HDMI

HDMI 760 760 Cinematic

Zasada działania HDMI

Czyli wszystko co chciałbyś wiedzieć o HDMI, ale nie wiedziałeś gdzie i kogo zapytać…
Przedstawiamy obszerne opracowanie informacji dotyczących zasad działania standardu HDMI.

Celem artykułu jest wyjaśnienie zasad działania interfejsu HDMI. Powinniśmy mieć podstawową wiedzę, jak działa HDMI, aby lepiej zrozumieć ewentualne zagrożenia i problemy. Nie skupiamy się na ewolucji poszczególnych wersji (rewizji) HDMI i co one wnosiły, gdyż jest wiele miejsc w Internecie poświęconych tym zagadnieniom.

Nas bardziej interesuje generalna zasada działania. Sposób komunikacji, metody weryfikacji, problemy oraz zagrożenia jakie napotykamy podczas korzystania z tego standardu połączeń pomiędzy urządzeniami audio-video. Poruszymy również pobieżnie temat kabli HDMI – jako elementu niezbędnego do prawidłowego działania systemu. O samych przewodach HDMI możecie się dowiedzieć więcej z innych wpisów naszego bloga.

kabel hdmi 4k

Przewód optyczny HDMI

Terminologia HDMI

CEC – skrót od Consumer Electronics Control, w którym jeden z kanałów w złączu HDMI jest dedykowany do zaawansowanych funkcji kontrolnych, zwanych potocznie CEC. Zaadoptowanie funkcjonalności CEC przez producenta pozwala na wzajemną kontrolę pomiędzy podłączonymi urządzeniami. Przykładowo – uruchomienie odtwarzacza Blu-ray może jednocześnie uruchomić telewizor. Producenci urządzeń często opisują funkcje CEC pod swoimi własnymi nazwami systemów, przedstawiając je jako charakterystyczne dla danego producenta np. BRAVIA Control.

DDC – skrót od Display Data Channel, w którym jeden z kanałów złącza HDMI pozwala na oszacowanie możliwości urządzenia, do którego jest podłączone aby odpowiednio dostosować parametry sygnału. Przykładowo – odtwarzacz Blu-ray przy użyciu DDC może odczytać z chipsetu producenta telewizora jaka jest maksymalna rozdzielczość i format obrazu obsługiwany przez dany model. Następnie wybrać optymalny sygnał na wyjściu, który dopasowany jest do możliwości podłączonego telewizora. Kanał DDC jest dwukierunkowy i obsługuje EDID oraz HDCP.

EDID – skrót od Extended Display Information Data. Są to dane zapisane w pamięci EEPROM każdego urządzenia wyposażonego w gniazdo DVI lub HDMI. Urządzenie źródłowe sprawdza pamięć EDID i odczytuje informacje w których znajdziemy dane o rozdzielczościach, formatach dźwięku i obrazu, częstotliwościach lub obsługą formatów HDR itd. które obsługuje urządzenie końcowe (wyświetlacz – telewizor, projektor, monitor). Wszystkie urządzenia końcowe w komunikacji HDMI muszą mieć zaimplementowany EDID. Przesyłanie informacji zapisanych w EDID odbywa się poprzez kanał DDC z równoczesnym uruchomieniem procesu „dogadywania” (handshake). Zadaniem EDID jest przekazanie informacji urządzeniom źródłowym jakie możliwości posiada wyświetlacz. EDID jest zawsze komunikacją jednostronną od wyświetlacza do urządzenia źródłowego. Urządzenie źródłowe odczytuje EDID i odpowiednio reaguje.

Źródło – urządzenie, które wysyła sygnał HDMI, taki jak np. odtwarzacz, tuner TV czy APPLE TV.

Odbiornik – urządzenie, które odbiera sygnał HDMI takie jak np. telewizor czy projektor

Regenerator/wzmacniacz sygnału HDMI inaczej Repeater HDMI – urządzenie, które zarówno odbiera jak i wysyła sygnał HDMI. Może nim być amplituner, splitter (rozdzielacz) albo wzmacniacz sygnału HDMI.

TMDS – skrót od Transition Modulated Differential Signaling, to technologia transmisji danych przy wysokich prędkościach. W systemie HDMI dane pomiędzy odbiornikiem a źródłem sygnału przesyłane są za pośrednictwem 4 kanałów TMDS. Trzy z nich wykorzystywane są do transmisji danych (audio, wideo, dane pomocnicze), jeden zaś kanał służy do transmisji sygnałów zegarowych.

