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HDMI光纤线 篇一：HDMI光纤线——8K数字时代高速传输
2019-10-18 14:26:23
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近年来，影视传媒的高速发展，带来更清晰、更高清的视频，从之前的360P、480P，以至于后来的720P、1080P。到现在的2K、4K，乃至8K。带给人们更舒适的观影体验，使人们足不出户便能看到全国各地的美好风景，随着3D，VR的技术发展，戴上眼镜，仿佛就进入了桃花源的世界，犹如身临其境。
随着高清视频的扩大，传输介质也发生了巨大的转变，DVI传输线到VGA视频线，再到HDMI高清线。可以说。每一代的视频传输线都是人类历史上的一大进步，也是为了适应社会高速发展而创生出来的产物。到现在还有更高一步的视频传输线---DP线。由于其市场占有率较小，这里不过多叙述。侧重介绍一下本期的重点------HDMI视频传输线。
在介绍HDMI光纤线之前，我想还是要从HDMI开始说起。在HDMI之前的接口是DVI(Digital Visual Interface)，它的诞生是为了满足高质量图像传输的需求，但后来随着影音技术的进一步发展，DVI对平板电视兼容能力一般、只能传输8bit信号、不支持数字音频信号等问题开始让人难以忍受。于是，日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊、东芝七家公司开始寻求更加先进的接口技术，共同组建了HDMI高清多媒体接口组织，并于2002年12月9日正式发布了HDMI 1.0版标准，HDMI技术正式进入我们的视线。
相比于DVI，HDMI最明显的优势是能同时传输影像和音频信号，播放器和显示设备之间只需要一条HDMI连接即可。而从技术层面来说，HDMI的起点也非常高，15年来，从HDMI 1.0到HDMI 2.1，几乎都走在音视频技术的前沿。下面，我们就简单地回顾一下HDMI在这15年间的发展历程。
2002年，最早的HDMI版本HDMI 1.0推出，最高带宽达到4.95Gbps，视频方面支持DVD及Blu-ray 、Rec.709色域，音频方面支持8声道的PCM、24bit/192kHz音源，也就是说已经能支持1080p全高清分辨率和7.1音响系统。
2004年，HDMI 1.1版本新增了对DVD-Audio的支持。
2005年，HDMI 1.2版本将DSD无损格式加入支持列表。
2006年，HDMI 1.3版本将带宽增加至10.2Gbps，支持xvYCC广色域，音频方面解锁了Dolby TrueHD及DTS-HD MA等新音效技术。之后又陆续推出1.3a、1.3b、1.3b1、1.3c等小改动版本。同年，全球第一台蓝光播放机Samsung BD-P1000推出时，已经配备了HDMI接口。
2009年，首个支持4K 30p、3D的HDMI版本HDMI 1.4问世，并新增了100Mbps的网络传输功能。
2013年，HDMI 2.0将带宽从10.2Gbps升到18Gbps，支持4K 60p并兼容Rec.2020色深。音频方面开始支持32声道音源。
2015年，HDMI 2.0a增加了对HDR的支持，HDMI2.0b则新增了对另一个高动态范围技术HLG的支持。
2017年，HDMI2.1将带宽一口气增加到48Gbps，支持8K/60Hz、4K/120Hz格式的视频，16bit色深，并能传输动态HDR数据，也就是Dolby Vison。目前最广泛流行的HDR10是基于静态元数据，用一套数据控制所有画面和场景，而基于动态元数据的Dolby Vison明显精确得多，它是针对每个场景每一帧进行调整，这样所有画面都能显示出最自然最佳的状态。
目前支持HDR内容的显示设备、播放机等一般都还只是配备HDMI 2.0a接口而已，毕竟HDMI 2.1更像为未来的格式做准备，4K都还没有真正普及，谈何8K？120Hz、16bit同理。Dolby Vison的内容有是有，但少之又少啊。微软最新家用主机xbox one x可能是全球第一台配备HDMI2.1接口的设备。
