Tipos de Cabos

HDMI

O que é HDMI?

HDMI é uma tecnologia de conexão de dispositivos de áudio e vídeo que tem tudo para substituir os padrões existentes até então. Por trás de seu desenvolvimento está um time de gigantes da indústria eletrônica, tais como Sony, Philips, Toshiba, Silicon Image, entre outras. Com essa tecnologia, é possível, por exemplo, conectar um reprodutor de Blu-ray a uma TV de alta definição e ter como resultado imagens de excelente qualidade. Por meio de um cabo HDMI pode-se transmitir sinais de áudio e vídeo. Em outros padrões é necessário ter, pelo menos, um cabo para cada coisa.
Mas, as vantagens do HDMI não se limitam a isso. Essa é uma tecnologia que transmite sinais de forma totalmente digital. Graças a isso, é possível ter imagens de excelente qualidade e resoluções altas (1080p, por exemplo), inclusive maiores que as suportadas pela tecnologia DVI (Digital Visual Interface), que substituiu o padrão VGA para as conexões de monitores em computadores (saiba mais sobre DVI e VGA).
O conector do cabo HDMI também leva vantagem em relação aos demais padrões, já que possui tamanho reduzido e encaixe fácil, semelhante aos conectores USB. Na verdade, a indústria definiu dois tipos de conectores inicialmente: o HDMI tipo A e HDMI tipo B, com 19 e 29 pinos, respectivamente. O conector tipo A é o mais comum do mercado, já que consegue atender a toda a demanda existente, sendo inclusive compatível com a tecnologia DVI-D. Neste caso, basta que uma ponta do cabo seja DVI-D e, a outra, HDMI. O conector HDMI tipo B é destinado a resoluções mais altas e pode trabalhar com o esquema dual link, que duplica a freqüência pixel clock (assunto abordado logo abaixo), fazendo com que a transmissão dobre a sua capacidade.

Funcionamento do HDMI

A citação da tecnologia DVI no tópico anterior não foi mero acaso. Tanto o DVI quanto o HDMI fazem uso de um protocolo chamado Transition Minimized Differential Signaling (TMDS), o que os tornam, até certo ponto, parecidos. No HDMI, são usados três canais TMDS para a transmissão das informações de áudio e vídeo. Os dispositivos que iniciam a transmissão são chamados de sources. Por sua vez, os dispositivos que recebem o sinal da transmissão são chamados de sinks.
A tecnologia TMDS exerce uma função extremamente importante na transmissão do HDMI porque, embora o sinal seja todo digital, isso não significa que está livre de falhas e interferências. Com os canais TMDS, a transmissão de dados pode ser feita de maneira codificada, tornando-a protegida. Isso é possível porque o canal TMDS utiliza um esquema de cancelamento. Nele, o sinal é duplicado, porém o segundo sinal é invertido. O dispositivo receptor recebe ambos os sinais e os compara. As diferenças encontradas nessa comparação permitem identificar as alterações indevidas - isto é, os ruídos da transmissão - e descartá-las.
Quando a transmissão é iniciada, os três canais TMDS são utilizados para o envio de dados de vídeo, o chamado Video Data Period. Cada canal envia 8 bits por vez, totalizando 24 bits. Isso é feito numa freqüência denominada pixel clock que varia de 25 MHz a 165 MHz. No caso de transmissões que não alcançam os 25 MHz, como o que acontece em sinais PAL e NTSC, é feito uso de uma técnica de repetição de pixels. Com esse modo de funcionamento, o HDMI pode transmitir mais de 165 milhões de pixels.
A ilustração abaixo é acompanhada de uma tabela que mostra os pinos do conector HDMI tipo A. Note que cada canal TMDS utiliza dois pinos, totalizando 6. Há também um par de pinos utilizado para a freqüência do TMDS, o TMDS clock. Cada par é protegido de interferências por um pino shield:

Conector HDMI tipo A

Via	Sinal
1	TMDS Data2+
2	TMDS Data2 Shield
3	TMDS Data2–
4	TMDS Data1+
5	TMDS Data1 Shield
6	TMDS Data1–
7	TMDS Data0+
8	TMDS Data0 Shield
9	TMDS Data0–
10	TMDS Clock+
11	TMDS Clock Shield
12	TMDS Clock–
13	CEC
14	Reservado
15	SCL
16	SDA
17	DDC/CEC Ground
18	+5 V Power
19	Hot Plug Detect

