Extender HDMI: segnali HD senza fili, irresistibile comodità

Le nuove generazioni di ripetitori video wireless in HD permettono di collegare sorgenti di segnali Full HD, come decoder per pay tv e lettori Blu-ray, a uno o più televisori senza necessità del cablaggio HDMI. Presentiamo una rassegna dei modelli più interessanti per prezzo e prestazioni.

 

La distribuzione wireless di sorgenti Full HD come decoder e lettori Blu-ray a televisori o proiettori diventa sempre più importante nell’ambiente domestico, poiché evita la difficile e costosa cablatura con il cavo HDMI e lascia la massima libertà nella disposizione degli apparati in tutto l’appartamento.
Gli extender HDMI con tecnologia digitale WHDI sono i successori degli Audio/Video Sender SCART con tecnologia analogica, rispetto ai quali oltre a una migliore definizione del segnale, HD invece di SD, garantiscono anche una maggiore resistenza alle interferenze di router WiFi e forni microonde. Gli extender HDMI contengono inoltre un estensore del segnale di telecomando che permette di telecomandare le sorgenti audio/video dagli stessi ambienti dove si trovano i diversi televisori. In tal modo diventa possibile portare i segnali video e audio stereo provenienti da un ricevitore sat o da qualunque altra sorgente audio/video, verso uno o più televisori presenti nelle diverse stanze della casa, senza impiego di cavi e mantenendo salve le funzionalità dei diversi telecomandi (Figura 1). Il grande vantaggio che poi si ottiene nel caso della PayTV è quello di non dovere acquistare altri decoder con relativa scheda di pay tv o altre costose sorgenti di segnale, ma basterà installare un extender wireless per rendere disponibili quelle sorgenti in tutto l’appartamento senza bisogno di cablaggio. Le nuove generazioni  di Extender HDMI con lo standard WHDI consentono la diffusione domestica non solo di programmi Full HD, fatto importante per distribuire Sky HD, ma anche di film 3D oggi disponibili solo su Blu-ray 3D HD, essendo stata sospesa ogni trasmissione di TV 3D. Inoltre, prossimamente sarà disponibile anche WHDI 2.0, nuova versione dello standard di trasmissione per la distribuzione di segnali UHD con definizione 4K.

Utili non solo per la TV
Il ripetitore AV si presta a una serie di diversi impieghi che qui riassumiamo a seconda dei due apparati che vengono posti in collegamento alle due estremità.
–    Trasmettere in qualunque stanza della vostra casa le immagini di ogni sorgente audio video come ricevitore Sat, Televisore, lettore DVD, mediaplayer, PC con uscita HDMI.
–    Trasmettere il segnale video a un proiettore posto in posizione difficile da cablare come ad es. appeso al soffitto.
–    Vedere e registrare su mediaplayer collegato in un’altra stanza i segnali Audio e Video provenienti dalla sorgente collegata al trasmettitore.
–    Trasmettere musica stereofonica di qualunque sorgente audio verso qualsiasi cassa HI-FI amplificata posta sia all’interno sia all’esterno di casa.
–    Utilizzare diversi ricevitori per ricevere i segnali in più stanze del vostro appartamento.
–    Sorvegliare bambini, anziani o disabili tramite la vostra videocamera.
–    Trasmettere meeting e conversazioni che si tengono in altri locali rispetto al luogo d’ascolto.
–    Sistemi di sorveglianza, come ad es. per vedere chi c’è fuori dalla porta di casa semplicemente connettendo a questo sistema una videocamera CCD miniatura.

Standard per la distribuzione wireless domestica
Il sistema di distribuzione wireless domestica è composto da due unità: un trasmettitore e un ricevitore. Il trasmettitore si collega all’apparecchiatura di cui si vuole trasferire il segnale AV, ad esempio, al decoder posto in salotto, mentre il ricevitore (o più ricevitori) si connette al televisore remoto, posto in camera in un’altra stanza. Il funzionamento dei ripetitori AV si basa su un sistema di trasmissione/ricezione in radiofrequenza in grado di diffondere i segnali nell’appartamento superando anche eventuali ostacoli, come pareti e mobili. Gli standard utilizzati per la distribuzione wireless domestica di video e audio possono essere di tipo analogico o digitale.
Lo standard di distribuzione con modulazione analogica è utilizzato negli A/V Sender molto diffusi fino a qualche anno fa. Gli standard di distribuzione con modulazione digitale sono utilizzati negli HDMI extender che hanno ormai soppiantato gli A/V Sender per le migliori prestazioni in termini di banda passante, e quindi di qualità del segnale video, e per la maggiore resistenza alle interferenze di altri apparati sempre più diffusi nell’ambiente domestico.

