Τεχνική επισκόπηση των προδιαγραφών HDMI 2.1b

Τεχνική επισκόπηση των προδιαγραφών HDMI 2.1b

Για τους λάτρεις του ήχου και του βίντεο, ο πιο γνωστός εξοπλισμός είναι αναμφίβολα τα καλώδια και οι διεπαφές HDMI. Από την κυκλοφορία της έκδοσης 1.0 της προδιαγραφής HDMI το 2002, έχουν περάσει πάνω από 20 χρόνια. Τα τελευταία 20 και πλέον χρόνια, το HDMI έχει γίνει το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο πρότυπο διεπαφής σε συσκευές ήχου και βίντεο. Σύμφωνα με επίσημα αρχεία, ο όγκος αποστολής συσκευών HDMI έχει φτάσει τα 11 δισεκατομμύρια μονάδες, που ισοδυναμεί με σχεδόν δύο συσκευές HDMI ανά άτομο παγκοσμίως. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα του HDMI είναι η ομοιομορφία του προτύπου του. Τα τελευταία 20 χρόνια, το φυσικό μέγεθος της τυπικής διεπαφής HDMI έχει παραμείνει αμετάβλητο και το πρωτόκολλο λογισμικού έχει επιτύχει πλήρη συμβατότητα με παλαιότερες εκδόσεις. Αυτό είναι ιδιαίτερα βολικό για μεγάλες οικιακές συσκευές με πιο αργές ενημερώσεις υλικού, ειδικά τηλεοράσεις. Ακόμα κι αν η τηλεόραση στο σπίτι είναι ένα παλιό μοντέλο από πριν από μια δεκαετία, μπορεί να συνδεθεί απευθείας στις τελευταίες κονσόλες παιχνιδιών επόμενης γενιάς χωρίς την ανάγκη προσαρμογέων. Επομένως, τα τελευταία χρόνια, το HDMI έχει αντικαταστήσει γρήγορα τις προηγούμενες διεπαφές βίντεο συνιστωσών, AV, ήχου και άλλων στις τηλεοράσεις και έχει γίνει η πιο κοινή διεπαφή στις τηλεοράσεις. Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, όλα τα τηλεοπτικά προϊόντα στην αγορά το 2024 χρησιμοποιούν τεχνολογία HDMI και το HDMI έχει επίσης γίνει ο καλύτερος φορέας για μορφές υψηλής ευκρίνειας όπως 4K, 8K και HDR. Το πρότυπο HDMI 2.1a έχει αναβαθμιστεί ξανά: θα προσθέσει δυνατότητες τροφοδοσίας στα καλώδια και απαιτεί την εγκατάσταση τσιπ στις συσκευές πηγής.

Η προδιαγραφή HDMI® 2.1b είναι η τελευταία έκδοση της προδιαγραφής HDMI®, υποστηρίζοντας μια σειρά υψηλότερων αναλύσεων βίντεο και ρυθμών ανανέωσης, συμπεριλαμβανομένων των 8K60 και 4K120, καθώς και αναλύσεις έως 10K. Υποστηρίζει επίσης δυναμικές μορφές HDR, με χωρητικότητα εύρους ζώνης που αυξάνεται στα 48Gbps HDMI. Τα νέα καλώδια HDMI εξαιρετικά υψηλής ταχύτητας υποστηρίζουν εύρος ζώνης 48Gbps. Αυτά τα καλώδια διασφαλίζουν την παροχή λειτουργιών εξαιρετικά υψηλού εύρους ζώνης ανεξάρτητα από το εύρος ζώνης, συμπεριλαμβανομένου του μη συμπιεσμένου βίντεο 8K με υποστήριξη HDR. Έχουν εξαιρετικά χαμηλή EMI (ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές), μειώνοντας τις παρεμβολές με κοντινές ασύρματες συσκευές. Τα καλώδια είναι συμβατά με παλαιότερες εκδόσεις και μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν με υπάρχουσες συσκευές HDMI.

Τα χαρακτηριστικά του HDMI 2.1b περιλαμβάνουν:

Υψηλότερη ανάλυση βίντεο: Μπορεί να υποστηρίξει μια σειρά υψηλότερων αναλύσεων και ταχύτερων ρυθμών ανανέωσης (συμπεριλαμβανομένων 8K60Hz και 4K120Hz), παρέχοντας μια καθηλωτική εμπειρία θέασης και ομαλές λεπτομέρειες γρήγορης κίνησης. Υποστηρίζει ανάλυση έως και 10K, καλύπτοντας τις ανάγκες εμπορικών εφαρμογών AV, βιομηχανικών και επαγγελματικών εφαρμογών.
Το δυναμικό HDR διασφαλίζει ότι κάθε σκηνή, ακόμη και κάθε καρέ του βίντεο, εμφανίζει τις ιδανικές τιμές βάθους, λεπτομερειών, φωτεινότητας, αντίθεσης και ευρύτερης γκάμας χρωμάτων.
Η χαρτογράφηση τόνων βάσει πηγής (SBTM) είναι μια νέα λειτουργία HDR. Εκτός από τη χαρτογράφηση HDR που ολοκληρώνεται από τη συσκευή προβολής, επιτρέπει επίσης στη συσκευή πηγής να εκτελέσει μέρος της χαρτογράφησης HDR. Το SBTM είναι ιδιαίτερα χρήσιμο όταν συνδυάζονται βίντεο ή γραφικά HDR και SDR σε μία μόνο εικόνα, όπως εικόνα-σε-εικόνα ή οδηγοί προγράμματος με ενσωματωμένα παράθυρα βίντεο. Το SBTM επιτρέπει επίσης σε υπολογιστές και συσκευές παιχνιδιών να δημιουργούν αυτόματα βελτιστοποιημένα σήματα HDR για να αξιοποιούν στο έπακρο τις δυνατότητες HDR της οθόνης χωρίς να χρειάζεται χειροκίνητη ρύθμιση παραμέτρων της συσκευής πηγής.

