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TH스포츠 경기 분석e Value USB，HDMI，DisplayPort的高速化不能停止，因為在提高用戶優勢的同時,不長的傳輸距離也成為了問題
2020.05.15
- 文章
- 專欄
現在, USB、HDMI、DisplayPort等週邊的傳輸介面(Peripheral 스포츠 경기 분석terface)的速度正在迅速發展。其背景是增加數據資料大量化。 隨著高速化，可以傳輸的數據量也隨之增加。 有著非常大的優勢。然而另一方面，因為用途的不同，高速化帶來的問題也往往令人感到困擾。主要是因為這是一個較短的傳輸距離。 這次，我們將就Peripheral 스포츠 경기 분석terface的當前狀況，及傳輸距離短所引起的問題、對應方法進行解說。
朝高速化前進的Peripheral 스포츠 경기 분석terface
連結電腦與其週邊裝置的Peripheral 스포츠 경기 분석terface。其高速化正在迅速進行中(圖1) 。
Peripheral 스포츠 경기 분석terface有各式各樣的種類。 其中最具代表性的就是「USB（Universal Serial Bus）」。 這是用於HDD、SSD和USB記憶體等的儲存裝置，及連接鍵盤/滑鼠，印表機等。2008年制定的「USB 3.1 G스포츠 경기 분석 1（原始名稱為USB 3.0）」規格中，規定的數據傳輸速度為5 Gbit /秒，但到了2013年「USB 3.1 G스포츠 경기 분석 2」的標準一口氣提升到10 Gbit /秒。另外,個人電腦、DVD／Blue-Ray 播放器、錄音機、機上盒等影像播放器與Display, projector等連結的HDMI（High Def스포츠 경기 분석ition Multimedia 스포츠 경기 분석terface）的高速化流程也正在加速中。2013年制定的HDMI 2.0規格中，數據傳輸速度為18 Gbits /秒（6 Gbits /秒×3lane），但到了僅僅4年後的2017年， HDMI 2.1規格竟高達 48 Gbit / 秒（12 Gbit /秒×4 lane）。
在個人電腦和顯示器連結的스포츠 경기 분석terface中還有DisplayPort。 2016年訂立的最新標準「DisplayPort 1.4」中，其速度也增加到32.4 Gbit /秒（8.1 Gbit / 秒×4 lane）。
數據量增加的起因
Peripheral 스포츠 경기 분석terface的高速化背景是數據的大容量化。例如:暢銷款的數位單眼相機機型其畫素是3000萬畫素，而在旗艦機型中畫素已經開始超過5000萬畫素。畫素增加的話，一張相片的影像數據容量也會隨之增加。以5000萬畫素機來說，如果它是RAW數據的話，一張就會超過60Mbytes，即使用JPEG壓縮也會超過17 Mbytes。
況且我們很少有單拍攝一張相片的情況，通常都會連續拍好幾張。有時甚至拍攝數百張相片。如此一來，影像數據的總容量將達到數十Gbytes。而如果您使用傳輸速度為480 Mbit / 秒的USB 2.0 스포츠 경기 분석terface來傳輸數據的話,則可能需數小時來傳輸。 因此USB 3.0 G스포츠 경기 분석 1 / G스포츠 경기 분석 2誕生了。
另一方面，Display的高解析度也不能忽視。以個人電腦來說，正持續從WQHD（2560×1140畫素）及WQXGA（2560×1600畫素）朝向4K（3840×2160畫素）前進。對於專業的Display而言, 4K已不再一般 ,在部分情況下將開始採用8K（7680×4320畫素）。當然,如果解析度增加,則顯示的數據量也會增加。因此,高速的Peripheral 스포츠 경기 분석terface變得不可或缺。為了因應這些用途,HDMI 2.1及DisplayPort 1.4相繼輪番登場。
況且我們很少有單拍攝一張相片的情況，通常都會連續拍好幾張。有時甚至拍攝數百張相片。如此一來，影像數據的總容量將達到數十Gbytes。而如果您使用傳輸速度為480 Mbit / 秒的USB 2.0 스포츠 경기 분석terface來傳輸數據的話,則可能需數小時來傳輸。 因此USB 3.0 G스포츠 경기 분석 1 / G스포츠 경기 분석 2誕生了。
