Hur funkar det? Vår populära bok nu online!
Dator
Nätverk
Mobilt
El/Elektronik
Övervakning
Hembio
TV-teknik

Digital bildöverföring

DVI-kontakten är inte speciellt vanlig i hembiosammanhang. Där brukar den mindre HDMI-kontakten som också innehåller ljud användas istället. DVI är däremot nästan standard på moderna datorer, och för att veta vilka kombinationer som är möjliga kan det vara bra att känna till släktskapet mellan de nämnda kontakterna. Detta kapitel avslutas också med en förklaring till vad som skiljer mellan olika kvaliteter på ­kablar för digitala signaler.

DVI

DVI eller Digital Visual Interface är ett något missvisande namn då signalen inte ­behöver vara digital utan även kan ha analogt stöd. Sammanlagt finns tre olika huvudtyper av kontakter.

DVI-D (Digital)
DVI-D-anslutningen är helt digital och kan därför inte hantera analoga signaler. Den finns i två olika utföranden som kallas för Single Link respektive Dual Link. Skillnaden mellan dem syns tydligt då Dual Link har sex extra stift som Single Link saknar. Anledningen till att det finns två olika varianter är att de klarar av olika upplösningar. Single Link klarar maximalt 1200 horisontella linjer medan Dual Link kan hantera 1600 linjer vid samma uppdateringsfrekvens (60 Hz). Vanliga HDMI motsvarar DVI-D Single Link.
DVI-A (Analog)
DVI-A fungerar på samma sätt som den äldre VGA-standarden. Det är därför enkelt att med en passiv adapter omvandla till VGA. DVI-A är däremot inte på något sätt kompatibel med DVI-D.
DVI-I (Integrated)
DVI-I är en kombinerad anslutning som det går att skicka både analoga och digitala signaler med. Den är vanlig på grafikkort för att det ska gå att koppla in både nya och gamla skärmar. Det är däremot ovanligt att kabeln används för anslutning då det inte ger någon fördel utan bara ställer till problem (få skärmar har ingångar för de extra stiften). DVI-I finns (precis som DVI-D) både som Single Link och Dual Link. I och med att alla stift finns inkopplade går det utmärkt att ansluta både DVI-D- och DVI-A-kablar till en DVI-I- port.

Vanliga missuppfattningar kring DVI

För att en överkoppling till HDMI ska fungera måste de digitala Single Link-stiften finnas. Det innebär att alla utgångar med undantag för DVI-A kan användas. En vanlig missuppfattning är att det går att koppla från VGA till HDMI. Det är omöjligt (utan aktiva omvandlare) eftersom VGA är analogt och HDMI är digitalt. VGA kan endast kopplas till en analog DVI-kontakt, vilket omöjliggör en fortsättning till HDMI. Lägg märke till hur pinkonfigurationen skiljer sig mellan analoga och digitala signaler.

En annan missuppfattning är att ljud följer med vid övergång från DVI till HDMI. Detta är inte möjligt då DVI endast innehåller bildinformation. Några av AMD Radeon-grafikkorten utgör dock ett undantag, då de via en specialadapter och en ljudkrets kan skicka med ljud.

HDMI

De tre HDMI-kontakterna

HDMI finns i fem olika utföranden, men det är i princip bara tre av dem som än så länge har blivit utbredda (HDMI, HDMI Mini och HDMI Mikro):

  • HDMI (tekniskt namn HDMI Type A).
  • HDMI Type B (ej lanserad, konsumentnamn saknas).
  • HDMI Mini (tekniskt namn HDMI Type C).
  • HDMI Mikro (tekniskt namn HDMI Type D).
  • HDMI Automotive Connection System (tekniskt namn HDMI Type E).
HDMI
HDMI Type A
HDMI Mini
HDMI Type C
HDMI Mikro
HDMI Type D

HDMI Type A är det tekniska namnet på den vanliga HDMI-kontakten som finns på  bland annat TV-apparater och mediaspelare. Den har 19 poler och motsvarar DVI-D Single Link (med tillägg av digitalt ljud). Samma kabel kan ha en mindre ­variant av kontakten som kallas HDMI Mini. Den används på portabla lösningar såsom HD-video­kameror. Vanliga HDMI och HDMI Mini fungerar i övrigt på likvärdigt sätt och tillverkarnas kontaktval handlar bara om utrymme. Därav är det inga problem att använda övergångar mellan de två kontakterna.

