب پین با نوع A یا C متفاوت است.

نوع E

 سیستم  اتصال AUTOMOTIVE در مشخصات HDMI 1.4 تعریف شده است.

HDMI ARC چیست ؟

پورت تلوزیون HDMI AUDIO RETURN CHANNEL یا HDMI ARC  هم برای ارسال و هم برای دریافت داده های صوتی تنظیم شده است. این پورت با یک سیستم صوتی جفت می شود یعنی اگر دستگاه دیگری را از طریق این درگاه به تلوزیون متصل کنید،قادر خواهید خواهید بود با کنترل یکی، دیگری را نیز کنترل کنید. به طور مثال اگر صدای یکی را بلند یا کم کنید به تبع آن صدای دستگاه نیز زیاد و یا کم می شود.

انواع کابل HDMI 

• کابل   HDMI 1.4  : این نسخه در سال 2009 معرفی شد وقابلیت های ARC و پشتیبانی از 4K تا 30 هرتز
• کابل HDMI 2.0 : این نسخه در سال 2013 معرفی شد و قابلیت انتقال تصویر با وضوح 4K در 60 هرتز
• کابل HDMI 2.0a : این نسخه در سال 2015 معرفی شد و قابلیت پشتیباتی از  HDR را دارد
• کابل HDMI2.0b : این نسخه در سال 2016 معرفی شد که فرمت HDR و HLG به آن اضافه شد
• کابل HDMI 2.1 : این نسخه در سال 2017 بسیار پیشرفت چشم گیری در پهنای باند را داشت که وضوح تصویر و نرخ رفرش ریت بالاتر از جمله 8K در 60 هرتز و 4K در 120 هرتز و همچنین قابلیت eARC  را پشتیبانی می کند. 

از مشخصات کابل HDMI 2.1  می شود به پشتیبانی از محتوای ویدئویی 8K UHD اشاره کرد این کابل دارای ورژن بسیار بالایی است که اگر دستگاه و تجهیزات شما سازگار باشد می توانید از آن استفاده کنید. مثلا می توان به پخش مستقیم فرمت های صوتی چند کاناله با ضوح  بالا مانند Dolby Atmos , DTS:X  و رفرش ریت بالا و سریع برای فیلم های 4K اشاره کرد.