4K – format D-Cinema określający rozdzielczość 4096 pikseli w poziomie i 2160 pikseli w pionie. Potocznie używa się do określenia formatów konsumenckich 4K o rozdzielczości 3840 x 2160 po raz pierwszy opisanych w specyfikacji HDMI 1.4. W późniejszym czasie w specyfikacji HDMI 2.0 nazwaną 2160p i ustandaryzowaną jako UltraHD przez CTA (skrót od Consumer Technology Association).

Kanał zwrotny ARC – skrót od Audio Return Channel to kanał pozwalający przesłać telewizorowi dźwięk do amplitunera, przy wyeliminowaniu potrzeby zastosowania oddzielnego gniazda SPDIF. Wspiera te same formaty dźwięku co SPDIF, ponieważ bazuje na tym samym standardzie IEC 60958-1. ARC nie obsługuje formatów wysokiej rozdzielczości audio oraz wielokanałowych PCM. Występuje jednak w 2 wersjach: Single Mode oraz Common Mode. Sposób wykorzystania to np. przesłanie dźwięku z aplikacji zainstalowanych na TV (np. Netflix) do amplitunera.

Single Mode ARC używa pojedynczego przewodu w złączu HDMI z przepustowością ograniczoną do 3Mbps, co pozwala na przesłanie 2.0 LPCM oraz skompresowanych formatach przestrzennych DTS 5.1 oraz Dolby Digital. Krytyczna dla działania kanału ARC jest długość przewodu HDMI zwykle wynosząca 7-8m dla przewodów pasywnych.

Common Mode ARC jest lepszym formatem jednak znacznie rzadziej stosowanym. Nadal bazuje na tej samej specyfikacji SPDIF jednak teoretycznie może osiągać przepustowość 12Mbps. To wystarczająco do obsługi 24-bit 192kHz stereo audio, lub formatu Dolby E-AC-3, znanego jako Dolby Digital Plus. Co więcej może również przesłać matadane MAT (skrót od – Metadata-enhanced Audio Transmission) dla systemów obiektowych audio takich jak Dolby Atmos.

Kanał zwrotny eARC – wprowadzony w specyfikacji HDMI 2.1 kanał pozwalający na przesłanie dowolnego gęstego formatu audio z TV do amplitunera. Oferuje możliwość przesłania do 32 kanałów 24-bitowego audio o częstotliwości 192kHz.

HDCP – skrót od High-bandwidth Digital Content Protection, czyli system szyfrowania opracowany przez Intela celem zabezpieczenia praw autorskich dla materiałów audio-video podczas transmisji sygnału pomiędzy uprawnionymi urządzeniami (źródło – odbiornik).  Jego działanie opiera się na, weryfikacji, czy odbiornik jest uprawniony do odbioru treści chronionej. Uruchamiane jest kodowanie po stronie transmitera i dekodowanie po stronie odbiornika w celu zabezpieczenia przed nieautoryzowanym przechwyceniem treści chronionej. Mechanizm ten pozwala także na zidentyfikowanie urządzeń nieautoryzowanych do odbioru określonych danych. HDCP jest wymogiem standardu HDMI i każde urządzenie posiadające złącze musi być wyposażone w wyżej wymienione mechanizmy. Z technicznego punktu widzenia przekłada się to konieczność autoryzacji i wymiany klucza szyfrującego oraz dodania mechanizmu kodowania treści.

Hot Plug Detect (HPD) – funkcja złącza HDMI pozwalająca na wykrycie urządzeniowi źródłowemu, kiedy zostanie podłączone do odbiornika.

Klucze Prywatne – poufne klucze HDCP, które nigdy nie mogą zostać przesłane ani ujawnione. Są używane wyłącznie wewnątrz jednostek HDCP podczas procesu autoryzacji. Wraz z rewizją HDCP 1.x przyjmują formę 40 (device ID) dostarczonych przez DCP (Digital Content Protection LLC). Każdy klucz jest 56-bitowy i musi być przechowywany w sposób uniemożliwiający jego odczytanie (inaczej urządzenie straci certyfikację HDCP). Wraz z rewizją HDCP 2.2 zrezygnowano z kluczy prywatnych w nadajniku i pozostawiono jedynie 1024 bitowe klucze w każdym odbiorniku HDCP.

