三大HDMI线缆规格比较

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三大HDMI线缆规格比较

Allion Labs / Ian Hsieh

HDMI协会於2020年9月开放Ultra High Speed HDMI Cable认证，以确保消费者在市场上能够购买到经过认证之超高速HDMI线缆，加上先前已开放认证的HDMI2.1 Source和Sink，HDMI的8K生态圈已趋於完善。

為什麼消费者需要购买Ultra High Speed HDMI Cable？以下就High Speed HDMI Cable、Premium High Speed HDMI Cable和Ultra High Speed HDMI Cable三者规格来做比较。


Ultra High Speed HDMI Cable在HDMI2.1的规格书中定义為Category3 Cable，需採用通过认证的Category3 Connector因此有时也会被称作Cat3或HDMI2.1 Cable。

频宽速度和先前的Premium Cable做比较，从18G大幅提升到48G，可以满足8K TV或4K 120Hz电竞萤幕的讯号传输需求。

HDMI Cable认证测试需求

High Speed Cable基於HDMI 1.4b Spec规范，需要通过10.2G眼图等测试，Premium Cable除了需符合1.4b规范外, 还需要通过18G眼图测试，Ultra High Speed Cable和Premium Cable一样需符合1.4b规范，且需通过2.1规范的48G眼图和EMI测试，EMI测试必需在HDMI协会认可的实验室执行且符合CISPR规范。

HDMI在1.4b规范中允许透过线缆来传输Ethernet讯号和声音回传(ARC) ，统称為HEAC。支持HEAC的High Speed 或Premium Cable会在包装印上「with Ethernet」，这对消费者来说也许会造成困扰，倘若消费者需要购买一条支援ARC功能的线缆，应该无法把ARC和with Ethernet画上等号。Ultra High Speed Cable必须标準配HEAC功能，同时也满足HDMI2.1 eARC（ARC加强版，支持更多声音格式）功能。

Ultra High Speed 和Premium High Speed HDMI Cable除了皆需要在协会授权的Authorized Test Center (ATC)实验室（如：百佳泰Allion Labs）执行认证测试外，通过认识测试后需向HDMI协会申请採购认证标籤并贴在包装上，如此可让消费者藉由辨识认证标籤，轻鬆的购买到符合HDMI规范的线缆，大幅降低相容性问题的產生。

Ultra High Speed HDMI Cable测试常见问题

Ultra High Speed HDMI Cable必须要同时符合HDMI1.4b Category2和HDMI2.1 Category3的规范，以下透过DC Power Test、Differential Impedance Test、48G Eye Diagram Test以及Attenuation to Crosstalk Ratio等测试结果来详细说明。

1. DC Power Test：

确保+5V Power Pin不会有太大的压降。当CABLE SOURCE(TP1)端提供+5V Power Pin 4.8V电压，SINK (TP2)端必须维持电压不得低於4.7V，只允许有100mV的压降。线缆长度越长会造成越大的压降，因此建议加大线径来减少压降，此外该测试只需电源供应器和电錶即可量测，因此建议在进行认证测试前能够先Pre-test。


2. Differential Impedance Test：

HDMI2.1规格新增了FRL传输模式来取代旧有的TMDS模式，FRL传输模式的阻抗量测，Rise-time為75ps，比TMDS的200ps快上许多，因此会造成阻抗波型波动较大。下列左图是使用Rise-time 200ps，右图是使用75ps，可以明显观察到阻抗的差异。此外阻抗标準也变得更严格，TMDS容许100欧姆的15%误差，FRL只允许10%误差。


3. 48G Eye Diagram Test：

FRL眼图测试在EQ的调控上是从1dB逐步增加当8dB，当CTLE EQ加到3dB时，还会再增加DFE EQ，一般Wired Cable大约在EQ 4dB~6dB可通过测试。以往眼图测试我们可以藉由讯号和MASK间的餘裕来观察线缆的Performance，现在我们可以更客观的藉由EQ数值来判断。


另外我们观察到有些AOC Cable的眼图会有Random Noise產生，也就是下图的绿色杂点，即便EQ加到8dB也是无法通过测试，因為讯号加强的同时杂讯也一併加强。


4. Attenuation to Crosstalk Ratio：

衰减与串音比是一个综合讯号传输指标，尤其是串音对於ACR的影响更大，因此反而短线缆的资料表现比较差。


百佳泰（Allion Labs, Inc）自2010年以来受Sony HDMI测试中心授权委託，更是於2021年取得HDMI Forum官方授权，正式成為可执行HDMI 2.X测试的认证测试实验室(Authorized Test Center, ATC)。拥有多年HDMI测试经验的百佳泰，可执行全方位的HDMI认证测试服务，从Sink、Source、Repeater到Cable & Connector提供產品最即时且完整的验证方式，不仅能协助厂商快速找出问题，使您的產品在开发初期能符合HDMI设计要求，亦能提供各种Pretest预测试服务和设计指导服务，减少开发阶段验证测试所需耗费的时间。