Беспроводной (Wireless) Hi-Fi/High-End домашний кинотеатр

Эволюция технологий беспроводной (радио) связи и беспроводных сетей (Wireless Local Area Networks – WLAN, Wireless Personal Area Networks – WPAN, Wireless Metropolitan Area Networks – WMAN, Wireless Wide Area Network - WWAN) вполне закономерно расширила возможности их использования и, соответственно, обусловила повышенный интерес производителей высококачественного аудио/видео оборудования к беспроводной связи, как альтернативе традиционной передачи аудио/видео контента по кабелям. 

Системы домашнего медиа начали активно интегрировать с персональными (WPAN с технологией Bluetooth), локальными (WLAN с технологией Wi-Fi) сетями, а спектр применяемых технологий в последние несколько лет существенно расширился от знакомых Wi-Fi и Bluetooth до сравнительно новых или инновационных Apple AirPlay, DLNA (в части беспроводной передачи данных), Miracast, Play-Fi, Qualcomm AllPlay, WiSA, AVB (Audio Video Bridging), WirelessHD, HomePlug®, а также ряда собственных разработок (в основном адаптаций WiFi Systems) брендовых производителей - Harman / Kardon, Sonos, Bluesound, Bose, Denon, Samsung и т.д. Нередкими в Сети стали заявления торгующих организаций, компаний-инсталляторов, а порой и производителей аудио/видео аппаратуры о доступности оборудования домашних кинотеатров с коммутацией отдельных (или всех) блоков по беспроводной связи, причем систем домашних кинотеатров, как HTiB сборки (Home Theater-In-A-Box), так и собранных профессиональной профильной компанией из комплектующих разных производителей Hi-Fi/High-End домашних кинотеатров, в том числе с видео панелями Full HD, 2К, Ultra HD 4K и QD Vision (Quantum Dots). 

Вместе с тем, предельно редко можно встретить публикации, дающие правдивые ответы на ряд вопросов: 

• Насколько реально на текущий момент иметь «беспроводной» Hi-Fi/High-End домашний кинотеатр, или хотя бы полную автономию (от кабельной проводки) отдельных элементов оборудования для домашнего кинотеатра? 
• Можно ли в современном домашнем кинотеатре по беспроводной связи подключить видео панель, акустику, силовые блоки? 
• Измениться ли качество воспроизводимого Hi-Fi/Hi-End домашним кинотеатром аудио/видео в случае передачи пакета данных по радио каналам связи? и т.д. 

Wireless is Not Really Wireless? 

Несмотря на впечатляющие достижения в сфере беспроводной радио связи следует признать очевидным факт – беспроводных Hi-Fi/High-End домашних кинотеатров в действительности пока не существует, поскольку можно: 

• передать по радио связи модулированный пакет аудио/видео информации на видео панель даже для трансляции изображения и звука в HD качестве, например, с применением технологии WirelessHD™, позволяющей обмениваться данными до 28 Gbps в частотном диапазоне 60 GHz на задекларированном расстоянии до 10 м, но для питания телевизора современного домашнего кинотеатра все равно необходима силовая сеть; 
• оборудовать DVD проигрыватель, AV-ресивер или AV-процессор с усилителем радио передатчиком, а акустику приемником, но для раскачивания динамиков акустики с выходом более-менее нормальной громкости все равно придется встраивать в акустическую систему свой усилитель и питать его от силовой сети или аккумулятора; 
• передавать по беспроводной сети пакеты данных от DVD/ Blu-ray проигрывателя к ресиверу/процессору с усилителем и далее на акустику и видео панель, но все устройства бескомпромиссно придется завязывать на силовую сеть и оборудовать их передатчиками/приемниками, работающими на частотах, используемых в задействованной технологии, а также специальным программным обеспечением и т.д. 

Т.е. на текущий момент ни одна из используемых технологий беспроводной связи, в том числе кабельно-беспроводная DLNA, агрессивно продвигаемая Apple AirPlay, или ожидаемая в ближайшей перспективе AVB (Audio Video Bridging) не способна обеспечить одновременную или совместную передачу сигнального сигнала и электрической мощности, причем действительная мощность наиболее продвинутых технологий сегодня de facto не превышает 20 dBm (100 мВт или 0.1 Вт). 

Условным исключением можно считать технологию HomePlug® (разработана HomePlug® Alliance), передающую данные непосредственно по силовой сети, однако здесь базовой является типовая силовая сеть переменного тока, по которой дополнительно идут транзитом сигнальные модулированные токи малой величины, передавая зашифрованные пакеты данных аудио/видео контента. 

Сравнительный обзор беспроводных технологий, реально используемых для передачи видео, аудио или видео/аудио контента в современных домашних кинотеатрах или иных системах мультимедиа. 

