CIMA LABORATORY

じょしゅ
みなみなさま、こんにちはでございにゃーす!

こんかいはね、HDMIケーブルについてです。

きょうじゅ
HDMIは同じ形状、見た目でもバージョンが複数あるので、繋いでみたけど映像が出ない!ということが起こりえます。

ということで!バージョンの違いや実験を通してケーブルの特長をまとめてみました。

じょしゅ
ややこしやぁ~

HDMIケーブルとは

きょうじゅ
HDMIケーブルとはパソコンやブルーレイプレーヤー等とモニターを接続する際に用いるデジタルAV信号ケーブルで、映像信号と一緒に音声信号も送れるのが特徴です。

HDMIの出力端子が付いていない場合、音声ケーブルと2本接続する必要があります。

じょしゅ
1ぽんですむっていいよね!
きょうじゅ
映像技術が発達するにつれ、ハードも進化を遂げます。

HDMIが策定されたのは2002年でそれ以降10回以上バージョンアップされています。

家庭用機器向けに作られた規格なので、開発も早かったのかもしれません。

HDMIのバージョン

きょうじゅ
前述の通りHDMIは音声信号にも対応しているので、バージョンアップに伴い、音のバージョンも上がっているのですが、今回は映像信号の伝送速度、解像度をピックアップしました。

きょうじゅ
現在、製品として販売されているケーブルはだいたいVer1.4で、少々お高いものになればVer2.0だと思います。Ver2.1のものも販売されているようですが、まだまだ主流ではありません。

バージョンバージョンと何度も言いましたが、商品自体にバージョンの表記はありません。というか、それを表記することは禁止されています。

その代わりに伝送速度の名称(StandardやHigh Speed)をケーブルに記載することになりました。(2012年以降)

じょしゅ
ほんまかいな~!!
きょうじゅ
よって、HDMIケーブルを購入する際は、パソコンやプレーヤー、モニターの解像度と帯域の関係を把握しておくと良いでしょう。

1080pまででしたら、High Speedで十分ですし、お持ちのブルーレイプレーヤーとテレビが4K/HDR対応しているのであれば、Premium Highを購入するといいと思います。

ここまでは一般的な話で、以下ややこしい話になりますので興味のある方だけお読み下さい。

伝送容量に関わってくるのは、4:4:4などの「色域」と8bitなどの「色深度」、解像度、60pなどの周波数です。

これらの数字によってデータの帯域が変わります。

また、以下の表はHDMI フォーラムが公開している表から一部抜粋したものですが、

High Speedは4K30pにしか対応していないはずなのに、4K60p 4:2:0 8bitのところにHigh Speedと記載されています。

つまり!昔は解像度とバージョンは関係あったのかもしれませんが、現在においては許容する帯域なのかどうかを意識すれば良いのではないでしょうか。

信号の強さとケーブルの長さ

きょうじゅ
ケーブルが長ければ長いほど映像信号は減衰しますが、短ければ信号が強いので、High Speedと書かれていてもPremium Highくらいの帯域があるようです。
じょしゅ
なんだって!!!!!
きょうじゅ
逆にケーブルが長ければ、信号減衰によりPremium Highと謳っている商品でもHigh Speedの性能しか出ない場合がありますので、基本的に10m以内で使用するのがほとんどです。

そのため10mを超えるHDMIケーブルにはコネクタ部分やケーブルの途中に信号補償器が付いているものがあります。

補償器が付いているものは信号に方向があり、モニター側、送出機(プレーヤー等)側と挿す端子が決まっているのでご注意ください。

比較実験

きょうじゅ
では、信号発生器を使用して下記2件の実験をしてみます。

1.High Speedと記載されている3mのHDMIケーブルに10Gbps以上の信号を流して、モニターに映るか

2.Ver2.0と謳っている20mのHDMIケーブルに10Gbps以上の信号を流して、モニターに映るか

バージョンを謳ってはいけない決まりになっているのですが、書いている商品を散見します・・・

使用機材

・4K@60、HDCP 2.2 対応ジェネレータ/アルバニクス様

・帯域10.4Gbps 3m HDMIケーブル/CANARE

・Ver2.0 20m HDMIケーブル/メーカー不明 アリババ購入品

*使用したテレビはLGのOLED65E6Pです。

ケーブルが短ければHigh SpeedでもPremium Highの性能が出るのか

きょうじゅ
ジェネレーターの出力を4K/60Hz、YCbCr 4:4:4の8bitに設定。

この設定でデータ帯域が17.82Gbpsになります。

 