Ripetitori wireless analogici con qualità SD
I ripetitori wireless A/V domestici con modulazione analogica operano in una banda a microonde, a 2,4 GHz o a 5,8 GHz, mentre la trasmissione del segnale del telecomando avviene in senso contrario in banda UHF a 433 MHz. Per la trasmissione dei segnali audio e video a microonde viene utilizzata la modulazione FM che consente una banda passante adatta per segnali video e audio con qualità SD. E’ possibile selezionare la frequenza di trasmissione in modo da evitare interferenze con altri sistemi vicini operanti nella stessa banda di frequenze. In banda 2.4 GHz si può selezionare fra 4 diverse frequenze (2414, 2432, 2450, 2468 MHz), mentre in banda 5.8 GHz fra 8 diverse frequenze (5733 5, 5809, 5752,5828, 5771, 5847, 5790, 5866). La stabilità delle frequenze è assicurata da un sintetizzatore PLL  posto all’interno delle unità. La trasmissione ha una portata di circa 100 m senza ostacoli, che si riduce a circa 30 m in presenza di pareti e mobili sullo stesso piano o solo di 10-20 m da un piano all’altro della casa. Le due unità utilizzano antenne a microonde che possono essere esterne orientabili con connettore F a 2,4 o 5,8 GHz oppure omnidirezionali a filo integrate nelle due unità per la banda UHF. Gli ingressi e le uscite di segnale delle due unità possono essere realizzate con connessioni SCART o RCA componenti o con jack 3.5 mm a cui si accede con cavo adattatore a SCART. Si possono allestire più punti di ricezione remoti acquistando separatamente uno o piu’ ricevitori supplementari.

Ripetitori wireless digitali con qualità Full HD
Gli extender wireless domestici con qualità Full HD utilizzano una modulazione digitale multicarrier, simile a quella utilizzata per le trasmissioni della TV digitale terrestre, e operano nella banda di frequenza a 5 GHz. Sono stati sviluppati, a cura dei diversi costruttori, diversi standard proprietari per la distribuzione wireless A/V con caratteristiche simili ma non compatibili fra loro. Tali standard sono utilizzati dai costruttori già embedded nei rispettivi dispositivi portatili o fissi, perciò in certe situazioni monomarca non è necessario impiegare gli extender wireless esterni (a tal proposito vedi il paragrafo sulla situazione degli standard di comunicazione video domestica). E’ possibile, ma non probabile, che in futuro non sarà più necessario utilizzare extender esterni se i costruttori si accorderanno su standard wireless compatibili fra loro. Nella situazione attuale però sono in generale necessari extender Full HD esterni, per i quali lo standard più utilizzato è il WHDI, Wireless Home Digital Interface. Con tale modulazione il segnale viene trasmesso sparpagliato su tutta la banda da 4.9 a 5.9 GHz. Un sistema automatico DFS (Dynamic Frequency Selection) riconosce portanti interferenti ed evita di usare le stesse frequenze delle portanti interferenti, eliminando così la sovrapposizione.
Inoltre, viene utilizzato un sistema di antenne multiplo tipo MIMO (Multiple Input Multiple Output) sia in trasmissione sia in ricezione, che fa sì che il segnale trasmesso pervada tutto l’ambiente e quindi venga ricevuto e recuperato da ogni direzione esso provenga.
Il ricevitore estrae dal segnale OFDM il segnale sorgente. Grazie a tutti questi accorgimenti la banda passante che si riesce a realizzare con la trasmissione WHDI è enorme e pari a quella di una connessione HDMI 1.4 per segnali HDTV con qualità fino a 1080p24/30/50/60 e 3D. La portata del sistema è di 30 m in campo libero è di 20 m con ostacoli interposti. Le unità trasmittente e ricevente del ripetitore sono collegate alla sorgente HD e al terminale remoto con connettori HDMI.
Con WHDI a 5 GHz si amplia la categoria di apparecchiature sorgente che si possono collegare wireless al display TV e che vanno dal PC con uscita HDMI, alla playstation PS3 o Xbox, fino alla camera fotografica digitale, fra di loro commutabili quando l’unità trasmettitore prevede anche una matrice di commutazione (Figura 4). Mentre l’unità trasmittente ha le dimensioni di un lettore blu-ray, l’unità ricevente presenta dimensioni compatte che le consentono di venire appesa al retro del televisore. La tecnologia WHDI è supportata da un consorzio di costruttori, fra cui Amimon, Hitachi, Motorola, Samsung, Sharp, Sony e LG Electronics. A causa della loro maggiore complessità gli apparati ripetitori HD hanno costi superiori ai quelli dei ripetitori AV-SD.

