La connectique HDMI

Le terme HDMI est l’acronyme de High Definition Multimedia Interface ; en français Interface Multimedia Haute Définition. Le HDMI est une interface qui permet de relier une source vidéo-audio à un dispositif compatible. Il véhicule un format vidéo numérique (de la définition standard à la haute définition) et un son multicanal via un câble unique. Le HDMI transmet également d’autres données comme la commutation, la synchronisation ou les informations stéréoscopiques. L'installation des appareils audiovisuels en HDMI permet donc la création d'un véritable réseau informatique, une application très utile pour la création d'un home cinema.

Les avantages du HDMI

Tout d’abord, le HDMI est une connectique entièrement numérique. Il permet le transfert des données audiovisuelles sans avoir à convertir un flux analogique en numérique. Ensuite, cette connectique garantit d’excellentes qualités de flux. Lorsqu’il utilise toute la bande passante disponible, le HDMI peut facilement transmettre un contenu video non compressé en 1080p et un contenu audio en multicanal. Il vous garantit ainsi la meilleure expérience possible avec votre système audiovisuel. Le HDMI propose en outre des fonctions intelligentes comme le CDD ou le CEC qui permet à l’appareil source de communiquer avec l’appareil cible pour s’adapter le mieux possible aux spécificités de celui-ci. On peut ainsi disposer d’un ajustement automatique du format et même d’applications tactiles. Le HDMI est également très facile à employer : il permet de n’utiliser qu’un câble, là où auparavant plusieurs étaient nécessaires. La communication entre les différents éléments d'un système se fait aussi facilement que dans un réseau informatique. Enfin, le HDMI est une technologie pérenne en perpétuelle évolution. Il peut dès aujourd’hui supporter des vidéos de plus haute définition que le 1080p. Ceci garantit la future viabilité du HDMI professionnel.

Utilisation du HDMI

Dans le cadre d’un home cinema, une connectique HDMI peut servir à relier une source comme un lecteur Blu ray ou un pc à des dispositifs d’affichage comme un téléviseur Full HD, un ecran pc ou un système de vidéo projection. Les appareils sont alors reliés entre eux comme dans un véritable réseau informatique. Par le biais de hub HDMI ou de multiprise HDMI, on peut relier différentes sources à un même dispositif d'affichage ou une seule source à plusieurs écrans. Le HDMI peut également être utilisé pour la diffusion télévisuelle comme la TNT (télévision numérique terrestre), l’IPTV (Internet protocol television en anglais) et la télévision numérique par câble ou par satellite. A l'aide d'un split HDMI ou doubleur HDMI, on peut donc relier à la fois une platine destinée à la lecture des médias et un décodeur à un même téléviseur. La connectique HDMI est aussi utilisée pour le branchement de consoles de jeux comme la ps3 de Sony et la Xbox 360 Slim de Microsoft (hdmi ps3 et hdmi xbox 360). La PS3 est une des consoles de jeux commercialisées par Sony, en 2006. Puisqu’elle intègre un lecteur Blu Ray et une connectique HDMI (hdmi ps3), elle est la première console à entrer dans l’ère de la télévision HD haute définition. Le lecteur Blu-ray Disc permet, comme son nom l’indique, de lire des Blu-ray conçus pour la diffusion HD. Chaque disque Blu-ray dispose d’une capacité de stockage, sur un disque simple couche, de 25 Go ; et, sur un disque double couche, de 50 Go. Tous les jeux PlayStation 3 disponibles à la vente sont gravés sur des Blu-ray Disc. Depuis une mise à jour du firmware en septembre 2010, on peut lire des Blu-ray 3D et même activer la 3D sur les jeux PS3 compatibles. Le lecteur Blu-ray lit également les CD audio, les DVD vidéo, les Blu-ray vidéo et les SACD (sur certains modèles uniquement). La console propose en outre une connectique HDMI 1.3 et pour permettre la diffusion en 3 Dimensions, elle utilise certaines fonctionnalités du HDMI 1.4 (hdmi ps3). La Xbox 360 est une des consoles de jeux commercialisées par Microsoft, en 2005. Une nouvelle version appelée Xbox 360 Slim est sortie en 2010, elle comporte une sortie HDMI (hdmi xbox 360). La console dispose d’un lecteur HD DVD externe qui se connecte à l'une des trois prises USB 2.0 de la Xbox. Le HD DVD est un format crée par Toshiba et aujourd’hui abandonné. Il permettait le stockage de données audio et video en HD Haute Définition et concurrençait le Blu-ray. Les consoles dotées d’un port HDMI (hdmi xbox 360) permettent d'avoir image et son en Full HD, soit de meilleure qualité. Pour le moment, les Xbox 360 ne disposent pas de lecteur Bluray externes compatibles, même si les prises HDMI le tolèreraient. Il est possible, grâce à un switch HDMI, de relier ces deux consoles à un seul téléviseur.

