如何延長4K UHD HDMI 訊號

Published on March 23 2021

HDMI 為「高畫質多媒體介面」(High-Definition Multimedia Interface) 的縮寫，是一種廣泛應用於各類電子消費產品的訊號。HDMI 是一種專用的訊號標準，可將攝影機、藍光播放器或遊戲機等的訊號源，發送到接收端的裝置，例如液晶螢幕。HDMI於2004年引進消費市場，HDMI訊號直接替代了之前的類比訊號，例如復合視頻和S-Video。 多年來，HDMI出現了多種新版本，所有版本都是採用相同的連接介面。目前最新版本為2.1，兼容4K和8K解析度以及高達42,6 Gbit /s 的帶寬。

HDMI最初旨在作為消費型產品的標準，而SDI則被作為專業廣電標準，因此，HDMI並不支援較長的纜線傳輸，特別是當解析度超過1080p時；SDI可以傳輸1080p 50/60（3 Gbit/s）的訊號長達100米，而HDMI在相同帶寬下僅能延伸至最長15米。幸好仍有幾種方法可以將HDMI訊號延長至15米以上。在本文中，我們將介紹幾種延長HDMI訊號的方法。

纜線品質

如果您的HDMI訊號傳輸長度超過10米，那麼訊號品質將會隨著傳輸距離而減損，導致訊號接收裝置無法收到HDMI 訊號。HDMI使用一種稱為最小化傳輸差分訊號 （Transition Minimized Differential Signaling，簡稱TMDS）的技術，以確保串行數據依序抵達接收端。訊號傳輸採用了先進的編碼演算法，可減少銅纜上的電磁干擾，讓接收端的時脈再生具有較高的偏斜容限。

為了達到HDMI 訊號的傳輸距離，您需要一條高品質的纜線，但高品質的HDMI纜線未必是越貴的品質越好。由於HDMI是數位信號，沒有理由會因為透過線材造成訊號品質降低，唯一出現訊號品下降的可能是因為發送高頻寬訊號時傳輸距離過長，或著是採用不合符特定HDMI標準的線材。

為了讓HDMI訊號的傳輸距離可以達到15米，請確保您使用的HDMI線材為HDMI 2.1版本，由於由於採用了TMDS傳輸技術，因此訊號要碼是完整的送達，要碼就是無法送達不正確的HDMI訊號會有特定的靜電，我們稱之為「靜電雜訊」。這些雜訊是無法轉換成正確的訊號，並且以白色顯示的像素，這種形式的錯誤訊號非常少見，通常是根本沒有訊號並且導致黑畫面。

延長 HDMI 訊號

由於HDMI 兼具傳輸聲音和影像的功能，因此HDMI介面大量普及於各種消費型產品應用。例如消費型的數位單眼相機和攝影機也採用了HDMI 介面，因此專業影像製作對於HDMI介面並不陌生；而現行的會議室投影設備和液晶螢幕幾乎都有HDMI 介面，使得HDMI成為目前最具成本效益的訊號傳輸格式。然而在影視設備安裝的過程中，用戶普遍遇到最大的問題是：HDMI線材的訊號傳輸距離僅有15米。若要無損耗延長傳輸HDMI訊號，有多種方法可以解決此問題：

1. HDMI 與 SDI 訊號轉換：

當您將HDMI訊號轉換為SDI 訊號時，可以有效地將訊號延長至130米。 該方法需要高等級的100米SDI 纜線，加上HDMI 線，以及兩個主動式轉換器，所費不貲。

優點：SDI纜線是非常可靠的技術、最長可支援130米傳輸

缺點：使用SDI 傳輸4K 影像成本高、主動式轉換器並不便宜

2. HDMI 與 HDBaseT 訊號轉換：

當您將HDMI 訊號轉換爲HDBaseT 格式時，您可以透過CAT-6 網路線就能輕鬆達到此目的，最大傳輸距離通常建議為50米左右。HDBaseT訊號同時能夠為您的裝置提供電力，使得您的系統佈置不再受到電源座位限制。

