HDMI 2.1: cos’è, a cosa serve e cosa supporta

Lo standard HDMI (acronimo di High-Definition Multimedia Interface) è uno standard di trasmissione audio/video digitale ad alta definizione sviluppato all’inizio degli anni 2000.

Si tratta di un’interfaccia mista in grado di trasportare flussi audio e video non compressi ad elevate velocità di trasferimento, tipicamente utilizzata per il collegamento tra sorgenti audio/video (lettori Blu-Ray, console di gioco, Apple Tv, set-top box, etc.) e display (televisori, monitor, videoproiettori).

Il primo standard HDMI fu introdotto nel 2002 da un consorzio di aziende tra cui Hitachi, Panasonic, Philips, Silicon Image, Sony e Toshiba con l’obiettivo di creare un’interfaccia unificata in grado di sostituire i precedenti standard analogici e digitali come VGA, DVI e component video.

Da allora HDMI è diventato lo standard dominante nel campo dell’elettronica di consumo e dell’home entertainment, con oltre 4 miliardi di dispositivi compatibili venduti. La sua diffusione è dovuta alla capacità di combinare segnali video ad alta definizione (fino a 8K) e audio multicanale (fino a 32 canali) in un unico cavo, semplificando notevolmente il cablaggio.

Poiché le tecnologie audio/video sono in continua evoluzione, anche lo standard HDMI viene regolarmente aggiornato dal consorzio che lo gestisce per supportare risoluzioni, frame rate e funzionalità sempre maggiori, pur mantenendo la retrocompatibilità con le versioni precedenti.

Ad oggi l’ultima revisione è HDMI 2.1, rilasciata nel 2017, che supporta risoluzioni fino a 10K a 120Hz, colori a 10,12 e 16 bit, e audio non compresso a 32 canali. Le precedenti versioni più diffuse sono HDMI 1.4 (uscita nel 2009) e HDMI 2.0 (uscita nel 2013).

Connettore HDMI 2.1

Sviluppato nel 2002 da un manipolo di società, tra cui Hitachi, Panasonic e Philips, HDMI si è presto affermato come il successore del vecchio DVI. È la connessione più utilizzata al mondo per trasferire flussi audio e video con un singolo cavo e in alta definizione.

Ad oggi è talmente popolare che viene implementata sia in àmbito professionale che a livello consumer, per connettere TV, lettore DVD e Blu Ray, ampli, Xbox, Playstation, Soundbar, AppleTV e così via. Molti laptop e computer dispongono nativamente di questa connessione (talvolta è necessario l’uso di un connettore specifico), e per questo si è diffusa anche in campo scolastico, business e commerciale, tanto per le comuni presentazioni che per i video-wall.

HDMI è estremamente versatile, e può essere usato anche congiuntamente a altri dispositivi come splitter di segnale, HDMI switcher, SoundBar eARC e perfino matrici AV in tutti i contesti e in modo scalare, incluso l’Home Entertainment.

Per HDMI esistono 3 connettori diversi, vale a dire:

• Versione Standard (Type A): È il tipo più diffuso, e si trova sulla maggior parte dei dispositivi audio video domestici e professionali. Di solito, quando si parla genericamente di HDMI, ci si riferisce a questo set di prese e connettori.
• HDMI Mini (Type C): Tipo di connettore più piccolo, ma poco diffuso.
• HDMI Micro (Type D): È la più piccola variante del connettore HDMI esistente; sta iniziando a farsi strada soprattutto tra smartphone e tablet, soprattutto quelli più performanti e di fascia alta.

Vantaggi di HDMI

Il principale vantaggio di HDMI è la capacità di trasportare elevatissime quantità di dati audio, video e di controllo attraverso un singolo cavo.

Ciò è reso possibile dall’ampia banda passante supportata, che nell’ultima versione HDMI 2.1 raggiunge i 48 Gbps. Tale capacità consente di trasmettere segnali video fino alla risoluzione 8K a 60 fps con profondità colore a 12 bit, insieme a segnali audio multicanali non compressi ad altissima fedeltà.