Τα καλώδια HDMI εξαιρετικά υψηλής ταχύτητας μπορούν να υποστηρίξουν τη λειτουργία HDMI 2.1b χωρίς συμπίεση και το εύρος ζώνης 48G που υποστηρίζει. Η εκπεμπόμενη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (EMI) από τα καλώδια είναι πολύ χαμηλή. Είναι επίσης συμβατά με παλαιότερες εκδόσεις του προτύπου HDMI και μπορούν να χρησιμοποιηθούν με υπάρχουσες συσκευές HDMI.
Η προδιαγραφή HDMI 2.1b αντικαθιστά την προδιαγραφή 2.0b, ενώ η προδιαγραφή 2.1a συνεχίζει να αναφέρεται και να βασίζεται στην προδιαγραφή HDMI 1.4b. HDMI®
Μέθοδος αναγνώρισης για προϊόντα HDMI 2.1b
Η προδιαγραφή HDMI 2.1b περιλαμβάνει ένα νέο καλώδιο - το καλώδιο Ultra High-Speed ​​HDMI®. Είναι το μόνο καλώδιο που συμμορφώνεται με αυστηρές προδιαγραφές, με στόχο να διασφαλιστεί η υποστήριξη όλων των λειτουργιών HDMI 2.1b, συμπεριλαμβανομένων των μη συμπιεσμένων 8k@60 και 4K@120. Η βελτιωμένη χωρητικότητα εύρους ζώνης αυτού του καλωδίου υποστηρίζει έως και 48Gbps. Όλα τα πιστοποιημένα καλώδια οποιουδήποτε μήκους πρέπει να περάσουν τις δοκιμές πιστοποίησης του Εξουσιοδοτημένου Κέντρου Δοκιμών του HDMI Forum (Forum ATC). Μόλις πιστοποιηθεί, το καλώδιο θα πρέπει να έχει την ετικέτα πιστοποίησης Ultra High-Speed ​​HDMI τοποθετημένη σε κάθε συσκευασία ή μονάδα πώλησης, ώστε οι καταναλωτές να μπορούν να επαληθεύσουν την κατάσταση πιστοποίησης του προϊόντος. Για να αναγνωρίσετε το καλώδιο, βεβαιωθείτε ότι η απαιτούμενη ετικέτα πιστοποίησης Ultra High-Speed ​​HDMI, όπως φαίνεται παραπάνω, εμφανίζεται στη συσκευασία. Σημειώστε ότι το επίσημο λογότυπο του ονόματος του καλωδίου είναι τυπωμένο στην ετικέτα. Αυτό το όνομα πρέπει επίσης να εμφανίζεται στο εξωτερικό περίβλημα του καλωδίου. Για να επαληθεύσετε εάν το καλώδιο έχει δοκιμαστεί και πιστοποιηθεί και συμμορφώνεται με την προδιαγραφή HDMI 2.1b, μπορείτε να σαρώσετε τον κωδικό QR στην ετικέτα χρησιμοποιώντας την εφαρμογή πιστοποίησης καλωδίου HDMI που είναι διαθέσιμη στο Apple App Store, το Google Play Store και άλλα καταστήματα εφαρμογών Android.

