Сравниваем оптический кабель и HDMI | Определяем лучший
Пожалуй, каждому человеку хочется, чтобы его дом был местом не только для сна и периодических приёмов пищи, но и для полноценного отдыха. И производители бытовой техники предлагают множество устройств для развлечений. Огромные телевизоры, мощные игровые компьютеры, многоканальная аудиотехника 7.1 – всё это поможет отдохнуть, расслабиться и получить новые впечатления.
Но, если для пользования такими устройствами особых технических навыков не потребуется, то для подключения и настройки они нужны как никогда. Вопросы возникают уже на этапе установки. Например, каким проводом подключать свою акустическую систему 7.1 к источнику звука – оптическим или HDMI?
В этом материале мы разберёмся, что лучше – оптический кабель или HDMI?
Оптический кабель
Оптический кабель в домашних аудиосистемах используется исключительно для передачи многоканального звука высокого разрешения. Благодаря этому его можно применять для подключения мощных стереосистем.
Кроме того, оптический кабель поддерживает передачу звукового сигнала с технологиями объёмного воспроизведения Digital Theatre Systems (DTS) или Dolby Audio. Они прекрасно совместимы с многоканальными аудиосистемами (типов 2.1, 5.1 и 7.1), а также обеспечивают реалистичное воспроизведение с правильным построением сцены. DTS и Dolby Audio наилучшим образом проявляют себя при просмотре фильмов и прослушивании музыки.
У оптического кабеля есть ещё одно немаловажное преимущество – «световой сигнал» совершенно «безразличен» к действию внешних электромагнитных полей. Поэтому помехи в таких проводах не наводятся. Оптические кабели рекомендуется использовать для подключения в помещениях, где и так находится огромное количество аппаратуры, причём не ограничиваясь просто роутерами и телевизорами.
Недостаток у оптического кабеля всего один (ну, кроме того, что он используется только для передачи звука) – сам провод довольно жёсткий и не гибкий. Но только в этом случае он способен проводить свет. При монтаже стоит учесть эти особенности провода – скорее всего, быстро скрыть его в кабель-канале или за какой-нибудь декоративной заглушкой не получится.
Достоинства
Подходит для передачи многоканального аудио вплоть до 7.1 с поддержкой технологий объёмного звучания Digital Theatre Systems (DTS) и Dolby Audio;
Устойчив к воздействию внешних электромагнитных помех, включая появляющиеся от устройств с электродвигателями.
Недостатки
Это – только аудиоинтерфейс, то есть передавать другие сигналы он не может;
Сам провод жёсткий и не гибкий, вследствие чего прокладка затрудняется.
Стоит отметить, что оптический кабель существует в трёх вариантах. Самый популярный – коаксиальный. Именно он применяется в абсолютном большинстве устройств с разъёмом S/PDIF.
S/PDIF TTL в принципе схож с коаксиальным, но использует немного другой интерфейс передаваемого сигнала. Тип провода не отличается. S/PDIF TTL применяется в звуковых картах высокого класса – например, в профессиональных – а вот в домашней аудиотехнике «гость редкий».
TOSLINK – крайне необычный стандарт. Он применяется в ноутбуках и часто объединяется с 3.5-миллиметровым разъёмом для наушников.
Кабель HDMI
HDMI – это универсальный интерфейс для передачи мультимедиа. Собственно, это даже в его названии отражено. Аббревиатура расшифровывается как High-Definition Multimedia Interface. Этот интерфейс используется для передачи и видео, и аудио, и звуковизуального сигнала одновременно.
Именно по интерфейсу HDMI к телевизору в большинстве случаев подключаются воспроизводящие устройства высокого разрешения – ресиверы цифрового телевидения, игровые консоли, домашние кинотеатры и многое другое. Один провод используется и для видеосигнала, и для звука.
Главное достоинство HDMI заключается в том, что он поддерживает действительно многоканальный звук. Например, интерфейс поколения 2.0, представленного в 2013 году, поддерживает до 32 каналов аудио! Разумеется, технологии объёмного звучания вроде DTS или Dolby также реализованы.
Также в число достоинств интерфейса можно добавить поддержку ARC – реверсивного аудиоканала. Это важно для некоторых домашних мультимедийных систем. ARC поддерживается ещё со времён поколения 1.4, представленного в 2009 году. Однако используется он в весьма экзотических ситуациях.
Среди недостатков HDMI можно выделить разве что ограниченную длину кабеля. Так, при проводе от 2 метров сигнал высокого разрешения уже может частично теряться. Впрочем, если использовать интерфейс для подключения звукового оборудования, то устойчивое соединение будет достигаться даже на 5-метровых линиях.
Итак, подведём итоги.