Прежде, чем анализировать преимущества и недостатки беспроводных технологий, дающих реальные результаты по передаче видео, аудио или видео/аудио контента между оборудованием для домашнего кинотеатра, корректно сделать акцент на том, что:

• за исключением, пожалуй, HomePlug® и вне зависимости от заявленной/зарегистрированной торговой марки (названия) все технологии основаны на радио связи, хотя отличаются диапазонами частот передаваемых радио волн, формализованными протоколами, скоростью, объемами и дальностью передачи данных, уровнем защиты от помех и т.д.;

• оборудование для домашнего кинотеатра, как правило, сертифицируется по одной/двум спецификациям (технологиям) беспроводной связи и поэтому в сборках Hi-Fi/Hi-End домашнего кинотеатра должно быть адаптировано между собой, т.е. ресивер с WirelessHD не будет комплектным с видео панелью, имеющей Wi-Fi CERTIFIED Miracast ™, а акустика с Bluetooth передачей – с устройствами, сертифицированными на соответствие протоколам связи Apple AirPlay;
• все технологии беспроводной связи позволяют передавать данные - с той или иной скоростью, в тех или иных объемах, с разной потерей качества, но не обеспечивают электропитание электронного оборудования для домашнего кинотеатра;
• реальное качество воспроизводимого видео и аудио в Hi-Fi/Hi-End домашнем кинотеатре будет зависеть не только и не столько от интегрированной в оборудование для домашнего кинотеатра технологии беспроводной связи, сколько от уровня помех передаче данных, в том числе обусловленных «пересечением» (наслоением) каналов беспроводной связи, используемых устройствами и/или системами устройств вне топологии домашнего кинотеатра. Так, для широкополосной беспроводной связи типа Wi reless Fi delity (Wi-Fi) при передаче данных, например, по «неперекрывающемуся» 20МГц каналу в полосе 2.4ГГц действительная ширина канала будет шире (см. рис. ниже слева), что в случае использования в соседнем/смежном помещении/квартире других, но смежных с этой полосой частот «неперекрывающихся» каналов Wi-Fi связи гарантированно создаст серьезные помехи передаче данных (рис. ниже спарава), как правило уровня, при котором говорить о Hi-Fi качестве звука или HD качестве видео просто nonsense.

Беспроводные технологии для передачи видео, аудио или видео/аудио контента в современных домашних кинотеатрах:

Bluetooth - спецификация сетевых протоколов беспроводных персональных сетей (Wireless Personal Area Networks – WPAN, технологии Bluetooth, Zigbee, Piconet), разработанная и контролируемая Bluetooth Special Interest Group (SIG) со штаб квартирой в Кикрланде (Kirkland, штат Вашингтон, США).

К достоинствам Bluetooth коммутации относят: универсальность – возможность интеграции с любыми устройствами (мобильными терминалами и ПК на разных ОС, акустикой, видео панелями, ресиверами и т.д.), возможность подключения большого числа акустических систем и наушников, достаточно надежную связь с минимумом помех на расстояниях от 3 до 10 м, ценовую доступность приемников/передатчиков-адаптеров. 

Ключевыми недостатками Bluetooth считают снижение качества передачи аудио данных из-за транскодирования форматов МРЕG, в т ом числе МР3, ААС, apt-X в стандартный для спецификации кодек SBC, что возможно не будет заметно на широкополосной акустике моно/стереосистем, но гарантированно негативно повлияет на воспроизведение аудио контента в системах объемного звука Hi-Fi/Hi-End домашних кинотеатров. 

Фото беспроводной акустики с Bluetooth передачей данных – (слева направо) Peachtree Audio deepblue, Cambridge SoundWorks Oontz, AudioSource SoundPop. 

Wi-Fi (Wi reless Fi delity) – торговая марка пакета спецификаций Wi-Fi Alliance® (Wireless Ethernet Compatibility Alliance - WECA) со штаб квартирой в Остине (Austin, штат Техас, США), разработка которого началась еще в 1997 году Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE). 

Wi-Fi – наиболее распространенные на текущий момент спецификации сетевых протоколов беспроводных локальных сетей (Wireless Local Area Networks – WLAN), перекрывающие de facto весь спектр потребностей электронных устройств различного назначения в коммутации по беспроводной радио связи. 

При всей позитивности стандартизированной технологии Wi-Fi Alliance® следует отметить малую пригодность для передачи высококачественного аудио/видео контента между оборудованием для домашних кинотеатров по протоколам связи стандартов IEEE 802.11b, IEEE 802.11a, IEEE 802.11g и даже IEEE 802.11n (2009 года), работающих в полосах частот полностью загруженного диапазона 2,4 ГГц или относительно загруженного диапазона 5 ГГц (см. пересечение/перекрывание каналов выше). Более адаптированными под Hi-Fi/Hi-End домашние кинотеатры стали целевая технология Miracast ™ (point-to-point), используемая на сертифицированном альянсом оборудовании для домашних кинотеатров (Wi-Fi CERTIFIED Miracast ™), а также спецификация стандарта IEEE 802.11ac (Gigabit Wi-Fi) и разработанная совместно с Альянсом гигабита по беспроводной связи (Wireless Gigabit Alliance - WiGig) технология Multi-gigabit point-to-point wireless (стандарт IEEE 802.11ad), где в диапазоне 60 ГГц со скоростью до 7 Гбит/с можно будет передавать записи и потоковое видео в несжатом HD и, безусловно, высококачественное аудио форматов многоканального звука.

