關(guān)于UHD｜正確認(rèn)識(shí)HDMI線材和HDMI 2.1規(guī)格

HDMI線是家庭影院里面最重要的傳輸線材，既能傳送影像也能傳送音頻。但是HDMI線也是最難懂的一種線材，尤其和傳統(tǒng)的影像線、聲頻線相比，HDMI線的結(jié)構(gòu)和用法更為復(fù)雜，許多影音玩家對于HDMI線的認(rèn)識(shí)一知半解，再加上廠商在介紹HDMI線產(chǎn)品時(shí)的說法不一、標(biāo)示各異，更容易加深很多人對HDMI的誤解，本文希望能透過淺顯的文字，把HDMI線與HDMI 2.1規(guī)格的來龍去脈說清楚。

其實(shí)并沒有HDMI 2.1版本的線材

首先第一個(gè)觀念，HDMI“線”本身并沒有2.0版、2.1版這樣的分別，它其實(shí)就是一個(gè)單純的物理性傳輸通道。除非是特殊設(shè)計(jì)，否則一般的HDMI線接頭里面并沒有芯片，也沒有協(xié)定。而在HDMI線身里面共有19條傳輸通道，如果你檢視HDMI的接頭就會(huì)看到有19個(gè)針腳，每一個(gè)針腳就是一個(gè)傳輸通道，這一點(diǎn)從HDMI線推出以來都是一樣的，并沒有產(chǎn)生過變化。

那所謂的HDMI版本是怎么回事呢？HDMI版本的意義在于：播放信號(hào)源（例如藍(lán)光播放機(jī)）所配置的HDMI傳送芯片，和接收裝置（例如電視機(jī)）所配置的HDMI接收/處理芯片是什么版本。舉例來說，HDMI2.1版的規(guī)范中支援8K/60Hz影像，想要讓它實(shí)現(xiàn)，就必須是藍(lán)光機(jī)和電視機(jī)都搭載2.1版的HDMI芯片，才有可能實(shí)現(xiàn)8K/60Hz影像的傳送。只要任何一方的版本不足，就不可能傳送8K/60Hz。HDMI線在其中只是扮演信號(hào)傳輸通道的角色而已。

更詳細(xì)一點(diǎn)來說，HDMI里面有一個(gè)通道是負(fù)責(zé)EDID（Extended Display Identification Data），也就是傳送端和接收端的辨識(shí)功能，也就玩家所俗稱的器材“握手”，握手成功之后，才會(huì)決定傳輸?shù)哪Ｊ?、頻寬、和支援哪些功能。那HDMI線怎么傳送資料呢？在HDMI內(nèi)部的19條通道當(dāng)中，有四“組”是負(fù)責(zé)主要大量影音資訊的傳送，這四組是每3個(gè)通道為一組（例如通道1-3為一組），所以四組就占去了里面的12條通道，而這12條通道也就是所謂的高速傳輸通道。而剩下的7條通道是用來做其它功能的，例如前述的EDID握手辨識(shí)、HDCP版權(quán)保護(hù)機(jī)制、CEC連動(dòng)控制，以及本次要探討的ARC/eARC音頻回傳通道等等。

那如果HDMI線的物理結(jié)構(gòu)（通道數(shù)量）都不變，為什么隨著HDMI版本的提升，HDMI線可以傳輸更大量的資料呢？這是因?yàn)镠DMI傳送和接收芯片的版本越高，就會(huì)采用越先進(jìn)的壓縮和傳送技術(shù)。

舉例來說，在HDMI 2.1版之前，它的四組主要傳送通道是采用TMDS最小化傳輸差分信號(hào)技術(shù)（Transition Minimized Differential Signaling）。而在HDMI 2.1版之后，改成了新的FRL（Fixed Rate Link）技術(shù)，每一組采用FRL技術(shù)的通道能傳送的資訊量可以是6、8、10和12Gbps，四組相加之后，HDMI 2.1的傳輸速率就可以有24、32、40和48Gbps四種，我們常見的“HDMI 2.1標(biāo)榜最高傳輸率為48Gbps”就是這樣來的。

