高速影音傳輸技術規格演進與技術趨勢
- DIGITIMES企劃
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無論是有線的HDMI、Display Port(DP)、MHL、USB 3轉A/V到Thunderbolt，到不再仰賴排線，直接以無線訊號對傳的WiDi、WiFi-Miracast、802.11ac等高速無線傳輸標準，甚至到60MHz超高頻WiGig 802.11ad、WiHD等規格的推出，都是為了要達到手機、平板、筆電、桌機到大尺寸電視、投影機等跨界有線？無線顯示的應用。
從SD(640x480)、HD(1280x720)、FullHD(1920x1080)、WQXGA(2560x1600)到4K(3840x2160)等PC螢幕解析度的耀進，手機走向5吋、平板進入10/12吋的325/400ppi以上retina高解析面板，以提供直接顯示FullHD的影音內容。
而從手機、平板、筆電、桌電、家中平面電視、白板、投影機、數位看板等多屏一雲的跨界顯示上的需求，使用於跨裝置之間的影音傳輸技術，各種已經普遍應用的有線？無線的影音連接？傳輸技術或規格，不僅在傳輸速度上得大幅回升，同時強調更簡易的連接與更廣泛的應用。
無論是走纜線的有線形式：HDMI v1.4/2.0、Display Port(DP) v1.2/v1.3、MHL、USB 3轉A/V到Thunderbolt，到不再仰賴排線，直接以無線訊號對傳的Intel WiDi、Wi-Fi Direct、Wi-Fi Display(Miracast)，採5GHz頻段的WHDI、802.11ac等高速無線傳輸技術，到直接訴求移除一切連接纜線標準，以60MHz超高頻段WiGig 802.11ad、WiHD等規格的推出，都是要因應這波大畫面、大數據浪潮下不得不然的規格進化。
跨界顯示有線至 多屏應用大無限
顯示器？液晶電視解析度規格，從早期VGA(640x480)、SVGA(800x600)、XGA(1024x768)，SXGA (1280x1024)、UXGA(1600x1200)到進入FullHD 1080p的WUXGA (1920x 1200)、QXGA(2048x1536)、蘋果MacBook Pro使用的WQXGA (2560x1600)、QSXGA (2560x2048)到4K UHD(3840/4096x2160)，顯示技術不斷的提升，需要更高頻、更高頻影像訊號實體層線路技術(PHY)，也使影音傳輸的數位傳輸介面？接頭不斷的改變。
目前電視與A/V器材最常見的有線高速傳輸界面，首推HDMI(High Definition Multimedia Interface)高解析多媒體介面，是由2002年日立、松下電器、飛利浦、新力、東芝、Silicon Image等大廠制定，是一種傳送無壓縮的音訊？視訊信號的數位介面，也是目前所有家用電視、視聽器材，以及電腦顯示器？顯示卡的必備介面之一。
其連接頭有Type A、Type B、適用於平板、手機的Type C(miniHDMI)、Type D(microHDMI)，以及車用電子連接的Type E接頭。至今全球配置HDMI介面的裝置累積數量已超過30億部。為了加速普及，同時跟無授權金的DisplayPort(DP)/Thunderbolt競爭，HDMI也將授權金額大幅下降，會員費10,000美元起算，每個HDMI接頭降到0.15美元。
HDMI採用TMD線路實體層技術，雖然2009年5月HDMI v1.4a起就已經支援到4096x2160@24Hz、3840x2160@30Hz與3D等規格，用兩條HDMI連接線也可以做到4K影音顯示輸出。
而HDMI協會於2013年9月14日公佈的HDMI 2.0版中，由於TMD實體頻率提高到600MHz，使得總輸出頻寬提高到18Gbps，支援3840x2160@60Hz、4096x2160@60Hz(4K家庭劇院？FullDome)等4K格式輸出，追加雙螢幕與21:9特殊比例超寬螢幕格式等選項，環場音效聲道數也提高32個。支援HDMI 2.0的4K UHD電視與相關影音設備，預計在2014年下半問市。
Display Port(DP)顯示埠介面，則是視訊電子標準協會(VESA)於2006年5月推動的數位式視訊介面標準，無須任何授權金，傳輸速率？頻寬數比HDMI還高，具備多螢幕並列輸出的能力，近年來一些高階電腦顯示器也開始普及。連英特爾第四代Core i3/5/7-4xxx處理器平台，所內建Intel HD/Iris/Iris Pro圖形晶片就支援到DP v1.2規格。