Klucze publiczne – znajdujące się zarówno w nadajniku jak i odbiorniku HDCP uzyskane od organizacji licencjonującej DCP LLC które są wymieniane podczas autoryzacji HDCP. W rewizji HDCP 1.1 klucze noszą nazwę „Key Selection Vector” (KSV), są 40 bitowe i zawierają po jednym bicie dla każdego z kluczy prywatnych (20 bitów z wartością 1 i 20 z wartością 0). W rewizji HDCP 2.2 3072-bitowy klucz publiczny znajduje się w transmiterze a 1048-bitowy klucz w odbiorniku.

test kabli hdmi uhd 4k

Zestaw do testowania systemów HDMI oraz kabli HDMI

Tło historyczne

Interfejsy cyfrowe takie jak HDM są na rynku od początku 2002 roku i zmieniały się wraz z tym jak ewoluował rynek telewizyjny. DVI (skrót od Digital Visual Interface) poprzedziło pojawienie się HDMI i znajdowało swoje miejsce głównie w monitorach. Specyfikacja HDMI 1.0 powstała, aby udoskonalić złącze DVI i zmodyfikować je do mniejszych rozmiarów, dodając przy tym możliwość przesłania dźwięku, szerszej palety barw oraz zaopatrzyć w funkcje sterujące urządzeniami konsumenckimi (CEC). Specyfikacja HDMI opisuje zarówno fizyczne złącze w zakresie połączeń poszczególnych pinów jak i sposobie transmisji sygnału za pośrednictwem przewodu. HDMI było pierwszym interfejsem pozwalającym na przesłanie nieskompresowanego sygnału audio i video.

Budowa złącza HDMI

złącze HDMI

Podstawowe informacje dotyczące HDMI

Urządzenia zgodne z HDMI możemy podzielić na 3 typy: źródła (sources), odbiorniki (sinks) oraz przekaźniki/regeneratory (repeaters). Każde urządzenie posiada jedno lub więcej odbiorników i/lub transmiterów. A może też zawierać zarówno odbiornik jak i transmiter (nadajnik).

Źródło wysyła materiał, który zostanie odtworzony przez odbiornik. Przykładami urządzeń źródłowych mogą być tunery telewizji SAT/Kablowej, streamery i media boxy, odtwarzacze Blu-ray oraz komputerowe karty graficzne. Źródło może mieć tylko jeden transmiter HDMI.

Odbiornik przyjmuje materiał ze źródła i dostarcza go do wyświetlacza, tak aby ten mógł go odtworzyć. Przykładami implementacji wejścia HDMI mogą być telewizory, monitory oraz projektory. Wejście HDMI może posiadać jeden lub więcej odbiorników HDCP/HDMI.

Przekaźnik przyjmuje materiał AV, rozszyfrowuje, a następnie ponownie zaszyfrowuje, aby ostatecznie przesłać dane. Może on również pełnić rolę regeneratora i dokonywać obróbki sygnału, takiej jak np. up-konwersja do wyższej rozdzielczości, rozdzielenie części audio od video. Przekaźniki HDMI posiadają zarówno wejścia jak i wyjścia HDMI. Przykładami przekaźników mogą być amplitunery AV które wydzielają sygnał audio, a następnie go wzmacniają, jednocześnie re-transmitując sygnał video do telewizora lub projektora. Przekaźnik może również transmitować zabezpieczony materiał do kilku wyjść HDMI celem wyświetlenia go na kilku wyświetlaczach.

Sekwencja inicjalizująca komunikację HDMI

Podczas procesu autoryzacji, urządzenie źródłowe wraz z odbiornikiem posiadającym wejście HDMI wymieniają się między sobą unikalnymi kluczami, aby ustalić maksymalną rozdzielczość (najlepszy format obrazu), właściwy format dźwięku oraz zgodność z HDCP.

Sam proces inicjujący możemy podzielić na 3 odrębne elementy: zasilanie, niska-prędkość i wysoka-prędkość.

Zasilanie potwierdza obecność wszystkich urządzeń.  Protokoły niskiej-prędkości są najbardziej kluczowe, ponieważ identyfikują urządzenia, borą udział w procesie optymalizacji sygnału oraz uwierzytelniania do przesyłania zaszyfrowanych danych. Etap wysokiej-prędkości jest samą już transmisją danych audio-video, dochodzącą do 18Gbps (dla HDMI 2.0)

Zasilanie

Nawiązanie połączenia rozpoczyna się od włączenia urządzeń a następnie wykrycia napięcia +5V (dopuszczalny zakres między 4,7 a 5,2 volta) na 18 pinie gniazda HDMI przez urządzenie odbiorcze, które odbierane jest z urządzenia źródłowego.  Urządzenie odbiorcze odsyła zwrotnie napięcie +5V do źródła na 19 pin, który pełni rolę wykrywacza sygnału HDMI (Hot Plug).