HDMI Type B är en större kontakttyp, men det är ovisst om den kommer att lanseras. På skisstadiet hade den 29 poler och motsvarade bildmässigt DVI-D Dual Link. HDMI Licensing nämner knappt denna kontakt längre, men om det uppkommer ett behov så finns den i beredskap.

I samband med lanseringen av den senaste HDMI-standarden (HDMI 1.4) dök det upp två nya kontakter/kablar. De kallas HDMI Mikro respektive HDMI ­Automotive ­Connection System. HDMI Mikro kommer på sikt att ta över i ­sammanhang där HDMI Mini ­används idag och den används redan idag på bland annat ­mobiltelefoner. Detta ­eftersom kontakten är lika kompetent, men tar ännu mindre plats. ­Automotive-anslutningen kommer inte att synas speciellt mycket på konsumentelektronik. Det är nämligen (vilket namnet delvis avslöjar) en anslutning som uteslutande kommer att användas i bilar och andra fordon. Skillnaden mot den vanliga HDMI-anslutningen är framförallt att den är mer mekaniskt stabil.

HDCP (kopieringsskydd)

För konsumenten är fördelarna med HDMI många, men standarden är också till stor nytta för film- och medieindustrin. Genom att konsumenterna sammankopplar sina enheter med digitala kablar tillkommer möjligheten att kopieringsskydda materialet som skickas (gäller framförallt blu-rayfilm). För detta används HDCP (High bandwidth Digital Content Protection) som fungerar likt en handskakning mellan enheterna. Om alla involverade enheter förstår vad HDCP-handskakningen innebär kan materialet börja överföras när den är klar. Om någon av apparaterna inte är ­HDCP-kompatibel börjar filmen däremot inte att spelas. Vissa äldre skärmar som tillverkades innan HDCP-systemet togs i bruk kan därför ha problem med att spela upp exempelvis ­blu-rayfilmer. Samma sak gäller datorer med lite äldre grafikkort. Idag står det ofta märkt på ­grafikkortsförpackningarna huruvida de har en DVI-utgång med HDCP-stöd.

Om signalen skickas analogt finns inte samma möjligheter till kopieringsskydd. Det har gjort att vissa tillverkare av uppspelningsmaskiner endast tillåter uppspelning med högsta kvalitet om apparaten är sammanlänkad med TV:n via HDMI. ­Kopplas apparaterna samman med exempelvis komponentvideokabel (YPbPr) blir bilden ­avsiktligt sämre (t.ex. lägre upplösning).

För att kopieringsskyddet ska fungera måste hela kedjan ha HDCP-stöd. Om en extender (räckviddsförlängare) eller liknande apparat kopplas in måste även den ha stöd. Annars kommer källan att vägra spela upp det kopieringsskyddade materialet.

HDMI 1.3

HDMI finns i flera olika versioner. Den näst senaste versionen, HDMI 1.3, har fått stort genomslag och har under några år varit standard på konsumentapparater. HDMI 1.3 introducerande bland annat följande nyheter:

  • Möjligheterna att skicka ljud blev bättre. Med HDMI 1.1 tillkom funktionen för DVD Audio och med 1.3-versionen tillkom även stödet för förlustfria ljudformat såsom Dolby Digital TrueHD och DTS-HD Master Audio.
  • Färgspannet utvidgades så att i princip alla färger som människan kan ­uppfatta nu finns representerade (funktionen kallas x.v.Color). Antalet färger inom ­färgspannet utökades också för att få mjukare färgövergångar. Denna funktion kallas Deep Color.
  • Bandbredden ökade till 340 MHz, vilket bidrog till att den maximala överföringshastigheten för version 1.3 blev 10,2 Gbps.
  • Automatisk läppsynkronisering tillkom. Det används för att ljud och bild ska vara i perfekt synk med varandra.
  • HDMI-kabeln kan numera få de involverade enheterna att prata med varandra ­genom CEC (Consumer Electronics Control). Det gör att bland annat fjärr­kontroll­­ssignaler och information om upplösning kan skickas mellan apparaterna om båda två har stöd för det. CEC kan exempelvis användas för att styra en inkopplad videokamera med TV:ns fjärrkontroll.

