Обзор современных технологий для беспроводного HDMI
Здравствуйте Уважаемые Читатели нашего блога: гики и технари!
Наша команда занимается беспроводным HDMI уже более 10 лет. За это время мы сформировали целый блок экспертных знаний (подтверждённых реальными фактами и отзывами по работе с аппаратурой), коими и хотим поделиться в этом обзоре.
- Комплекты, обязательно состоящие из передатчика и приёмника;
- Передатчик подключается к источнику HDMI по HDMI;
- Приёмник подключается к телевизору (или проектору, например), по HDMI;
- Между передатчиком и приёмником нет проводов;
- Первоначальные источник и приёмник “не видят” комплекта, он для них прозрачен, как будто подключение выполнено обычным HDMI-кабелем.
Стандарты, полностью имитирующие HDMI-кабель (разрешение вплоть до 1920х1080 с частотой 60Гц), также делятся на два класса:
Всё в одном — когда производитель позаботился и об оптимизации аудио-видео потока и об ускорении беспроводного соединения. Устройства такого класса обычно лучше слаженно работают и свободны от возможных помех, но при этом немного теряется гибкость — на смартфоне по Wi-Fi не посмотреть, ретранслятор Wi-Fi не поставить. И цена может быть выше аналогов, так как подобные решения у производителей, обычно, монопольные.
Сетевые, поверх стандартного Wi-Fi — как видно из названия, производитель позаботился только об обеспечении качественной видеотрансляции посредством сетевых технологий, в качестве транспорта же используется всеми любимый Wi-Fi 802.11n или 802.11ac. Эти беспроводные стандарты вполне пригодны для “нашей задачи” по скорости и имеют крайне привлекательные цены на аппаратную начинку, за счёт массового производства. Также, при определённых навыках, возможна бесконечная ретрансляция и масштабирование видеопотока по стандартным сетевым протоколам.
Итак, табличка, под ней — краткое описание каждого стандарта:
| Стандарт / Характеристики (зависит от конкретной модели оборудования) | WirelessHD | WHDI | WiVu | HDBitT | WiPlay | Provision | Avermedia |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Максимальное расстояние трансляции | 5-30 метров | От 10 метров до любого | от 30 метров до любого | От 30 метров до любого | От 30 метров до любого | до 200 метров | От 30 метров до любого |
| Прохождение препятствий | Не проходит (огибает столбы, людей) | Проходит как Wi-Fi | Проходит как Wi-Fi | Проходит как Wi-Fi | Проходит как Wi-Fi | Проходит как Wi-Fi | Проходит как Wi-Fi |
| Вещание на несколько | В разработке | Есть | Есть | Есть | Есть | Есть | Есть |
| Поддержка 3D | Есть | Есть | Есть | Есть | Нет | Нет | В разработке |
| Поддержка 4K | Есть | В разработке | В разработке | Есть | Нет | Нет | В разработке |
| Сквозной HDMI | Есть | Есть | Есть | Есть | Есть | Есть | Есть |
| Проброс ИК | В разработке | Есть | Есть | Есть | Есть | Есть | Есть |
| Проброс USB-HID | В разработке | Есть | Есть | В разработке | Есть | Нет | В разработке |
| Вывод на экран ПК / смартфона | Нет | Нет | Нет | Есть | Есть | Есть | Есть |
| Радиочастота | 60Ггц | 5Ггц | 2.4/5Ггц | 2.4/5Ггц | 2.4/5Ггц | 5Ггц | 2.4/5Ггц |
| Стандарт IEEE | 802.11ad | — | 802.11n/ac | 802.11n/ac | 802.11n/ac | 802.11n | 802.11n/ac |
| Масштабирование через Wi-Fi, LAN | Нет | Нет | Wi-Fi с тонкой настройкой | Есть | LAN / Wi-Fi с тонкой настройкой | Есть | Wi-Fi есть, LAN — в разработке |
| Кодек | Отсутствует / лёгкий | Отсутствует / лёгкий | H.264 | H.264 / H.265 в разработке | MJPEG | H.264 | H.264 |
| Отклик | 20±40мс (нет) | До 200мс±200 (на грани видимости) | До 100мс (нет) | 500мс±1 секунда | 500мс±1 секунда | ||
| Модели на рынке | см. в описании ниже | см. в описании ниже | см. в описании ниже | см. в описании ниже | см. в описании ниже | см. в описании ниже | см. в описании ниже |
| Другие названия | UltraGig | NetHD | |||||
| Чипмейкер | Lattice (бывший SiBeam, Silicon Image) | Amimon | Cavium | Huawei / ITE | Taifatech | Provision | Avermedia |
| Страна происхождения | США | Израиль | США | Китай / Тайвань | Тайвань | Великобритания | Тайвань |
WirelessHD
Он же — UltraGig, реализует передачу беспроводного видеосигнала в первоначальном качестве на частотах спецификации 802.11ad. Эти частоты не заняты другим бытовым оборудованием, что позволяет добиться на них “кабельной”, мультигигабитной скорости. За счёт запаса по скорости может не сжимать сигнал а также пропускать разрешение UltraHD 4K без каких-либо задержек. Огибает простейшие препятствия, типа стульев и людей в переговорной; рассчитан на работу в пределах одной комнаты.
