Alles dat je moet weten over de HDMI 2.1 standaard

Er is weer een nieuwe versie van de HDMI-standaard: HDMI 2.1. Een nieuwe versie zorgt vaak voor heel wat verwarring bij consumenten en daarom leggen we je uit wat de nieuwe versie inhoudt en wat je ervoor nodig hebt om de HDMI 2.1 te gebruiken.

Wil je HDMI 2.1 kabels bestellen?

Ga dan hier naar de productpagina van onze HDMI 2.1 kabels.

De allerbeste HDMI kabel die nu beschikbaar is. Met deze Ultra High Speed ​​HDMI kabel kun je nog vele jaren vooruit.Deze HDMI 2.1 kabels zijn perfect voor: 8K, 10K, eARC, Dynamic HDR en VRR.

In het kort

HDMI 2.1 is de volgende standaard op het gebied van HDMI en biedt simpel gezegd nog meer mogelijkheden op het gebied van audio en video. Zo ondersteunt de standaard de 4K Ultra HD-resolutie met 120Hz, de 8K Ultra HD-resolutie met 60Hz en zelfs de 10K Ultra HD-resolutie. Ook de HDR-ondersteuning is uitgebreid. HDMI 2.1 krijgt ondersteuning voor Dynamic HDR, oftewel dynamische metadata voor HDR. Dat betekent dat de kleurweergave en helderheid per scene, of zelfs per frame, geoptimaliseerd kan worden.

Voor de gamers onder ons is de ondersteuning voor Game Mode VRR interessant. Dit maakt variabele refresh rates (verversingssnelheid) mogelijk om een hoge input lag tegen te gaan en artefacten in het beeld te voorkomen. Dankzij eARC (extended Audio Return Channel) worden de meeste nieuwe audioformaten ondersteund, waaronder ook object based audioformaten, en kan het aangesloten apparaat automatisch herkend worden. 

De nieuwe HDMI-standaard en de nieuwe kabels zijn backwards compatibel, wat betekent dat je een ‘langzame’ HDMI kabel kunt gebruiken op een HDMI 2.1-poort en dat je een HDMI 2.1-kabel kunt gebruiken op een apparaat met een eerdere HDMI-versie. Wil je optimaal van alle functies gebruikmaken dan heb je wel een HDMI 2.1-poort en -kabel nodig.

Naamgeving van de bijbehorende kabels

Om gebruik te maken van HDMI 2.1 heb je nieuwe HDMI kabels nodig. Omtrent de naamgeving van deze HDMI 2.1 kabels is echter veel onduidelijkheid. Wat zeer begrijpelijk is vanwege het volgende:

• De 3 meest gebruikte namen zijn: HDMI 2.1 kabel, 48G kabel en Ultra High speed HDMI kabel.
• Intern heten deze Ultra High speed HDMI kabels ‘Category 3 Cable’.
• Belkin heeft hier zelfs nog twee variaties op bedacht: Ultra HD High-Speed HDMI-kabel en Ultra HD HDMI-kabel.
• Dan heb je in de volksmond ook nog 4K HDMI kabel en UHD kabel of UHD HDMI kabel. Hier zullen binnenkort nog wel 8K HDMI kabel en 10K HDMI kabel bijkomen.

Hieronder leggen we uit waar deze namen vandaan komen en wat de verschillen zijn.

Van 48G kabel naar Ultra High Speed HDMI-kabel

We hebben het hierboven al kort even aangekaart; de HDMI 2.1 kabels. Met de komst van HDMI 2.1 wordt het namelijk weer belangrijk om naar de kabels te gaan kijken. Nog niet zozeer bij 4K Ultra HD en HDR, maar wel zodra we naar hogere resoluties als 8K Ultra HD en zelfs 10K Ultra HD gaan. Om hiervan gebruik te maken heb je namelijk een Ultra High Speed HDMI-kabel nodig, voorheen ook wel een 48G HDMI-kabel genoemd.

De naamgeving van de nieuwe kabels zal voor sommigen wellicht wat verwarrend zijn, en met goede reden. Want er worden door sommige partijen nog steeds HDMI-versienummers voor kabels gebruikt en bovendien gebruikte de organisatie achter de HDMI standaard bij de aankondiging van HDMI 2.1 nog de naam 48G voor de nieuwe kabels. Er valt voor alles wat te zeggen – en hieronder leggen we uit waar 48G vandaan komt – maar feit is dat we met z’n allen hebben afgesproken om voor kabels voortaan geen versienummers van HDMI meer te gebruiken. HDMI-kabels die tot en met HDMI 2.0b ondersteunen worden – en werden al – High Speed HDMI kabels genoemd, en nu we met HDMI 2.1 weer een stapje hoger en sneller gaan wordt de naam Ultra High Speed HDMI gebruikt. Zie hier de officiële bron. Voor apparatuur met HDMI-aansluitingen mogen de HDMI versienummers nog altijd gebruikt worden maar op het gebied van kabels hoef je alleen maar te kijken naar de termen High Speed HDMI en Ultra High Speed HDMI.