Les différentes versions du HDMI :

- Le HDMI 1.0 : il s’agit de la première version, établie en décembre 2002. Il s’agit d’un standard de transmission vidéo-audio avec une seule interface de connexion. Il permet un flux d'images des définitions 480i, 576i, 720p, 1080i et le transfert des formats audio DTS, DTS ES, Dolby Digital, DD EX, DTS 96/24 et PCM 192/24 de 7.1 canaux. - Le HDMI 1.1 (mai 2004) : la seule différence avec la version antérieure est qu’il prend désormais en charge le format DVD-Audio. - Le HDMI 1.2 (août 2005) : cette nouvelle version ajoute la possibilité de transmettre un bit audio servant aux Super Audio CD (ou SACD). De plus, le connecteur de type A peut désormais fonctionner avec le matériel informatique. Il prend désormais en charge les sources basse tension. La norme HDMI 1.2a ajoute la fonction CEC (Consumer Electronic Control). - Le HDMI 1.3 (juin 2006) : cette version permet d’augmenter la bande passante à 340MHz. Elle prend en charge le format Deep Color ainsi que l’espace de couleurs xvYCC. L’image et le son se synchronisent automatiquement grâce à la fonction Lip-sync. Au niveau audio, le HDMI supporte désormais les formats Dolby True HD et DTS-HD Master Audio qui correspondent aux supports Blu-ray et HD DVD. Enfin, un nouveau connecteur fait son apparition, le mini HDMI ou type C. Le HDMI 1.3a va déjà modifier cette connectique. Les versions suivantes, HDMI 1.3b, 1.3b1 et 1.3c ne sont que des révisions de conformité, sans effet sur les fonctions ou les performances du HDMI 1.3. - Le HDMI 1.4 (mai 2009) : cette nouvelle version prend en charge les nouveaux formats et résolutions d’image nécessaires aux téléviseurs en 3 Dimensions. L’évolution 1.4 du HDMI permet la transmission de la 3D full HD (1080p). Le HDMI tolère dorénavant des résolutions jusqu’à 4096x2160. La connectique HDMI intègre désormais une fonction Ethernet, elle peut donc être utilisé comme câble réseau à une vitesse de 100 Mbps. L’arrivée du HDMI 1.4 est également l’occasion de la création d’un nouveau connecteur, le micro-HDMI ou connecteur D, destiné au branchement des appareils portables. La version 1.4a permet de supporter la résolution 4Kx2K et l’Audio Return Channel.

Spécifications techniques

1. Les formats video : Le HDMI supporte les formats video SDTV (Définition standard), EDTV (définition améliorée) et HDTV (haute définition). Soit, pour la SDTV les résolutions 720x480i et 720x576i ; pour la EDTV les résolutions 640x480p, 720x480p et 720x576p ; et pour la HDTV les résolutions 1280x720p, 1920x1080i et 1920x1080p. 2. Les formats audio Pour les formats non compressés (PCM), le HDMI tolère jusqu’à 8 canaux avec un taux d’échantillonnage de 24 bits. Pour les formats compressés, le HDMI est compatible avec les principaux formats comme le MP3, le DTS et le Dolby Digital. Il convient également au Super Audio CD (ou SACD) et au DVD-Audio, son principal concurrent. Enfin, en ce qui concerne les normes lossless (sans perte de qualité), le HDMI est compatible avec le DTS-HD Master Audio et le Dolby True HD qui sont les formats utilisés dans les Blu-ray et HD DVD.

Le connecteur HDMI

Il existe quatre types de connecteurs HDMI, appelés type A, B, C et D. Le connecteur A est le connecteur standard, il comporte 19 broches. Le HDMI de type A offre une rétrocompatibilité avec la connectique DVI (essentiellement employée pour les cartes graphiques et ecran pc). Via un adaptateur, on peut donc relier un appareil ayant une source DVI à un écran HDMI, cependant la transmission des données audio n’est pas garantie. Il est impossible d’exploiter la possibilité de contrôle à distance du HDMI car elle n’est pas permise par le DVI. Le connecteur B comporte quant à lui 29 broches. Il est compatible avec les très hautes résolutions (supérieures à 3200x2048 pixels). Via un adaptateur HDMI, on peut brancher un connecteur HDMI B avec un connecteur DVI Dual-link. Le connecteur de type C est aussi appelé mini HDMI. Il est apparu en même temps que la norme 1.3 du HDMI. Comme son nom de mini HDMI l’indique, il s’agit d’une version compacte d’un connecteur de type A. Il est principalement utilisé pour le branchement des appareils photo et caméscopes numériques et des tablettes tactiles. Le connecteur de type D est aussi appelé micro-HDMI. Il est apparu en même temps que la norme 1.4 du HDMI. Comme son nom l’indique, il s’agit d’une version encore plus compacte du même connecteur A. Il se trouve essentiellement sur des Smartphones ainsi que sur certaines tablettes tactiles.