Resolução

Quando o assunto é HDMI (ou outras tecnologias relacionadas, como o HDTV - High-Definition Television), é comum a menção de resoluções como 720p e 1080p. Mas, o que isso significa? Embora pareça complicado, essas nomenclaturas simplesmente facilitam a identificação da quantidade de pixels (em poucas palavras, pixel é um ponto que representa a menor parte da imagem em uma tela) suportava pelo dispositivo, além do uso de progressive scan ou interlaced scan. No progressive scan, todas as linhas de pixels da tela são atualizadas simultaneamente. Por sua vez, no modo interlaced scan, primeiro as linhas pares recebem atualização e, em seguida, as linhas ímpares (ou seja, é um esquema do tipo: linha sim, linha não). Em geral, o modo progressive scan oferece melhor qualidade de imagem.
Assim sendo, a letra 'p' existente em 720p, 1080p e outras resoluções indica que o modo usado é progressive scan. Se for utilizado interlaced scan, a letra aplicada é 'i' (por exemplo, 1080i). O número, por sua vez, indica a quantidade de linhas de pixels na vertical. Isso significa que a resolução 1080p, por exemplo, conta com 1080 linhas verticais e funciona com progressive scan. Eis algumas resoluções comuns:

• 480i = 640x480 pixels com interlaced scan;
• 480p = 640x480 pixels com progressive scan;
• 720i = 1280x720 pixels com interlaced scan;
• 720p = 1280x720 pixels com progressive scan;
• 1080i = 1920x1080 pixels com interlaced scan;
• 1080p = 1920x1080 pixels com progressive scan.

Você já deve ter ouvido falar do termo Full HD (High Definition). Esta expressão, cuja interpretação seria algo como "Alta Definição Máxima", indica que a tela trabalha na resolução máxima, que é de 1080p. Isso significa que o dispositivo será capaz de executar em qualidade máxima vídeos - provenientes de um disco Blu-ray, por exemplo - preparados para este nível de resolução.
Saiba mais sobre resoluções de tela aqui.

Versões do HDMI

A tecnologia HDMI passou por várias revisões em suas especificações desde a disponibilização da primeira versão. A vantagem disso é que cada versão adiciona melhorias à tecnologia. Por outro lado, isso causa confusão e, em determinadas situações, pode provocar o impedimento do envio do sinal. Esse problema pode ocorrer, por exemplo, se o dispositivo receptor trabalhar com uma versão inferior à versão utilizada pelo dispositivo emissor. Para lidar com essa possibilidade, a indústria desenvolveu técnicas que garantem a transmissão dos dados. A diferença é que, se a transmissão requerer algum recurso existente na versão mais recente, o dispositivo com a versão anterior não poderá utilizá-la.

Entrada e cabo HDMI
A seguir, uma breve descrição das principais características das revisões existentes até a publicação deste texto no InfoWester:
- HDMI 1.0: lançado oficialmente no final de 2002, a primeira versão do HDMI é caracterizada por utilizar cabo único para transmissão de vídeo e áudio com um taxa de transmissão de dados de 4,95 Gb/s à uma freqüência de 165 MHz. É possível ter até 8 canais de áudio;
- HDMI 1.1: semelhante à versão 1.0, porém com a adição de compatibilidade ao padrão DVD-Audio. Lançado em maio de 2004;
- HDMI 1.2: adicionado suporte a formatos de áudio do tipo One Bit Audio, usados, por exemplo, em SACD (Super Audio CD). Incluído suporte à utilização do HDMI em PCs e a novos esquemas de cores. Lançado em agosto de 2005;
- HDMI 1.2a: lançado em dezembro de 2005, esta revisão adotou as especificações Consumer Electronic Control (CEC) e recursos específicos para controle remoto;
- HDMI 1.3: nesta versão, o HDMI passou a suportar freqüência de até 340 MHz, permitindo transmissões de até 10,2 Gb/s. Além disso, a versão 1.3 permite a utilização de uma gama maior de cores e suporte às tecnologias Dolby TrueHD e DTS-HD Master Audio. Essa versão também possibilitou o uso de um novo miniconector (HDMI tipo C - mini), apropriado a câmeras de vídeo portáteis, e elimina um problema de sincronismo entre o áudio e o vídeo (lip sync). O lançamento do HDMI 1.3 se deu em junho de 2006;
- HDMI 1.3a e 1.3b: lançado em novembro de 2006 e outubro de 2007, respectivamente, essas revisões contam com leves alterações nas especificações da versão 1.3 e com a adição de alguns testes, inclusive em relação ao HDCP, abordado adiante.

