标签： HDMI 2.1

HDMI线是家庭影院里面最重要的传输线材，既能传送影像也能传送音频。但是HDMI线也是最难懂的一种线材，尤其和传统的影像线、声频线相比，HDMI线的结构和用法更为复杂，许多影音玩家对于HDMI线的认识一知半解，再加上厂商在介绍HDMI线产品时的说法不一、标示各异，更容易加深很多人对HDMI的误解，本文希望能透过浅显的文字，把HDMI线与HDMI 2.1规格的来龙去脉说清楚。

其实并没有HDMI 2.1版本的线材

首先第一个观念，HDMI“线”本身并没有2.0版、2.1版这样的分别，它其实就是一个单纯的物理性传输通道。除非是特殊设计，否则一般的HDMI线接头里面并没有芯片，也没有协定。而在HDMI线身里面共有19条传输通道，如果你检视HDMI的接头就会看到有19个针脚，每一个针脚就是一个传输通道，这一点从HDMI线推出以来都是一样的，并没有产生过变化。

那所谓的HDMI版本是怎么回事呢？HDMI版本的意义在于：播放信号源（例如蓝光播放机）所配置的HDMI传送芯片，和接收装置（例如电视机）所配置的HDMI接收/处理芯片是什么版本。举例来说，HDMI2.1版的规范中支援8K/60Hz影像，想要让它实现，就必须是蓝光机和电视机都搭载2.1版的HDMI芯片，才有可能实现8K/60Hz影像的传送。只要任何一方的版本不足，就不可能传送8K/60Hz。HDMI线在其中只是扮演信号传输通道的角色而已。

更详细一点来说，HDMI里面有一个通道是负责EDID（Extended Display Identification Data），也就是传送端和接收端的辨识功能，也就玩家所俗称的器材“握手”，握手成功之后，才会决定传输的模式、频宽、和支援哪些功能。那HDMI线怎么传送资料呢？在HDMI内部的19条通道当中，有四“组”是负责主要大量影音资讯的传送，这四组是每3个通道为一组（例如通道1-3为一组），所以四组就占去了里面的12条通道，而这12条通道也就是所谓的高速传输通道。而剩下的7条通道是用来做其它功能的，例如前述的EDID握手辨识、HDCP版权保护机制、CEC连动控制，以及本次要探讨的ARC/eARC音频回传通道等等。

那如果HDMI线的物理结构（通道数量）都不变，为什么随着HDMI版本的提升，HDMI线可以传输更大量的资料呢？这是因为HDMI传送和接收芯片的版本越高，就会采用越先进的压缩和传送技术。

举例来说，在HDMI 2.1版之前，它的四组主要传送通道是采用TMDS最小化传输差分信号技术（Transition Minimized Differential Signaling）。而在HDMI 2.1版之后，改成了新的FRL（Fixed Rate Link）技术，每一组采用FRL技术的通道能传送的资讯量可以是6、8、10和12Gbps，四组相加之后，HDMI 2.1的传输速率就可以有24、32、40和48Gbps四种，我们常见的“HDMI 2.1标榜最高传输率为48Gbps”就是这样来的。

所以说，如果有一条HDMI线，是在1.4版时代生产的，但因为做工良好，在面对HDMI 2.1版的环境时，理论上是可以正常工作的。那为什么我们还要在意HDMI线的品质呢？因为这是理论上，在实际状况中，当HDMI线要传送越大量的资料，它的抗衰减能力和抗干扰能力就要越好，否则就可能出现掉资讯、或传输失败的情形，换言之，HDMI线设计的越好、用料越好，越能经得起新版本、高资料量环境的传输考验。

所以这样看下来，你就知道HDMI线本身是没有2.0、2.1这样的版本分别的，所以严格来讲，并没有所谓的HDMI 2.1线或HDMI 8K线这样的类别，有的厂商会这样标示，纯粹是为了方便消费者看懂、容易辨识而已。