Le brochage d’un connecteur HDMI se décompose comme suit :

Les broches 1 et 3 correspondent respectivement au TMDS Data2+ et au TMDS Data2-. La broche 2 est le TMDS Data2 Shield. Les broches 4 et 6 correspondent respectivement au TMDS Data1+ et au TMDS Data1-. La broche 5 est le TMDS Data1 Shield. Les broches 7 et 9 correspondent respectivement au TMDS Data0+ et au TMDS Data0-. La broche 8 est le TMDS Data0 Shield. Le TMDS est un procédé de transmission numérique et de multiplexage (division de la transmission) qui permet de transférer, à travers un fil HDMI blindé, d’importantes quantités de données. Il y a trois canaux TMDS dans chaque fil HDMI, chacun permettant de transférer 3.4Gbps de flux, il est donc théoriquement possible de transférer au maximum 10,2 Gbps pour chaque branchement. Le canal de synchronisation permet de diviser le flux de données et donc d’assurer la qualité de sa transmission. Les broches 10 et 12 correspondent respectivement au TMDS Clock+ et au TMDS Clock-. La broche 11 est le TMDS Clock Shield. La broche 13 est le CEC. Le CEC (pour Consumer Electronics Control ou contrôle inter-éléments) est une norme optionnelle qui permet de transmettre une même commande à différents appareils. Tous les éléments du système doivent bien sûr être compatibles CEC. Le One Touch Play (ou touche lecture universelle permet, grâce à une seule touche sur la télécommande, d’allumer tous les appareils reliés à la lecture d’une même source. La broche 14 est réservée au constructeur. La broche 15 correspond au SCL. La broche 16 au SDA. La broche 17 est le DDC/CEC Ground. Le DDC (pour Display Data Channel ou canal de données d’affichage) est un système de communication entre la source et le dispositif d’affichage. Ainsi, une source, comme une console de jeux, un lecteur Blu-ray ou une carte graphique récupère directement les spécificités d’affichage (mode de balayage et résolution) d’un dispositif comme un vidéoprojecteur, un téléviseur HD ou un ecran pc. La broche 18 correspond à l’alimentation (+5 V). La broche 19 permet le Hot Plug Detect. Ce mécanisme permet au système de détecter automatiquement quand un écran (moniteur pc ou téléviseur) compatible HDMI a été branché.

Le cable HDMI

Un cable HDMI est composé de fils de cuivre torsadés ou de fibre optique. Il existe des câbles de pratiquement toutes les longueurs, de 1 mètre à plus de 20 mètres. Certains câbles HDMI haut de gamme sont protégés par un blindage et sont munis de connecteurs plaqués à l’or. En un mot, un fil HDMI blindé est un cordon HDMI haut de gamme protégé contre les rayonnements électromagnétiques extérieurs. Ces rayonnements pourraient en effet perturber le transfert des données numériques. On peut trouver des câbles HDMI professionnel avec des blindages simples, doubles, triples ou quadruples : évidemment, plus le blindage est important meilleure sera la protection. Il existe des câbles HDMI or c'est-à-dire munis de connecteurs en or. L’or est le meilleur conducteur au monde. Un cordon avec des connecteurs HDMI or permet donc d’éviter les déperditions de signal et garantit la meilleure image et le meilleur son possible. Les standards de HDMI haut de gamme présent sur le marché proposent des cordons avec un quadruple blindage et des connecteurs HDMI or. L’un des principaux problèmes du HDMI concerne la longueur du câble. Comme tous les câbles transmettant des données audiovisuelles, la qualité du signal se dégrade au-delà d’une certaine longueur ; cependant, le HDMI étant vecteur de données numériques, il est moins soumis à ce phénomène que ses cousins analogiques. Un cordon HDMI composé de fils de cuivre torsadés peut rencontrer des déperditions de signal à partir d’une longueur de 5 mètres. Si un câble est utilisé pour le branchement d’un système de vidéo projection, les dégradations du signal peuvent même avoir comme conséquence une perte des données : l’image sera de mauvaise qualité ou pire inexistante. Il apparait cependant que des cordons HDMI de 10 mètres ont passé les tests pour correspondre à la norme « standard cable ». Afin de lutter contre la perte de qualité, on peut augmenter la section des fils de cuivre ou encore utiliser un câble HDMI professionnel composé de fibre optique en lieu et place d’un cordon HDMI standard. Il existe également des amplificateurs et des répéteurs de signal qui permettent le branchement de plusieurs câbles à la suite en amplifiant le signal.