Inoltre, HDMI permette il passaggio contemporaneo di diversi flussi di dati, tra cui:

• Video ad altissima definizione (fino a 10K)
• Audio lossless multicanali (fino a 32 canali)
• Metadati e segnali di controllo
• Dati Ethernet per la connessione internet
• Alimentazione elettrica fino a 100W

Questa versatilità consente di collegare tra loro molteplici sorgenti eterogenee, dai lettori Blu-Ray alle console di gioco, senza dover utilizzare molteplici cavi singoli per audio, video, dati e alimentazione.

I principali punti di forza della tecnologia HDMI sono:

• Qualità video eccellente, con risoluzioni fino all’8K, elevato dettaglio, profondità colore, contrasto e frame rate fluidi.
• Semplicità d’uso, con la possibilità di controllare diversi dispositivi tramite un singolo telecomando grazie al protocollo CEC.
• Modularità e scalabilità, potendo aggiungere dispositivi e funzionalità in modo semplice.
• Ampia diffusione sul mercato consumer e supporto garantito nel lungo periodo.
• Retrocompatibilità tra versioni diverse.

Formati Audio/Video Supportati

Qualunque dispositivo dotato di HDMI deve supportare quanto meno lo standard dell’audio non compresso LPCM; tutti gli altri formati sono tecnicamente opzionali, quindi -prima di un eventuale acquisto- è fondamentale verificare a monte che l’hardware che si intende utilizzare supporti i medesimi standard audio. Che sono:

• LPCM (da 2 a 8 canali)
• Dolby Digital
• Dolby Digital Plus
• Dolby TrueHD
• Dolby Atmos
• DTS
• DTS-ES
• DTS 96/24
• DTS Express
• DTS-HD High Resolution
• DTS-HD Master Audio
• DTS:X
• DVD-A
• DSD

Oggigiorno, molti dispositivi recenti supportano anche FLAC, ALAC e WAV, ma è fondamentale verificare prima la documentazione dei dispositivi che si intende concatenare tra loro. Eventuali limiti non derivano da HDMI in sé, quanto piuttosto dal design dei dispositivi stessi.

Per quanto concerne il video, invece, nuovi formati vengono aggiunti ad ogni aggiornamento del protocollo. Per esempio, la prima revisione di HDMI (la 1.1) implementava il supporto a DVD Audio. Nel salto da HDMI 1.2 a HDMI 1.3, invece, si aumentò enormemente la banda passante e in più venne aggiunto il colore a 16 bit, il supporto allo standard di colore xvYCC e la sincronizzazione del labiale.

Con HDMI 2.1, l’ultima revisione dello standard, è stato introdotto il supporto ai 4K con refresh rate di 100/120Hz, ai 5K a 50/60/100/120Hz, agli 8K a 50/60/100/120Hz, e perfino ai 10K a 50/60/100/120Hz. In pratica, ci si è proiettati verso il futuro, visto che ad oggi non esistono schermi consumer che possono arrivare a simili risoluzioni.

Ogni volta che le specifiche HDMI vengono aggiornate e che nuovi standard video vengono aggiunti, bisognerà aggiornare anche il resto dell’hardware -cavi inclusi- prima di poter sfruttare le nuove risoluzioni video.

https://ultraexperience.it/blog/home-theater-e-streaming-online-pro-contro/

Lunghezza Massima di HDMI

C’è un limite alla distanza che il segnale HDMI può raggiungere. In linea di massima, un cavo HDMI di buona qualità si spinge fino a 15-20 metri senza difficoltà. Tuttavia, mentre un economico cavo standard di Categoria 1 arriva fino a 5 metri, per distanze superiori è assolutamente consigliabile avvalersi di un cavo HDMI di Categoria 2 (che supporta anche 4k UHD, 3D e Deep Colour). E comunque, prima di iniziare coi lavori di muratura in sala o con l’installazione definitiva, è sempre preferibile verificare che tutti i dispositivi -inclusi switch video, splitter, etc.- funzionino alle distanze desiderate.