HDMI 1.4

Esta versão foi anunciada em maio de 2009 e oferece tantas novidades que poderia até ser chamada de 2.0. Eis suas principais características:
- Capacidade de trabalhar com resoluções de até 4096x2160 pixels;
- Compatibilidade com um número maior de cores;
- Suporte a um canal de retorno de áudio (Audio Return Channel - ARC);
- Possibilidade de transmissão por meio de conexões Ethernet de até 100 Mb/s (HDMI Ethernet Channel - HEC), permitindo que dispositivos interconectados compartilhem acesso à internet;
- Melhor suporte para tecnologias de imagens em 3D;
- Padronização para transmissão em veículos (aparelhos de DVD de ônibus, por exemplo).
E não termina por aí, pois o padrão traz consigo novos tipos de cabo:
- Standard HDMI Cable: cabo padrão que suporta transmissões de 1080i;
- High Speed HDMI Cable: cabo para transmissões de 1080p, incluindo suporte a um número maior de cores e tecnologias 3D;
- Standard HDMI Cable with Ethernet: cabo padrão com suporte à tecnologia Ethernet;
- High Speed HDMI Cable with Ethernet: cabo para transmissões de alta velocidade com suporte à tecnologia Ethernet;
- Automotive HDMI Cable: cabo apropriado para transmissões em veículos.
O HDMI 1.4 também introduz um novo tipo de conector (HDMI tipo D - micro) de 19 pinos, que de tão pequeno pode ser facilmente utilizado em dispositivos portáteis, como câmeras digitais e smartphones.

Conectores HDMI tipos A, C e D - Imagem por hdmi.org
Apesar de oferecer recursos interessantes, o HDMI 1.4 tem sido criticado por elevar o número de tipos de cabos e de conectores, ou seja, por aumentar a complexidade para o usuário. Por outro lado, os novos tipos de cabos podem fazer com que o custo desse acessório seja menor ao consumidor, já que este não será obrigado a pagar mais por cabos que suportam recursos que ele não utiliza. Além disso, o conector tipo D facilita a integração com dispositivos portáteis.

Proteção de conteúdo por HDCP

Muita gente "torce o nariz" quando descobre o que o HDCP significa e o que representa para a tecnologia HDMI. Trata-se de uma sigla para High-Bandwidth Digital Copy Protection, uma tecnologia desenvolvia pela Digital Content Protection, LLC (pertencente à Intel) com a finalidade de evitar a distribuição ilegal de conteúdo. Seu funcionamento se dá, basicamente, da seguinte forma: o source (dispositivo emissor) se comunica com o sink (dispositivo receptor) por meio de um canal denominado Display Data Channel (DDC) para conhecer a sua configuração e obter um código de autenticação. Esses dados ficam armazenados em um chip denominado Extended Display Identification Data (EDID). Se o código de ambos os aparelhos forem compatíveis, o source obtem um novo código e o envia ao sink. O envio e o recebido das informações de um dispositivo para o outro é feito com base nesse código. Esse código é checado em um determinado intervalo e, se alguma anormalidade for encontrada, a transmissão é interrompida. Isso pode ocorrer, por exemplo, se um terceiro dispositivo tentar receber os dados da conexão.
A indústria implementou esse esquema no HDMI para evitar a pirataria, mas para muita gente essa não é a melhor maneira de lidar com o problema e, assim todas as medidas de segurança rigorosas, o usuário honesto é que pode ser prejudicado. Se a obtenção da chave de autenticação falhar por algum motivo, mesmo o usuário não tendo qualquer responsabilidade sobre isso, ele não conseguirá visualizar o seu vídeo. Em alguns casos, o usuário descobre que se desconectar e reconectar os aparelhos talvez tudo funcione, uma prática lamentável para uma tecnologia tão avançada.










USB 

Mini USB e micro USB são duas formas de dispositivo que utilizam uma porta USB menor do que a conexão padrão. O mini e o micro são utilizados principalmente em dispositivos móveis e são diferentes apenas no formato, não em sua função.

Mini USB

O mini USB é o mais antigo dos dois formatos. A porta dele é menor do que uma padrão, permitindo conexões USB em pequenos dispositivos, como telefones celulares e câmeras digitais. A taxa de transferência do mini USB pode chegar a 800 megabytes por segundo.

Micro USB

O micro USB é um dos formatos mais recentes, anunciado pela primeira vez em 2007. Por mais que o mini USB seja pequeno, o micro USB é ainda menor. Assim como o mini USB, o miro é utilizado em celulares, MP3 players, sistemas de GPS, câmera digital e outros dispositivos portáteis. A sua velocidade é idêntica à de um mini USB.

Uso

O micro USB cabe em portas de conexão menores e, portanto, dispositivos menores, por isso está se tornando o mais popular entre os dois tipos de conexão. Ele já se tornou a interface USB padrão de carregadores para quase todos os smartphones, praticamente eliminando a necessidade de um mini USB.