De bandbreedte

De naam 48G komt niet uit de lucht vallen. De nieuwe Ultra High Speed HDMI-kabels kunnen namelijk 48 Gigabit per seconde verwerken De gebruikte connector voor de 48G kabels is dezelfde 19 pins HDMI connector als bij de high speed HDMI kabels, de zogenaamde HDMI type A connector.

De hoeveelheid data die de HDMI kabel moet kunnen verwerken is enorm omhoog gegaan, van 18 Gbps met HDMI 2.0 naar 48Gbps met HDMI 2.1. De toegestane bandbreedte van HDMI signalen is al eerder verhoogd. Van HDMI versie 1.0 tot 1.2 was de bandbreedte 1,65 Gbps per kanaal wat de kabel een totale bandbreedte geeft van 4,95 Gbps. Bij versie 1.3 werdt dit verhoogd naar 3,4 Gbps per kanaal, 10,2 Gbps in totaal. Vanaf HDMI versie 2.0 werdt de bandbreedte opgeschroefd naar 6 Gbps per kanaal, wat de kabel een totale bandbreedte geeft van 18 Gbps.

Bij al deze veranderingen is er qua structuur van de kabel vrij weinig veranderd. De audio- en videosignalen gaan over 3 afgeschermde dataparen en er is nog een datapaar voor het kloksignaal. Er wordt gebruik gemaakt van 2 verschillende voltages die respectievelijk een één of een nul vertegenwoordigen. Voor de stap van 18 naar 48 Gbps zullen er echter wel structurele aanpassingen nodig zijn in de verwerking van het signaal.

Hoe wordt 48 Gbps gehaald?

De connector en de hoeveelheid aders zijn bij High Speed HDMI kabels en Ultra High Speed HDMI kabels hetzelfde (respectievelijk HDMI 2.0b kabels en HDMI 2.1 kabels). Er wordt een 19 pins connector gebruikt met 19 koperaders. Om toch 4x zoveel data (18 Gbps naar 48 Gbps) te kunnen verwerken zijn de volgende veranderingen doorgevoerd:

6 Gbps naar 12 Gbps per aderpaar

Om de hogere resoluties te kunnen doorsturen wordt de bandbreedte per aderpaar verdubbeld. Van 6 Gbps (bij HDMI 2.0b) naar 12 Gbps (bij HDMI 2.1). Bij kortere lengtes kan dit behaald worden door gebruik te maken van solid core aders en zeer hoge kwaliteit koper

Ook worden er nóg hogere eisen gesteld aan de afscherming. Zowel die van de kabels zelf als die van de individuele aderparen. Door de grote datastroom ontstaat er veel meer elektromagnetische interferentie (EMI). Als de afscherming niet goed is dan zal er zelfs storing kunnen optreden bij andere kabels en apparaten. Zeer begrijpelijk dus dat de eisen aan EMI bij HDMI 2.1 een stuk strenger zijn.

Van 3 naar 4 aderparen

Elk datapaar in een HDMI kabel bestaat uit 3 aders, plus, min en afscherming. Waar de HDMI kabels tot HDMI versie 2.0b 3 dataparen hebben, zijn dit bij de HDMI 2.1 kabels 4 aderparen geworden. Eén aderpaar dat eerst gebruikt werd om het clocksignaal door te geven wordt nu gebruikt voor data.

Actieve HDMI kabels

Bovenstaande oplossing zijn enkel voldoende bij kortere HDMI kabels. Als je langere kabels nodig hebt en toch 48 Gbps wilt doorsturen dan zullen er actieve kabels nodig zijn. Dat kan op twee manieren:

Er kan een chip in de kabel geplaatst worden, die het signaal kan versterken of opschonen. In dat geval hoeft de opbouw van de kabel niet gewijzigd te worden.

De beste oplossing voor lange lengtes is echter om gebruik te maken van een optische HDMI kabel. Er zit dan een chip en een lens in de HDMI connector van de bronkant die het HDMI signaal omzet naar een lichtsignaal. Dit lichtsignaal wordt over glasvezel verstuurd. In de connector van de ontvangende kant zit dan een lens en een chip die het signaal weer omzet naar een gewoon HDMI 2.1 signaal.

De bandbreedte van glasvezel is vele malen hoger dan dat van koper, bovendien is het volledig ongevoelig voor EMI. Hiermee zijn lengtes tot 100 meter geen probleem. We hebben zelfs al tests gedaan tot 300 meter.

HDMI 2.1 apparatuur

Op het gebied van apparatuur met HDMI 2.1 is er nog wat onduidelijkheid. In principe ondersteunt nog geen enkel apparaat op dit moment HDMI 2.1, al wordt het soms wel gecommuniceerd.