HDMI 1.4

Den senaste versionen av HDMI är HDMI 1.4 och den har bjudit på många stora ­förbättringar. HDMI 1.3-uppdateringen fokuserade framförallt på själva signaltekniken (nya färgspann och ljudformat). De flesta nyheterna i HDMI 1.4 syftar istället till att förbättra och förenkla sammankopplingarna för den vanliga TV-tittaren, just sådant som  gång i tiden gjorde att HDMI fick sitt stora genombrott.

HDMI Ethernet Channel (HEC)

För några år sedan föreföll det nästan underligt om det fanns en nätverksport på en TV. Idag känns det tvärtom helt naturligt att TV:n har en inbyggd mediaspelare med ­möjlighet för nätverksanslutning. Lika naturligt känns det att digital-TV-mottagaren ansluts till Internet för on demand-sändningar, och givetvis ska spelkonsolen kunna användas för onlinegaming. Det gör att det blir allt fler nätverkskablar som måste dras fram till TV-bänken. Dagen då alla enheter är kompatibla med det nya HDMI Ethernet Channel-systemet räcker det med att en kabel kopplas till TV:n, eftersom den fungerar som en switch och delar vidare signalen till övrig HDMI-ansluten utrustning. ­Observera att om flera apparater ska ha anslutning till Internet så måste nätverkskabeln som ­kopplas till TV:n komma från en router eller någon typ av modem med inbyggd routerfunktion.

Exempel på inkoppling utan respektive med HDMI Ethernet Channel.

HEC-lösningen klarar upp till 100 Mbps rent nätverksmässigt, men den kräver en ny typ av kabel. Apparaterna som ska kopplas samman måste också vara gjorda för HDMI 1.4 med Ethernet Channel-stöd. Det är inte alla HDMI 1.4-enheter som har det stödet och kompatibla portar är därför generellt märkta "HEC". Portarna måste inte vara märkta med det, men HDMI Licensing rekommenderar tillverkarna att märka dem för att förenkla för den som ska köpa ny utrustning eller koppla in den.

HDMI Audio Return Channel (ARC)

HDMI gör inkoppling av både ljud och bild väldigt enkel. Många moderna förstärkare har en HDMI-genomgång där ljudet tappas av och bilden skickas vidare till TV:n. Det går därmed att bygga en smidig kedja när exempelvis en blu-rayspelare ska ­kopplas till både en förstärkare och en TV. Tyvärr uppstår problem om TV:ns inbyggda ­digital-TV-mottagare också ska anslutas till förstärkaren. Då måste det dras en separat ljudkabel tillbaka till förstärkaren i alla fall. HDMI 1.4 löser detta problem. Om både TV:n och förstärkaren är ARC-kompatibel kan ljud skickas åt båda hållen samtidigt.

För att Audio Return Channel ska fungera behöver inte kabeln bytas ut, utan tekniken fungerar även med HDMI-kablage av tidigare versioner. Apparaterna måste dock vara gjorda för HDMI 1.4 och ha Audio Return Channel-funktionen. För att underlätta för TV-tittaren rekommenderar HDMI Licensing att tillverkarna märker kompatibla portar med "ARC". Står det "ARC + HEC" har porten stöd för både Audio Return Channel och HDMI Ethernet Channel.

Exempel på inkoppling utan respektive med HDMI Audio Return Channel.

4K-upplösning

Idag räcker upplösningen 1080p för de flesta TV-tittare, men för att förbereda för framtiden har HDMI 1.4 introducerat möjligheten att överföra signal med upplösningen som populärt kallas 4K. Den är fyra gånger högre än 1080p. Vad som händer i framtiden går det bara att sia om, men redan på CES-mässan 2009 visades det upp TV-apparater som klarade denna upplösning. Under CES-mässan 2011 hade de flesta stora TV-tillverkare 4K-apparater att visa upp och materialmässigt finns det ett fåtal klipp på Youtube som håller den upplösningen (sök på 4K Resolution och välj upplösningen Original).