Достоинства
Универсальный интерфейс, который подходит для передачи и аудио, и видео;
Поддерживается действительно многоканальный звук (до 32 каналов в интерфейсе HDMI 2.0 и новее).
Недостатки
Стоит отметить, что HDMI также существует в нескольких итерациях, называемых «поколениями». Несмотря на то, что сам провод независимо от версии универсален, интерфейс может различаться функциональностью.
Так, тот самый 32-канальный звуковой сигнал представлен только в поколении 2.0 и новее. А вот владельцам с техникой, оснащённой поколении 1.4, придётся довольствоваться 8-канальным (аудиосистемы 7.1).
Сравнение и что лучше
Итак, оптический кабель – это интерфейс передачи только звукового сигнала, а HDMI – и аудио, и видео одновременно. Но этим разница между проводами не ограничивается.
Максимальное количество аудиоканалов
Не ограничено, но на практике обычно 7.1
Поколение 1.4 и меньше – 8; поколение 2.0 и старше – 32
Максимальная длина для передачи без потерь
Защита от помех внешних полей
Нет. Впрочем, существуют экранированные и активные HDMI-кабели, они защищены от помех
В абсолютном большинстве случаев для подключения аудиосистемы к источнику звука (домашний кинотеатр, цифровой ресивер, игровая консоль, компьютер) лучше использовать оптический кабель.
HDMI-кабели лучше применять в более экзотических ситуациях. Например, если у источника звука просто нет разъёма S/PDIF. Подключение аудиосистемы по HDMI реализовывается только в том случае, если у передатчика есть выходной разъём, а у приёмника – входной. В этом случае как раз задействуется технология ARC. Впрочем, телевизоров с ней – и соответствующим выходным разъёмом – крайне мало.
Источник
Оптические кабели HDMI: зачем они нужны
Оптические кабели HDMI — для вашего офиса
Передача сигнала через классические HDMI кабели достаточно ограничена, имеется ввиду пространством. Так, если для домашних условий прекрасно подойдет, например, HDMI кабель с Ethernet , то для большого конференц-зала в вашем офисе его пропускной способности будет уже недостаточно.
И вот здесь пригодятся оптические кабели HDMI. Их структура позволяет осуществлять передачу данных на более дальние расстояния, чем «предшественники». Как и почему это происходит?
Оптический кабель и кабель HDMI
Оптический кабель HDMI состоит из оптоволокна — материала, который обеспечивает максимальную скорость передачи данных из всех существующих сегодня «конкурентов».
Несущая среда кабеля содержит в себе кварцевое стекло — уникальный материал, который обладает ещё и высокой устойчивостью к электромагнитным полям и мизерными потерями. Благодаря устройству этой технологии, оптические кабели очень часто применяют для соединения между собой даже не нескольких комнат, а отдельных зданий.
Сами волокна отличаются друг от друга по составу и структуре света. Различают следующие модели волокон:
1. Стеклянные волокна (обладающие стеклянными сердцевинами и аналогичной оптикой в оболочке).
2. Пластиковые волокна (аналогичные предыдущему пункту моменты, но взамен стеклу — пластик).
3. Смешанные модели (со стеклянной сердцевиной и с пластиковой оболочкой).
Второй и третий варианты волокон используют в тех случаях, когда работа с кабелями во внешней среде не так критична. А вот самая лучшая пропускная способность среди всех вариантов принадлежит стеклянным волокнам. Они предназначены для работы в затрудненной среде передачи данных.
Оптический HDMI кабель
Оптоволокно уже активно применяется и в технологии HDMI. Так, скорость передачи данных заметно выше, чем у даже самого передового медного проводника HDMI, а в качестве этот вариант ничем не уступает.
В устройстве оптического HDMI кабеля есть такой нюанс: в его основе лежит сразу два материала — медь и оптоволокно. Таким образом, смешение двух материалов ни коим образом не «убивает» качество передаваемых данных, а даже наоборот — улучшает его даже при большом расстоянии.
Кабель оптоволоконный HDMI обладает более низким энергопотреблением, чем его аналоги, а значит подразумевает определённую финансовую экономию. В особенности (хочется вернуться к примеру из начала статьи), если речь идёт о каком-то глобальном мероприятии.
В работе с оптическими HDMI кабелями очень важно понимать, что значительное опережение в скорости передачи данных является явной причиной повышенной стоимости самого кабеля. Так, средняя цена такого устройства составляет около 15000 рублей. Есть и дешевле, однако в их качестве появляются однозначные сомнения.
Как выбрать кабель оптоволоконный HDMI
Если вы решились купить кабель HDMI оптоволоконный, то стоит сделать правильный выбор в плане качества продукта. На что обратить внимание при покупке:
1. Процентное соотношение оптоволокна HDMI и медной составляющей.
