¿Cómo Funciona HDMI?

Si has ido a comprar un HDTV, una play-station o un DVD, probablemente habrás oído hablar de HDMI. Puede parecer una más de las muchas conexiones que albergan nuestras televisiones o cines en casa, pero lo cierto es que HDMI es más que un puerto en la parte trasera de tu televisor (y normalmente el caro cable que encaja en el interior). Es un conjunto de reglas para permitir que los dispositivos de alta definición se comuniquen. Antes del desarrollo de las televisiones de alta definición, muchas TVs mostraban imágenes conocidas como definición estándar.

La imagen era básicamente cuadrada, y su resolución (el número de puntos que crean la imagen en la pantalla) era de 704×480 píxeles. La imagen estaba interlazada – cada parte de la imagen en movimiento realmente era la mitad de una imagen, pero las imágenes cambiaban rápidamente y el cerebro humano no notaba la diferencia. Finalmente, los televisores más antiguos dependían de las señales analógicas, las cuales viajan como una corriente eléctrica variable.

Por otro lado, los HDTVs son digitales. Usan información en forma de unos y ceros. Esta información viaja a través de cables como pulsos eléctricos. Los HDTVs tienen una imagen rectangular, y tienen una resolución mayor – los actuales HDTV estándar permiten resoluciones de hasta 1920×1080 píxeles. Sus señales pueden ser progresivas, lo cual significa que cada trama de una imagen total es una imagen completa en lugar de la mitad de una.

Por lo tanto, comparados a los televisores estándar, los HDTVs tienen una pantalla más amplia, más píxeles y una tasa de actualización más rápida. A menudo, los HDTVs pueden desplegar más colores que sus antecesores. Esto también significa que necesitan más datos y lo necesita mucho más deprisa que los televisores de definición estándar. Si un HDTV puede recibir esta información digitalmente, tampoco necesita gastar tiempo o recursos de procesamiento convirtiendo la señal de un formato analógico.

Todo esto nos lleva al tema del artículo, el HDMI. Creado por un grupo de fabricantes electrónicos, el estándar HDMI es un conjunto de guías para crear una conexión de banda ancha entre dispositivos digitales. Con una configuración correcta, HDMI puede marcar una diferencia significativa en un sistema de cine en casa (home-cinema).

El actual estándar puede llevar más de mil señales de alta definición, y soporta ocho canales de audio descomprimido (lo suficiente para un sistema surround). HDMI puede reducir el número de cables requeridos para conectar componentes, y puede incluso reducir el número de controles remotos necesarios para ver una película.

Sin embargo, hay un pequeño “inconveniente” a todo esto.  Para poder aprovecharnos de todo lo que nos ofrece HDMI, todos los componentes del home-cinema deben ser compatibles. Algunas de las funciones que ofrece HDMI todavía no existen en el mercado de consumo actual. También hay un límite sobre lo largo que puede ser un cable HDMI, y algunos usuarios se quejan de que este límite es demasiado corto para soportar configuraciones convenientes.

Señales en el cable HDMI

Una de las percepciones equivocadas sobre HDMI es que la señal digital es innatamente superior a una señal analógica. En la mente de algunas personas, la falta de conversión analógica a digital, significa que la señal está en un estado puro y sin dañar cuando llega al HDTV. Es fácil imaginar una señal digital de alta definición viajando directamente desde un reproductor DVD a un HDTV.

Pero la señal de transmisión en el HDTV requiere un paso de codificación. HDMI utiliza algo llamado TMDS, que se puede traducir a transición minimizada de diferenciación de señal, para poder mover información de un sitio a otro. TMDS es una forma de codificar la señal para protegerla de degradarse según viaja por el cable. Los que ocurre es más o menos lo siguiente:

1 – El dispositivo emisor, como por ejemplo un reproductor DVD, codifica la señal para reducir el número de transiciones entre unos (abierto) y ceros (cerrado). Piensa en cada transición como un goteo. Según la señal viaja, estos goteos puede ir degradando la señal. El paso de decodificación ayuda a proteger la calidad de la señal reduciendo el número de oportunidades para que la señal se degrade.

2 – Uno de los cables en el par trenzado lleva la señal. El otro lleva una copia inversa de la señal.