Rozpoczęcie transmisji HDMI

Etap 1

Niska prędkość

Kiedy zostanie aktywowany Hot Plug, źródło zażąda od odbiornika przesłania swojego EDID i jednocześnie uruchomi proces autoryzacji HDCP. Odbiornik prześle swoją tablicę EDID wraz z preferowanymi ustawieniami (E-EDID) – rozdzielczością, odświeżaniem, formatami audio i innymi

sekwencja-etap2

Etap 2

Po odczytaniu EDID oraz wybraniu optymalnego formatu, źródło rozpoczyna przesyłanie sygnału z obrazem, aby jak najszybciej pojawiło się na ekranie. Pierwsze 30 klatek jest nieszyfrowane i służy do zainicjowania procesu HDCP. Jeśli dostarczany materiał wymaga zabezpieczenia HDCP, ale identyfikacja nie została dokończona – na ekranie wyświetli się stosowny komunikat. Zaś materiał niewymagający zabezpieczenia, takie jak menu ekranowe zostanie wyświetlone w stanie nienaruszonym.

transmisja HDMI

Etap 3

Zadaniem HDCP jest zagwarantowanie, że jeśli sygnał zostanie przechwycony lub nasłuchiwany podczas transmisji, to sam materiał nie będzie mógł być rozszyfrowany. Proces HDCP rozpoczyna się przesłaniem przez źródło swoich kluczy publicznych (HDCP 1.x) lub przekazu inicjalizującego (HDCP 2.2) do odbiornika. Odbiornik odpowiada poprzez przesłanie klucza publicznego wraz z jednym bitem, który musi zostać zidentyfikowany przez repeater. Oba urządzenia wtedy identyfikują się i łączą przy użyciu kluczy ustanawiając szyfrowane połączenie.

Źródło używa szyfrowanego połączenia, aby zabezpieczyć zawartość audio-video na czas transmisji, która może zostać odczytana wyłączenie przez uprawnione urządzenie.  Źródło następnie co jakiś czas regularnie sprawdza czy synchronizacja jest poprawna i odbiornik prawidłowo odczytuje zabezpieczony materiał.

HDCP

Źródło zawsze ma kontrolę nad systemem HDCP. Układ połączeń pomiędzy urządzeniami w systemie nazywany jest topologią HDCP. Zwykle ma strukturę drzewa (hierarchiczna). Każde połączenie nadajnik – odbiornik w systemie przechodzi ten sam proces autentyfikacji, jednak to urządzenie źródłowe decyduje, kiedy materiał może zostać przesłany i do którego urządzenia.

Etap 4

HDCP czasem może powodować problem „dogadywania się” (handshake) w ramach którego urządzenia nie mogą ustanowić połączenia. Szczególnie w przypadku starszej generacji odbiorników wysokiej rozdzielczości. Zdaniem organizacji licencjonującej standard HDMI – problemy najczęściej leżą po stronie urządzeń źródłowych . Dwa problemy szczególnie często są spotykane.

Urządzenie źródłowe musi regularnie wysyłać sygnał odpytujący wejście HDMI w odbiorniku. Nawet kiedy używamy innego wejścia w naszym telewizorze to urządzenie źródłowe odpytuje nieaktywne wejście, do którego jest podłączone. Jeśli urządzenie źródłowe przestanie odpytywać lub nie będzie otrzymywało informacji zwrotnej to prawdopodobnie dojdzie do błędów w autoryzacji HDCP i obraz przestanie być wyświetlany. Proces ten nosi nazwę „authenticate forever” i często nawet nie wiedząc o jego istnieniu mamy do czynienia, kiedy przełączamy źródło w naszym telewizorze i czekamy chwilę zanim pojawi się obraz. Następuje wtedy odpytywanie się urządzeń biorących udział w procesie HDCP.

problem HDCP

Plansza informująca o problemach z HDCP

Drugi problem to prawidłowa implementacja funkcji repeatera HDCP w urządzeniu źródłowym kiedy w systemie znajduje się urządzenie będące takim repeaterem – np. amplituner kina domowego (przyjmuje sygnał po HDMI i przekazuje go dalej). Jeśli implementacja jest nieprawidłowa to przełączanie pomiędzy urządzeniami źródłowymi może prowadzić do błędów autoryzacji HDCP. Pomaga wtedy zwykle aktualizacja oprogramowania w urządzeniu źródłowym.