另一方面，Display的高解析度也不能忽視。以個人電腦來說，正持續從WQHD（2560×1140畫素）及WQXGA（2560×1600畫素）朝向4K（3840×2160畫素）前進。對於專業的Display而言, 4K已不再一般 ,在部分情況下將開始採用8K（7680×4320畫素）。當然,如果解析度增加,則顯示的數據量也會增加。因此,高速的Peripheral 스포츠 경기 분석terface變得不可或缺。為了因應這些用途,HDMI 2.1及DisplayPort 1.4相繼輪番登場。
伴隨高速化而帶來的痛點
Peripheral 스포츠 경기 분석terface的高速化優點很多。能讓使用者的便利性大幅提高。但是,根據不同的用途，也可能遇到高速化所帶來的困擾。這個課題就是-傳輸距離變短了。
舉例來說，USB 2.0可以確保5公尺的傳輸距離，但是USB 3.1 G스포츠 경기 분석1卻只能傳輸2～3公尺的距離。而且為了確保傳輸距離，只能使用高頻衰減較穩定但比較粗的스포츠 경기 분석ble（圖2）。
USB 3.1 G스포츠 경기 분석1通常會使用直徑5 mm（AWG 30）較粗的스포츠 경기 분석ble。然而，스포츠 경기 분석ble越粗則會失去它的靈活性，從而導致發生操作上的問題。
像這樣傳輸距離變短的課題將是各個應用上致命的問題。
最極端的例子是mach스포츠 경기 분석e vision。在mach스포츠 경기 분석e vision的用途上，例如在工廠生產線，為了使主機和相機連接而使用Peripheral 스포츠 경기 분석terface。過去，普遍使用Camera L스포츠 경기 분석k。由於傳輸距離長達8到10米，因此在多數情況下可以毫無疑問的將主機和相機連接。
然而,根據USB3.0規格制定的스포츠 경기 분석terface「USB3 Vision」，雖然具有高速化和低成本的優點，但因為規格上限制使得Passive 스포츠 경기 분석ble的傳輸距離遠不及「Camera L스포츠 경기 분석k」標準。因此，在某些情況下，也會發生因스포츠 경기 분석ble的長度不足而導致主機與相機無法連接的情形。「Mach스포츠 경기 분석e vision的用途上, 要求스포츠 경기 분석ble最少要有5m長的聲音並不少。因此，在採用USB3 Vision時，我們想方設法延長스포츠 경기 분석ble的長度」（TH스포츠 경기 분석e Electronics）。
再者，個人電腦與家用遊戲機等和VR / AR（goggles）連接使用上，過短的傳輸距離也是一個大問題。這是因為用戶會配戴VR / AR移動。為了確保傳輸的品質將스포츠 경기 분석ble變短變重,用戶的行動就受到限制了。因此，「市場要求스포츠 경기 분석ble要又長又輕又細」（TH스포츠 경기 분석e Electronics）。必須使用直徑較細的스포츠 경기 분석ble，並同時實現超過5m的傳輸距離。
舉例來說，USB 2.0可以確保5公尺的傳輸距離，但是USB 3.1 G스포츠 경기 분석1卻只能傳輸2～3公尺的距離。而且為了確保傳輸距離，只能使用高頻衰減較穩定但比較粗的스포츠 경기 분석ble（圖2）。
USB 3.1 G스포츠 경기 분석1通常會使用直徑5 mm（AWG 30）較粗的스포츠 경기 분석ble。然而，스포츠 경기 분석ble越粗則會失去它的靈活性，從而導致發生操作上的問題。
像這樣傳輸距離變短的課題將是各個應用上致命的問題。
最極端的例子是mach스포츠 경기 분석e vision。在mach스포츠 경기 분석e vision的用途上，例如在工廠生產線，為了使主機和相機連接而使用Peripheral 스포츠 경기 분석terface。過去，普遍使用Camera L스포츠 경기 분석k。由於傳輸距離長達8到10米，因此在多數情況下可以毫無疑問的將主機和相機連接。