3 – El dispositivo receptor, como por ejemplo un HDTV, decodifica la señal. Entonces mide la diferencia entre la señal y su inverso. Usa la información par compensar cualquier pérdida de señal a lo largo del camino.

HDMI tiene también la capacidad de proteger los datos de la piratería. Usa protección de copia digital de banda ancha (HDCP) para realizar esto. Se trata de un protocolo de autentificación. Básicamente, cada dispositivo de cine en casa tiene datos de identificación y datos de encriptación almacenada en su chip EDID.

El dispositivo de origen verifica la clave de autenticación del dispositivo receptor, como es el HDTV. Si ambas claves se dan el visto bueno, el dispositivo emisor se mueve al siguiente paso.  Genera una nueva clave y la comparte con el dispositivo receptor. En otras palabras, crea un secreto compartido. De forma ideal, todo este proceso toma lugar casi al instante.

El dispositivo de origen codifica su información usando la clave que lo ha generado. El dispositivo receptor lo decodifica usando la misma información. Si un dispositivo no autorizado intenta interceptar los datos, el dispositivo de origen para la transmisión.

También se asegura de que la clave no ha cambiado y que el sistema sigue siendo seguro cada pocos minutos. Todos los dispositivos compatibles con HDMI, requieren que también soporte HDCP, pero las compañías que fabrican y distribuyen contenido de alta definición, no se les requiere que lo habiliten.

¿Cómo es un conector HDMI?

Hay muchos métodos que se pueden usar para conectar los componentes de nuestro “cine en casa”. Por ejemplo, el componente de video transporta la señal de video analógica separada en dos canales para el color  y un tercero para la luminancia. Los cables de componentes de video usan conectores RCA. El S-video transmite señales analógicas usando un cable y un conector de cuatro pines o terminales.

El DVI, o interfaz visual digital, es un conector de 29 pines normalmente usado con monitores de ordenador. A diferencia del conector de video y S-video, transporta señales digitales. Muchos HDTV más antiguos depende de DVI, ya que llegaron al mercado antes de que lo hiciera HDMI. Al usar tanto DVI como HDMI el protocolo TMDS, son compatibles. Todo lo que necesitas para conectar un cable HDMI a un puerto DVI es un adaptador pasivo.

Los conectores DVI y HDMI tienen otras similitudes. Ambos usan una serie de pines para transmitir las señales desde el cable al dispositivo. Mientras que DVI usa 29 pines, el conector HDMI de tipo A tiene 19 pines. Un conector DVI usa también un par de tornillos para amarrarse al dispositivo.

Hay también una versión en miniatura de conector HDMI para usar en dispositivos más pequeños como cámaras digitales, como los camcorders. Desde los pines del conector HDMI, las señales viajan por medio de cables trenzados de cable de cobre. Tres canales de audio y video viajan por medio de dos pines cada uno, para un total de seis pines. El reloj TMDS, el cual permite a los dispositivos sincronizar los datos entrantes, viajan por una par de pines. Cada uno de estos cuatro pares tiene una protección – otro hilo que protege de interferencias vecinas.

Las otras señales que viajan a través del cable HDMI solo necesitan un pin. Uno de los canales es el CEC (consumer electronics channel). Si tus dispositivos lo soportan, este canal les permite enviar instrucciones entre ellos. Por ejemplo, un reproductor DVD podría poner en marcha automáticamente un receptor de “Home Cinema” y un HDTV cuando empezara a reproducir un disco. E

l canal de detección en caliente, el cual usa solo un pin, detecta cuando se conecta o desconecta un dispositivo, reiniciando la conexión HDMI si fuera necesario. El pin  DDC (Display Data Channel) lleva información del dispositivo y la encriptación HDCP comentada anteriormente en el artículo. Otros canales llevan encriptación de datos y electricidad para poner en marcha las comunicaciones entre dispositivos.

Los cables por si mismos vienen en dos categorías: La categoría 1 tiene una velocidad de 74 MHz y la categoría 2 una velocidad de 240 MHz. Muchos de los cables utilizados son de la segunda categoría al ser más rápido. Como añadido al conector y al cable, el estándar HDMI aplica a como la configuración del televisor puede sincronizar el sonido con el video y mostrar el color. Estas capacidades han cambiado significativamente a través de las revisiones del estándar.