Come si sceglie la lunghezza ideale di un cavo HDMI? Purtroppo, non esiste una risposta semplice a questa domanda, perché non tutti cavi sono uguali, e lo stesso vale per i sistemi AV e di Home Entertainment. Tuttavia, ci sono una serie di buone norme cui attenersi per ottenere i migliori risultati possibili. Nello specifico, i fattori da tenere a mente sono:

1. A quale risoluzione intendi trasmettere? 1080p, HD, 4K UHD, 8K o 10K? Al crescere della risoluzione cresce la banda passante necessaria, e dunque aumentano anche le specifiche di cavi e dispositivi AV.
2. Qual è la distanza da raggiungere? Bisogna sempre cercare di accorciare la distanza al minimo necessario. A distanza minore, corrisponde maggiore stabilità di segnale (e un numero nettamente inferiori di potenziali problemi)
3. Che funzionalità aggiuntive ti servono? Segnale HDR o magari 3D? O desideri condividere la connessione Internet grazie a Ethernet su HDMI? Ognuna di queste feature va accuratamente soppesata in fase di progettazione dell’ambiente AV.
4. Necessità di trasmettere oltre i 20 metri? In questo caso, utile anche se devi inviare segnali multipli, HDMI potrebbe non essere sufficiente. Forse è il caso di valutare l’implementazione di Ripetitori o Extender HDMI.
5. Materiale del cavo HDMI? Conviene sempre scegliere modelli fatti di materiale robusto e resistente, meglio se con connettori placcati oro che resistono meglio all’ossidazione e garantiscono tutti i 18Gbps di HDMI 2.1. Il nylon intrecciato è consigliabile perché conferisce una maggiore flessibilità, e facilità di spostamento in ambienti molto stretti.
6. Cosa fare se una connessione HDMI non funziona?

• Verifica che la connessione sia salda da entrambi i lati del cavo HDMI.
• Prova a disconnettere e riconnettere il cavo HDMI da una delle due estremità.
• Tutti i dispositivi sono accesi? È stata selezionata la porta HDMI corretta col telecomando?
• Prova un cavo HDMI diverso.
• Forse il dispositivo di destinazione non è in grado di supportare la risoluzione inviata dal dispositivo di output video. Se possibile, prova a modificare la risoluzione.
• Se la distanza che il cavo HDMI deve coprire supera i 10 metri, può avere un senso valutare l’adozione di un Ripetitore di Segnale HDMI o un  Extender HDMI.

Cos’è ARC?

L’HDMI ARC (Audio Return Channel) è una funzionalità dello standard HDMI che semplifica notevolmente la configurazione audio di un sistema home theater, riducendo il numero di cavi necessari.

Consente al televisore di inviare i segnali audio a un dispositivo audio esterno come una soundbar, un ricevitore AV o un sistema home theater, attraverso lo stesso cavo HDMI che trasmette i segnali video al televisore.

Ad esempio, se si utilizza un ricevitore AV per collegare tutte le apparecchiature e si ha già un cavo HDMI per il segnale video dal ricevitore al televisore, con ARC è possibile utilizzare quello stesso cavo anche per inviare l’audio dal televisore al ricevitore.

In precedenza, senza ARC era necessario collegare un ulteriore cavo audio ottico o coassiale separato dall’amplificatore al televisore, per ascoltare l’audio delle applicazioni del televisore come Netflix e Disney+.

È inoltre possibile sfruttare ARC per passare al ricevitore anche l’audio di dispositivi esterni collegati direttamente agli ingressi HDMI del televisore.

Grazie alla funzione ARC, per il collegamento TV-sistema audio basta un singolo cavo HDMI, con evidenti vantaggi in termini di semplicità d’installazione e pulizia dell’impianto.

Cos’è eARC?

