Przegląd techniczny specyfikacji HDMI 2.1b

Przegląd techniczny specyfikacji HDMI 2.1b

Dla entuzjastów audio i wideo najbardziej znanym sprzętem są niewątpliwie kable i interfejsy HDMI. Od wydania wersji 1.0 specyfikacji HDMI w 2002 roku minęło ponad 20 lat. W ciągu ostatnich ponad 20 lat HDMI stał się najpopularniejszym standardem interfejsu w urządzeniach audio i wideo. Według oficjalnych danych, liczba sprzedanych urządzeń HDMI osiągnęła 11 miliardów sztuk, co odpowiada prawie dwóm urządzeniom HDMI na osobę na świecie. Największą zaletą HDMI jest jednolitość standardu. W ciągu ostatnich 20 lat fizyczny rozmiar standardowego interfejsu HDMI pozostał niezmieniony, a protokół programowy osiągnął pełną kompatybilność wsteczną. Jest to szczególnie wygodne w przypadku dużych urządzeń gospodarstwa domowego z wolniejszymi aktualizacjami sprzętowymi, zwłaszcza telewizorów. Nawet jeśli telewizor w domu to starszy model sprzed ponad dekady, można go bezpośrednio podłączyć do najnowszych konsol do gier nowej generacji bez potrzeby stosowania adapterów. Dlatego w ostatnich latach HDMI szybko zastąpił dawne interfejsy komponentowe wideo, AV, audio i inne w telewizorach, stając się najpopularniejszym interfejsem w telewizorach. Według statystyk, wszystkie telewizory dostępne na rynku w 2024 roku korzystają z technologii HDMI, która stała się również najlepszym nośnikiem dla formatów wysokiej rozdzielczości, takich jak 4K, 8K i HDR. Standard HDMI 2.1a został ponownie ulepszony: doda możliwości zasilania kabli i wymaga instalacji układów scalonych w urządzeniach źródłowych.

Specyfikacja HDMI® 2.1b to najnowsza wersja specyfikacji HDMI®, obsługująca szereg wyższych rozdzielczości wideo i częstotliwości odświeżania, w tym 8K60 i 4K120, a także rozdzielczości do 10K. Obsługuje również dynamiczne formaty HDR, a przepustowość HDMI wzrasta do 48 Gb/s. Nowe kable HDMI Ultra High Speed ​​obsługują przepustowość 48 Gb/s. Kable te zapewniają funkcje niezależne od ultrawysokiej przepustowości, w tym nieskompresowane wideo 8K z obsługą HDR. Charakteryzują się one wyjątkowo niskim poziomem zakłóceń elektromagnetycznych (EMI), co redukuje zakłócenia z pobliskimi urządzeniami bezprzewodowymi. Kable są wstecznie kompatybilne i mogą być również używane z istniejącymi urządzeniami HDMI.

Funkcje HDMI 2.1b obejmują:

Wyższa rozdzielczość wideo: Obsługuje szereg wyższych rozdzielczości i wyższych częstotliwości odświeżania (w tym 8K60Hz i 4K120Hz), zapewniając wciągające wrażenia wizualne i płynne odtwarzanie dynamicznych detali. Obsługuje rozdzielczość do 10K, spełniając potrzeby komercyjnych zastosowań AV, przemysłowych i profesjonalnych.
Dynamiczny HDR gwarantuje, że każda scena, a nawet każda klatka wideo będzie miała idealne wartości głębi, szczegółów, jasności, kontrastu i szerszej gamy kolorów.
Mapowanie tonów oparte na źródle (SBTM) to nowa funkcja HDR. Oprócz mapowania HDR wykonywanego przez urządzenie wyświetlające, umożliwia ona również urządzeniu źródłowemu wykonanie części mapowania HDR. SBTM jest szczególnie przydatne przy łączeniu filmów lub grafiki HDR i SDR w jeden obraz, na przykład w trybie obraz w obrazie lub przewodnikach po programach ze zintegrowanymi oknami wideo. SBTM umożliwia również komputerom i urządzeniom do gier automatyczne generowanie zoptymalizowanych sygnałów HDR, aby w pełni wykorzystać możliwości HDR wyświetlacza bez konieczności ręcznej konfiguracji urządzenia źródłowego.

