高速影音传输技术规格演进与技术趋势

无论是有线的HDMI、Display Port(DP)、MHL、USB 3转A/V到Thunderbolt，到不再仰赖排线，直接以无线讯号对传的WiDi、WiFi-Miracast、802.11ac等高速无线传输标准，甚至到60MHz超高频WiGig 802.11ad、WiHD等规格的推出，都是为了要达到手机、平板、笔电、桌机到大尺寸电视、投影机等跨界有线／无线显示的应用。


大画面  大数据  影音规格不断进化

从SD(640x480)、HD(1280x720)、FullHD(1920x1080)、WQXGA(2560x1600)到4K(3840x2160)等PC萤幕解析度的耀进，手机走向5寸、平板进入10/12寸的325/400ppi以上retina高解析面板，以提供直接显示FullHD的影音内容。


HDMI与DisplayPort是高速显示传输界面两大主流，坊间也有许多可在这两大界面转换的转接盒／转接线材(Source:ebay shop4x4)。

   
MHL透过microUSB连接线，提供手机与液晶电视的影音内容传递与互动控制(Source：MHL/LG)。
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而从手机、平板、笔电、桌电、家中平面电视、白板、投影机、数位看板等多屏一云的跨界显示上的需求，使用于跨装置之间的影音传输技术，各种已经普遍应用的有线／无线的影音连接／传输技术或规格，不仅在传输速度上得大幅回升，同时强调更简易的连接与更广泛的应用。

无论是走缆线的有线形式：HDMI v1.4/2.0、Display Port(DP) v1.2/v1.3、MHL、USB 3转A/V到Thunderbolt，到不再仰赖排线，直接以无线讯号对传的Intel WiDi、Wi-Fi Direct、Wi-Fi Display(Miracast)，采5GHz频段的WHDI、802.11ac等高速无线传输技术，到直接诉求移除一切连接缆线标准，以60MHz超高频段WiGig 802.11ad、WiHD等规格的推出，都是要因应这波大画面、大数据浪潮下不得不然的规格进化。


跨界显示有线至  多屏应用大无限

显示器／液晶电视解析度规格，从早期VGA(640x480)、SVGA(800x600)、XGA(1024x768)，SXGA (1280x1024)、UXGA(1600x1200)到进入FullHD 1080p的WUXGA (1920x 1200)、QXGA(2048x1536)、苹果MacBook Pro使用的WQXGA (2560x1600)、QSXGA (2560x2048)到4K UHD(3840/4096x2160)，显示技术不断的提升，需要更高频、更高频影像讯号实体层线路技术(PHY)，也使影音传输的数位传输介面／接头不断的改变。

目前电视与A/V器材最常见的有线高速传输界面，首推HDMI(High Definition Multimedia Interface)高解析多媒体介面，是由2002年日立、松下电器、飞利浦、新力、东芝、Silicon Image等大厂制定，是一种传送无压缩的音讯／视讯信号的数位介面，也是目前所有家用电视、视听器材，以及电脑显示器／显示卡的必备介面之一。

其连接头有Type A、Type B、适用于平板、手机的Type C(miniHDMI)、Type D(microHDMI)，以及车用电子连接的Type E接头。至今全球配置HDMI介面的装置累积数量已超过30亿部。为了加速普及，同时跟无授权金的DisplayPort(DP)/Thunderbolt竞争，HDMI也将授权金额大幅下降，会员费10,000美元起算，每个HDMI接头降到0.15美元。

HDMI采用TMD线路实体层技术，虽然2009年5月HDMI v1.4a起就已经支援到4096x2160@24Hz、3840x2160@30Hz与3D等规格，用两条HDMI连接线也可以做到4K影音显示输出。

而HDMI协会于2013年9月14日公布的HDMI 2.0版中，由于TMD实体频率提高到600MHz，使得总输出频宽提高到18Gbps，支援3840x2160@60Hz、4096x2160@60Hz(4K家庭剧院／FullDome)等4K格式输出，追加双萤幕与21:9特殊比例超宽萤幕格式等选项，环场音效声道数也提高32个。支援HDMI 2.0的4K UHD电视与相关影音设备，预计在2014年下半问市。

Display Port(DP)显示埠介面，则是视讯电子标准协会(VESA)于2006年5月推动的数位式视讯介面标准，无须任何授权金，传输速率／频宽数比HDMI还高，具备多萤幕并列输出的能力，近年来一些高阶电脑显示器也开始普及。连英特尔第四代Core i3/5/7-4xxx处理器平台，所内建Intel HD/Iris/Iris Pro图形晶片就支援到DP v1.2规格。

