Cabo HDMI

Em Setembro de 2013, quando saiu a norma HDMI versão 2.0, publiquei um artigo neste blog. Como  o tempo passa rápido, não?

Na sexta-feira passada recebi o comentário do leitor Fernando, através do site TI Especialistas, perguntando se um cabo HDMI 1.3 é capaz de transmitir uma resolução de 1080p a 60 fps.

Obrigado, Fernando. A pergunta me animou a retomar o assunto e falar um pouco sobre o cabo HDMI.

Fernando, a resposta é: você precisa de um cabo categoria 2. Você deve se preocupar com a especificação do switcher de vídeo também! Escolha um switcher que suporte a categoria 2 e também suporte os protocolos EDID e HDCP. Importante escolher um switcher de qualidade para não ter dor de cabeça depois.

A norma HDMI especifica duas categorias de cabo, conforme a banda passante em frequência e, por consequência, sua capacidade de transmitir dados (nos três canais):

Categoria 1: até 2,25 Gbps Categoria 2: até 10,2 Gbps

 

No mercado esses cabos são chamados de "Standard" e "High Speed".

A conexão HDMI possui três enlaces de dados no cabo (um para cada componente de cor), cada um utilizando uma codificação digital chamada "TDMS" com um sincronismo (clock) proporcional à taxa de transferência de dados. Na verdade, o TDMS transmite blocos de 10 bits (video, áudio e controle) a cada ciclo de clock.

A limitação no comprimento do cabo HDMI é uma função de sua resposta em frequência e os fabricantes de cabo devem informar qual a categoria do cabo. Independentemente de seu comprimento, o cabo deve suportar o clock especificado para sua categoria.

A capacidade total do enlace HDMI, e portanto do cabo, pode ser calculada pela fórmula abaixo

 

onde:

Total_de_Pixels / quadro = total de pixels ( Vert Total x Hor Total)

Bits/cor = resolução (quantidade de bits por cor)

3 = são três cores

6 = bits de redundância da codificação

Quadro/s = quadros por segundo (fps = frames per second)

A tabela 1 mostra alguns exemplos, onde:

Vert = pixels úteis na vertical

Hor = pixels úteis na horizontal

Resol = resolução (quantidade de bits por cor)

Vert Tot= Total de pixels na vertical

Hor Tot = Total de pixels na horizontal

fps = frames per second = quadros por segundo

Tx = taxa total em Gigabits por segundo do enlace HDMI nos três canais

Categoria do cabo =  categoria mínima para suportar a aplicação

A tabela mostra que os primeiros tipos de vídeo são suportados por cabo categoria 1, mas a partir do vídeo 1080p60 só o cabo categoria 2 atende.

A última coluna indica a categoria mínima do cabo para suportar a aplicação. Tendo em vista a velocidade da evolução tecnológica, minha recomendação é sempre optar pelo cabo categoria 2.

A tabela mostra também o percentual de bits auxiliares por quadro (% bits aux) em relação ao total de bits do quadro, os quais são utilizados para áudio e controle.

Pelos cálculos, nota-se que alguns tipos de vídeo não são suportados nem pelo cabo categoria 2.

 A figura 1 mostra uma possível sequência para escolha do cabo em função das características mais importantes. 

 

                                  Fig.1: Escolha do cabo HDMI

A banda passante do cabo (em Mbps) é a característica mais relevante:

A norma HDMI versão 3.1 especifica um equalizador que reforça a resposta em frequencia, de forma crescente até 2,25 GHz, ponto em que atinge cerca de 3 dB de ganho.

Alguns fabricantes instalam um equalizador encapsulado no molde do conector para conseguir maiores comprimentos com bitolas menores (vide postagem de setembro de 2013).

O formato circular é o mais comum. O flat pode ser útil para algumas aplicações.

O canal Ethernet é opcional no cabo HDMI.

A característica da capa na presença de fogo é a próxima decisão. Hoje praticamente todos os cabos são padrão comercial (CM ou CMG).

Em seguida vem as escolhas do comprimento e da bitola.

Quanto maior a bitola (menor número AWG), melhor a característica de transmissão. A tabela a seguir mostra a composição dos condutores flexíveis ("stranded") e as dimensões, para AWG de 36 até 22.

Tabela 2:

Bitola AWG	Veias	Área total de seção reta de condutor [mm2]	Diâmetro do feixe condutor [mm]	Resistência [mΩ/m]	Peso [g/m]
36	7 x 44	0,018	0,152	1271	0,126
34	7 x 42	0,020	0,160	777	0,196
32	7 x 40	0,032	0,203	538	0,302
32	19 x 44	0,041	0,229	448	0,342
30	7 x 38	0,073	0,305	339	0,504
30	19 x 42	0,073	0,305	287	0,534
28	7 x 36	0,114	0,381	213	0,787
28	19 x 40	0,129	0,406	186	0,823
26	7 x 34	0,183	0,483	122	1,250
26	10 x 36	0,223	0,533	137	1,130
26	19 x 38	0,219	0,508	113	1,370
24	7 x 32	0,292	0,610	76,4	2,020
24	10 x 34	0,266	0,582	85,6	1,790
24	19 x 36	0,292	0,610	69.2	2,130
24	41 x 40	0,266	0,582	84.0	1,730
22	7 x 28	0,456	0.762	48.4	3,160
22	19 x 34	0,486	0.787	45.1	3,390
22	26 x 36	0,456	0.762	52.3	2,930

A figura 2 mostra os preços estimados, em dólar, no Brasil, de algumas séries de cabos HDMI, por bitola, e utiliza a seguinte simbologia:

• círculos: cabos passivos
• triângulos: cabos com equalizador
• símbolo azul: 74,25 MHz
• símbolo vermelho: 340 MHz

 

                                  Fig.2: Cabos HDMI - tipos e preços