        Cabo Serial

Cabo utilizado para ligação de dispositivos utilizando o padrão RS232. Um cabo serial tem 9 fios, mas na maior parte das comunicações são utilizados apenas 3: TX, RX e GND (terra).
A utilização de mais do que 3 fios não é tão incomum, mas é restrita a equipamentos que necessitam de sinais de controle específicos, o que está se tornando cada menos frequente, visto que novas formas de comunicação estão tomando o lugar da interface serial.
Isto vem ocorrendo tanto nos dispositivos quanto nos computadores, que frequentemente não contam mais com a interface de comunicação serial. Cabos seriais em geral podem ter de dezenas a centenas de metros, dependendo da velocidade de comunicação utilizada.
Para velocidades menores, a distância pode ser maior, e vice versa. O cabo serial é de simples confecção e de baixo custo. O conector utilizado é o DB9, que pode ser facilmente soldado ao cabo. Portanto, é fácil fazer um cabo serial DB9.
Como os computadores mais recentes não tem mais portas seriais nativas em suas placas mãe, é normal utilizar um conversor de cabo serial para usb. Estes conversores em geral vem com um driver específico para cada sistemas operacional e a maior parte deles já são reconhecidos nativamente pelo Windows e pelo Linux. Um dos conversores serial USB mais famosos são os baseados na família do chip CP210x.

     


              Cabo coaxial

O cabo coaxial é um tipo de cabo condutor usado para transmitir sinais. Este tipo de cabo é constituído por um fio de cobre condutor revestido por um material isolante e rodeado duma blindagem.
Recebe o nome de coaxial pelo fato de que todos os seus elementos constituintes (núcleo interno, isolador, escudo, exterior e cobertura) estão dispostos em camadas concêntricas de condutores e isolantes que compartilham o mesmo eixo (axis) geométrico.
O conector utilizado nesse tipo de cabo é o BNC. Este meio permite transmissões até frequências muito elevadas e isto para longas distâncias.

A: revestimento de plástico
B: tela de cobre
C: isolador dialétrico interno
D: núcleo de cobre.

Cabo Par transado 

Par Trançado sem blindagem:

O cabo de par trançado sem blindagem (UTP) é composto por pares de fios, sendo que cada par é isolado um do outro e todos são trançados juntos dentro de uma cobertura externa. Não há blindagem física no cabo UTP; ele obtém sua proteção do efeito de cancelamento dos pares de fios trançados.
O cabo de par trançado sem blindagem projetado para redes, mostrado na figura abaixo, contém quatro pares de fios de cobre sólidos modelo 22 ou 24 AWG. O cabo tem uma impedância de 100 ohms - um fator importante que diferencia dos outros tipos de fios de telefone e par trançado. O cabo de rede UTP tem um diâmetro externo de 1,17 polegadas ou 4,3 mm.


O par trançado é o meio de transmissão de menor custo por comprimento. A ligação de nós ao cabo é também extremamente simples, portanto de baixo custo.
A desvantagem do par trançado é a sua susceptibilidade à interferência e ruído, incluindo "cross-talk" de fiação adjacente. Em sistemas de baixa freqüência a imunidade a ruído é tão boa quanto ao cabo coaxial.
Pode-se utilizar UTPs com três principais arquiteturas de rede (ARCnet, Ethernet e token-ring). Na maioria dos casos, as placas de interface de rede vêm para um tipo específico de cabeamento, mas muitas placas de interface Ethernet são configuradas para cabos coaxias e UTP.
Um dos testes que podemos fazer nos cabo de par trançado é a medida da atenuação. Por exemplo, nos cabos 10Base-T permite uma perda máxima de 11.5dB na faixa de 5 a 10 Mhz, em 100 metros de fio entre o hub e a estação. A outra é a paradiafonia, isto é, o vazamento de energia elétrica entre pares de fios do mesmo cabo. Os verificadores de cabo utilizam um injetor de sinal para determinar a extremidade remota do cabo de forma adequada. Em seguida, eles percorrem um conjunto de freqüências para medir a intensidade de sinal que vaza entre o par ativo (que transporta o sinal do injetor) e o par inativo. Os pares cruzados são a causa mais comum de níveis elevados de parafonia.

Par Trançado com blindagem:

Os cabos de pares trançados blindados (STP), combinam as técnicas de blindagem e cancelamento. Os cabos STP projetados para redes são de dois tipos. O STP mais simples é chamado "blindado de 100 ohms", pois, a exemplo do UTP, tem uma impedância de 100 ohms e contém uma blindagem formada por uma folha de cobre ao redor de todos os seus fios. No entanto, o formato mais comum de STP, lançado pela IBM e associado à arquitetura de rede token-ring IEEE 802.5, é conhecido como STP 150 ohms devido a sua impedância de 150 ohms. Uma vantagem do STP 150 ohms, é que ele é capaz de transportar dados utilizando uma sinalização muito rápida com poucas chances de distorção. Como desvantagem, a blindagem causa uma perda de sinal que aumenta a necessidade de um espaçamento maior entre os pares de fios e a blindagem (ou seja, de mais isolamento). O maior volume de blindagem e isolamento aumenta consideravelmente o tamanho, o peso e o custo do cabo.