HDMI 1.4 klarar två olika varianter av 4K-upplösningen:

  • 3840 x 2160 (bredbild 16:9)
    Bilden kan uppdateras i antingen 24 Hz (ursprungsuppdateringsfrekvensen för film), 25 Hz (PAL-anpassad frekvens) eller 30 Hz (NTSC-anpassad frekvens).
  • 4096 x 2160
    Endast stöd för 24 Hz (ursprungsuppdateringsfrekvensen för film).

Vanliga HDMI-kablar som håller hög kvalitet fungerar utmärkt för 4K-upplösningar. Det krävs alltså inga nya kablar, men vid längre längder kan enklare HDMI-kablar få problem. Läs mer i nästa avsnitt. Notera att användningen av 4K-upplösningen sker på bekostnad av uppdateringsfrekvensen.

Förbättrat 3D-stöd

I samband med bland annat James Camerons film Avatar började 3D-tekniken återigen bli intressant, och kanske kommer den att slå igenom den här gången. Det är ju ingen tvekan om att i alla fall TV-tillverkarna satsar hårt på 3D. Blu-ray Disc Association har också spikat blu-rays 3D-standard och att filmerna ska använda Multiview Video Coding (MVC), vilket är ett tillägg till Advanced Video Coding (AVC/h.264) som redan används i alla Blu-ray-spelare. HDMI Licensing har också dragit sitt strå till stacken och släppt förbättrat stöd för 3D-signaler i och med HDMI 1.4. 3D-stödet är inte bara gjort för en specifik teknik, utan  HDMI 1.4 möjliggör överföring av de flesta stereo­skopiska 3D-tekniker som finns på marknaden idag.

Tekniken kräver inte nya kablar utan även äldre kablar (i den högpresterande klassen) kommer att klara de nya 3D-teknikerna.

Övriga stora nyheter med HDMI 1.4

  • HDMI 1.4 ger förbättrat stöd för igenkänning av material så att TV:n kan ­optimera bilden beroende på vilken typ av material den ska visa. Lösningen ­fungerar även med äldre kablar.
  • HDMI har även blivit populärt på datorskärmar och används ibland istället för DVI. Därför har HDMI 1.4 fått stöd för ytterligare några nya färgrymder (sYCC601, Adobe RGB och Adobe YCC601) till glädje för många grafiker. ­Funktionen fungerar även med äldre kablar.

HDMI-kablar

Det är inte bara kontakterna som har blivit uppdaterade utan även märkningen av kablarna. Numera finns det fem olika kabeltyper och uppdelningen är ganska logisk. Märkningen har bland annat tillkommit för att tydligare göra skillnad mellan HDMI-kablar i budget-klassen och de lite mer högpresterande kablarna. Eftersom märkningen är relativt ny är det inte alla kablar som bär den ännu, men den kommer att börja synas alltmer.

Observera att följande genomgång inte uteslutande handlar om nya kablar. Alla äldre kablar passar in i endera kabelklassen. De enda nya kablar som introducerats i ­samband med HDMI 1.4 är de som har nätverksstöd samt den speciella automotive-kabeln. ­Äldre kablar (t.ex. de för HDMI 1.3) i prestandaklassen kommer att märkas med HDMI High Speed, medan de enklare som inte är lämpliga för så höga upplösningar märks med HDMI Standard.

HDMI Licensing LLC vill att termerna HDMI 1.3 och HDMI 1.4 endast ska användas för att beskriva funktioner på HDMI-apparatur. Det ska inte längre talas om exempelvis HDMI 1.3- och 1.4-kablar, utan numera ska följande kategorier användas istället.

HDMI Standard-kablar är lämpliga för standardupplöst TV samt 720p och 1080i enligt HDMI Licensing. Det innebär att dessa kablar fungerar utmärkt till DVD-spelare och ­digital-TV-mottagare, även sådana som är gjorda för HD-sändningar. Inom en över­blickbar framtid kommer nämligen HDTV-sändningarna att fortsätta sändas i antingen 720p ­eller 1080i. Standard HDMI with Ethernet är precis som den vanliga HDMI-kabeln men med en extra dedikerad datakanal för nätverk. Apparaterna som kabeln sammanlänkar ­måste ha stöd för HDMI Ethernet Channel (HEC) för att nätverksfunktionen ska fungera.