Un tempo, per trasmettere ad un AVR o una SoundBar l’audio derivante da dispositivi satellitare, set-top box o consolles, era necessario utilizzare un cavo ottico separato. Con l’introduzione di HDMI ARC, tuttavia, il problema è stato risolto con eleganza: il flusso audio che prima richiedeva un cavo a parte, ora passa attraverso HDMI. Ciò assicura semplicità nella connessione per gli utenti, meno spazio per ospitare i cavi e in più un audio impeccabile senza compromessi.

HDMI ARC fu introdotto nel 2019, con HDMI versione 1.4; la sua evoluzione, giunta con HDMI 2.1, si chiama invece eARC (Enhanced Audio Return Channel) e per questa ragione è da considerarsi nettamente superiore sotto tutti i punti di vista.

Come il predecessore, permette di trasmettere un segnale audio alla massima risoluzione originale attraverso un cavo HDMI e di riprodurre il migliore audio possibile; rispetto a prima, però, ora sono state migliorate sia la larghezza di banda che la velocità. Ciò permette di trasmettere flussi audio dalla TV alla SoundBar o al ricevitore audio-video, nel pieno rispetto della compatibilità con i formati Dolby Atmos e DTS ad alto bitrate.

Risultato: se in precedenza si doveva ricorrere a tecniche di compressione dell’audio per il 5.1 e il 7.1, ora il flusso può essere trasmesso in formato originale:

Funzione	HDMI ARC	HDMI eARC
Compresso 5.1	Sì	Sì
Non compresso 5.1	No	Sì
Non compresso 7.1	No	Sì
Bitrate elevato e basato su oggetti fino a 192 kHz, a 23 bit   (ad es. Dolby Atmos, DTS:X)	No	Sì

Ovviamente, e come già spiegato, per potersi godere tutti i vantaggi di eARC è fondamentale che tutti i dispositivi della catena audio-video supportino non soltanto questo protocollo di comunicazione, ma anche i medesimi formati audio a monte e a valle; incluso il cavo, dunque. Assicurati sempre che il cavo HDMI 2.1 sia certificato.

Cosa fare se ARC/eARC non funziona?

1. Per cominciare, rimuovi tutti i dispositivi esterni (dispositivi STB, OTT, ecc.) connessi al TV, e premi play per avviare di nuovo la riproduzione.
2. Verifica che la porta eARC (la stessa porta di ARC) sia connessa.
3. Verifica che il dispositivo audio-video sia compatibile con eARC. È possibile che alcuni dispositivi esterni causino problemi perché non rispettano le specifiche di collegamento HDMI/eARC.
4. Verifica che il cavo HDMI sia certificato HEAC o HEC.
5. Prova a scollegare e ricollegare il cavo HDMI, quindi reimposta la modalità HDMI-eARC sulla fonte video.

Domande frequenti

Qual è la differenza tra ARC e eARC?

La differenza principale tra ARC ed eARC consiste nella maggiore larghezza di banda e capacità di trasporto dati offerta da eARC.

Nel dettaglio:

• ARC (Audio Return Channel) offre una larghezza di banda limitata a 1.5 Mbps ed è in grado di trasportare solo formati audio compressi come Dolby Digital e DTS.
• eARC (Enhanced Audio Return Channel) ha una larghezza di banda fino a 37 Mbps che consente il passaggio di audio non compresso a elevate frequenze di campionamento come Dolby TrueHD, DTS-HD Master Audio e Dolby Atmos senza perdita di qualità.
• eARC supporta inoltre tecnologie avanzate come:
• Lip Sync automatico per la perfetta sincronia audio-video.
• Maggiore capacità di gestione dei metadati audio.
• Controllo del volume e delle funzioni CEC.

In sintesi, eARC rappresenta un netto passo avanti rispetto ad ARC, permettendo un audio multicanale non compresso di qualità superiore e un’esperienza home theater più coinvolgente. La scelta dipende dalle caratteristiche dei dispositivi, ma eARC è consigliato per configurazioni di fascia alta.

Come si identifica un cavo HDMI ARC?