所以說，如果有一條HDMI線，是在1.4版時(shí)代生產(chǎn)的，但因?yàn)樽龉ち己?，在面對HDMI 2.1版的環(huán)境時(shí)，理論上是可以正常工作的。那為什么我們還要在意HDMI線的品質(zhì)呢？因?yàn)檫@是理論上，在實(shí)際狀況中，當(dāng)HDMI線要傳送越大量的資料，它的抗衰減能力和抗干擾能力就要越好，否則就可能出現(xiàn)掉資訊、或傳輸失敗的情形，換言之，HDMI線設(shè)計(jì)的越好、用料越好，越能經(jīng)得起新版本、高資料量環(huán)境的傳輸考驗(yàn)。

所以這樣看下來，你就知道HDMI線本身是沒有2.0、2.1這樣的版本分別的，所以嚴(yán)格來講，并沒有所謂的HDMI 2.1線或HDMI 8K線這樣的類別，有的廠商會(huì)這樣標(biāo)示，純粹是為了方便消費(fèi)者看懂、容易辨識(shí)而已。

而HDMI協(xié)會(huì)對于HDMI線有一套它自己定立的規(guī)范，不是用版本，而是用等級，大致有以下等級：

High Speed HDMI Cable：也就是透過HDMI協(xié)會(huì)實(shí)測，證明可以滿足10.2Gbps頻寬，也就是能對應(yīng)HDMI 1.4版的環(huán)境。此時(shí)的環(huán)境已經(jīng)能對應(yīng)4K，不過只有30Hz畫面更新率。

Premium High Speed HDMI Cable：也就是透過實(shí)測，證明可以滿足18Gbps的頻寬，也就是能對應(yīng)HDMI 2.0版的環(huán)境。

Ultra High Speed HDMI Cable：也就是透過實(shí)測，證明可以滿足48Gbps的頻寬，也就是可以對應(yīng)HDMI 2.1版的環(huán)境。

而上述這些線又分成：有沒有帶“網(wǎng)路通道”（HDMI Ethernet Channel），有網(wǎng)路通道者，就是指在上述的四組主要傳輸通道之外，還有通道可以專責(zé)進(jìn)行網(wǎng)路資訊傳輸?shù)娜蝿?wù)。而“網(wǎng)路通道”的功能也是信號(hào)源端和接收端的器材都支援，才能夠啟動(dòng)。那HDMI線這么復(fù)雜，一般消費(fèi)者怎么辨識(shí)呢？為此，HDMI協(xié)會(huì)開發(fā)了專門的認(rèn)證機(jī)制，以Premium High Speed HDMI Cable和Ultra High Speed HDMI Cable來說，當(dāng)HDMI線通過測試、獲得認(rèn)證之后，產(chǎn)品必須在盒面標(biāo)示線材的等級名稱，同時(shí)必須在線身上打印產(chǎn)品的等級名稱。除此之外，還必須在產(chǎn)品上貼上防偽貼紙， Premium High Speed HDMI Cable貼的是橘色仿偽貼紙，而Ultra High Speed HDMI Cable貼的是銀色的防偽貼紙。

HDMI協(xié)會(huì)對于這個(gè)防偽貼紙的做法是相當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，只要產(chǎn)品長度不同，就必須獨(dú)立送測，以獲得個(gè)別的認(rèn)證和貼紙。而且廠商產(chǎn)品出貨時(shí)，是一個(gè)產(chǎn)品上就貼上一張貼紙。當(dāng)消費(fèi)者拿到產(chǎn)品后，可以下載HDMI協(xié)會(huì)開發(fā)的應(yīng)用程式HDMI Cable Certification App，就可以用這個(gè)App掃描貼紙上的二維碼，就能看到這條線獲得認(rèn)證的資料，包含了：廠商名稱、線材等級，以及線材長度等等。