Marketing is een belangrijke tool voor fabrikanten en HDMI 2.1 klinkt nu eenmaal alsof je het moet hebben. Als er momenteel over HDMI 2.1 gesproken of geschreven wordt in combinatie met nieuwe apparaten dan betekent het meestal dat fabrikanten één of meerdere features van de nieuwe standaard in hun nieuwe producten verwerkt hebben. Niet alle features van de standaard hebben immers de volledige bandbreedte (48Gbps) nodig die HDMI 2.1 biedt. Om de 8K Ultra HD-resolutie of 4K-resolutie met HFR (High Frame Rate) weer te geven is HDMI 2.1 volledig nodig en dit zijn dus features die niet mogelijk zijn met de huidige reeks producten. Daarbij vereisen deze features ook een krachtige processor die vaak alleen in de absolute topmodellen te vinden is. Zo liet LG bijvoorbeeld weten dat alleen de topmodellen oled tv’s die over de Alpha 9-processor beschikken Ultra HD-content in combinatie met HFR (High Frame Rate) en HDR kunnen weergeven – via een stream want via HDMI wordt dus niet ondersteund.

Andere features, waaronder HDMI eARC en zelfs HDR10+, kunnen wel binnen de bandbreedte en specificaties van HDMI 2.0 verwezenlijkt worden. Deze features zien we dus wel terug op apparatuur in 2018, bijvoorbeeld op diverse televisies en av-receivers.

Xbox One X

Daarnaast beloven sommige fabrikanten dat hun apparatuur ‘futureproof’ is voor HDMI 2.1. Dit betekent dat de hardware aanwezig is om HDMI 2.1 straks te ondersteunen, simpelweg door het versturen van een firmware-update. Onder meer Microsoft belooft dit en wel voor de Xbox One X. Dit apparaat moet volgens Microsoft volledige ondersteuning voor HDMI 2.1 gaan bieden.

Firmware update

Of in de toekomst meerdere apparaten, waaronder ook receivers en televisies, middels een firmware-update volledige ondersteuning voor HDMI 2.1 bieden is nog niet geheel duidelijk. Dit is immers grotendeels afhankelijk van de gebruikte hardware en de mogelijkheden hiervan. Op dit moment durven nog maar weinig fabrikanten de volledige mogelijkheden van HDMI 2.1 het te beloven dus zorg dat je goed nakijkt wat een apparaat met ‘HDMI 2.1’ precies ondersteunt.

Hogere resoluties

We zijn nog maar net aan de 4K Ultra HD-resolutie begonnen maar er staan alweer opvolgers klaar. De eerste opvolger is 8K Ultra HD.

8K Ultra HD

8K Ultra HD staat voor de resolutie van beeldmateriaal. Dit betekent het aantal horizontale en verticale pixels van een beeld. Bij 4K spreken we van 3.840 bij 2.160 pixels en 8K bevat viermaal zoveel pixels; 7.680 bij 4.320 pixels. Een 8K-beeld bevat dus nog meer pixels en nog meer informatie. Ter verduidelijking; 8K is zestienmaal zo scherp als Full HD (1.920 bij 1.080 pixels).

Er is al een klein aantal 8K Ultra HD tv’s te koop, waaronder een groot model van Sharp. Echter; de prijs ligt op een hoog niveau, er is nog nauwelijks tot geen 8K-content en kijkend naar de hardware zijn er nog beperkingen aangezien deze tv middels zes (!) HDMI-kabels aangestuurd wordt om het 8K-beeld te kunnen tonen. Het is dus nog ver weg, maar dat we naar hogere resoluties gaan staan vast.

En bij 8K Ultra HD blijft het dan ook niet.

10K Ultra HD

Er wordt zelfs al naar 10K Ultra HD gekeken en die resolutie wordt dan ook door HDMI 2.1 ondersteund. Maar, voordat we daar dieper op ingaan zijn we weer een aantal jaren verder. Voor nu is het in ieder geval goed om te weten dat HDMI 2.1 de volgende resoluties ondersteunt;

• 4K50/60
• 4K100/120
• 5K50/60
• 5K100/120
• 8K50/60
• 8K100/120
• 10K50/60
• 10K100/120

HDR met dynamische metadata

Ook HDR (high dynamic range) is een belangrijk onderdeel van de HDMI 2.1-specificatie. Niet zozeer HDR zelf, want die standaard wordt ook al door HDMI 2.0 ondersteund. Wat wel met het nieuwe HDMI 2.1 volledig ondersteund gaat worden is Dynamic HDR, oftewel HDR met dynamische metadata.