Il ripetitore di telecomando
Il kit ripetitore TV dispone anche di un ripetitore di telecomandi integrato, che permette di comandare le apparecchiature direttamente dal secondo punto di visione utilizzando il telecomando del prodotto originale del ricevitore sat nella stanza dov’è collocato il televisore remoto oppure un telecomando apposito fornito in dotazione con il kit. Il trasmettitore del ripetitore di telecomando è collocato all’interno del terminale ricevitore e riceve il comando IR dal telecomando attraverso un fotodiodo. All’altro lato il segnale a 433 MHz viene rivelato e reso disponibile a un fotodiodo che lo invia all’apparecchiatura da telecomandare. Il collegamento in UHF avviene attraverso antenne omnidirezionali a filo incorporate nei terminali. La trasmissione a 433,92 MHz usa una modulazione digitale tipo ASK, 256 codici disponibili per assicurare la protezione da altri segnali nella stessa banda. La portata dell’estensore IR è generalmente di 50 metri in campo aperto, mentre la portata di ciascuno dei due fotodiodi è di circa 4 metri. La frequenza da 30 a 60 KHz di ingresso/uscita IR per il telecomando è compatibile con tutti i telecomandi dei decoder/DVD, compresi tutti i modelli di decoder Sky, Sky HD, mySky e mySky HD.

L’importanza della frequenza di lavoro
Le frequenze di lavoro utilizzate per l’operatività del sistema AV cadono nell’ambito di bande non licenziate assegnate per l’impiego ISM, cioè per applicazioni Industriali, Scientifiche e Mediche per usare le quali non serve chiedere licenza. Le frequenze ISM trovano le applicazioni più svariate. Oggi sono impiegate in più di un dispositivo che può trovarsi nelle vicinanze del ripetitore AV, con la possibilità di creare problemi di interferenza che impediscono il corretto funzionamento del ripetitore AV. Perciò occorre scegliere con attenzione il ripetitore AV fra i vari prodotti in commercio controllandone con cura le frequenze di lavoro.
La frequenza usata per l’estensore del telecomando cade nella banda di frequenza 433,050-434,790 MHz, che viene impiegata anche da apri cancelli e da sensori di temperatura, per fare alcuni esempi comunemente diffusi. La ridotta potenza impostata per le applicazioni in tale banda evita in generale problemi di interferenza, anche se limita la portata a circa 50 m. Inoltre la codifica a 256 livelli collabora ad evitare possibili interferenze.
La frequenza usata per i ripetitori wireless SCART cade nella banda 2,4 Ghz  o nella banda nella banda 5.8 GHz , mentre per i ripetitori wireless HDMI con tecnologia WHDI cade nella banda 4,9-5,9 GHz.
Nella banda 2,4 GHz, esattamente 2,4 ÷ 2,4835 GHz, operano molti altri prodotti come router WiFi per wireless LAN, Bluetooth, forni a microonde e, ultimi arrivati, anche il comando di sincronizzazione per gli occhiali dei televisori 3D, tutti dispositivi che ormai troviamo sempre più comunemente nelle nostre case, magari non nel nostro appartamento ma in quello del vicino. Poiché le potenze permesse in tal caso sono più elevate per assicurare portate di almeno 100 m in campo aperto, usando tale frequenza di lavoro per il ripetitore AV si corre frequentemente il rischio di avere interferenze che ne impediscono il corretto funzionamento, soprattutto nel caso di forni microonde con elevate potenze a 2.45 GHz. Nella banda 5,8 GHz, esattamente 5,725 ÷ 5,865 GHz sono presenti poche altre applicazioni, così che i ripetitori SCART a 5.8 GHz sono in generale esenti da problemi di interferenza. Per tale ragione la vetrina dei prodotti dei ripetitori SCART è limitata ai modelli a 5,8 GHz.
Il discorso cambia sostanzialmente in meglio per gli extender HDMI con standard WHDI a 5 GHz, che riconoscono automaticamente altre trasmissioni presenti a 5 GHz e fanno in modo di operare solo nella restante banda non occupata da interferenze, evitando dunque ogni problematica di coesistenza con sistemi WiFi a 5.4 GHz e con ripetitori AV a 5.8 GHz.

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