Per identificare un cavo HDMI ARC, è necessario cercare cavi che supportino lo standard HDMI 1.4 o superiore. L’HDMI 1.4 è stato rilasciato nel 2009, quindi qualsiasi cavo prodotto negli ultimi dieci anni dovrebbe funzionare bene. Tuttavia, ricordate che non è il cavo a determinare la funzionalità dell’ARC, ma i dispositivi che state collegando. Il televisore, il ricevitore audio o la soundbar devono supportare l’ARC o l’eARC perché questa funzione funzioni.

Tutti i cavi HDMI supportano l’ARC?

Per identificare un cavo HDMI compatibile con ARC, è sufficiente verificare che supporti HDMI 1.4 o versioni successive (ad esempio HDMI 2.0). I cavi HDMI prodotti dopo il 2009 sono generalmente compatibili.

Tuttavia, la funzionalità ARC dipende dai dispositivi collegati, non dal cavo stesso. È necessario che il TV, il ricevitore o la soundbar supportino ARC o eARC affinché l’audio possa essere inviato indietro al sistema audio senza cavi aggiuntivi. Il cavo è solo il mezzo di trasporto.

L’ARC può funzionare con l’eARC?

ARC ed eARC hanno una compatibilità solo parziale.

I dispositivi che supportano solo ARC non possono sfruttare le funzionalità migliorate di eARC, come maggiore larghezza di banda e codec audio lossless.

Viceversa, i dispositivi abilitati per eARC sono retrocompatibili con ARC, ma in questo caso non è possibile usufruire delle prestazioni audio superiori di eARC, rimanendo limitati alle capacità di ARC.

In sintesi, l’utilizzo combinato di ARC ed eARC consente solo le funzionalità base di ARC, senza beneficiare dei vantaggi di eARC in termini di qualità audio. Per sfruttare appieno eARC è necessario che tutti i dispositivi coinvolti lo supportino.

Quali dispositivi supportano eARC?

I dispositivi che tipicamente supportano eARC sono:

• Televisori 4K/8K di ultima generazione (dal 2019 in poi)
• Soundbar e ricevitori AV recenti (2-3 anni)

Per verificare la compatibilità, controllare il manuale del dispositivo o l’etichetta sul retro, vicino alla porta HDMI, per la dicitura “eARC” o il supporto allo standard HDMI 2.1. I dispositivi precedenti potrebbero avere solo ARC.

L’eARC migliora il Dolby Atmos?

Sì, eARC migliora la qualità dell’audio Dolby Atmos grazie alla sua elevata larghezza di banda che consente il passaggio del segnale Atmos non compresso e in alta risoluzione.

Con ARC standard l’Atmos è possibile ma solo nella versione compressa Dolby Digital Plus.

eARC garantisce invece Dolby Atmos lossless tramite i codec Dolby TrueHD e Dolby Atmos per un audio 3D di qualità superiore ed un’esperienza di ascolto più coinvolgente.

HDMI CEC è la stessa cosa di ARC?

HDMI CEC e ARC sono funzionalità distinte offerte dallo standard HDMI:

• HDMI CEC (Consumer Electronics Control) permette di controllare più dispositivi connessi via HDMI con un solo telecomando. Ad esempio accendere la TV e far partire in automatico il lettore Blu-ray.
• ARC (Audio Return Channel) invia il segnale audio dalla TV al sistema audio (soundbar o ricevitore) utilizzando lo stesso cavo HDMI del segnale video, eliminando la necessità di cavi audio aggiuntivi.

Quindi, CEC migliora il controllo dei dispositivi mentre ARC semplifica la connettività audio.

C’è confusione tra le due tecnologie perché ARC sfrutta il protocollo CEC per funzionare, mentre eARC dispone di un canale dati dedicato separato dal controllo CEC.

In sintesi, HDMI CEC e ARC/eARC sono caratteristiche complementari ma distinte dello standard HDMI.

Conclusione

L’evoluzione tecnologica degli standard HDMI come ARC ed eARC ha reso possibile realizzare configurazioni home theater di altissimo livello, con un audio coinvolgente e immersivo.

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