HDMI 2.1版本器材的能力

那如果是一條能滿足HDMI 2.1版環(huán)境的HDMI線可以做到哪些事呢？按HDMI協(xié)會(huì)最初公告的規(guī)范，它應(yīng)該有最大48Gbps的資料傳輸能力，在這樣的狀況下，它可以傳送8K/60Hz、4K/120Hz的影像。如果傳送/接收的器材有支援DSC顯示器串流壓縮技術(shù)（Display Stream Compression），那么還能將48Gbps的利用率再向上提升，最高可以達(dá)到8K/120Hz、10K/120Hz（4:2:2）等超高規(guī)格，所以你會(huì)看到有的HDMI線標(biāo)示可以傳送10K，就是這樣來的。

而在HDMI 2.1版本發(fā)布時(shí)，也增加了許多新的功能，所以你只要看到與HDMI 2.1有關(guān)的介紹時(shí)，常會(huì)見到這些名詞。例如，支援動(dòng)態(tài)的HDR（Dynamic HDR），也就是HDR+或Dolby Vision。又例如：VRR可變更新率（Variable Refresh Rate）、ALLM自動(dòng)低延遲模式（Auto Low Latency Mode）、QFT快速禎率模式（Quick Frame Transport）、QMS快速媒體切換（Quick Media Switching）等等，后面這四個(gè)功能主要都是在處理畫面的對應(yīng)、降低延遲、防止影像的撕裂，或避免轉(zhuǎn)換時(shí)出現(xiàn)黑畫面等問題，主要都是游戲方面比較會(huì)用到的功能。而最后還是那句老話，必須傳送端和接收端的硬體都有支援，這些功能才能啟動(dòng)。

ARC與eARC

講了這么多，終于要講到重點(diǎn)了：eARC，而要談eARC，就必須先從ARC講起。ARC是指“音頻回傳通道”（Audio Return Channel），是2009年HDMI協(xié)會(huì)提出HDMI 1.4版時(shí)所增加的附加功能。如果電視與環(huán)繞擴(kuò)大機(jī)（或其它的音響器材）兩方均搭載HDMI 1.4端子（或高于HDMI 1.4版本），就可以讓電視的音效傳送給環(huán)繞擴(kuò)大機(jī)，讓多聲道劇院取代電視的喇叭發(fā)聲。因?yàn)樵谝郧?，都是由AV功放傳送音效給電視，而ARC的傳送方向是反過來，所以稱為“回傳”功能。那ARC和eARC功能差在哪里呢？eARC是2017年隨著HDMI 2.1版推出時(shí)新增加的功能，它就是“增強(qiáng)版的音頻回傳功能”（Enhanced Audio Return Channel），能傳輸?shù)念l寬大為增加。根據(jù)HDMI協(xié)會(huì)所釋出的資料，ARC的頻寬只有1Mbps左右，而eARC則可以達(dá)到37Mbps，這讓eARC能傳輸?shù)囊纛l規(guī)格大幅提升。

舉例來說，ARC只能傳輸“有壓縮”的5.1音頻，而eARC則可以傳輸“無壓縮”的5.1或7.1音頻。再來，eARC還可以傳送192kHz/24bit的“物件導(dǎo)向音效”，也就是Dolby Atmos和DTS:X。另外在功能面也有部分增強(qiáng)，例如在ARC的設(shè)計(jì)中“影音同步”（或稱唇形同步Lip Sync）是一個(gè)選項(xiàng)（Optional），而到了eARC就改成了強(qiáng)制執(zhí)行（Mandatory），能抑制影音不同步的問題。

ARC這個(gè)功能，原意是簡化接線，因?yàn)樵谒霈F(xiàn)之前，如果要從電視傳送音效給其它的音響器材，還必須另外再接一條光纖線，而有了ARC功能就不必了，一條HDMI線就能搞定“正傳”影音與“回傳”音效。后來因?yàn)閮杉虑榈陌l(fā)展讓ARC這個(gè)功能越來越重要，其一是新版本eARC的出現(xiàn)，頻寬增加很多，可以傳送Dolby Atmos這類的物件導(dǎo)向音效，這是以往的光纖線辦不到的，讓它成了傳送音效的首選。第二就是串流影片的興起，網(wǎng)路電視成了播放串流影片的主要信號(hào)源，如果希望網(wǎng)路電視的音效更好，而且可以播放Dolby Atmos這類高規(guī)格音效，eARC就成為了必要，所以近年的網(wǎng)路電視、環(huán)繞擴(kuò)大機(jī)、Soundbar，甚至連兩聲道音響器材，都紛紛開始支援HDMI eARC功能。