2. Толщина и упругость кабеля. В этом случае всё просто — чем толще и плотнее, тем лучше.
3. Активность кабеля.
Активные оптические HDMI кабели обеспечивают бесперебойную передачу данных на расстояние до 100 метров и при любых условиях.
Такой кабель зачастую используется в медицинских центрах, где качество HDMI и расстояние транслируемого изображения по оптоволокну играет ключевую роль. На Западе HDMI to fiber optica (тот же кабель, только без перевода на русский язык) пользуется невероятной популярностью не только в сфере медицины, но и в уличной торговле.
Исходя из всего вышесказанного, вывод напрашивается сам собой: будущее HDMI — определённо за оптоволокном. Ведь даже если обеспечить равноценную передачу данных у медного образца и оптического, последний будет в 4 раза тоньше и легче своего предшественника.
А при равнозначных габаритах — выбор определенно идёт в пользу новейшей оптоволоконной технологии. Вы можете выбрать подходящий вариант оптического кабеля HDMI у нас в магазине и сравнить их в финансовой стороне.
Источник
Оптический удлинитель HDMI. 300 метров
Доброго времени суток, Хабр!
Разработка волоконно-оптического удлинителя HDMI на 300 метров. Отказ от обратного канала (передача данных по одному волоконно-оптическому кабелю). Клонирование EDID с монитора.
Стандарт HDMI широко применяется во многих сферах, где требуется вывод изображения на экран. Лично мне удавалось передавать сигнал по HDMI кабелю на расстояние до 10 метров (больше просто не требовалось). Думаю, что без потери качества, можно передать картинку на расстояние до 30-40м. Основные минусы в случае протяжки такого кабеля – это его диаметр и размер, непосредственно, разъемов. Самый простой способ исключить кабель – это использовать беспроводной удлинитель, думаю получится достигнуть 100-150 метров, но точно не скажу. К сожалению, не все объекты, по тем или иным причинам, разрешают использование беспроводных сетей. А если нужно еще дальше?
Рис.1. Разъем HDMI кабеля и оптики (LC)
Конечно, оптика, наверное, не лучший вариант для передачи видео, но при использовании стационарных ПК и мониторов – очень даже ничего. Первый тезис – это диаметр оптического кабеля (в моем случае, это 2-3мм) и диаметр коннектора волоконно-оптического кабеля. Второе – это, безусловно, расстояние. Забегая вперед, скажу, что тесты проводились на кабеле 300м, диаметр (внешний) – 3мм.
Элементная база
При проработке элементной базы, выбор, неожиданно, пал на китайскую компанию SiFotonics, которая специализируется на такого рода оборудовании. Для начала, мы изучили их продукцию и получили две отладки, которые соединили трехсотметровым оптическим кабелем и убедились, что все работает без нареканий. В их ассортименте есть и SFP оптические приемники/передатчики (ROSA/TOSA), сериалайзеры/десериалайзеры, драйверы и т.д.
Принцип работы
Для соединения и работы устройств необходимо подключить два оптических кабеля и подать питания (кабель microUSB). Если приводить аналогию с обычным кабелем HDMI, в котором для обмена таблицей EDID есть I2C, то тут все тоже самое – один канал для передачи данных, второй – для передачи EDID от монитора к видеокарте. Данные передаются со скоростью 10Gbps. Отрывая кабель обратного канала, картинка неизменно пропадает. В этот момент закрались некоторые сомнения, а не передаются ли какие-нибудь служебные данные или метки синхронизации в обратном канале, или может устройства мониторят подключения друг к другу…
Рис.2. Состав модулей
Первая итерация платы, она же макет, получилась размерами 20Х45мм. С разъемом питания «вбок», чтобы было удобнее разводить шины питания в полигонах. Итого получилось 4 слоя. Чем плоха данная конфигурация печатной платы, я напишу позже. Хитрые разработчики на отладке использовали пассив размерами 0201, что мне делать категорически не хотелось, поэтому я использовал 0402 и под чипом каша из конденсаторов.
Рис.3. 3D модель макета платы модуля источника
Как я писал выше, моей задачей было не только сделать пару с рабочим расстоянием 300 метров, но еще и убрать обратный канал оптики. Еще на этапе проработки мы решили не ввязываться в доработку китайского софта (хотя, нам любезно были предоставлены все исходники), так как, во-первых, это куча строк непонятного кода в непонятном компиляторе, во-вторых, SiFotonics может поставлять прошитые чипы, что очень удобно, так как прошивать устройства в рамках производства весьма не просто. Чтобы читатель не подумал, что я преувеличиваю, говоря о сложностях, я приведу фото стенда для программирования.