Automotive-kabeln är en specialvariant av HDMI Standard-kabeln som är framtagen för att underlätta inkoppling av HD-underhållningsfunktioner i bilar och andra fordon. Den är tåligare än en vanlig kabel och har kontakter som är mer mekaniskt stabila.

HDMI High Speed-kablar håller högre kvalitet än standardkablar, vilket också gör att de är lämpliga för högre upplösningar. HDMI Licensing rekommenderar dessa kablar för alla 1080p-sammanhang. För att koppla in datorer eller blu-rayspelare är denna ­kabel alltså att föredra. Detta är också kabeln som bör användas för 3D-överföring och i framtida 4K-sammanhang. Samma kabel finns i en specialvariant med nätverksstöd som nätverksmässigt fungerar på samma sätt som HDMI Standard with Ethernet-kabeln.

Bakåtkompatibiliteten är fullgod med dessa kablar som följer det nya klassnings­systemet. De går alltså utan problem att använda till äldre HDMI-enheter. Automotive HDMI-kabeln utgör ett undantag eftersom den har en annorlunda utformad kontakt.

Relaterade produkter

Kablar för digitala signaler

Egentligen finns det ingen digital bildsignal. Det finns bara analoga signaler som ­tolkas digitalt. Detta är viktigt att tänka på i diskussionen kring olika kablars kvalitet ­eftersom det trots allt fortfarande är vanliga "analoga" signalvågor som skickas. Brus kan ­uppkomma på samma sätt på digitala signaler som på de analoga, men skillnaden är att vi inte ser bruset. Brus på analog signal märks syns tydligt i bilden, medan brus på en "digitala signal" istället ställer till problem för kretsen som ska tolka signalen.

Beskrivning av den "digitala signalens" fördelar när det gäller bildkvalitet.

Små skador på en "digital signal" är oftast lättare att upptäcka än små skador på en analog signal. En skadad digital signal gör att bilden får mosaikmönster eller till och med fryser och försvinner.  Bilden kan även drabbas av vita prickar eller udda färger. Detta kan bero på en kombination av att kabeln är för lång och/eller håller för låg kvalitet.

Här följer tre exempel på olika allvarliga skador som orsakats av en icke ändamålsenlig HDMI-kabel. (Bilderna i exemplet har ett drag av rutnät i sig, vilket inte är någon skada som är relaterad till kabeln. Rutnätet uppstod vid fotograferingen av TV-bilden. Filmen i exemplet är Big Buck Bunny som finns att ladda ned gratis från www.bigbuckbunny.org. Filmen har inget med skadorna att göra.)

Bild med små skador (lägg märke till de små prickarna).
HDMI-kabelns kvalitet och längd gör att bilden får förvrängda färger.
(Detalj ur bild.) Bilden har stora skador samt kommer och går.

Analoga signaler blir alltid i viss mån sämre när de kopplas vidare och bildkvaliteten har inte någon fast punkt där den är perfekt. Någonstans måste ett idealiskt toppvärde sättas och det skulle i så fall bli med världens kortaste och bäst skärmade kvalitetskabel med nästintill förlustfria anslutningar. Bilden som skickas med alla andra kablar blir i någon utsträckning sämre än med denna utopiska referenskabel.

Detta problem finns inte i samma utsträckning med digitala anslutningar. Antingen blir det perfekt bild eller så finns det störningar (eller ingen bild alls). Studera TV-bilden noga. Upplevda störningar kan bero på kabeln. Blir bilden bra (utan några störningar) håller kabeln den kvalitet som krävs för överföring mellan de två enheterna. Vid andra upplösningar eller mellan andra apparater behöver kabeln inte prestera lika bra. Det är därför som HDMI Licensing har tagit fram märkningarna som visades här. Anledningen till att ovanstående regel gäller mellan två specifika apparater är att det råder kvalitets­skillnad mellan kretsarna som skickar och tar emot HDMI-signaler. Enklare kretsar (som normalt sitter i enklare TV-apparater) är inte lika finkänsliga som premium­kretsarna i de mer exklusiva modellerna. Vissa apparater kan alltså ha svårt att tolka en något skadad och brusig signal, medan andra apparater inte har några problem alls.