Specyfikacja HDCP 2.2 określa pewien limit dla ilości urządzeń znajdujących się w systemie. Pozwala na podłączenie do 4 poziomów HDCP repeaterów i maksymalnie do 32 urządzeń HDCP. W rewizjach wcześniejszych istniała możliwość podłączenia aż do 128 urządzeń. Stanowi to spore ograniczenie dla dużych instalacji komercyjnych. Dlatego z czasem organizacja DCP ustanowiła standard HDCP 2.2 Pro, przeznaczony dla repeaterów, aby umożliwić przyjęcie a następnie przesłanie sygnałów AV do nieskończonej ilości odbiorników.

HDCP 2.2 dodało funkcję „sprawdzenia lokalizacji” której zadaniem jest zapobieganie przesyłaniu HDMI na długie odległości. Nadajnik wysyła serię przypadkowych liczb (L) do odbiornika, który musi zwrócić odpowiednio wyliczone wartości dla tych liczb w przeciągu 20ms. Jeśli nie zostanie zwrócona w określonym czasie wyliczona wartość (L’) to autoryzacja HDCP zostanie natychmiast przerwana.

High Speed

Materiał audiowizualny jest zaszyfrowany przez protokół HDCP zanim zostanie przesłany przez trzy kanały TMDS w HDMI. Specjalnie zakodowane informacje zawarte w interwałach klatkowych materiału video zawierają dane synchronizujące. Odbiornik posiadając dane synchronizujące jest w stanie prawidłowo odszyfrować przesyłany materiał, który jest zweryfikowany ze źródłem przez kanał DDC. Jeśli synchronizacja jest przerwana, źródło wykryje to w przeciągu około 5 sekund.

Etap 5

EDID

Wstęp do EDID

Rozpoczęcie transmisji sygnału za pośrednictwem HDMI poprzedzone jest 3 procesami: wykryciem połączenia fizycznego (hot plug), Plug and Play (EDID) oraz zabezpieczeniem materiału na czas transportu.

EDID został stworzony przez stowarzyszenie VESA (Video Electronics Standards Association) aby wspierać funkcjonalność Plug and Play (prostota obsługi). EDID rezyduje w niewielkim układzie pamięci stałej zwanym EEPROM w odbiorniku lub w wejściu repeatera HDMI (np. amplituner lub splitter). Wszystkie odbiorniki HDMI zgodne ze specyfikacją HDMI muszą mieć zaimplementowany EDID. Typowy EDID HDMI posiada dwa 128-bajtowe bloki.

EDID HDMI

EDID w amplitunerach

Jak opisaliśmy wcześniej kanał DDC jest niskiej prędkości (<100kbps). Za pośrednictwem dwukierunkowej magistrali I2C przesyłane są dane z odbiornika do źródła wraz z procesami HDCP i weryfikacją synchronizacji zegara.

EDID (Extended Display Identification Data) posiada zapisane informacje przez producenta panelu lub innego odbiornika pozwalające określić m.in. fizyczne rozmiary monitora, maksymalną częstotliwość odchylania poziomego i pionowego, punkt bieli, formaty audio i video, opóźnienia lip sync.

HDMI oferuje również bardziej złożone możliwości określone jako E-EDID (od wyrazu Enhanced, czyli zaawansowane). Tryb ten zawiera nie tylko możliwości odbiornika, ale również jego preferowany format sygnału. Prawidłowa komunikacja pomiędzy tablicą EDID w odbiorniku a źródłem poprzez kanał DDC jest niezbędna do prawidłowego działania transmisji za pośrednictwem złącza HDMI.

Dla instalatora dostęp do EDID daje 2 użyteczne informacje:

  1. dotyczącą poznania wspieranych funkcji przez wyświetlacz (telewizor, projektor)
  2. daje możliwość przetestowanie urządzeń, aby sprawdzić jak będzie reagował w systemie ze źródłem znając jego EDID (bardzo przygotowanie przed instalacją)

Możliwość poznania wspieranych funkcji wyświetlacza jest o tyle istotna, że karty katalogowe, instrukcje mogą być nieaktualne lub nawet trudne do zdobycia. W takiej sytuacji najłatwiej jest sprawdzić EDID. Odczytanie go w przystępnej i przejrzystej formie pozwala lepiej zrozumieć jakie sygnały wyświetlacz przyjmie i w jakiej postaci.

