Cable CAT aplicado a video

En uno de nuestros últimos artículos, hablamos sobre los extensores mediante cable de par trenzado Desde hace algunos años existen en el mercado soluciones para llevar de VGA, DVI o HDMI, más allá de las distancias que permiten los cables propios del estándar. Un buen cable VGA pre-ensamblado puede llegar a  40 metros, un DVI a 30 con limitaciones de resolución y un HDMI 1.4 sin booster, como mucho a 15. ¿Qué podemos hacer cuando nuestra pantalla está más lejos?

Fabricantes como Gefen, Extron, Kramer o Cypress tienen equipos, que utilizando cable de pares trenzados, de los que se utilizan en las redes informáticas (Cables de Categoría 5 o 6), son capaces de hacer llegar una señal Full HD o 3D a 100m.

Modos de transmisión de señales analógicas

Los primeros equipos transportaban señales VGA o de video compuesto y algún audio, pero siempre analógicas. El principio en el que se basaban es sencillo, adaptaban la señal que normalmente se transmitía por un cable coaxial a un par trenzado, es decir, balanceaban la señal como si se tratara de audio. Las interferencias afectan de igual forma a los dos conductores, por lo que al restar las señales en el receptor se anula cualquier ruido inducido. En la práctica, dada la atenuación y las características de la señal, el resultado final no era todo lo bueno que cabía esperar, ya que a partir de determinado nivel de ruido, el receptor es  incapaz de suprimirlo transfiriéndolo a la salida. Además, aparece otro problema importante, la diferencia de retardo entre los colores R, G y B en el caso de señal VGA.

La diferencia de retardo entre los colores RGB, también llamada “SKEW” en este tipo de transmisión, se produce porque los pares que componen el cable no tienen exactamente el mismo número de vueltas, siendo el que tiene más vueltas el de mayor longitud y retardo. El efecto en imagen es evidente, en un fino trazo vertical blanco, aparecen bordes laterales de un color u otro según el color que llegue antes, incluso, pueden aparecer los tres colores separados cuando el problema es muy serio.

Para solucionarlo, algunos fabricantes optaron por un ajuste independiente de retardo por color, mediante un potenciómetro, que paliaba en gran medida la situación. Otra buena opción era y sigue siendo, utilizar cables “Free Skew” que nos garantizan una longitud prácticamente igual de todos los pares.

La siguiente evolución fue el paso a digital de la transmisión. Basándose en el sistema LVDS (low-voltage differential signaling o señal diferencial de bajo voltaje) se transmiten por cada uno de los 4 pares, señales digitales correspondientes a los muestreos de R,G y B más la señal de reloj que sirve para recuperar la información en el extremo receptor. Este sistema presenta una mejor inmunidad al ruido y a problemas de Skew, aunque aporta algún problema de resolución ya que el muestreo de la señal VGA que se produce en el equipo emisor no tiene porqué coincidir en tiempo con el reloj original con el que se generaron los pixel. Hasta aquí las soluciones para transmisión de señales analógicas

 Transmisión de señales DVI y HDMI

La evolución de los ordenadores logró que la salida gráfica fuera digital y a alguien se le ocurrió entonces que no hacía falta la digitalización en el emisor, la señal podía entrar directamente, previo balanceo, en el par correspondiente y si que funcionó. Equipos de muy bajo coste hacen eso precisamente, convierten el conector DVI en RJ45 con una mínima adaptación interna, por ejemplo el SHE DE01ERK. Esta solución es válida en la inmensa mayoría de las aplicaciones, ya que con un cable Cat. 6 AWG24 rígido, podemos transmitir sin problemas la señal  1920×1200 a 30 metros.

Nuestra señal ya es digital, tanto en HDMI como en DVI, los datos son serie y balanceados y además, ya existe una amplia experiencia en la transmisión de señales digitales serie, gracias a que se han venido utilizando en el entorno Broadcast desde hace más de 15 años. Los transmisores actuales para señales HDMI y DVI disfrutan de todos estos avances y utilizando electrónica activa pueden alcanzar distancias de 70m.

 Ultima evolución

El cable de pares trenzado llega al límite con el modo de transmisión anterior, pero hoy en día, aplicaciones como el Digital Signage o Cartelería digital, requieren aún más distancia. Los aeropuertos, estaciones de tren o autobús y los grandes centros comerciales utilizan pantallas para mostrar información o presentar productos y ofertas, siendo algunas veces la distancia desde el origen de la señal cercano o superior a 100m. Para estas aplicaciones en las que además se utilizan grandes pantallas que hacen necesarias grandes resoluciones, se ha desarrollado el HDBaseT que modula los datos digitales, no solo de video sino también de audio, control y Ethernet, enviándolos a más de 100m. Es el caso del CH-501 que es capaz de hacer llegar un señal HDMI 1.4 hasta 4K con su audio incorporado más, el control RS232 de cualquier dispositivo más un control infrarrojo a 100m. 

Consejos finales

La calidad del cable es importante en estas aplicaciones. Es necesario seguir estos consejos en aplicaciones al límite de distancia, de otro modo, los equipos no funcionarán correctamente:

• Usar cable rígido de sección AWG23 o 24 (el 23 es más grueso)
• Para HDBaseT, utilizar además cable apantallado tipo F/UTP, SF/UTP o S/FTP, en los otros tipos de transmisión el U/UTP puede funcionar bien si no hay interferencias electromagnéticas altas.
• Utilizar conectores RJ45 apantallados con cables apantallados y conectarlos correctamente
• Intentar, en general, que los cables de video, audio o datos estén al menos a 60cm de cualquier cable o toma de alimentación.
• Evitar empalmes y puntos de conexión. Siempre que sea posible, realizar conexiones punto a punto.