Le nuove generazioni di ripetitori video wireless consentono connessioni di qualità Full HD a televisori, display o proiettori senza i vincoli imposti dal cablaggio HDMI. Ecco l’evoluzione degli Extender HDMI che operano a frequenze fino a 60 GHz.
La distribuzione wireless di sorgenti Full-HD come decoder e lettori Blu-ray verso 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 ormai ampiamente diffusi in ogni ambiente. Gli extender HDMI contengono, inoltre, un estensore del segnale di telecomando attraverso cui 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. Il grosso vantaggio ottenuto poi, nel caso della pay tv, è di non dovere acquistare altri decoder con relativa scheda pay tv o altre costose sorgenti di segnale: basterà infatti installare un extender wireless per rendere disponibili quelle sorgenti in tutto l’appartamento senza necessità 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. L’extender è ideale per applicazioni di pubblicità digitale, perché consente l’installazione del display ovunque si desideri, a differenza delle soluzioni via cavo che vincolano la scelta della posizione del display al cablaggio disponibile.
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.
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 offre una portata di circa 100 metri senza ostacoli, che si riduce a circa 30 metri in presenza di pareti e mobili sullo stesso piano o solo di 10-20 metri 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 più ricevitori supplementari.
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. 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 l’impiego delle stesse frequenze delle portanti interferenti, eliminando così la sovrapposizione. Viene inoltre utilizzato un sistema di antenne multiplo tipo MIMO (Multiple Input Multiple Output) sia in trasmissione sia in ricezione, per far sì che il segnale trasmesso pervada tutto l’ambiente e quindi 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 ottenuta con la trasmissione WHDI è enorme, 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 metri in campo libero è di 20 metri con ostacoli interposti. Le unità di trasmissione e ricezione 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 collegabili wireless al display TV: 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. Mentre l’unità trasmittente presenta le dimensioni di un lettore blu-ray, l’unità ricevente vanta dimensioni compatte tanto da poter essere 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 a quelli dei ripetitori AV/SD.
Il ripetitore di telecomando
Il kit ripetitore TV dispone anche di un ripetitore di telecomandi integrato, per 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 l’impiego delle quali non è richiesta la licenza. Le frequenze ISM trovano le applicazioni più disparate. Oggi sono impiegate in più di un dispositivo posto nelle vicinanze del ripetitore AV, con la possibilità di generare interferenze tali da impedire il corretto funzionamento del ripetitore AV. Perciò occorre scegliere con attenzione il ripetitore AV fra i vari modelli in commercio, controllandone con cura le frequenze di lavoro.
– Banda 400 MHz. 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 che viene imposta 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.
– Bande 2,4 GHz e 5,8 GHz. 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 metri 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.
La nuova banda a 60 Hz
Alcuni degli ultimi prodotti Extender HDMI utilizzano la nuova banda di frequenza 60 GHz (57-66 GHz) approvata in Europa per l’impiego ISM senza licenza, che consente collegamenti molto brevi per l’attenuazione della molecola dell’ossigeno, ma con una grande capacità di trasporto che supera 1 Gbs. In questa nuova banda sono disponibili dispositivi wireless HDMI fino a una distanza di 10 metri anche senza visibilità ottica, ma senza l’interposizione di ostacoli come pareti. La trasmissione a 60 GHz è molto direttiva e offre la possibilità di realizzare collegamenti diversi, senza che interferiscano fra di loro anche se sono posti in ambienti adiacenti. Inoltre, la grande capacità di trasporto consentita elimina qualunque ritardo del segnale (near zero latency) rendendo questo tipo di connessione senza fili particolarmente adatta per segnali TV a banda molto larga come 3DTV.
Installazione dell’estender HDMI
L’installazione dell’estensore HDMI è ancora più semplice e immediata poiché:
- Non vi sono frequenze da predisporre sui due terminali, poiché il sistema WHDI opera su tutta la gamma 5 GHz e scegli automaticamente le frequenze meno disturbate.
- Non vi sono antenne da orientare, poiché il sistema di antenne sia per il ripetitore video che per il telecomando sono interne e omnidirezionali.
- Non vi è alcun software da caricare.
- Vanno predisposte le connessioni HDMI principali e passante, del telecomando sia del trasmettitore che del ricevitore. In particolare può essere presente una matrice di commutazione nella unità trasmittente per collegare più sorgenti di segnale. Vanno collegati gli alimentatori alle apposite prese.
- Sono ideali per collegare sia MySky HD sia il lettore Blu-ray 3D.
- Anche con pareti interposte la qualità delle immagini e dell’audio sul televisore principale e sul televisore in ricezione rimagono inalterate. E’ come collegare direttamente il cavo HDMI a Sky. La verifica è stata fatta con distanze totali comprese fra 10 e 30 metri.