Emulacja wyświetlacza w oparciu o jego EDID jest również przydatna dla instalatorów. Ustalenie czy amplituner, odtwarzacz płyt, czy też splitter HDMI jest „niekompatybilny” z urządzeniem wyświetlającym obraz. Wielu producentów tunerów satelitarnych (bo te są najczęstszym źródłem problemów) dokonuje aktualizacji oprogramowania w nocy. Przez co na drugi dzień wychodzą problemy w działaniu systemów video. Istnieją producenci sprzętu testowego (np. MURIDEO), którzy oferują produkty pozwalające na zaczytanie i emulację EDID w środowiskach testowych.

EDID repeater

EDID w splitterach

Dane odczytywane z tablic EDID

Poniżej część danych jakie ŹRÓDŁO odczytuje z tablic EDID (odbiornik = sink)

VESA/CEA-861 Info HDMI Vendor-Specific Data Block
Identyfikacja produktu Maksymalne parametry TMDS
Nazwa produktu Wsparcie dla Dual link
ID producenta Wsparcie dla parametrów video HDMI
Przekątna ekranu/format ekranu Wsparcie 3D
Wsparcie dla standardowych parametrów video Wsparcie 3D parametrów video
Własne parametry video Wspierane format 3D
Natywne parametry video Lista preferowanych ustawień dla 2D/3D
Priorytetowe parametry video Wsparcie Deep color
Charakterystyka kolorów (XY kolorów głównych) Wsparcie dla konkretnych zawartości (grafika, kino, zdjęcia, gry)
Szeroko gamut Opóźnienie Video
Zakres RGB (pełny/ograniczony) Opóźnienie Audio
Definiowalny overscan/underscan Informacja I wsparcie DVD-Audio
Wsparcie formatów audio Adresacja fizyczna CEC

Co może pójść nie tak z EDID?

  • źródło HDMI nie może odczytać EDID, bądź nie może odczytać EDID prawidłowo
  • odbiornik HDMI nie wspiera formatu video przesyłanego przez źródło
  • źródło może nie wypuścić jakiegokolwiek sygnału video albo nie wypuszcza prawidłowego sygnału video
  • przekaźniki / regeneratory HDMI zaburzają przesył danych EDID lub zmieniają formaty
  • regeneratory / przekaźniki HDMI nie są w stanie połączyć dużej ilości tablic EDID z kilku urządzeń
  • rozdzielacz HDMI ma zakodowane na stałe EDID lub pobiera EDID z pierwszego podłączonego urządzenia
  • odbiornik deklaruje tryb kolorów YCbCr w swoim EDID, ale nie wspiera wszystkich trybów (4:4:4, 4:2:2, 4:2:0) a wyłącznie jeden

Różnice pomiędzy wersjami (rewizjami) HDMI

różnice pomiędzy HDMI

Zapotrzebowanie na przepustowość

Informacje na temat niezbędnej przepustowości są kluczowe dla działania przewodów HDMI. Ponieważ przesył danych odbywa się za pośrednictwem kabli HDMI to one są wąskim gardłem w systemie przesyłania zawartości pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem. Pojawienie się standardu HDR wraz z rewizja HDMI 2.0 wymusiło przesyłanie dużej ilości danych, dochodzących aż do 18Gbps. Wraz z długością trasy kablowej pojawia się większa ilość błędów i część rozwiązań stosowanych przez producentów okablowania nie wyposażyło przewody w odpowiednie zabezpieczenia. Stąd niezwykle przydatna jest wiedza na temat przepustowości posiadanego przewodu HDMI oraz formatów obrazu jakie zamierzamy tym przewodem przesłać do odbiornika.
przepustowość przewodów

Problemy z HDMI i ich rozwiązanie

1. Zdefiniowanie problemu

W celu prawidłowego zdiagnozowania przyczyny problemu w pierwszej kolejności musi zostać zdefiniowany sam problem. Jeśli nieprawidłowo założymy, który aspekt systemu należy naprawić – to trudno będzie znaleźć przyczynę problemu.