铜线VS光纤线 从HDMI 1.0到还没有正式投入使用的HDMI 2.1，信号的分辨率、帧率等都在提高，也就意味着信号的数据总量也跟着增加，4K信号的数据总量是1080p的4倍，如果你把线材想成管道，也就意味着你需要更大的管道来传输数据。我们传统使用的HDMI铜线的传导性，基本是由铜线的数量决定的，铜线越多，传导性越好，也就是说如果传输信号总量和速度增加的话，铜线的大小和重量也必然跟着增加，用过HDMI铜线的朋友应该都知道那种实在的重量，从日常使用的角度来看，确实不太方便。 而HDMI铜线最大的缺点是，它无法长距离传输，一旦距离超过10米，就会产生损耗，信号传输速度越快，衰减越大，可能会导致信号丢失或分辨率下降等问题，这是金属传导的“硬伤”。通常来讲，HDMI铜线传输18Gbps的频宽很难超过12米，那传输48Gbps、56Gbps或更大的频宽呢？线材太短，适用范围将会严重受限，对于面积比较大的私人影院或商业、办公场所来说，HDMI铜线显得有些“心有余而力不足”了，这时候需要一款更轻、更细、更长的HDMI线，在这种技术发展和市场需求下，HDMI光纤线应运而生。
目前市面上的HDMI光纤线基本都采用光纤加铜线的架构，以铜线导电，以光纤传输信号，从信号源到显示设备需要经历两次光电转换。它的优点是光纤本身非常纤细轻巧，而HDMI线中只需要使用少数几根就能达到传输大容量信号的目的，因此线材的重量大大减轻，基本只有铜质线的60%，而最重要的是，光纤传导每千米的损耗几乎可以忽略不计，又避免了电磁干扰，也就是说，解决了HDMI线长距离传输的难题。但这并不意味HDMI光纤线是完美无缺的，因为内置光电转换电路，所以线材本身耗电，如果导致电压降低的话，会影响画质，比如画面看起来不够鲜艳、对比度降低或噪点明显增加等等，转换电路要是温度过高，线材的稳定性也会受到影响。HDMI铜线就不会有上述这些问题，在兼容性方面，铜线也比光纤线表现更好。换句话说，目前3米以内的短距离传输，光纤线要取代铜线基本上很难。但等到真正意义上的高带宽时代到来就不一定了。
未来的大势所趋
总的来说，目前市面上的HDMI光纤线数量非常有限，以18Gbps带宽为主，支持4K 60p内容应该是最基本的要求，但有些线材我们还没亲自测试，不知道是否真能以最高规格18Gbps传输，稳定性和流畅性方面也要打个问号。而单从参数信息也可以发现它们之间存在不小的差异，比如，并不是都能支持Rec.2020、12bit或HDR内容，最长传输距离在100-200米之间，能承受的弯曲程度和角度不一样，可选择的线材长度不同，价格也有不小的差距。HDMI光纤线的价格基本都是千元以上的价位，除非线材很短。但如果短距离传输，就目前的情况来看，光纤线并不比铜线有优势。HDMI铜线传输18Gbps带宽，12米以内并没有明显的损耗问题，就算是吊着放的投影机，把信号源放在下面，用12米长的线连接应该也是绰绰有余，除非你想跨房间连接。这么一想，虽然很多HDMI光纤线能50米甚至100米长距离传输，但对普通家居环境来讲，好像并没有什么实际的用途……
面对目前最主流的18Gbps带宽，HDMI光纤线能长距离传输的优势确实还不够凸显。但是未来就不一定了。我们可以简单地做个算法，HDMI铜线的传输极限是35米（加放大器），18Gbps带宽下最好不要超过12米，不然在适用性方面很容易受到限制，比如连接投影机能传输画面，用电视作为显示设备就不行等等。而接踵而来的48Gbps，大概是18Gbps的2.6倍，HDMI铜线想要传输这么大的数据总量，肯定要用更多的铜线，长度还要缩短，以增强传导性、降低损耗。可以想象，到时的HDMI铜线肯定在重量和长度方面非常受限制，预计也就2-3米的长度，如果家里使用的是吊装投影机的话，长度肯定不够。而HDMI光纤线本身并不存在带宽限制的问题。
当然，我也不是一下子就认定HDMI铜线被判死刑，它可以通过镀银等方式减小电阻，降低损耗，或怎么在线与线之间进行隔离、减少干扰等方法捍卫自己的地位，但不管怎么改良，金属传导的本质都不会改变。而光纤线可能导致的电压不够、温度过高等问题却可以通过提高光电转换芯片的性能得到解决。至于大家最关心的价格问题，目前光纤线的长度只要超过2米，基本都是千元以上的价位，越长越贵，这跟光纤线还没有真正打开市场进行大规模生产有很大关系，迎接百元时代只是时间问题。再说，目前超过10米、15米的高性能铜线也不比光纤线便宜多少。我们有充分的理由相信，光纤线才是未来的大势所趋。
有人曾评价目前的HDMI 2.1，就像在农村中间建了一条10车道的公路，并没有什么用处。同理，现在也只是HDMI光纤线的1.0时代，要让普通用户意识到HDMI光纤线的优越性和必要性，肯定也需要更多高规格高质量的内容的支持，有需求才有市场。当用户发现传统的HDMI铜线已经不能很好地传输影音内容时，自然会投入HDMI光纤线的怀抱。即将到来的HDMI 2.1，或许就是HDMI铜线与光纤线正式拉开距离的分水岭。至于HDMI铜线与光纤线、不同光纤线间的音画表现有何不同，那又是另一个层面的东西了。有人把更换线材当成一门“玄学”，换一根线真的能带来画质、音质的改变吗？或者只是一种心理暗示？下一期我们将会对目前市面上的部分HDMI光纤线做一个集中的测评，欢迎大家到时围观。