WHDI
Наряду с WirelessHD ветеран стандартов беспроводного HDMI (существует более 10 лет). Сочетает в себе оптимизацию по беспроводному и видеоканалу одновременно: беспроводная часть — переработанный Wi-Fi 802.11n, видеочасть — заявлено, что сигнал идёт без сжатия с применением проприетарной технологии “видеомодема” (но конечно же есть определённые оптимизации). Заявленная задержка передачи — менее 1мс, проверить в таком масштабе нельзя, так как даже по кабелю будет больше из-за коммутации и телевизора. Визуально без задержки, потому очень широко применяется в профессиональной среде — операторами и кинопроизводителями. Кстати, туда по большей мере, компания и ушла, на потребительском рынке остался небольшой ассортимент (в сравнении с тем же ‘12-’13 годом).
WiVu
Технология, изначально разработанная в Южной Корее, перекочевала к американскому чипмейкеру Cavium и получила имя WiVu. Реализуется на их же чипах. Обеспечивает комфортную видеотрансляцию в HD-качестве с прекрасными скоростными характеристиками (визуально — без задержки), поддержкой 3D вещания и мультикаста — одновременной передачи на несколько приёмников. Также есть реализации с проброской USB-HID — когда можно подключить клавиатуру и мышь к приёмнику у ТВ в другой комнате, а передатчик будет передавать управляющие сигналы на компьютер посредством USB-кабеля. Работает поверх обычного Wi-Fi, недавно появились версии с поддержкой более дальнобойного (но менее свободного) диапазона 2.4Ггц.
- WHD-Ext — дальнобойный, двухчастотный;
- DF100 — компактный передатчик;
- DF150 — с ИК-проброской и сквозным выходом.
HDBitT
Вот уж где раздолье так раздолье — так это тут: HiSilicon — подразделение гиганта Huawei, которое “клепает” аппаратную начинку для IP-камер и видеорегистраторов миллионными тиражами, в какой-то момент сообразили, что железо хорошо тянет HD, значит можно реализовать аппаратуру с HDMI-входом и HDMI-выходом, всё по тем же принципам: кодек H.264, практически отсутствующая задержка, передача сигнала по Wi-Fi. Обратились к тайваньскому соседу ITE Semiconductor, который занимается видеосендерами уже много лет и на них “собаку съел”, и в партнёрстве создали соответствующую программно-аппаратную базу.
Некоторые производители придумали для своих реализаций на этом чипсете название — HDBitT и оно довольно плотно прижилось.
Устройств с HiSilicon “в сердце” на современном рынке, вероятно, подавляющее большинство, скажем больше, совсем необязательно, что они имеют в наборе микросхем “казачка” из ITE, есть и самостоятельные решения. Тем не менее, это ещё совсем не означает, что им больше “некуда расти”: потенциал “железа” огромный. Кстати, единственный, из “сетевых” представителей, поддерживающий 4K разрешение, помимо этого планируется реализация в два раза более эффективного кодека — H.265. Также есть возможность просматривать сигнал на любом видеоплеере (типа VLC), но это только в том случае, если Вы сможете войти в защищённую Wi-Fi сеть конкретного комплекта 😉
- WL-Stick — компактный, дальнобойный;
- AHD-Ext — двухчастотный, дальнобойный, 3D;
- 4K Kit — поддержка 4K разрешения.