Kvalitetsskillnader

Högkvalitetskablar behövs i digitala sammanhang i några situationer. Överföring med riktigt hög bandbredd är en av dem. Behovet av bandbredden bestäms av bland annat upplösningen, uppdateringsfrekvensen och färgdjupet. Blu-rayfilmer och Playstation 3-spel är av den anledningen svåra att överföra skadefria för en enkel HDMI-kabel. HDMI Licensing visar tydligt att det är skillnad mellan olika HDMI-kablar då de delar in kablarna i två olika klasser.

  • HDMI Standard: Upp till 75 MHz vilket motsvarar en 1080i-signal.
  • HDMI High Speed: Upp till 340 MHz vilket motsvarar en 1080p-signal med utökade färger och hög uppdateringsfrekvens.

En annan situation som ställer höga krav på kabeln är när den blir lång. Ju längre kabeln är desto viktigare är det att den håller hög kvalitet. Någon bestämd gräns där högkvalitets­kablar bör användas går inte att sätta. Detta eftersom det inte finns ­någon definition på vad en budgetkabel är samt att kretsarna som tar emot signalen har ­varierande känslighet. Det gör att de behöver olika bra signal för att kunna tolka den. På den officiella webbplatsen för HDMI (www.hdmi.org) finns några tumregler för hur lång kabeln kan vara (HDMI Standard Cable, ren koppar).

Ledartjocklek AWG Maxlängd Motsvarande area
AWG22 15 m 0,326 mm²
AWG24 12 m 0,205 mm²
AWG26 10 m 0,129 mm²

Tabellen visar också tydligt sambandet mellan kvaliteten på kabeln (bl.a. ledararean) och maxlängden. Detta är inte konstigt eftersom kablar av hög kvalitet dämpar signalen mindre än de med låg. Jämför med koaxialkablarnas dämpning av olika frekvenser här.

Precis som med kablarna som är avsedda för analoga signaler (läs mer) anv­änds det ibland inte helt ren koppar i HDMI-kablar. De allra billigaste kablarna har ibland så kallade CCA-ledare (Copper Clad Aluminum), vilket innebär att ledarna delvis består av aluminium. Ofta fungerar det för filmmaterial med låg upplösning och kablar i korta längder, men det kan inte rekommenderas i övrigt.

Det finns ingen specifik maxlängd angiven för HDMI High Speed, men tio meter (­ibland upp emot 20 m) är sällan något problem med en högkvalitetskabel. Lågupplöst ­material kan klara att gå ännu längre sträckor i sådana kablar. Detta eftersom lågupplöst ­material skickas med en lägre frekvens än högupplöst (det är mindre data som överförs) och låga frekvenser påverkas inte lika mycket som höga.

Här följer HDMI Licensing LLC:s rekommendation kring val av HDMI-kabel.

Bild + 2-kanals PCM-ljud* Deep Color 120 Hz uppdat. från källa DD True HD / DTS-HD MA* 8-kanals PCM-ljud* CEC x.v.Color
SD Standard Standard Standard Standard Standard Standard Standard
HD Standard High Speed High Speed Standard Standard Standard Standard
Full HD High Speed High Speed High Speed High Speed High Speed High Speed High Speed

* Ljudformaten som anges ovan (PCM, Dolby Digital True HD och DTS-HD Master Audio) har inte behandlats ännu, utan informationen om dem kommer i nästa kapitel. Dolby Digital (AC3) och DTS motsvarar 2-kanals PCM-ljud.

Meddelande från Kjell & Company

Din webbläsare är gammal, och vi kan inte lova att innehåll visas korrekt, eller full funktionalitet. Vår rekommendation är att du uppdaterar din webbläsare nu!

Meddelande från Kjell & Company

Javascript är ej aktiverat i din webbläsare! För full funktionalitet på siten rekommenderar vi att du slår på Javscript.

Meddelande från Kjell & Company

Cookies är avslaget i din webbläsare. För att kunna använda internetbutiken måste din browser stödja cookies (mer information).