Les interfaces vidéo numériques

HDMI
HDMI ou High Définition MultiMedia Interface est une norme d’interface numérique permettant la transmission des flux Vidéo, Audio et Data (Télécommande, Internet…). À l’origine destiné au marché grand public, ces performances et son omniprésence ont permis rapidement au HDMI de s’imposer comme le connecteur professionnel incontournable pour tout type de matériel tel que les Displays (écran et vidéoprojecteur), les sources (lecteur DVD, Blu-ray, PC, Laptop...) et bien évidement les équipements de captation (Caméra, APN...).
Au fil du temps, le HDMI s’est parfaitement adapté aux évolutions et besoins technologiques de la vidéo par l’évolution des résolutions (4K, 8K et même 10K), mais également par une parfaite gestion de la 3D et la transmission de l’Audio !

Le HDMI supporte les espaces colorimétriques RGB et Y/Cb/Cr. Le HDMI est compatible broche à broche avec le DVI-D et le DisplayPort. Il suffit d’un simple adaptateur physique pour passer d’un connecteur à l’autre.
Le HDMI intègre le protocole de protection de données HDCP ainsi que le protocole d’échange des données EDID (Extended Display Identification Data).

Le connecteur existe en 4 versions :
- Le HDMI ''standard' Type A (lecteur DVD, PC, TV, videoprojecteur…)
- Le HDMI Dual Link Type B (il n'a pour le moment jamais été utilisé)
- Le Mini HDMI Type C (camescope, appareil photo compact et reflex, GOPRO HERO2…)
- Le Micro HDMI Type D (camescope, GOPRO HERO3…)

Connecteur mini micro HDMI et HDMI standard

Comme beaucoup de technologies, le HDMI a des avantages mais également des inconvénients :
• Les + :
- Performance : Compatibilité avec de très hautes résolutions (4K, 8K ou 10K), 3D, Audio multicanal…
- Fiabilité du numérique (aucune perte due à la distance, débit très important jusqu’à 48 Gbits/s)
- Interface universelle car utilisée par tous les fabricants et compatible avec DVI-D et DisplayPort
- Paramétrage optimal automatique de tous les périphériques grâce à l’EDID

• Les - :
- Problème de fiabilité sur des moyennes et grandes distances. Il est alors préconisé d’utiliser des Extenders ou Emett eurs/Récepteurs RJ45 sur paire torsadée ou bien des câbles en fibre optique.
- Certains problèmes de diffusion peuvent intervenir à cause du HDCP ou de L’EDID