Рис.4. Стенд для программирования и диагностики
Да-да, как вы уже, наверное, догадались, контакты JTAG для программирования выведены на контакты microUSB, и на некоторые контакты HDMI, которые раньше были GND. Сразу оговорюсь, что на качество работы это не повлияло. Итак, стенд. Чтобы запрограммировать чип, нужно сначала собрать одну схему стенда и перевести микросхему в режим программирования с помощью специализированного ПО. Далее необходимо собрать другую схему и с помощью другого ПО прошить плату. После этого она автоматически переходит в рабочий режим.
В общем, как мне кажется, это нецелесообразно даже на 1000 штуках.
Вернемся к обратному каналу. Для хранения EDID таблиц нам необходима EEPROM, и понадобится налету менять ее адрес. Взял N24C02UDTG в миниатюрном корпусе US-8. Для ее программирования использую микроконтроллер STM32F031G4U6, тоже в самом маленьком корпусе, который можно найти в свободном доступе — UFQFPN-28. Также я взял свитч питания TPS27081ADDCR. И вот что у меня получилось:
Рис.5. Схема реализации клонирования EDID
Идея в следующем. Эта схема реализуется на передающем модуле (тот, что подключается к ПК). Для клонирования EDID монитора устройство подключается к монитору. По умолчанию адрес EEPROM на нашем модуле не должен совпадать с адресом EEPROM в мониторе (во время чтения), то есть он может быть любым другим, я, например, сделал ножку A0 управляемой. В момент подключения к монитору питание на EEPROM подается, а нога А0 подтянута к логическому «0» резистором. На шине i2c висят два EEPROM с одинаковыми адресами, но это не критично, так как мы с ними еще не работаем. В моей схеме есть еще кнопка и светодиод индикации питания/прошивки EDID/ошибок. Кратковременное нажатие кнопки приводит к смене адреса и разрешению микроконтроллеру начинать чтение/запись EDID. Ресетим EEPROM питанием (на всякий случай) когда получили сигнал от кнопки, читаем EDID монитора и сразу пишем его в нашу микросхему. Мигаем 3 раза светодиодом и отключаем питание EEPROM. Чтение/запись происходит мгновенно, поэтому для мигания сделана принудительная задержка, чтобы пользователь понимал, что что-то происходит. То есть мигать начинаем тогда, когда уже можно отпускать. Если что-то не так, то не зажигаем светодиод.
Далее подключаем модуль к ПК и сразу видим новый монитор в настройках. Задача решена.
Для программирования микроконтроллера вывел SWD шину.
Рис.6. Обратная сторона платы модуля
Особенности
После всей проделанной работы с клонированием EDID я убрал обратный оптический канал, и все работало без нареканий. При данных опытах питание происходило от USB ПК. Во время загрузки компьютер (во всяком случае мой) на мгновение выключает питание USB и картинка с BIOS мигает на мониторе – это не критично. Затем я выпаял модули обратного канала с устройств и после этого мигания картинка перестала восстанавливаться. И происходило это именно из-за отсутствия модуля TOSA на мониторном устройстве. Я попытался эмулировать наличие лазера, но все безуспешно. Я почти уверен, что эту проблему можно решить прошивкой, но мы решили в нее не лезть. Чудо произошло, когда я подключил оба устройства (приемник и передатчик) к блокам питания (как, кстати, было указано в ТЗ). Картинка перестала моргать, а соответственно и пропадать. Если во время работы передергивать питания устройств, то картинка восстанавливается без проблем.
Рис.7. Схема включения передающего модуля (лазера)
Теперь вернемся к конфигурации печатной платы и разъему питания «вбок». Эта реализация была изначально неудобна и подходила только для макета. В релизном устройстве я уменьшил ширину платы до 16,3мм и вынес разъем питания на место оптического модуля обратного канала – это позволит включить несколько устройств в одну видеокарту. В противном случае мне мешал разъем питания и плата была очень широкой.
Рис.8. Узкие платы приемника и передатчика
Тут, конечно, было много переразводки и перестановок компонентов. Полигоны питания были переделаны полностью для оптимизации под эти размеры и переноса разъема microUSB. Как можно догадаться, корпуса для обоих устройств идентичны, поэтому конфигурация платы, разъемы и оптический модуль расположены одинаково. Корпус фрезеруется из алюминия и является теплоотводом, для процессора и драйвера. На внутренней стороне фрезеруются выступы под эти компоненты, поэтому они тоже располагаются одинаково.
Заключение
На данный момент спаяно четыре пары устройств, проводятся тесты на длинном кабеле на разных мониторах и ТВ. Нареканий по работе нет никаких. Проверяем только на fullHD и ниже.
Источник
