Wat is een HDMI en hoe werkt het

Wij hebben eerder stukken geschreven over hoe u het beste kunt begrijpen wat HDMI is vanuit het oogpunt van een beginner, enkele grote voordelen die HDMI heeft ten opzichte van andere technologie voor videoweergaveconnectiviteit, de verschillende gebruikstoepassingen van de HDMI-poorten van uw TV, hoe u de beste HDMI-kabels kunt kopen, het identificeren en gebruiken van de HDMI-poorten op uw laptop en tal van HDMI-gerelateerde gidsen en inhoud. Wat we echter hebben laten liggen, is onze lezers duidelijk te maken hoe de technologie werkt.

Ja, de HDMI-interface is een technologie in plaats van een ‘gewone’ poort zoals velen denken dat het is.

Het is een set regels om elektronische apparaten met hoge definitie te laten communiceren.

Sinds de introductie in 2002 heeft HDMI zich ontwikkeld tot de beste en handigste digitale (audio en video) verbindingsstandaard in termen van overdrachtssnelheid, bandbreedte, en functies in het algemeen. In de bijna twee decennia van zijn bestaan zijn er vijf versies van de HDMI-interface uitgebracht, die op efficiënte wijze een revolutie teweeg hebben gebracht in de manier waarop onze elektronica en gadgets met elkaar communiceren en informatie uitwisselen. Met de mogelijkheid om ‘onbewerkte, onbewerkte en onbewerkte’ beelden over te dragen, gaat de nieuwste standaard van de technologie, HDMI 2.1, prat op een overdrachtssnelheid van 48 Gbps, naast vele andere functies en verbeteringen zoals ondersteuning voor 4K, 5K, 8K en 10K inhoud. Maar hoe krijgt HDMI dit voor elkaar? Hoe worden deze verbindingen met hoge bandbreedte tot stand gebracht tussen HDMI-compatibele apparaten? En wat gebeurt er in dat proces?

Hoe HDMI werkt

Voor hoogwaardige beeld- en geluidskwaliteit

Weliswaar denken velen ten onrechte dat bij gebruik van de HDMI-interface gegevens ‘rechtstreeks’ in zuivere vorm worden uitgewisseld tussen apparaten, maar het proces van signaaloverdracht verloopt feitelijk via een encodeer-transport-decodeer-traject.

Op het apparaat (PS4, Bluray speler, set-top TV boxen) dat een (video of audio) signaal via HDMI poort/kabel verstuurt, vindt een proces van data codering plaats voordat de informatie wordt overgebracht naar het ontvangende apparaat (HDTV, 4K monitor etc.). Ook wel bekend als Transition Minimized Differential Signaling (TMDS), het proces van coderen van gegevens in de HDMI-interface om de kans op kwaliteitsverlies of degradatie te minimaliseren gebeurt als volgt:

1. Wanneer gegevens in kabels worden overgebracht, neemt de kwaliteit van de informatie gewoonlijk af naarmate het signaal over de kabellengte door verschillende overgangspunten loopt. Om de kwaliteitsvermindering van het signaal tegen te gaan, gebruikt het verzendende apparaat het TDMS-coderingsproces om het aantal overgangen te verminderen. Hierdoor wordt het signaal tijdens de weg naar het ontvangende apparaat beschermd en blijft de kwaliteit behouden.

Van de HDMI-connectorpennen gaan de signalen door getwiste paren koperkabel. Drie audio- en videokanalen gaan elk over twee pinnen, in totaal dus zes pinnen. De TMDS-klok, waarmee apparaten de inkomende gegevens kunnen synchroniseren, loopt via één pinnenpaar.

2. Het gecodeerde signaal zelf wordt dan gedragen door één van de getwiste TMDS-paren van de HDMI-kabel, terwijl het andere paar een omgekeerde kopie draagt van dezelfde gegevens/signalen die worden verzonden.

3. Wanneer het gecodeerde (en beschermde) signaal in de kabel het ontvangende apparaat bereikt, berekent de HDMI-poort het verschil tussen het originele en het omgekeerde signaal in de TMDS-paren en compenseert vervolgens het signaalverlies dat eventueel is opgetreden.

Dit driestaps coderings-/decoderingsproces ter bescherming van de signaalkwaliteit is de manier waarop HDMI helpt bij het handhaven van hoge beeld- en geluidskwaliteit tussen uw apparaten.

Voor gegevensbescherming

Naast het leveren van audio en beeld in onvervalste kwaliteit, is een ander hoogtepunt van de HDMI-technologie de mogelijkheid tot gegevensbescherming. Door gebruik te maken van een techniek die bekend staat als High-Bandwidth Digital Protection (HDCP), kan HDMI voorkomen dat gegevens worden gekopieerd.

HDCP is een auteursrechtbescherming die HDMI gebruikt om ervoor te zorgen dat niemand films en programma’s ript.

Hoe voorkomt HDMI piraterij van inhoud?

De HDCP-techniek voor inhoudsbeveiliging is in feite een authenticatieprotocol waarbij zowel op het ontvangende als op het zendende apparaat wordt gezocht naar een overeenkomstige authenticatie. Deze authenticatiecode is een gecodeerde data die gewoonlijk wordt opgeslagen in de Extended Display Identification Data (EDIP) van beide apparaten die informatie uitwisselen. Echter, voordat gegevens met succes kunnen worden ontvangen van het verzendende apparaat/gadget/elektronica, moet de authenticatiecode op beide apparaten in overeenstemming zijn.

Vervolgens genereert het verzendende apparaat een nieuwe authenticatiesleutel die beide apparaten voortaan zullen delen. Dit staat bekend als het handshake-proces. Als na de handshake een onbevoegd apparaat probeert informatie te onderscheppen, beëindigt het bronapparaat onmiddellijk de gegevensoverdracht tussen beide apparaten.

Het bronapparaat codeert zijn informatie met behulp van de sleutel die het heeft gegenereerd. Het ontvangende apparaat decodeert de informatie met behulp van dezelfde informatie. Ook wordt om de paar minuten gecontroleerd of de sleutel niet is gewijzigd en of het systeem nog steeds veilig is.

Hoewel het HDCP-authenticatieprotocol niet standaard is ingeschakeld, wordt het wel ondersteund op alle HDMI-compatibele apparaten. Het is echter mogelijk dat oudere generaties HDMI-apparaten en -aansluitingen de functie niet ondersteunen.