    HDMI 1.0 - HDMI 1.2 HDMI 1.3 HDMI 1.4a et 1.4b  HDMI 2.0 et HDMI 2.0a* HDMI 2.1
Appellation   HDMI Standard HDMI Standard High Speed Premium High Speed  Ultra High Speed
Date de sortie   9 déc 2002 (1.0)
20 mai 2004 (1.1)
8 aou 2005 (1.2)
22 jui 2006 28 mai 2009 4 sep 2013 28 nov 2017
Formats compatibles   HDTV/1080p HDTV/1080p - 2K HDTV/1080p
UHD / 4K
HDTV/1080p
UHD / 4K
UHD / 4K
Full UHD / 8K
Résolution maximum   1 920 x 1 200 @ 60 Hz 2 500 x 1 600 @ 75 Hz 1080p @ 120 Hz (1.4a)
4K @ 24, 25 et 30 HZ (1.4b)
1080p @ 120 Hz 4:4:4
4K @ 60 HZ 4:4:4
4K @ 120 HZ 4:4:4
8K & 10K @ 60 HZ 4:4:4
8K & 10K @ 120 HZ 4:2:0
Pixel clock maximum   165 MHz 340 MHz 340 MHz 600 MHz 1.2 GHz
Bande passante vidéos   4,95 Gbits 10,2 Gbits 10,2 Gbits 18 Gbits 48 Gbits/s
Nombre de couleurs maximum   24 bits/pixel 48 bits/pixels 48 bits/pixels 48 bits/pixels 48 bits/pixel HDR
Display Stream Compression (DSC)   / / / / DSC 1.2
Deep Color HDR
(high dynamic range)
  / Deep Color Deep Color Deep Color HDR
(HDMI 2.0a uniquement)
Deep Color HDR10+
Dolby Vision
Audio   Débit : 36,86 Mbits/s Débit : 49,152 Mbits/s Débit : 49,152 Mbits/s Débit : 49,152 Mbits/s Débit : 49,152 Mbits/s
  / 8 canaux audio PCM - 192 kHz – 24 bits 8 canaux audio PCM - 192 kHz – 24 bits 8 canaux audio PCM - 192 kHz – 24 bits 8 canaux audio PCM - 192 kHz - 24 bits
  / BitStream support pour Dolby True HD et DTS Master Audio BitStream support pour Dolby True HD et DTS Master Audio BitStream support pour Dolby True HD et DTS Master Audio BitStream support pour Dolby True HD et DTS Master Audio
  / LipSync LipSync LipSync LipSync
  / / ARC (Audio Return Channel) ARC (Audio Return Channel) ARC (Audio Return Channel)
HEC (HDMI Ethernet Channel)   / / 100 Mbits 100 Mbits 100 Mbits/s
Protection anticopie   HDCP 1.1 HDCP 1.1 HDCP 1.1 HDCP 2.2 HDCP 2.2

 

*Conformité CEC (Consumer Electronic Control)

 

DVI-D (Digital Visual Interface)
Le DVI, dont l’ancienne appellation était “Digital Video Interface”, était destiné aux périphériques vidéo professionnels ainsi qu’au domaine de l’informatique.
Cependant au fil des années, il a été progressivement substitué par le HDMI.
Le DVI existe en réalité sous 3 formes :
- Le DVI-A (DVI-Analog) qui transmet uniquement le signal analogique équivalant au “VGA’’.
- Le DVI-D (DVI-Digital) qui transmet uniquement le signal numérique.
- Le DVI-I (DVI-Integrated) qui intègre le DVI-A et le DVI-D dans un seul et même connecteur.

La sortie DVI de la plupart des sources (laptop, PC…) est en général du DVI-I. Au contraire l’entrée DVI d’un display (TV, écran LCD, vidéoprojecteur…) est généralement du DVI-D. Contrairement au HDMI et au DisplayPort, le DVI-D ne permet pas de gérer l’audio. Cependant dans le cas où le son est entrelacé au signal, un périphérique DVI-D le laissera passer sans l’altérer ni le modifier. Il est donc possible d’intégrer un sélecteur ou un distributeur DVI-D au milieu d’une installation HDMI.

Le DVI se décline en 2 versions :
- DVI Single Link : supporte résolution jusqu’au 1920 x 1200p à 60Hz
- DVI Dual Link : supporte résolution jusqu’au 2560 x 1600p à 60Hz

 

DVI-D DVI-I

 

display port
DisplayPort

Interface numérique permettant la transmission d’un signal audio/vidéo. Cette interface a été développée par le consortium VESA (Video Electronics Standards Association) afin d’offrir une alternative au HDMI.
Le DisplayPort a été initialement conçu pour équiper des ordinateurs mais reste relativement peu utilisé dans le milieu aussi bien grand public que professionnel. Le DisplayPort supporte les espaces colorimétriques RGB et Y/Cb/Cr.