ケーブルは上記の通りこちら。

接続結果

きょうじゅ
問題なく映りました。
じょしゅ
それでいけちゃうならPremium Highの たかいケーブルかわなくていいじゃん。
きょうじゅ
そういうことなのですよ。

HDMIケーブルを使う時に1.5~2メートルを推奨している映像機器の説明書を目にしますが、この長さであれば高性能ケーブルでなくても問題なく信号が通過するからです。

ケーブルは抵抗やコンデンサ、コイルの特性を持っているので、例えば1メートルで0.1Ωの抵抗があれば、10メートルで1Ωになります。

ケーブルが長くなるほど、抵抗分の信号が低下すると同時にコイルやコンデンサの影響もあり更に信号が低下します。

出力信号自体は、ある程度の低下分も見込んで伝送しており、かつケーブル自体も仕様通りの帯域でしか伝送できないわけではなく、ある程度の低下を見込んでいるようで、短いケーブルであれば問題なく伝わります。

そのような意味では2メートル程のケーブルは補償範囲と言えます。

長ければPremium HighでもHigh Speedの性能しか出ないのか

きょうじゅ
今回使用するケーブルはVer 2.0という名目でアリババ(中国通販サイト)で販売されていたものです。

先程と同じ設定[4K/60Hz、YCbCr 4:4:4 8bit]で試してみましたが、テレビには「信号がありません」と表示され映りませんでした。

通常20mほどの長尺ケーブルは信号が減衰するため、多分Ver2.0(Premium High)の性能は保てないだろうなという予想の元購入しました。

ケーブルの途中に主張の強い信号補償器が付いていたので、企業努力はされているのでしょう。

きょうじゅ
解像度は変えずに色域を1つずつ下げて4:2:0の12bitで映りました。

データ帯域が13.37Gbpsなので、High Speed(10.2Gbps)以上だけど、Premium High(18Gbps)には届かないレベルですね。

きょうじゅ
他の長尺ケーブルはどうなのかテストしてみました。

使用したケーブル

・カナレ 20m/信号補償器付き/帯域表記:High Speed(10.2Gbps)

・TTL 15m/信号補償器なし/帯域表記:Standard(4.95Gbps)

・メーカー不明の中国製 25m/補償器付き/帯域表記:High Speed(10.2Gbps)

実験結果

カナレ

結果:4K60p 4:2:0 12bit(13.37Gbps)で表示

きょうじゅ
コネクターの部分に信号補償器が付いています。

トータルテクノロジーズ社

結果:4K60p 4:2:0 12bit(13.37Gbps)で表示

きょうじゅ
ケーブルに「STANDARD HDMI CABLE」と書かれていたので、Standardの帯域かと思ったのですが、結果を見る限りではHigh Speedのようですね。

補償器なしで13.37Gbpsは優秀ではないでしょうか。

メーカー不明の中国製

結果:4K60p 4:2:0 10bit(11.14Gbps)で表示

コネクター部分に補償器あり。

きょうじゅ
25mということもあって信号はかなり減衰したようですが、High Speed(10.2Gbps)の帯域はキープ出来ていますね。

基本的に通常の表記よりも大きな帯域で信号が通りました。

まとめ

きょうじゅ
ケーブルのバージョンによって仕様が決まっていると思っていたので、4K60pを再生するには絶対Premium Highを使わなければならないと思っていましたが、ケーブルが短ければバージョンにこだわる必要がないということを実験を通して知りました。

逆に長ければ信号が減衰する可能性がありますし、ケーブルの重さでコネクタ部分が接触不良を起こし使用できなくなることも、たまにあるのでオススメはしません。

前述の通り、HDMIは家庭用機器向けに作られた規格ですが、現在業務用機器でも入出力端子として使用されています。

この小学生の草野球チームにメジャーリーグのプロ野球選手が参加するような行為はトラブルの元です。

実際、HDMIコネクターの接触不良は多く、HDMIケーブル装着時はコネクターに負担のかからない処置が必要です。

20メートルのケーブルでも接触不良が発生すれば、復旧困難となり買い替えになるので、ディスプレイと再生機はなるべく近くに設置して、短いケーブルを使うことをオススメします。

じょしゅ
なんか・・・むずかしいね。

とりあえず みじかいケーブルつかっとけば だいじょうぶなんでしょ?

きょうじゅ
そうです!とりあえず2mくらいの短いケーブルを使っておけば無難です。

冒険もたまには必要ですが、平穏な気持ちを保って生きていくためには無難な選択も大切です。

じょしゅ
なんのはなし!!!!

ということで、じかいもよろしーま!

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