Les accessoires HDMI

- Le commutateur HDMI ou switch HDMI. Le commutateur HDMI permet de brancher deux appareils en HDMI sur une seule source. On peut ainsi brancher un lecteur DVD et un décodeur ou une ps3 sur un téléviseur HD. Le changement de source peut se faire directement sur le commutateur HDMI grâce à un bouton ou bien à l’aide d’une télécommande. En anglais, ce commutateur se nomme un switch HDMI. - Le répéteur HDMI. Un cable HDMI standard a une longueur maximale entre 10 et 15 mètres. Un répéteur HDMI permet de doubler cette longueur sans déperdition du signal dans votre installation. Il est à noter que le répéteur HDMI doit être installé au plus près de l'appareil cible. - La multiprise HDMI ou hub HDMI. La multiprise HDMI ou hub HDMI (en anglais) désigne tous les appareils permettant de brancher plusieurs sources à une seule cible ou une seule source à plusieurs cibles en HDMI. Certaines multiprises sont en forme de t ce qui leur donne le nom de t HDMI. Un t HDMI permet par exemple de relier une console de jeu et un lecteur Bluray au même téléviseur. Un t HDMI est essentiel dans les systèmes actuels regroupant de nombreux appareils fonctionnant avec la même connectique. - L’adaptateur HDMI. Il existe plusieurs types d’adaptateurs HDMI. On trouve des adaptateurs de prise HDMI mâle vers une prise HDMI femelle et inversement. Il existe également un adaptateur HDMI / VGA / DVI vers USB qui permettent de relier un moniteur informatique à un pc portable. - La rallonge HDMI. Comme son nom l’indique, une rallonge HDMI permet de rallonger un câble reliant la source au dispositif d’affichage. On peut trouver des rallonges HDMI de 1,5 mètre, de 3 mètres, de 5 mètres, de 10 mètres. Chaque rallonge HDMI est disponible en version blindée ou non. Certaines intègrent le HEC (HDMI Ethernet Channel) qui permet un transfert de données à 100 Mpbs si les deux éléments reliés sont compatibles. - Le splitter HDMI ou split HDMI ou doubleur HDMI. Un splitter HDMI est un dispositif qui permet de partager le signal émis par la source vers deux dispositifs reliés. On peut ainsi relier une même source, un lecteur DVD par exemple, à un téléviseur HD et à un système de vidéo projection. On peut donc visualiser la même image sur deux systèmes d’affichage différents. Cet accessoire est principalement utilisé pour la création d'un home cinema. Le splitter HDMI porte également le nom de split HDMI ou de doubleur HDMI. - Le coude HDMI. Un coude HDMI est une simple prise HDMI coudée, c’est-à-dire qu’elle forme un angle à 90° au niveau du connecteur. Le coude HDMI est très pratique pour ne pas plier le cordon HDMI derrière un téléviseur à écran-plat notamment.

Verrouillage anti-copie

Afin d’éviter le piratage, la norme HDMI est verrouillée numériquement par la technologie HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection). Le HDCP est un procédé logiciel et électronique qui vise à contrôler les flux numériques en HD haute définition tant pour le son que pour l'image. La technologie HDCP est protégée, il faut donc une licence pour la mettre en œuvre sur un périphérique. On le trouve essentiellement sur les connectiques DVI, DisplayPort et HDMI. Il interdit notamment la copie direct de flux numériques. Il n’est pas possible d’éliminer ce verrouillage. L’industrie cinématographique a favorisé le développement de la connectique HDMI en ce qu’elle améliore la sécurité anti-copie. Le HDCP est donc obligatoire sur tous les matériels qui utilisent le HDMI : décodeurs HD, lecteur HD DVD, lecteur Blu ray ou lecteur DVD muni d’un upscaleur. Le HDCP fonctionne en cryptant le contenu numérique envoyé par la source au(x) récepteur(s) via un câble HDMI ou DVI. La source et les récepteurs valident alors le fait que chaque appareil est autorisé. Pendant ce processus, les appareils échangent une clé spéciale, aussi appelée clé KSV. Cette limitation vise à réduire les capacités des sorties de flux non-HDCP : la qualité du signal sera fortement abaissée si la sortie n’est pas conforme à la norme. On protège ainsi spécifiquement le contenu HD du piratage.