目前Display Port最新版是1.3，传输速率上限达32.4Gbps，最高解析度3840x2160/4096x2304@60Hz，并追加3D、DVI/HDMI双模式显示技术。随后Thunderbolt汇流排技术也纳入DisplayPort汇流排的传输协定。

至于结合DP、PCI Express与GP I/O三合一的ThunderBolt汇流排，为Intel于2011所发表，其传输速率为10Gbps；讯号线最长可达100公尺，有铜轴电缆与光纤等两种连接线设置；具备双向10Gbps传输速率，可用菊花链(Daisy-chain)的方式，连接最多6个Thunderbolt周边。


在2011年2月Apple推出首款搭载Thunderbolt汇流排的MacBook Pro笔电产品，目前配置Thunderbolt系统以Apple的桌电／笔电为最大宗，另外也有少数笔电、AIO一体桌机支援。

2013年第一季，Intel宣布第2代Thunderbolt规格与支援的代号Falcon Ridge的主控晶片，改良重点包含：1.传输速度提升到双向20Gbps。2.使用DisplayPort数据时提供4Kx2K解析度输出。3.向下兼容Thunderbolt 1.0。相关产品预计2014面市。

至于智慧手机所支援的MHL(Mobile High Definition Link)介面技术，由Nokia、 Samsung、Silicon Image Inc.、Sony与Toshiba等大厂建立MHL联盟并联合推动，以最普及的microUSB连接头来实作MHL介面，在手机端与电视端只要各加一组MHL传送Transmitter传送晶片，就可以利用既有的microUSB/MHL连接线，同时传输HD高画质视讯／音讯资料到HDMI电视。

目前MHL 2.0标准可提供高达1080p HD视讯、8声道的影音内容，同时支援HDCP以及3D画面，以及透过电视来为手机充电的功能(900mAh电流)，并可透过HDTV的遥控器来存取手机内容。未来MHL 3.0将支援到4Kx2K的解析度。

目前支援MHL的智慧手机，有宏达电(HTC)、三星(Samsung)、LG、SONY、日本夏普、Panasonic、富士通，台湾宏碁、华硕、大陆华为(HUAWEI)、中兴(ZTE)，等多款智慧手机。而市售MHL转接线售价约新台币400～1,000元不等。


WHDI、WiDi、5G WiFi、WiGig、WiHD无线拼斗

由AMIMON、Hitachi、LG Electronics、Motorola、Samsung、Sharp与Sony共同创立的WHDI产业联盟，WHDI使用5GHz频段、40MHz操作频宽下，以自家专利的极少失真压缩传输技术，以3Gbps速率传递FullHD(1920x1080)影音画面，讯号传输范围约30公尺，具低延迟且不受墙壁影响，华硕、技嘉都有推出WHDI的无线传输影音盒的产品。

2006年推出的WirelessHD，SIBEAM是唯一的晶片厂商。采60Ghz频谱，定位在以IEEE 802.15.3c规格为发展基础的纯A/V影音双向传输，传输速率10～28 Gbps，可传输4倍于1920x1080p FullHD解析度的未压缩画面并支援3D功能，但传输距离被限制在30cm～1公尺，目前是作为缆线取代方案。

2009年的WiGig，采60Ghz频谱，传输速率达7Gbps，WiGig已经与Wi-Fi联盟合作，以IEEE 802.11ad规格为基础，寻求2.4GHz的WiFi 802.11a/b/g/n、5GHz频段的802.11ac整合，达到三频(2.4/5/60GHz)多模共用的境界。

2012年推出的5G WiFi规格为802.11ac，采用5Ghz双频段，单通道传输速率433Mbps，最大空间串流为8个(1.8～3.6Gbps)，当使用3组收发天线做多重收发(x3 MIMO)，传输速率上限为1.3Gbps，传输距离约10～30公尺，可做到同时传输3个高画质(1080p FullHD)的影片串流。

WiDi(Wireless Display)是英特尔在2011年伴随第二代Core i处理器，所推出的无线影音传输技术。采2.4Ghz/5Ghz双频段，传输速率为300Mbps，可无线传输H.264压缩的1080p影音画面。

2013年6月第四代笔记型处理器Core i3/5/7(Haswell+Sharkbay)全系列支援WiDi无线影音传输技术。预料随着2014年下半年，英特尔正式将802.11ac纳入成为笔电无线标准时，可以进一步将传输影音标准提升到4K UHD(3840x2160)。