而HDMI协会对于HDMI线有一套它自己定立的规范，不是用版本，而是用等级，大致有以下等级：

• High Speed HDMI Cable： 也就是透过HDMI协会实测，证明可以满足10.2Gbps频宽，也就是能对应HDMI 1.4版的环境。此时的环境已经能对应4K，不过只有30Hz画面更新率。
• Premium High Speed HDMI Cable：也就是透过实测，证明可以满足18Gbps的频宽，也就是能对应HDMI 2.0版的环境。
• Ultra High Speed HDMI Cable：也就是透过实测，证明可以满足48Gbps的频宽，也就是可以对应HDMI 2.1版的环境。

而上述这些线又分成：有没有带“网路通道”（HDMI Ethernet Channel），有网路通道者，就是指在上述的四组主要传输通道之外，还有通道可以专责进行网路资讯传输的任务。而“网路通道”的功能也是信号源端和接收端的器材都支援，才能够启动。那HDMI线这么复杂，一般消费者怎么辨识呢？为此，HDMI协会开发了专门的认证机制，以Premium High Speed HDMI Cable和Ultra High Speed HDMI Cable来说，当HDMI线通过测试、获得认证之后，产品必须在盒面标示线材的等级名称，同时必须在线身上打印产品的等级名称。除此之外，还必须在产品上贴上防伪贴纸， Premium High Speed HDMI Cable贴的是橘色仿伪贴纸，而Ultra High Speed HDMI Cable贴的是银色的防伪贴纸。

HDMI协会对于这个防伪贴纸的做法是相当严谨的，只要产品长度不同，就必须独立送测，以获得个别的认证和贴纸。而且厂商产品出货时，是一个产品上就贴上一张贴纸。当消费者拿到产品后，可以下载HDMI协会开发的应用程式HDMI Cable Certification App，就可以用这个App扫描贴纸上的二维码，就能看到这条线获得认证的资料，包含了：厂商名称、线材等级，以及线材长度等等。

HDMI 2.1版本器材的能力

那如果是一条能满足HDMI 2.1版环境的HDMI线可以做到哪些事呢？按HDMI协会最初公告的规范，它应该有最大48Gbps的资料传输能力，在这样的状况下，它可以传送8K/60Hz、4K/120Hz的影像。如果传送/接收的器材有支援DSC显示器串流压缩技术（Display Stream Compression），那么还能将48Gbps的利用率再向上提升，最高可以达到8K/120Hz、10K/120Hz（4:2:2）等超高规格，所以你会看到有的HDMI线标示可以传送10K，就是这样来的。

而在HDMI 2.1版本发布时，也增加了许多新的功能，所以你只要看到与HDMI 2.1有关的介绍时，常会见到这些名词。例如，支援动态的HDR（Dynamic HDR），也就是HDR+或Dolby Vision。又例如：VRR可变更新率（Variable Refresh Rate）、ALLM自动低延迟模式（Auto Low Latency Mode）、QFT快速祯率模式（Quick Frame Transport）、QMS快速媒体切换（Quick Media Switching）等等，后面这四个功能主要都是在处理画面的对应、降低延迟、防止影像的撕裂，或避免转换时出现黑画面等问题，主要都是游戏方面比较会用到的功能。而最后还是那句老话，必须传送端和接收端的硬体都有支援，这些功能才能启动。

ARC与eARC

讲了这么多，终于要讲到重点了：eARC，而要谈eARC，就必须先从ARC讲起。ARC是指“音频回传通道”（Audio Return Channel），是2009年HDMI协会提出HDMI 1.4版时所增加的附加功能。如果电视与环绕扩大机（或其它的音响器材）两方均搭载HDMI 1.4端子（或高于HDMI 1.4版本），就可以让电视的音效传送给环绕扩大机，让多声道剧院取代电视的喇叭发声。因为在以前，都是由AV功放传送音效给电视，而ARC的传送方向是反过来，所以称为“回传”功能。那ARC和eARC功能差在哪里呢？eARC是2017年随着HDMI 2.1版推出时新增加的功能，它就是“增强版的音频回传功能”（Enhanced Audio Return Channel），能传输的频宽大为增加。根据HDMI协会所释出的资料，ARC的频宽只有1Mbps左右，而eARC则可以达到37Mbps，这让eARC能传输的音频规格大幅提升。