AirPlay – спецификация сетевых протоколов беспроводных локальных сетей, разработанная и довольно агрессивно продвигаемая американской корпорацией Apple Inc., главным недостатком которой можно считать узкоцелевую ориентированность технологии на устройства, поддерживающие программное обеспечение бренда (iPhone, iPad, Mac notebooks, iPod, iTunes, Apple Watch). 

Аудио форматы AirPlay передает практически без сжатия, обеспечивая высокое качество воспроизведения аудио контента в soundbars и даже автономной акустике объемного звука, но в передаче видео, в том числе 3D Apple Inc. пока не достигла уровня требований видео панелей с 2К, Ultra HD 4K разрешением.

Audio Video Bridging (AVB) – спецификация протоколов беспроводной сети промышленных стандартов 802.11as, IEEE 802.1 Audio Video Bridging (AVB), IEEE 1722, IEEE 1733, сертификация оборудования по которым выполняется альянсом AVnu Alliance® со штаб квартирой в Бивертоне (Beaverton, штат Орегон, США).

Беспроводная связь по технологии Audio Video Bridging позволяет передавать любые аудио форматы без потерь, видео высокого разрешения, в том числе потоковое, универсальна по факту – может быть интегрирована в любые электронные устройства Hi-Fi/High-End домашних кинотеатров, мобильные терминалы, видео оборудование и пр. К недостаткам AVB связи относят высокую стоимость приемников/передатчиков-адаптеров, программного обеспечения и поэтому небольшую распространенность в локальных системах домашних кинотеатров и мультимедиа.

DLNA - спецификация сетевых протоколов проводных и беспроводных локальных сетей, поддерживаемая Digital Living Network Alliance (DLNA®) и способная передавать пакеты данных и по кабельной линии, и по радио связи.

Достоинства: работает с любым оборудованием для домашних кинотеатров (Blu-Ray-плееры, телевизоры и аудио / видео ресиверы, процессоры и усилители), передает пакеты аудио данных любых форматов без потерь, видео разрешения Full HD, 2К форматов 2D и 3D, некоторые приложения адаптируются с Android устройствами. К недостаткам относят отсутствие поддержки Apple, Mac устройств, а также характерную для радио связи ограниченность дальности передачи сигнала.

Qualcomm AllPlay – технология протоколов WiFi на базе чипов компании по разработке и исследованию беспроводных средств связи Qualcomm со штаб квартирой в Сан-Диего (San Diego, штат Калифорния, США).

Сравнительно новая модификация Wi-Fi связи, которую пока используют в своем электронном оборудовании Panasonic и Altec Lansing. К достоинствам относят передачу без потерь аудио форматов MP3, AAC, ALAC, FLAC, WAV, возможность интеграции в мультирумы, но по передаче видео контента существенно уступает беспроводной DLNA, Miracast ™ и WiGig, а также WiSA, AVB (Audio Video Bridging) и WirelessHD, использующим полосы частот 60 ГГц. 

WiSA (Wireless Speaker and Audio Association) - спецификация сетевых протоколов беспроводных локальных сетей на базе стандартов, разработанных Wireless Speaker and Audio Association специально для систем домашних кинотеатров. 

Бесспорные достоинства WiSA – работа практически на любом сертифицированном оборудовании для домашних кинотеатров, в том числе Hi-Fi/Hi-End домашних кинотеатров, передача аудио без потерь любых форматов, видео 2D и 3D форматов до 4К, поддержка многоканального звука схем 5:1, 7:1. К недостаткам относят необходимость интеграции в каждое устройство отдельного передатчика или приемника. 

WirelessHD™ Technology – продукт совместной разработки Intel, LG Electronics, Panasonic, Philips Electronics, Samsung, Silicon Image, Sony и Toshiba, ориентированный на системы мультимедиа и Hi-Fi/High-End домашние кинотеатры.

Технология беспроводной передачи данных по полосе 60 ГГц между адаптерами WirelessHD™, подключаемыми к источнику и приемнику сигнала, без потерь передающая DTV форматы видео включая FullHD (1080p, 60 Гц), двухканальное LPCM audio 192 кГц, 5:1 каналов 24-битного 96 кГц многоканального LPCM аудио, 13:1 каналов 24 битного 192 кГц сжатого Dolby TrueHD (R) или DTS-HD аудио (R).