優點：HDBaseT 可支援4K 影像傳輸；HDBaseT 使用CAT-6乙太網路線傳輸具成本優勢。

缺點：RJ-45的網路線接口脆弱易損；最大傳輸長度受限於硬體設備。

3. 使用主動式HDMI線材

主動式HDMI纜線是一種能夠將銅線訊號轉換為光纖訊號的線材，線材是由外表厚實的絕緣體包覆纖細的光學纖維組成，該類傳輸線材可以輕鬆地將HDMI訊號傳送至100米。但由於光學纖維不耐拗折和壓迫，故不能腳踩在線材上或著被推車碾壓，適用於固定式的作業系統，例如辦公室、會議廳等。這種類型的傳輸線材價格昂貴，但非常可靠。另外需要注意的是，在某些情況下，由於應用設備端未能輸出足夠的電壓，可能會使得HDMI 訊號無法有效透過光纖纜線傳送至接收端設備。

優點：主動式HDMI纜線可支援4K 影像傳輸；可用於長距離傳輸。

缺點：光纖纜線容易因為彎折而損壞；並非所有的顯示器或訊號發射器都能輸出適用於纜線的電壓。

4. 使用主動式HDMI 訊號延長器

主動式HDMI訊號延長器是一種經濟且高效的擴展信號方法， 每一組訊號延長器可以增加HDMI訊號15米的傳輸距離，使用這種裝置並不複雜，成本也不貴，如果您需要應用於定點作業系統、中距離傳輸，例如戶外導播車應用，或著連接投影機而佈線於天花板上，HDMI 訊號延長器是不錯的選擇！由於HDMI訊號延長器必須透過電源座或電池供電，因此不太適合用於移動式作業環境。

優點：高性價比的訊號傳輸解決方案；可配合現有的傳輸線材應用。

缺點：需要電源座或電池供電；不適合用於長距離傳輸或移動式作業環境。

Datavideo 的解決方案

Datavideo 提供許多種專業傳輸線材，除此之外，Datavideo的產品線還包括HDMI轉SDI影像格式轉換器、HDBaseT擴展器、有源HDMI和主動式光纖纜線。不同的情境適用不同的傳輸方案，如果您需要技術協助，歡迎與我們聯繫。

1. HDMI轉SDI轉換器：Datavideo DAC-45

支援VGA、HDMI 和SDI 多種格式的上/下/交叉轉換為4K HDMI或1080P HDMI、SDI訊號，且保有出色的影像質量與清晰度。 這是一種頗具性價比的訊號轉換方式，使用單一轉換器即可勝任多種格式的信號轉換，Datavideo DAC-45 不僅可以接收4K HDMI 輸入/輸出，也可以將4K HDMI 輸入轉換為3G-SDI 1080p 格式輸出，並透過SDI纜線可傳輸訊號長達100米，適合應用於體育場館或音樂會場地作為遠距傳輸。

2. HDBaseT 訊號轉換器: Datavideo HBT-5與HBT-6

此對HDBaseT轉換器可將訊號轉換為HDBaseT格式，並透過常規CAT-6纜線將1080p 解析度的影像延長至60米，而3840 x 2160p 解析度的4K影像訊號則可延長至35米。 當您可以採用暫時性或永久性佈線系統，將纜線固定於辦公樓、會議室或學校等場所。

3. 主動式光纖纜線: Datavideo CB-60, CB-61與CB-62

光纖纜線可以傳送3840 x 2160p 60影像訊號。為了避免纜線被過度拉扯，建議不要時常繞捲線材，適合用於永久性的系統架設，只需確保線材不會被磨損、拉扯。 Datavideo線有30、50和100米的線材。

4. HDMI訊號延長裝置: Datavideo VP-929

當您需要將訊號延長至常規HDMI線材傳輸距離的兩倍或三倍時，那麼就需要HDMI訊號延長裝置。 例如Datavideo VP-929 4K HDMI 訊號中繼站，可應用於戶外導播車系統，該裝置需要透過插座電源或電池供電，訊號解析度可達2160p 60。