 

tableau display port

 

Thunderbolt
Thunderbolt est une interface de connexion ultra polyvalente, bidirectionnelle et extrêmement performante conçue par Intel à partir de 2007.
Très présente sur les ordinateurs Mac, elle se décline aujourd’hui en 3 générations.
Elle est capable de supporter de très nombreux signaux :
- Data / Informatique : USB 1.0, 2.0, 3.0 et 3.1, FireWire et Ethernet
- Audio / Vidéo : HDMI, DVI, VGA, Display Port

 

tableau thunderbolt

 

SDI
SDI (Serial Digital Interface)

SDI ou Serial Digital Interface est un protocole permettant la transmission d’un flux vidéo numérique.
Utilisant un connecteur BNC et transmis sur un câble coaxial 75 Ohms, le SDI est exclusivement destiné à des applications professionnelles Broadcast. La longévité du SDI est due à son excellente fiabilité ainsi que son adaptabilité technologique au fil des années. Le 8K est d’ores et déjà en cours de normalisation ! Le SDI permet également la transmission de 16 canaux Audio “embedded” (inclus) dans le signal.

 

 

usb 3.0
USB (‘’Universal Serial Bus’’)

Le port USB ou ‘’Universal Serial Bus’’ est une norme informatique apparue en 1996 et destinée à connecter un périphérique sur un ordinateur. Très rapidement la norme USB a subi de nombreuses évolutions afin d’adapter ces performances aux besoins, et ainsi augmenter considérablement son taux de transfert et l’alimentation qu’elle était capable de délivrer. Parallèlement l’interface a été déployée dans de nombreuses déclinaisons afin de pouvoir s’adapter au maximum de périphériques.

connecteurs USB

 

tableau connecteurs USB

 

RJ45
Ethernet et RJ45

Il existe actuellement une multitude de câbles Ethernet en fonction des besoins, du budget ou encore des protocoles de transmission.
Pour être certain de choisir le bon câble, nous vous conseillons de toujours vérifi er les préconisations du fabriquant.
Un câble Ethernet est composé de 4 paires torsadées et est principalement défi nie par 2 éléments :
- Catégorie du câble : La catégorie définit principalement les performances du câble, à savoir son débit
- Le blindage : Le blindage définit la qualité du câble. Contrairement à ce que l’on pourrait penser, le meilleur des blindage n’est pas forcément préconisé pour toutes les applications.

La Categorie definit la bande passante du cable et permet donc de definir le debit du cable.
Les Categories 1, 2, 3, 4 et 5 (remplace par la 5e depuis 2000) ont pratiquement totalement disparu.
Les standards sont actuellement les Cat. 5e, Cat. 6 et Cat. 6a.

 

tableau RJ45

 

blindage
Le blindage

Cette caractéristique est essentielle car selon le protocole du signal transmis, le cable le mieux blindé, n’est pas toujours le plus approprié. Le blindage est décrit par un code de lettre relativement abstrait mais pourtant tres précis:

tableau blindage

Nomenclature de la dénomination :
- TP = Twisted Pair (paire torsadée)
- U = Unshielded (non blindé)
- F = Foil shielding (blindage par feuillard)
- S = Braided shielding (blindage par tresse)

 

Caractéristiques, compatibilités et performances des câbles Ethernet Klotz

Tableau Ethernet Klotz

 

Les ‘’EXTENDER RJ45’’ ou ‘’Emett eur/Récepteur sur paires torsadées’’

Les nouvelles nouveaux signaux Audio/Vidéo numérique utilise des interfaces (HDMI, DVI et DisplayPort) très haut débit qui permett ent une excellente fi abilité dans la restitution du signal. Toutes ces technologies ont été initialement conçues pour des applications grand public.
Mais rapidement leurs performances les ont propulsé dans le milieu professionnel (Intégrations, prestation AV et Broadcast). Problème récurrent rencontré avec les signaux VGA, HDMI… : C’est la distance sur laquelle le signal doit être transmis.

Solutions : pour parer à ce problème, il existe différentes solutions ou interfaces qui ont toutes des avantages et des inconvénients.