举例来说，ARC只能传输“有压缩”的5.1音频，而eARC则可以传输“无压缩”的5.1或7.1音频。再来，eARC还可以传送192kHz/24bit的“物件导向音效”，也就是Dolby Atmos和DTS:X。另外在功能面也有部分增强，例如在ARC的设计中“影音同步”（或称唇形同步Lip Sync）是一个选项（Optional），而到了eARC就改成了强制执行（Mandatory），能抑制影音不同步的问题。

ARC这个功能，原意是简化接线，因为在它出现之前，如果要从电视传送音效给其它的音响器材，还必须另外再接一条光纤线，而有了ARC功能就不必了，一条HDMI线就能搞定“正传”影音与“回传”音效。后来因为两件事情的发展让ARC这个功能越来越重要，其一是新版本eARC的出现，频宽增加很多，可以传送Dolby Atmos这类的物件导向音效，这是以往的光纤线办不到的，让它成了传送音效的首选。第二就是串流影片的兴起，网路电视成了播放串流影片的主要信号源，如果希望网路电视的音效更好，而且可以播放Dolby Atmos这类高规格音效，eARC就成为了必要，所以近年的网路电视、环绕扩大机、Soundbar，甚至连两声道音响器材，都纷纷开始支援HDMI eARC功能。

而在这样的发展之下，HDMI线的角色有了改变。在过往大部分3C领域中，HDMI线是影像线的角色，例如连接电脑屏幕、或传统投影机。而在家庭影院的场合中，HDMI线如果是连接于播放机和环绕扩大机之间，它是同时传送影像与声音的角色。而现在，如果要透过网路电视播放串流影片，HDMI线就成了负责传送声音频号给Soundbar或环绕扩大机的“声频线”。

这里要值得留意的是，eARC传送声音时并不是用HDMI线里面的四组主要传送通道（这四组只做正向传送，而且内含高资料量影像信号），eARC是采用第14和第19接脚的通道。这就造成了一个现象，如果厂商在制作线材时，只注重四组主要传输通道，其它通道采用较差的导体，就会影响到eARC的声音表现，所以厂商在线材制作上严不严谨，有没有偷工减料，从eARC的表现就能看出端倪。也因此，现在已经有些Hi-End名厂推出的HDMI线会特别强调：“HDMI线内的所有通道都是采用一致的良好导体，包含eARC部分”，这就是厂商有注重到这个环节。而透过我们的实测，在eARC通道上设计严谨、采用优良导体的HDMI线，确实在表现串流影片音效时，能提供更为高级的效果，如果你重视串流影片的声音品质，可以多留意标榜如此设计的线材。

光纤HDMI线材

最后浅谈一下光纤HDMI线。早期的HDMI线大多是采用铜线作为导体，前面说过，如果传输的资料量越大，HDMI线的抗衰减能力、抗干扰能力就要越强。而面对HDMI 2.1版的严苛环境，传输距离如果超过5米以上对传统HDMI线就是很大的考验。所以近年来，有越来越多HDMI线是采用光纤作为导体，因为光纤信号的衰减率极低，让HDMI线的耐受长度可以大幅增长，10米、20米都没问题，有些产品甚至标榜可以达到100米。

这种产品的设计就跟传统的HDMI线不一样，在HDMI线的端子头里面配置了光电信号转换芯片，发射端是电转光，接收端是光转电，也因为如此，这种HDMI线的连接有方向性，其中一端为发射端，一端为接收端，不能接反。值得留意的是，光纤HDMI线并不是把所有的导体都光纤化，多半的作法，是把传输庞大资料的主要四组通道光纤化，也就是把1~12个接脚的导体改成由4条光纤来传送，这样就可以跑很长的距离。而除了这12个导体之外，其它导体仍然是采用传统的铜导体居多，如果是这类设计，你就会发现HDMI线的正向传送距离比较长，而eARC音频回传的距离比较短，就是这个原因。