WiPlay
Один из самых давних, если не самый, из “сетевых”. Сверстник WirelessHD и WHDI, но изначально построенный по принципу трансляции по TCP/IP. Протокол был, некоторое время назад, удачно “отреверсен”: путём анализа трафика и обратного хода удалось выяснить алгоритм трансляции: картинка в формате JPEG практически непрерывно “льётся” от передатчика к приёмнику (привет netcat ?), разбиваемая только UDP-заголовками. За счёт такой организации протокол работает очень быстро, без видимой задержки. При помощи скриптов от энтузиастов можно восстановить видеопоток во вполне читаемый MJPEG стрим и, при помощи некоторых манипуляций, просматривать на любых устройствах, но опять же — только если сначала преодолеть безопасность Wi-Fi сети, на которой работает девайс.
Provision
Английская фирма (кажется, какая-то университетская кафедра), которая попыталась “монетизировать” свои достижения в области беспроводной передачи HD-сигнала по Wi-Fi. На время анонса (‘10 — ’11) была очень интересной разработкой, но к моменту практической реализации, примерно в ‘13-’14 годах уже выглядела довольно заурядно, даже по сравнению с Cavium: тот же кодек H.264, тот же Wi-Fi 802.11n, но при этом явно заметный “лаг” так и не дали произвести фирме более одной модели, которую, кажется, до сих пор не могут распродать со времён первой партии. Однако, были у комплекта и свои “фишки”: например — свободный доступ в Wi-Fi сеть (по кнопке WPS) и трансляция входящего сигнала по протоколу DLNA, который не суют, разве что в электрочайники. То есть любой телевизор с выходом в сеть сможет “прочесть” видеовход передатчика. Также можно интегрировать в сеть при помощи обычного USB-ethernet адаптера, который поддерживается “из коробки”.
Avermedia
тайваньская фирма, известная нашему соотечественнику, в основном по ТВ-тюнерам, наводнившим рынок СНГ в 00-х, так и продолжает заниматься захватом и обработкой цифрового видео. Один из их недавних проектов — как раз беспроводной передатчик HDMI. На наш взгляд, пока проект “сыроват”, хотя оборудование уже активно продаётся. Возьмите, к примеру, кодек H.264, выпускать на котором после 2015 года аппаратную платформу как-то несовременно. Или, при использовании этого, уже вдоль и поперёк изученного и оптимизированного кодека показывать видимую задержку, хотя Вы делаете это вообще на своём железе, ну ведь сыро же! При том есть несколько многообещающих маркетинговых заявлений (вяло, надо сказать, реализуемых), на которые мы обратили внимание: просмотр сигнала с передатчика через приложение на смартфоне (прям вот так, чтоб через родное приложение — пока ни у кого нет) и возможность реализации Wi-Fi MESH протокола на передатчиках и приёмниках: то есть объединение любого количества передатчиков (хотя на практике, скорее, 4-5шт.) и приёмников в одну сеть, при том не по принципу — “клиент”-”точка-доступа”, а все динамически соединяются со всеми, и дальние узлы “видят” друг-друга через узлы, находящиеся между ними и работающие в режиме динамической ретрансляции и перемаршрутизации сигнала по оптимальной схеме. Ну и конечно радует, что проект находится в стадии непрерывного развития.
Другие стандарты
Также нельзя не упомянуть ещё про два решения, которые не вошли в таблицу вследствие своей узкой направленности: это профессиональный комплект Beam от известных “киношников” Teradek из Калифорнии; и протокол, реализованный знаменитым китайским производителем дронов DJI в своей линейке Lightbridge (на чипе Texas Instruments, кстати). Оба комплекта построены по всё тому же принципу — “H.264 по Wi-Fi”, но каждый имеет свой набор оптимизаций: Teradek — по качеству и задержке, для камерамэнов, а DJI — по расстоянию и скорости, для оперативного контроля над летающей моделью.
Заключение
Возможно, мы кого-то пропустили, но это точно не массовые стандарты. Приглашаем к обсуждению в комментариях, нам очень важно услышать ваше мнение! Рынок активно развивается и новые технологии появляются «как грибы после дождя», и конечно же про них будет рассказано в будущих статьях!
P.S.: И поздравляем тех, кто дочитал до сюда 🙂