Cos’è un HDMI e come funziona
Sebbene abbiamo scritto in precedenza pezzi su come capire al meglio cos’è l’HDMI dal punto di vista di un principiante, alcuni importanti vantaggi che l’HDMI detiene rispetto ad altre tecnologie di connettività video, le diverse applicazioni di utilizzo delle porte HDMI del tuo televisore, come acquistare i migliori cavi HDMI, identificare e utilizzare le porte HDMI sul tuo laptop e molte altre guide e contenuti relativi all’HDMI. Quello che però siamo riusciti a tralasciare è far capire ai nostri lettori come funziona la tecnologia.
Sì, l’interfaccia HDMI è una tecnologia piuttosto che una porta ‘ordinaria’ come molti pensano che sia.
È un insieme di regole per far comunicare i dispositivi elettronici ad alta definizione.
Dal suo inizio nel 2002, l’HDMI si è evoluto per essere il migliore e più conveniente standard di connessione digitale (audio e video) in termini di velocità di trasferimento, larghezza di banda e caratteristiche in generale. Inoltre, nei suoi quasi due decenni di esistenza, sono state rilasciate cinque versioni dell’interfaccia HDMI, rivoluzionando efficacemente il modo in cui la nostra elettronica e i nostri gadget interagiscono e condividono informazioni. Con la capacità di trasferire filmati ‘grezzi, non compromessi e non elaborati’, l’ultimo standard della tecnologia, HDMI 2.1, vanta una velocità di trasferimento di 48Gbps oltre a molte altre caratteristiche e miglioramenti come il supporto per contenuti 4K, 5K, 8K e 10K. Ma come fa l’HDMI a fare tutto questo? Come vengono create queste connessioni ad alta larghezza di banda tra dispositivi compatibili HDMI? E cosa succede nel processo? Scoprilo qui sotto.
Come funziona HDMI
Per l’alta qualità visiva e audio
Mentre molti credono erroneamente che usando l’interfaccia HDMI, i dati siano ‘direttamente’ condivisi nella loro forma pura tra i dispositivi, il processo di trasferimento del segnale segue effettivamente un percorso di codifica-trasporto-decodifica.
Sul dispositivo (PS4, lettore Bluray, set-top TV box) che invia un segnale (video o audio) attraverso la porta/cavo HDMI, c’è un processo di codifica dei dati che avviene prima che le informazioni siano trasportate al dispositivo ricevente (HDTV, monitor 4K ecc.). Conosciuto anche come Transition Minimized Differential Signaling (TMDS), il processo di codifica dei dati nell’interfaccia HDMI in modo da minimizzare le possibilità di perdita o degradazione della qualità avviene così:
1. Di solito, quando i dati vengono trasferiti nei cavi, la qualità delle informazioni diminuisce man mano che il segnale viaggia lungo il cavo attraverso diversi punti di transizione. Per eliminare la degradazione del segnale, il dispositivo di invio usa il processo di codifica TDMS per ridurre il numero di transizioni. Quindi, proteggendo il segnale mentre viaggia verso il dispositivo ricevente e mantenendo la qualità.
Dai pin del connettore HDMI, i segnali viaggiano attraverso coppie intrecciate di cavi di rame. Tre canali audio e video viaggiano attraverso due pin ciascuno, per un totale di sei pin. Il clock TMDS, che permette ai dispositivi di sincronizzare i dati in arrivo, viaggia attraverso una coppia di pin.
2. Il segnale codificato in sé è quindi trasportato da una delle coppie TMDS intrecciate del cavo HDMI mentre l’altra coppia porta una copia inversa degli stessi dati/segnale che vengono trasmessi.
3. Quando il segnale codificato (e protetto) nel cavo raggiunge il dispositivo ricevente, la porta HDMI calcola la differenza tra il segnale originale e quello invertito nelle coppie TMDS e successivamente compensa qualsiasi perdita di segnale che potrebbe essersi verificata.
Il processo di codifica-decodifica in tre fasi di protezione della qualità del segnale è il modo in cui HDMI aiuta a mantenere un’alta qualità visiva e audio tra i tuoi dispositivi.
Per la protezione dei dati
Oltre a fornire audio e immagini in qualità pura, un altro punto forte della tecnologia HDMI è la sua capacità di protezione dei dati. Usando una tecnica conosciuta come High-Bandwidth Digital Protection (HDCP), HDMI può impedire che i dati vengano piratati.
HDCP è una protezione del copyright che HDMI usa per assicurare che nessuno strappi film e spettacoli.
Come fa HDMI a prevenire la pirateria dei contenuti?
La tecnica di protezione dei contenuti HDCP è fondamentalmente un protocollo di autenticazione in cui un’autenticazione corrispondente è ricercata sia sul dispositivo ricevente che su quello inviante. Questo codice di autenticazione è un dato criptato che di solito è memorizzato nei dati EDIP (Extended Display Identification Data) di entrambi i dispositivi che condividono le informazioni. Tuttavia, prima che i dati possano essere ricevuti con successo dal dispositivo/gadget/elettronico che invia, il codice di autenticazione su entrambi i dispositivi deve essere conforme.
Di conseguenza, il dispositivo che invia procede a generare una nuova chiave di autenticazione che entrambi i dispositivi condivideranno d’ora in poi. Questo è noto come processo di handshake. Dopo l’handshake, se un dispositivo non autorizzato cerca di intercettare le informazioni, il dispositivo sorgente termina immediatamente la trasmissione dei dati tra i due dispositivi.
Il dispositivo sorgente codifica le sue informazioni utilizzando la chiave che ha generato. Il dispositivo ricevente la decodifica utilizzando le stesse informazioni. Si assicura inoltre che la chiave non sia cambiata e che il sistema sia ancora sicuro ogni pochi minuti.
Sebbene il protocollo di autenticazione HDCP non sia abilitato di default, è supportato su tutti i dispositivi HDMI compatibili. Tuttavia, le vecchie generazioni di dispositivi e connessioni HDMI potrebbero non supportare la funzione.