Câble de grande distance
Les + : mise en oeuvre extrêmement simple
Les - : problème de fiabilité, rapidement très chère

Emetteur/récepteur sur paire torsadée
Les + : solution extrêmement fiable, peu onéreuse
Les - : impossible de faire de très grandes distances


Transmission sur fibre optique
Les + : solution extrêmement fi ble, possibilité de faire de très grandes distances
Les - : coût très élevé


Système Wireless
Les + : solution plus ou moins fiable selon le fabriquant, simplicité de la mise en oeuvre
Les - : coût extrêmement élevé

La solution qui s’avère être la plus judicieuse est généralement d’utilisation d’interface ‘’Emetteur/Récepteur sur paire torsadée‘’, c’est-à-dire une interface constitué de 2 boitiers : 1 émetteur (côté source) et 1 récepteur (côté display).
Ces 2 boitiers sont reliés via un simple cordon RJ45 (Cat5 ou Cat6). Nous allons vous faire un petit survol des diff érentes technologies.

Emetteur/Récepteur sur paire torsadée passif (ne nécessitant aucune alimentation).
C’est la solution la plus économique mais qui a ces limites. Car l’interface ne permet pas de faire passer le signal sur de très grande distance. Aussi, le signal n’est pas retraité, ce qui peut poser quelques problèmes lors de l’utilisation (parasites…). Cette technologie est de moins en moins utilisée car elle présente un certain nombre de problème de fiabilité aussi bien technique qu’au niveau de la performance. Les technologies actives sont donc à privilégier.
Existe pour les signaux :
Audio stéréo (analogique) : Jack 3.5mm, RCA…
Vidéo analogique : CV (RCA, BNC…), S-VHS, YUV, VGA et RGBHV
Vidéo numérique : HDMI et HD-SDI

Emetteur/Récepteur sur paire torsadée actif (utilisant une alimentation) sur protocole propriétaire.
Solution très performante à des tarifs restant très abordables. La fiabilité dépend alors du fabriquant (protocole du signale, ex. : Blustream, DGKat de chez Kramer…) ainsi que de la qualité des composants…
Existe pour les signaux :
Audio numérique : Toslink et S/PDIF (RCA)
Vidéo analogique : CV, S-VHS, YUV, VGA et RGBHV
Vidéo numérique : HDMI et HD-SDI

Le HDBaseT
Interface révolutionnaire permettant le transport de 5 signaux distincts et non compressés sur un simple cordon RJ45 Cat. 6 S/FTP. Le principe est simple, il permet de faire fonctionner un display (TV, écran LCD, vidéoprojecteur) via un unique cordon Ethernet relié à la source. Cette technologie était initialement destinée aux intégrateurs audiovisuels et commence à être embarquée dans les nouvelles générations de display (ex. : PANASONIC…).
Le HDBaseT devient progressivement le standard pour la transmission de longue distance de signaux HDMI, VGA…

Les 3 points forts du HDBaseT :
• Transmission de 5 signaux distincts dans un seul cordon Cat 6
Vidéo : signal vidéo HD, 2k, 4k ou 3D non compressé – Avec gestion du Deap Color et HDR
Audio : Dolby Digital, DTS, Dolby True HD et DTS Master Audio
Ethernet et internet : jusqu’à 100 Mbits permettant la mise à jour du soft ware du matériel et l’accès à des médias interactifs (streaming…)
Commande : tous les signaux provenant d’une télécommande IR, HF… mais également le signal RS-232
Puissance : jusqu’à 100 W en DC

• Distance d'utilisation : jusqu'à 180 m pour un signal HDMI 1080p (cette distance dépend de la performance de chaque système)

• Protocôle propriétaire commun entre tous les fabricants d'interface (Blustream, Kramer...) et de display, vidéoprojecteurs, écrans LCD (Christie, Optoma, Panasonic...).

 

 

 

Chef Produit Scène et Sécurité Nicolas Fiegel


Chef Produit 

n.fiegel@la-bs.com

Tél : +33 1 69 45 45 84