Το τυπικό καλώδιο δεδομένων έκδοσης HDMI 2.1b έχει 5 ζεύγη συνεστραμμένων καλωδίων μέσα στο καλώδιο, με την εξωτερική χρωματική ακολουθία να είναι κίτρινο, πορτοκαλί, λευκό, κόκκινο, και υπάρχουν 2 ομάδες συνδέσεων για συνολικά 6 καλώδια, δημιουργώντας συνολικά 21 καλώδια. Προς το παρόν, η ποιότητα των καλωδίων HDMI ποικίλλει σημαντικά και υπάρχουν σημαντικές διαφορές. Η ακαταστασία είναι πολύ πέρα ​​από κάθε φαντασία. Ορισμένοι κατασκευαστές μπορούν να παράγουν τελικά προϊόντα 3 μέτρων με καλώδια 30AWG που πληρούν τα πρότυπα EMI και έχουν εύρος ζώνης 18G, ενώ τα καλώδια που εξάγουν ορισμένοι κατασκευαστές έχουν εύρος ζώνης μόνο 13,5G, άλλα έχουν εύρος ζώνης μόνο 10,2G, και μερικά έχουν ακόμη και εύρος ζώνης μόνο 5G. Ευτυχώς, η HDMI Association έχει λεπτομερείς προδιαγραφές και συγκρίνοντάς τες, μπορεί κανείς να προσδιορίσει την ποιότητα του καλωδίου. Ο τρέχων ορισμός δομής καλωδίου: το σύρμα αλουμινίου στη συσκευασία 5P χρησιμοποιείται για τη μετάδοση δεδομένων και μία ομάδα σημάτων DDC για πρωτόκολλα επικοινωνίας. Οι λειτουργίες των 7 χάλκινων καλωδίων είναι: ένα για τροφοδοσία ρεύματος, ένα για λειτουργία CEC, δύο για επιστροφή ήχου (ARC), μία ομάδα σημάτων DDC (δύο καλώδια πυρήνα με αφρό και ένα καλώδιο γείωσης με θωράκιση αλουμινίου) για πρωτόκολλα επικοινωνίας. Οι διαφορετικές επιλογές υλικών και οι συνδυασμοί λειτουργιών έχουν ως αποτέλεσμα τη δομή και τον σχεδιασμό απόδοσης των υλικών των καλωδίων να οδηγούν σε σημαντικές διαφορές κόστους και σε ένα μεγάλο εύρος τιμών. Φυσικά, η αντίστοιχη απόδοση των καλωδίων ποικίλλει επίσης σημαντικά. Παρακάτω παρουσιάζεται η δομική ανάλυση ορισμένων κατάλληλων προϊόντων καλωδίων.

Έκδοση τυπικής HDMI

Το εξωτερικό χάλκινο σύρμα είναι υφασμένο. Το μονό ζεύγος είναι κατασκευασμένο από υλικό Mylar και ένα στρώμα φύλλου αλουμινίου.

Το εσωτερικό είναι σφιχτά τυλιγμένο από ένα μεταλλικό προστατευτικό κάλυμμα από πάνω προς τα κάτω. Όταν αφαιρεθεί το μεταλλικό κάλυμμα στο πάνω μέρος, υπάρχει μια κίτρινη κολλητική ταινία υψηλής θερμοκρασίας που καλύπτει το εσωτερικό. Ξεκολλώντας τον σύνδεσμο, μπορεί να φανεί ότι κάθε καλώδιο στο εσωτερικό είναι συνδεδεμένο με ένα καλώδιο δεδομένων, το οποίο είναι επίσης γνωστό ως "πλήρεις ακίδες". Συγκεκριμένα, το πάνω μέρος της χρυσής διεπαφής δακτύλου έχει ένα στρώμα επιχρυσωμένης επένδυσης και η διαφορά τιμής των γνήσιων προϊόντων έγκειται σε αυτές τις λεπτομέρειες.

Στις μέρες μας, υπάρχουν διάφορες παραλλαγές καλωδίου HDMI 2.1b στην αγορά που καλύπτουν διαφορετικά σενάρια χρήσης, όπως τα καλώδια Slim HDMI και OD 3.0mm HDMI, τα οποία είναι πιο κατάλληλα για μικρούς χώρους και κρυφή καλωδίωση.
Καλώδιο HDMI δεξιάς γωνίας (γωνία 90 μοιρών) και καλώδιο HDMI 90 L/T, τα οποία είναι βολικά για τη σύνδεση συσκευών σε στενές θέσεις.
Καλώδιο MINI HDMI (τύπου C) και καλώδιο MICRO HDMI (τύπου D), κατάλληλα για φορητές συσκευές όπως κάμερες και tablet.
Τα καλώδια υψηλής απόδοσης όπως 8K HDMI, 48Gbps Spring HDMI κ.λπ., εξασφαλίζουν τη σταθερότητα της μετάδοσης εξαιρετικά υψηλού εύρους ζώνης.
Τα εύκαμπτα υλικά HDMI και ελατηρίου HDMI έχουν καλή αντοχή στην κάμψη και ανθεκτικότητα.
Τα μοντέλα Slim 8K HDMI, MINI και MICRO με μεταλλικά κελύφη ενισχύουν περαιτέρω την θωράκιση και την ανθεκτικότητα της διεπαφής, ιδιαίτερα κατάλληλα για περιβάλλοντα με υψηλές παρεμβολές ή βιομηχανικές εφαρμογές.
Όταν οι καταναλωτές αγοράζουν, εκτός από την αναγνώριση της ετικέτας πιστοποίησης εξαιρετικά γρήγορου HDMI, θα πρέπει επίσης να συνδυάσουν τον δικό τους τύπο διεπαφής συσκευής (όπως το αν απαιτείται mini HDMI σε HDMI ή micro HDMI σε HDMI) και τα σενάρια χρήσης (όπως το αν απαιτείται ορθή γωνία ή λεπτός σχεδιασμός) για να επιλέξουν το καταλληλότερο καλώδιο HDMI 2.1b, ώστε να διασφαλίσουν την καλύτερη απόδοση και συμβατότητα.