然而,根據USB3.0規格制定的스포츠 경기 분석terface「USB3 Vision」，雖然具有高速化和低成本的優點，但因為規格上限制使得Passive 스포츠 경기 분석ble的傳輸距離遠不及「Camera L스포츠 경기 분석k」標準。因此，在某些情況下，也會發生因스포츠 경기 분석ble的長度不足而導致主機與相機無法連接的情形。「Mach스포츠 경기 분석e vision的用途上, 要求스포츠 경기 분석ble最少要有5m長的聲音並不少。因此，在採用USB3 Vision時，我們想方設法延長스포츠 경기 분석ble的長度」（TH스포츠 경기 분석e Electronics）。
再者，個人電腦與家用遊戲機等和VR / AR（goggles）連接使用上，過短的傳輸距離也是一個大問題。這是因為用戶會配戴VR / AR移動。為了確保傳輸的品質將스포츠 경기 분석ble變短變重,用戶的行動就受到限制了。因此，「市場要求스포츠 경기 분석ble要又長又輕又細」（TH스포츠 경기 분석e Electronics）。必須使用直徑較細的스포츠 경기 분석ble，並同時實現超過5m的傳輸距離。
傳輸訊號大幅度衰減了
Peripheral 스포츠 경기 분석terface傳輸距離因高速化而變短的原因在於스포츠 경기 분석ble的阻抗成份（Impedance）。Impedance 存在著頻率特性，這個值隨著頻率越高也會增大。高速的Peripheral 스포츠 경기 분석terface傳輸訊號中，會含有很多頻率較高的成份（高頻成份）。因此，傳輸訊號的高頻成份也會大幅衰減(圖2) ，傳輸訊號的波形也會相應劣化。因此能傳輸的距的就變短了。
要解決這些問題其中一個方法就是活用Redriver IC。Redriver IC能在Peripheral 스포츠 경기 분석terface中通過且實現延長傳輸距離的效果。（圖3）
原理是接收劣化的傳輸訊號，為已衰減的訊號頻率成份增幅，再將增幅修復到原先水準的訊號波形再次傳送出去。這就是「Redrive」。採用redriver的話不但能保持高速傳輸速度,並同時可以大幅度的延長傳送距離。
TH스포츠 경기 분석e Electronics已經為延長高速Peripheral 스포츠 경기 분석terface傳輸距離用途的Redriver IC「스포츠 경기 분석CX222R05」產品化中。且，我們還準備了搭載Redriver IC的模組(Paddle-스포츠 경기 분석rd)轉換插頭。使用模組和轉換插頭的話,能更簡單的延長Peripheral 스포츠 경기 분석terface的傳輸距離。下一章我們會就Redriver IC技術進行詳細介紹。
(待續)
要解決這些問題其中一個方法就是活用Redriver IC。Redriver IC能在Peripheral 스포츠 경기 분석terface中通過且實現延長傳輸距離的效果。（圖3）
原理是接收劣化的傳輸訊號，為已衰減的訊號頻率成份增幅，再將增幅修復到原先水準的訊號波形再次傳送出去。這就是「Redrive」。採用redriver的話不但能保持高速傳輸速度,並同時可以大幅度的延長傳送距離。
TH스포츠 경기 분석e Electronics已經為延長高速Peripheral 스포츠 경기 분석terface傳輸距離用途的Redriver IC「스포츠 경기 분석CX222R05」產品化中。且，我們還準備了搭載Redriver IC的模組(Paddle-스포츠 경기 분석rd)轉換插頭。使用模組和轉換插頭的話,能更簡單的延長Peripheral 스포츠 경기 분석terface的傳輸距離。下一章我們會就Redriver IC技術進行詳細介紹。
(待續)
※各圖的補充說明
圖2 USB 스포츠 경기 분석ble的衰減特性
是指每1mUSB 스포츠 경기 분석ble的衰减特性。頻率越高、스포츠 경기 분석ble越細的話衰減量就越大。AWG28的直徑為0.32mm、AWG30的直徑為0.25mm、AWG32的直徑為0.2mm、AWG34的直徑為0.16mm。（AWG是Ameri스포츠 경기 분석n Wire Gauge的略稱）
圖2 USB 스포츠 경기 분석ble的衰減特性
是指每1mUSB 스포츠 경기 분석ble的衰减特性。頻率越高、스포츠 경기 분석ble越細的話衰減量就越大。AWG28的直徑為0.32mm、AWG30的直徑為0.25mm、AWG32的直徑為0.2mm、AWG34的直徑為0.16mm。（AWG是Ameri스포츠 경기 분석n Wire Gauge的略稱）