而在這樣的發(fā)展之下，HDMI線的角色有了改變。在過往大部分3C領(lǐng)域中，HDMI線是影像線的角色，例如連接電腦屏幕、或傳統(tǒng)投影機(jī)。而在家庭影院的場合中，HDMI線如果是連接于播放機(jī)和環(huán)繞擴(kuò)大機(jī)之間，它是同時(shí)傳送影像與聲音的角色。而現(xiàn)在，如果要透過網(wǎng)路電視播放串流影片，HDMI線就成了負(fù)責(zé)傳送聲音頻號(hào)給Soundbar或環(huán)繞擴(kuò)大機(jī)的“聲頻線”。

這里要值得留意的是，eARC傳送聲音時(shí)并不是用HDMI線里面的四組主要傳送通道（這四組只做正向傳送，而且內(nèi)含高資料量影像信號(hào)），eARC是采用第14和第19接腳的通道。這就造成了一個(gè)現(xiàn)象，如果廠商在制作線材時(shí)，只注重四組主要傳輸通道，其它通道采用較差的導(dǎo)體，就會(huì)影響到eARC的聲音表現(xiàn)，所以廠商在線材制作上嚴(yán)不嚴(yán)謹(jǐn)，有沒有偷工減料，從eARC的表現(xiàn)就能看出端倪。也因此，現(xiàn)在已經(jīng)有些Hi-End名廠推出的HDMI線會(huì)特別強(qiáng)調(diào)：“HDMI線內(nèi)的所有通道都是采用一致的良好導(dǎo)體，包含eARC部分”，這就是廠商有注重到這個(gè)環(huán)節(jié)。而透過我們的實(shí)測，在eARC通道上設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)、采用優(yōu)良導(dǎo)體的HDMI線，確實(shí)在表現(xiàn)串流影片音效時(shí)，能提供更為高級的效果，如果你重視串流影片的聲音品質(zhì)，可以多留意標(biāo)榜如此設(shè)計(jì)的線材。

光纖HDMI線材 

最后淺談一下光纖HDMI線。早期的HDMI線大多是采用銅線作為導(dǎo)體，前面說過，如果傳輸?shù)馁Y料量越大，HDMI線的抗衰減能力、抗干擾能力就要越強(qiáng)。而面對HDMI 2.1版的嚴(yán)苛環(huán)境，傳輸距離如果超過5米以上對傳統(tǒng)HDMI線就是很大的考驗(yàn)。所以近年來，有越來越多HDMI線是采用光纖作為導(dǎo)體，因?yàn)楣饫w信號(hào)的衰減率極低，讓HDMI線的耐受長度可以大幅增長，10米、20米都沒問題，有些產(chǎn)品甚至標(biāo)榜可以達(dá)到100米。

這種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)就跟傳統(tǒng)的HDMI線不一樣，在HDMI線的端子頭里面配置了光電信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片，發(fā)射端是電轉(zhuǎn)光，接收端是光轉(zhuǎn)電，也因?yàn)槿绱?，這種HDMI線的連接有方向性，其中一端為發(fā)射端，一端為接收端，不能接反。值得留意的是，光纖HDMI線并不是把所有的導(dǎo)體都光纖化，多半的作法，是把傳輸龐大資料的主要四組通道光纖化，也就是把1~12個(gè)接腳的導(dǎo)體改成由4條光纖來傳送，這樣就可以跑很長的距離。而除了這12個(gè)導(dǎo)體之外，其它導(dǎo)體仍然是采用傳統(tǒng)的銅導(dǎo)體居多，如果是這類設(shè)計(jì)，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)HDMI線的正向傳送距離比較長，而eARC音頻回傳的距離比較短，就是這個(gè)原因。