目前Display Port最新版是1.3，傳輸速率上限達32.4Gbps，最高解析度3840x2160/4096x2304@60Hz，並追加3D、DVI/HDMI雙模式顯示技術。隨後Thunderbolt匯流排技術也納入DisplayPort匯流排的傳輸協定。
至於結合DP、PCI Express與GP I/O三合一的ThunderBolt匯流排，為Intel於2011所發表，其傳輸速率為10Gbps；訊號線最長可達100公尺，有銅軸電纜與光纖等兩種連接線設置；具備雙向10Gbps傳輸速率，可用菊花鏈(Daisy-chain)的方式，連接最多6個Thunderbolt周邊。
在2011年2月Apple推出首款搭載Thunderbolt匯流排的MacBook Pro筆電產品，目前配置Thunderbolt系統以Apple的桌電？筆電為最大宗，另外也有少數筆電、AIO一體桌機支援。
2013年第一季，Intel宣佈第2代Thunderbolt規格與支援的代號Falcon Ridge的主控晶片，改良重點包含：1.傳輸速度提升到雙向20Gbps。2.使用DisplayPort數據時提供4Kx2K解析度輸出。3.向下兼容Thunderbolt 1.0。相關產品預計2014面市。
至於智慧手機所支援的MHL(Mobile High Definition Link)介面技術，由Nokia、 Samsung、Silicon Image Inc.、Sony與Toshiba等大廠建立MHL聯盟並聯合推動，以最普及的microUSB連接頭來實作MHL介面，在手機端與電視端只要各加一組MHL傳送Transmitter傳送晶片，就可以利用既有的microUSB/MHL連接線，同時傳輸HD高畫質視訊？音訊資料到HDMI電視。
目前MHL 2.0標準可提供高達1080p HD視訊、8聲道的影音內容，同時支援HDCP以及3D畫面，以及透過電視來為手機充電的功能(900mAh電流)，並可透過HDTV的遙控器來存取手機內容。未來MHL 3.0將支援到4Kx2K的解析度。
目前支援MHL的智慧手機，有宏達電(HTC)、三星(Samsung)、LG、SONY、日本夏普、Panasonic、富士通，台灣宏碁、華碩、大陸華為(HUAWEI)、中興(ZTE)，等多款智慧手機。而市售MHL轉接線售價約新台幣400？1,000元不等。
WHDI、WiDi、5G WiFi、WiGig、WiHD無線拼鬥
由AMIMON、Hitachi、LG Electronics、Motorola、Samsung、Sharp與Sony共同創立的WHDI產業聯盟，WHDI使用5GHz頻段、40MHz操作頻寬下，以自家專利的極少失真壓縮傳輸技術，以3Gbps速率傳遞FullHD(1920x1080)影音畫面，訊號傳輸範圍約30公尺，具低延遲且不受牆壁影響，華碩、技嘉都有推出WHDI的無線傳輸影音盒的產品。
2006年推出的WirelessHD，SIBEAM是唯一的晶片廠商。採60Ghz頻譜，定位在以IEEE 802.15.3c規格為發展基礎的純A/V影音雙向傳輸，傳輸速率10？28 Gbps，可傳輸4倍於1920x1080p FullHD解析度的未壓縮畫面並支援3D功能，但傳輸距離被限制在30cm？1公尺，目前是作為纜線取代方案。
2009年的WiGig，採60Ghz頻譜，傳輸速率達7Gbps，WiGig已經與Wi-Fi聯盟合作，以IEEE 802.11ad規格為基礎，尋求2.4GHz的WiFi 802.11a/b/g/n、5GHz頻段的802.11ac整合，達到三頻(2.4/5/60GHz)多模共用的境界。
2012年推出的5G WiFi規格為802.11ac，採用5Ghz雙頻段，單通道傳輸速率433Mbps，最大空間串流為8個(1.8？3.6Gbps)，當使用3組收發天線做多重收發(x3 MIMO)，傳輸速率上限為1.3Gbps，傳輸距離約10？30公尺，可做到同時傳輸3個高畫質(1080p FullHD)的影片串流。
WiDi(Wireless Display)是英特爾在2011年伴隨第二代Core i處理器，所推出的無線影音傳輸技術。採2.4Ghz/5Ghz雙頻段，傳輸速率為300Mbps，可無線傳輸H.264壓縮的1080p影音畫面。
2013年6月第四代筆記型處理器Core i3/5/7(Haswell+Sharkbay)全系列支援WiDi無線影音傳輸技術。預料隨著2014年下半年，英特爾正式將802.11ac納入成為筆電無線標準時，可以進一步將傳輸影音標準提昇到4K UHD(3840x2160)。
