Perché alcuni dispositivi elettronici domestici "wireless" non riescono a fare a meno dei cavi

Quando ho progettato e costruito il mio home theatre, non potevo immaginare i numerosi problemi di compatibilità delle apparecchiature con cui avrei dovuto fare i conti, non per ultima l'incompatibilità HDMI tra il mio proiettore e il sistema audio.

Il secondo problema che ho dovuto risolvere riguardava il corretto cablaggio del sistema audio wireless. Perché il mio sistema audio wireless era cablato? A beneficio degli utenti di home theatre e degli sviluppatori di apparecchiature, ecco cosa ho imparato.

I piani migliori per un impianto home theatre

Volevo che l'impianto fosse il più economico, semplice e wireless possibile, senza che ciò andasse a discapito della qualità audio e video.

Per ridurre il ritardo di ingresso e audio, ho optato per un proiettore da gaming. Per il sistema audio, ho scelto Sonos Arc perché, abbinato a un subwoofer Sonos e a due Sonos Era 300, è in grado di simulare in modalità wireless l'audio surround 7.1.4 con Dolby TrueHD e Dolby Atmos. Gli impianti home theatre tradizionali possono farlo solo collegando fisicamente 11 altoparlanti e un subwoofer a un ricevitore home theatre.

Dolby TrueHD offre la migliore qualità audio disponibile per un impianto home theatre, mentre Dolby Atmos simula il movimento delle sorgenti sonore sullo schermo attorno agli spettatori. Se un aereo vola sopra di voi, lo sentite sopra di voi da un lato; inizierà poi lentamente a sorvolarvi e infine passerà dietro di voi sul lato opposto: è davvero coinvolgente.

La modalità wireless è stata pensata per aumentare l'immersività e la semplicità, riducendo al contempo il budget. Ma si è scoperto che Sonos Arc è wireless solo fino a un certo punto. Comunica con altre apparecchiature Sonos in modalità wireless, ma per collegarsi al proiettore e alle sorgenti A/V ha bisogno di un cavo HDMI eARC che attraversi la stanza.

Come le apparecchiature e i protocolli di comunicazione siano un limite per i progetti wireless

Dopo aver capito quale fosse la connessione fisica richiesta, avevo tre opzioni:

1. Trovare un cavo lungo per collegare Sonos Arc alla sorgente AV.
2. Sostituire quel cavo lungo con un trasmettitore e un ricevitore wireless in grado di collegarsi fisicamente ad HDMI eARC.
3. Rinunciare al sogno wireless e optare per una classica configurazione di ricevitore home theatre, l'opzione meno gradita a mia moglie.

Mentre cercavo altre soluzioni, mi sono imbattuto in una cosa interessante: molte apparecchiature audio domestiche avevano configurazioni "wireless fino a un certo punto" simili e la sostituzione di un cavo HDMI con un trasmettitore e un ricevitore poteva ridurre in modo significativo la qualità del suono. Per questo motivo, qualsiasi apparecchiatura domestica compatibile con l'home theatre deve aggirare le limitazioni del trasferimento dati wireless.

Per verificarlo, ho fatto i conti:

• Secondo l'associazione degli standard IEEE, le larghezze di banda Wi-Fi massime sono:
  • 600 Mbps per Wi-Fi 4
  • 3500 Mbps (3,5 Gbps) per Wi-Fi 5
  • 9600 Mbps (9,6 Gbps) per Wi-Fi 6
• Secondo Bluetooth SIG, le larghezze di banda massime della sua tecnologia sono al momento:
  • 2 Mbps per Bluetooth Low Energy
  • 3 Mbps per Bluetooth Classic
• È difficile stabilire le larghezze di banda di Airplay. Ma stando ad alcuni forum di discussione Apple e di appassionati:
  • Airplay 1 funziona fino a 25 Mbps
  • Airplay 2 funziona fino a 54 Mbps
• Anche trovare le velocità di trasmissione per Chromecast non è stato facile. Tuttavia, le note di rilascio di Google del 18 luglio 2022 affermano che l'SDK Nearby Connections (un'API di rete peer-to-peer che consente alle app di connettersi e scambiare dati con i dispositivi vicini) definisce la qualità della connessione come:
  • Buona fra 6 e 60 Mbps
  • Accettabile fra 200 e 60 kbps
  • Scadente da 5 kbps in giù

Quindi, come si conciliano questi limiti di trasferimento dati con la velocità di trasmissione dei segnali audio e video?

Secondo il sito Web di Dolby, quando i dati sono memorizzati localmente su un disco Blu-ray Ultra HD, il segnale audio Dolby TrueHD con Dolby Atmos può raggiungere i 18 Mbps. Quando si trasmette un film in streaming, invece, il segnale audio viene generalmente compresso in Dolby Digital Plus. Se si aggiunge Dolby Atmos a questo segnale, si può arrivare fino a 1024 kbps.

Nel frattempo, secondo PCMag, i dati video di un disco Ultra HD Blu-ray possono raggiungere una velocità di trasmissione di 128 Mbps. I servizi di streaming via cavo e via satellite comprimeranno anche questi dati. Secondo il Tech Blog di Netflix, ad esempio, il servizio ha una velocità di trasmissione massima di 16 Mbps. Secondo l'assistenza di Google, YouTube batte alla grande questo limite offrendo video in 4K fino a 85 Mbps. YouTube offre persino lo streaming 8K, per chi è in grado di gestirlo, a una velocità sbalorditiva di 300 Mbps. Quanto alle velocità di trasmissione via cavo e via satellite, ci si può aspettare che si collochino tra le offerte di Netflix e i 4K di YouTube.

Quindi, nel peggiore dei casi, per un sistema home theatre 4K, si prevede una velocità totale di trasmissione di 146 Mbps durante la visione di un film su Ultra HD Blu-ray o di circa 86 Mbps durante lo streaming. Ad eccezione del Wi-Fi, i protocolli di comunicazione via etere (OTA) sono a malapena in grado di tenere il passo con la velocità di trasmissione in streaming. Inoltre, non riescono a gestire i segnali A/V di un Ultra HD Blu-ray.

A questo punto, vale la pena aggiungere che Sonos ARC può connettersi al Wi-Fi. Tuttavia, l'impossibilità di connettersi al mio proiettore o alle sorgenti A/V è probabilmente una scelta progettuale per evitare ritardi.

HDMI è in grado di gestire questo trasferimento massiccio di dati?

Secondo le HDMI Licensing Administration, sì. Ad esempio, i cavi HDMI ad alta velocità, progettati per 1080p e 4K a 30 Hz, sono in grado di trasferire dati a 10,2 Gbps, 70 volte la velocità massima del segnale Ultra HD Blu-ray.

Configurazione home theatre ultimata. (Immagine per gentile concessione di Shawn Wasserman)

Chiaramente, avevo trovato la risposta al mio problema. Alla fine ho fatto passare un cavo HDMI di 30 metri per tutta la stanza per collegare Sonos Arc, il mio proiettore e varie sorgenti A/V. Dopo aver nascosto il cavo in una canalina lungo la parete, ho concluso la giornata con il popcorn.