Kable HDMI o ultrawysokiej prędkości obsługują nieskompresowaną funkcję HDMI 2.1b i obsługiwaną przez nią przepustowość 48 Gb/s. Emisja zakłóceń elektromagnetycznych (EMI) z kabli jest bardzo niska. Są one również wstecznie kompatybilne z wcześniejszymi wersjami standardu HDMI i mogą być używane z istniejącymi urządzeniami HDMI.
Specyfikacja HDMI 2.1b zastępuje specyfikację 2.0b, natomiast specyfikacja 2.1a nadal odwołuje się do specyfikacji HDMI 1.4b i na niej bazuje.
Metoda identyfikacji produktów HDMI 2.1b
Specyfikacja HDMI 2.1b obejmuje nowy kabel – kabel Ultra High-Speed ​​HDMI®. Jest to jedyny kabel zgodny ze ścisłymi specyfikacjami, mającymi na celu zapewnienie obsługi wszystkich funkcji HDMI 2.1b, w tym nieskompresowanego sygnału 8K@60 i 4K@120. Zwiększona przepustowość tego kabla obsługuje prędkość do 48 Gb/s. Wszystkie certyfikowane kable dowolnej długości muszą przejść testy certyfikacyjne Autoryzowanego Centrum Testowego HDMI Forum (Forum ATC). Po certyfikacji, kabel będzie musiał mieć etykietę certyfikacyjną Ultra High-Speed ​​HDMI umieszczoną na każdym opakowaniu lub jednostce sprzedaży, aby klienci mogli zweryfikować status certyfikacji produktu. Aby zidentyfikować kabel, upewnij się, że na opakowaniu znajduje się wymagana etykieta certyfikacyjna Ultra High-Speed ​​HDMI, pokazana powyżej. Należy pamiętać, że na etykiecie znajduje się oficjalne logo nazwy kabla. Nazwa ta musi również znajdować się na zewnętrznej powłoce kabla. Aby sprawdzić, czy kabel został przetestowany, certyfikowany i zgodny ze specyfikacją HDMI 2.1b, możesz zeskanować kod QR z etykiety za pomocą aplikacji do certyfikacji kabli HDMI dostępnej w Apple App Store, Google Play Store i innych sklepach z aplikacjami dla systemu Android.

Standardowy kabel danych HDMI 2.1b ma 5 par skręconych przewodów wewnątrz kabla, przy czym zewnętrzna sekwencja kolorów to żółty, pomarańczowy, biały, czerwony, a także 2 grupy połączeń, co daje łącznie 6 przewodów, co daje łącznie 21 przewodów. Obecnie jakość kabli HDMI jest bardzo zróżnicowana i występują znaczące różnice. Nieuporządkowanie jest daleko poza wyobraźnią. Niektórzy producenci mogą wytwarzać 3-metrowe produkty gotowe z przewodami 30AWG, które spełniają standardy EMI i mają przepustowość 18G, podczas gdy wyekstrahowane przewody niektórych producentów mają przepustowość tylko 13,5G, inni mają przepustowość tylko 10,2G, a niektórzy mają nawet przepustowość tylko 5G. Na szczęście HDMI Association ma szczegółowe specyfikacje i porównując je, można określić jakość kabla. Obecna definicja struktury kabla: przewód z folii aluminiowej w obudowie 5P jest używany do transmisji danych, a jedna grupa sygnałów DDC do protokołów komunikacyjnych. Funkcje 7 miedzianych przewodów to: jeden do zasilania, jeden do funkcji CEC, dwa do powrotu audio (ARC), jedna grupa sygnałów DDC (dwa przewody z pianką i jeden przewód uziemiający z folią aluminiową) do protokołów komunikacyjnych. Różne opcje materiałowe i kombinacje funkcji sprawiają, że struktura i parametry kabli przekładają się na znaczne różnice w kosztach i szeroki zakres cenowy. Oczywiście, parametry kabli również są bardzo zróżnicowane. Poniżej przedstawiono rozkład strukturalny niektórych kwalifikowanych produktów kablowych.

Wersja standardowa HDMI

Zewnętrzny przewód miedziany jest tkany. Pojedyncza para jest wykonana z materiału Mylar i warstwy folii aluminiowej.

Wnętrze jest szczelnie owinięte metalową osłoną od góry do dołu. Po zdjęciu metalowej osłony na górze, wnętrze pokrywa żółta taśma klejąca odporna na wysokie temperatury. Po odklejeniu złącza widać, że każdy przewód wewnątrz jest połączony kablem danych, znanym również jako „pełne piny”. W szczególności górna część interfejsu Gold Finger jest pokryta warstwą złota, a różnica w cenie oryginalnych produktów wynika właśnie z tych szczegółów.

Obecnie na rynku dostępnych jest wiele wariantów kabli HDMI 2.1b, które spełniają różne wymagania dotyczące użytkowania. Należą do nich m.in. kable Slim HDMI i OD 3.0 mm HDMI, które lepiej sprawdzają się w przypadku niewielkich przestrzeni i ukrytego okablowania.
Kabel HDMI z kątem prostym (90 stopni) i kablem HDMI 90 L/T, które są wygodne do podłączania urządzeń w wąskich pozycjach;
Kabel MINI HDMI (typ C) i kabel MICRO HDMI (typ D) przeznaczone do urządzeń przenośnych, takich jak aparaty fotograficzne i tablety;
Wysokowydajne kable, takie jak 8K HDMI, 48 Gbps Spring HDMI itp., zapewniają stabilność transmisji o bardzo dużej przepustowości;
Elastyczne materiały HDMI i sprężynowe HDMI charakteryzują się dobrą odpornością na zginanie i trwałością;
Modele Slim 8K HDMI, MINI i MICRO z metalową obudową dodatkowo zwiększają ekranowanie i trwałość interfejsu, co jest szczególnie przydatne w środowiskach o dużym poziomie zakłóceń lub w zastosowaniach przemysłowych.
Podczas zakupu konsumenci, oprócz sprawdzenia certyfikatu superszybkiego sygnału HDMI, powinni również wziąć pod uwagę typ interfejsu urządzenia (np. czy potrzebny jest mini HDMI do HDMI, czy micro HDMI do HDMI) i warunki użytkowania (np. czy potrzebny jest kabel kątowy czy smukły), aby wybrać najbardziej odpowiedni kabel HDMI 2.1b i zapewnić sobie najlepszą wydajność i kompatybilność.