Dlatego pierwszy krok powinien obejmować:

  • spisanie zaobserwowanych symptomów
  • sporządzenie notatek dokumentujących wszystkich zależności i zmiennych które wpływają na działanie systemu
  • rozważ źródło problemu – czy system działał kiedyś prawidłowo? Jeśli tak to co się zmieniło kable hdmi, nowe urządzenia?

2. Identyfikacja przyczyny

Posiadając podstawową wiedzę jak działa HDMI, możemy z dużym prawdopodobieństwem określić przyczynę problemów. Poniżej spisaliśmy 4 najczęściej pojawiające się problemy związane z podłączeniem HDMI i ich przyczyną.

  • migający obraz – błąd HDCP

Jeśli proces autoryzacji HDCP zawodzi, źródło będzie w sposób ciągły próbowało autoryzować urządzenie odbiorcze i przesyłało niezabezpieczone video (zawartość tzw. “low value”). Do samego procesu próby zatwierdzenia transmisji dochodzi średnio co 1 sekundę.


  • brak obrazu – błąd Hot Plug

Jeśli napięcie otrzymywane przez źródło na linii hot plug jest poza wyspecyfikowanym w standardzie zasięgiem (+2.0V do +5.3V) to źródło nie wykryje po drugiej tronie odbiornika i nie zainicjuje sesji transmisyjnej.


  • niewłaściwy format – błąd EDID

Jeśli EDID nie zostanie prawidłowo odczytany przez źródło z gniazda odbiornika, to urządzenie źródłowe prześle nieprawidłowy lub niskiej jakości sygnał bazując na błędnych informacjach o możliwościach przetwarzania sygnału video w urządzeniu odbiorczym.


  • “Iskierki” lub “śnieżenie” na obrazie – problem warstwy fizycznej (przewód HDMI, gniazdo, złącze)

Jeśli kabel HDMI albo układ cyfrowy w urządzeniu jest niskiej jakości albo posiada niewystarczającą przepustowość, współczynnik błędnych bitów się zwiększy i zostaną wprowadzone błędy w wyświetlanym obrazie.

3. Tymczasowe rozwiązanie problemu

  • Inicjacja “hot plug” przez fizyczne wypięcie kabla HDMI i ponowne wpięcie. Zdarzenie to spowoduje ponowne odczytanie EDID i poświadczenie HDCP.
  • Wyłączenie wszystkich urządzeń, a następnie kolejno uruchamianie jednym po drugim urządzeń AV. Począwszy od urządzeń z końca łańcuchu podłączeniowego, pozwalając każdemu z urządzeń na stabilny odczyt wcześniejszych elementów w torze zanim nie uruchomimy kolejnego urządzenia
  • Włączenie repeaterów dopiero po wcześniejszym włączeniu wszystkich poprzedzających je urządzeń i upewnieniu się, że działają stabilnie. Jak już repeater działa stabilnie upewnij się, że ma wybrane aktywne wyjście i wejście w urządzeniu odbiorczym zanim je uruchomimy.
  • Obniżamy rozdzielczość obrazu.

4. Elementy pozwalające na trwałe rozwiązanie problemu

  • wymiana na lepszej jakości kable HDMI. Zadbaj o dobranie odpowiednich dla transmisji przewodów. Najlepiej przed instalacją sprawdź i przetestuj. Używaj najkrótszych odcinków jeśli możliwe.
  • używaj urządzeń do korekcji HDMI w pobliżu gniazd odbiorników
  • dodaj splitter HDMI lub innej formy urządzenia buferujacego HDMI pomiędzy źródłem, a odbiornikiem celem stabilizacji sygnału. Niektóre odbiorniki zwracają +5V (pin 18) przez pin Hot Plug (HPD pin 19) przez 1000-ohm rezystor, który powoduje problemy w identyfikacji. Stosując urządzenie buferujące pomiędzy, możemy często rozwiązać problem.
  • zastąp starszej generacji komponenty i urządzenia. Zarówno źródła jak i odbiorniki skorzystają z nowszej wersji oprogramowania i nowszej rewizji HDCP.
  • wymień wzmacniacze HDMI
  • przełącz kable HDMI do innych gniazd w TV/amplitunerze. Porty HDMI często mają inne charakterystyki odbioru i przesyłu, stąd sygnał może się inaczej zachowywać po wpięciu do innego gniazda.
  • zaktualizuj oprogramowanie w urządzeniach
  • zastąp problematyczne urządzenia innymi

CINEMATIC