Het dynamisch bereik is de verhouding tussen het helderste wit en het donkerste zwart dat je op de televisie kunt zien. High dynamic range staat voor beelden met een uitgebreider dynamisch bereik dan we tot voor kort kenden. Onze huidige content duiden we tegenwoordig vaak aan als SDR-content (Standard Dynamic Range). HDR wordt mogelijk gemaakt door moderne schermen die een veel hogere helderheid kunnen tonen, en veel gedetailleerdere donkere scènes met meer nuances.

Content die in HDR opgenomen wordt biedt dus een veel dynamischere weergave, maar bij het meest gebruikte, standaard HDR-formaat (HDR10) wordt één HDR-setting gebruikt voor een hele uitzending of een hele film. Dat zorgt voor over het algemeen zeer fraaie HDR-beelden, maar zodra er een extreem donkere of extreem lichte scene komt kan dit voor een matige HDR-weergave zorgen. Het is simpel gezegd de gulden middenweg voor HDR-weergave. Met de komst van Dynamic HDR (HDR met dynamische metadata) komt daar verandering in. Nieuwe HDR-standaarden die dit ondersteunen (HDR10+ en Dolby Vision) maken het mogelijk om de HDR-weergave per scene of zelfs per frame te optimaliseren zodat je altijd de beste HDR-ervaring voorgeschoteld krijgt.

Nu wordt Dynamic HDR al gebruikt binnen de HDMI 2.0-standaard, maar ook hier geldt hetzelfde voor als we hierboven genoemd hebben; sommige features van HDMI 2.1 kunnen nu al gebruikt worden maar zodra je ze gaat combineren biedt de HDMI 2.0-hardware niet voldoende mogelijkheden.

eARC (Enhanced Audio Return Channel)

Op het gebied van audio is eARC een belangrijke nieuwe feature, een feature die we overigens ook nu al op bijvoorbeeld tv’s en receivers zien maar wederom als stand-alone feature, losgetrokken van HDMI 2.1. HDMI eARC (enhanced Audio Return Channel) maakt het mogelijk om de nieuwste hi-res audioformaten vanuit de tv terug te sturen naar de audio-installatie, bijvoorbeeld een receiver of soundbar. Meer over alle nieuwe mogelijkheden die HDMI eARC biedt lees je in ons HDMI eARC artikel.

Nieuwe refresh rate-functies

Met HDMI 2.1 wordt ook ondersteuning voor nieuwe refresh rate-functies ingebouwd. Refresh rates is het aantal keer per seconde dat het beeld (frame) vernieuwt zodat je een vloeiende en soepele weergave krijgt. De nieuwe functies zijn Variabele Refresh Rate (VRR), Quick Media Switching (QMS) en Quick Frame Transport (QFT)

Game Mode VRR

Een televisie die Variabele Refresh Rate (VRR) ondersteunt kan de refresh rate van het paneel in realtime aanpassen zodat het overeenkomt met de bron. Dit heeft als groot voordeel dat er een soepeler beeld met een consistente input-lag weergegeven kan worden. Met name voor de gamers onder ons is dit een belangrijke vooruitgang. Vandaar ook dat de naam Game Mode VRR vaak gebruikt wordt voor deze functie. Nieuwe consoles als de Xbox One X ondersteunen VRR, net als de nieuwste grafische kaarten voor pc’s.

Quick Media Switching

Quick Media Switching (QMS) is een functie waarmee het bronapparaat direct de resolutie of framerate van de content kan aanpassen zonder dat het display (de televisie) naar zwart gaat. Zo kan zonder dat het beeld verstoort wordt de refresh rate, de resolutie, de HDR-modus en de juiste beeldmodus ingeschakeld worden. Soepele overgangen naar de meest optimale weergave maken de kijkervaring weer net wat beter.

Quick Frame Transport

Quick Frame Transport (QFT) is een wat ingewikkelder proces waarbij elk videoframe sneller van de bron naar het display gebracht wordt, zonder dat de framerate van de bron aangepast wordt. Simpel gezegd komt dit er op neer dat de input-lag voor gaming flink gereduceerd wordt en dat de ervaring van real-time virtual reality verbetert.

Auto Low Latency Mode (ALLM)

De Auto Low Latency Mode (ALLM) is tot slot een feature waar zowel filmkijkers als gamers van kunnen profiteren. Met deze feature ingeschakeld worden de beeldinstellingen van je tv namelijk automatisch geoptimaliseerd voor de beste ervaring met de content die je bekijkt of speelt. Een voorbeeld is de Xbox One X, die automatisch de beste settings aan de tv meegeeft via HDMI waardoor de visuele ervaring optimaal is en de input-lag wederom gereduceerd wordt. Microsoft heeft in april 2018 deze functie door middel van een firmware update aan de Xbox One X toegevoegd. Zowel de bron als het display moet deze feature van HDMI 2.1 ondersteunen om er gebruik van te maken.

Zie hieronder hoe je deze functie aanzet: