สาย HDMI ราคาถูก-แพง คุณภาพต่างกัน ให้ผลลัพธ์แตกต่างกันจริงหรือ? หากเห็นกระทู้แบบนี้ในเว็บบอร์ดเมื่อไหร่ เป็นได้ “ดราม่า” ทุกที… แท้จริงแล้วสาย HDMI ส่งผลกับคุณภาพภาพและเสียงหรือไม่ วันนี้เราจะหา “คำอธิบาย” ของคำตอบกันครับ
ก่อนจะไปว่ากันเรื่องความแตกต่างที่จะได้รับจากคุณภาพของสาย HDMI ผมขอถามคำถามหนึ่งก่อนว่า เราต้องการอะไรจากสาย HDMI? คำตอบคงหาได้ไม่ยากถ้าทราบหน้าที่ของสาย HDMI ทั้งนี้ หน้าที่หลักของสาย HDMI คือ ตัวกลางเชื่อมต่อสัญญาณ (หรือทางผ่าน) ระหว่างอุปกรณ์ภาพและเสียงในระบบโฮมเธียเตอร์ ดังนั้นถ้าเสียบใช้แล้วมีภาพขึ้น มีเสียงออก ก็น่าจะจบเท่านั้นใช่ไหม? คำตอบคือ ใช่ครับ แต่แท้จริงแล้วท่านต้องการเพียงเท่านั้นจริงหรือ? ทุกสรรพสิ่งล้วนเป็นไปตามเหตุและปัจจัย เราจะจ่ายไปเพื่ออะไรหากมิได้รับประโยชน์กลับคืนมา เช่นเดียวกับผู้ผลิตที่จะเพิ่มต้นทุนทำไม หากทำแล้วไม่ได้อะไร…
สำหรับมาตรฐานอุปกรณ์โฮมเธียเตอร์ไฮเด็ฟ ในปัจจุบันราคาถูก-แพงขึ้นกับต้นทุน แน่นอนหากจะดูกันที่ความคุ้มค่า ก็ต้องดูว่าต้นทุนนั้นเป็นต้นทุนที่เกิดจากกระบวนการวิจัยและพัฒนาเพื่อเพิ่มผลลัพธ์ (คุณภาพสินค้า) ให้สูงขึ้น อันจะเป็นประโยชน์ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งแก่ผู้ใช้หรือไม่ ประเด็นนี้น่าจะเป็นสิ่งที่ผู้บริโภคพอใจจ่ายเพื่อให้ได้มา คำถามถัดมา… แล้วสิ่งที่จะได้รับกลับมาจากสายสัญญาณ HDMI คุณภาพสูงคืออะไร?
ผมขอยกคำกล่าวจากผู้ผลิตสายสัญญาณไฮเอ็นด์ยี่ห้อหนึ่ง ที่ให้นัยเรื่องของคุณภาพสายสัญญาณ (ที่แปรผันตามราคา) กับผลลัพธ์ที่จะได้ โดยสรุปใจความว่า “สายสัญญาณไม่ได้ทำให้เสียงดีขึ้น แต่เพราะสายสัญญาณคุณภาพต่ำต่างหาก ที่บิดเบือนรูปแบบสัญญาณต้นฉบับไป จึงทำให้คุณภาพสัญญาณแย่ลง !” หรืออีกนัยหนึ่งก็คือ สายคุณภาพสูงมีคุณสมบัติการคงรูปสัญญาณได้ดีกว่า ย่อมจะลดทอน “ความเป็นต้นฉบับ” น้อยกว่าสายคุณภาพต่ำ
ขยายความอีกนิดก็จะได้ว่า เมื่อสัญญาณต้องเดินทางผ่านสาย สายจะเป็นตัวแปรสำคัญที่ส่งผลถึงคุณภาพสัญญาณ ไม่ว่าจะเป็นตัวแปรภายในสายเอง (คุณสมบัติของสายเส้นนั้น) หรือแม้แต่การถูกรบกวนจากตัวแปรภายนอก (สัญญาณรบกวน) ผลลัพธ์ที่เกิดขึ้น คือ รูปแบบสัญญาณปลายทาง ย่อมถูกบิดเบือนไปจากต้นฉบับ ส่วนจะมากหรือน้อย ก็ขึ้นกับ “คุณภาพของสาย” (เช่น การออกแบบ, วัสดุ, โครงสร้าง ฯลฯ)
คำอธิบายข้างต้น น่าจะมีเหตุผลเพียงพอสำหรับตอบคำถามว่า “สายราคาถูก-คุณภาพต่ำ กับสายคุณภาพสูงให้ผลลัพธ์ต่างกันหรือไม่…” แต่นั่นอาจไม่สามารถคลายความกังขาในใจลึกๆ ได้ทั้งหมด แน่นอนว่าผมมิได้กำลังบอกว่าสายแพงดีกว่าสายถูก ทั้งนี้เมื่อคุยกันด้วยเหตุผล อ้างอิงกันด้วยหลักวิทยาศาสตร์ หากเป็นความจริง ย่อมต้องมีหลักฐานพิสูจน์ได้ ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง (ทุกสรรพสิ่งล้วนเป็นไปตามเหตุปัจจัย) แต่ก็อยู่บนพื้นฐานวิจารณญาณ และความพึงพอใจของแต่ละบุคคลครับ
“ในแง่คุณภาพการส่งผ่านสัญญาณภาพและเสียง รูปแบบดิจิทัล มีคุณสมบัติดีกว่า อะนาล็อก จริงหรือ?”
คำกล่าวอ้างที่ได้ยินบ่อยครั้ง คือ ดิจิทัลมีแต่ 0 กับ 1 ดังนั้นตัวแปรใดๆ (ที่ไม่ใช่ 0 กับ 1) จึงไม่น่าจะส่งผลกับสัญญาณ.. .?? ก่อนอื่นขอย้อนประเด็นความเชื่อที่ว่า “ดิจิทัล” ดีกว่า “อะนาล็อก” ในเชิงการส่งผ่านสัญญาณภาพและเสียง จริงหรือไม่? จากข้อมูลอ้างอิงเรื่องของการคงรูปสัญญาณผ่านสาย จากเทคนิคการส่งผ่านสัญญาณภาพแบบดิจิทัล เปรียบเทียบอะนาล็อก สามารถใช้อธิบายประเด็นนี้ได้ชัดเจนครับ
จากเทคนิคการส่งสัญญาณผ่านสาย ระหว่างอะนาล็อก และดิจิทัล (HDMI)
จะเห็นว่าระยะความยาวของสายสัญญาณที่เพิ่มขึ้นส่งผลลดทอนคุณภาพสัญญาณลงแน่นอน ไม่ว่าจะเป็นดิจิทัลหรืออะนาล็อก แต่ลักษณะของผลกระทบนั้นแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง สำหรับอะนาล็อกนั้น ผลกระทบจะชัดเจนมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อระยะความยาวสายเพิ่มขึ้น และยิ่งถ้าสายอะนาล็อกนั้นมีคุณภาพต่ำ ถึงแม้ระยะความยาวสายเพิ่มขึ้นไม่มากก็สามารถสังเกตเห็นจุดบกพร่อง เช่น สัญญาณรบกวน (artifacts) ที่ปะปนและกระทบกับสัญญาณต้นฉบับได้ไม่ยาก (สามารถสังเกตได้ด้วยตา) แต่ถ้าหากสายมีคุณสมบัติที่ดี ตัวนำมีคุณภาพ มีการชีลด์ป้องกันสัญญาณรบกวนเหมาะสม จะส่งผลให้ความชันของเส้นกราฟน้อยลง ผลกระทบที่เกิดขึ้นกับสัญญาณต้นฉบับย่อมน้อยกว่า เพราะอัตราการลดทอน “คุณภาพสัญญาณ” น้อยลงนั่นเอง
ทีนี้มาดูผลของคุณภาพสัญญาณผ่านสายดิจิทัล เช่น HDMI กันบ้าง ผลลัพธ์นั้นต่างออกไปจากอะนาล็อกอยู่มาก ทั้งนี้เมื่อความยาวสายเพิ่มขึ้นระยะหนึ่ง (แต่ไม่ยาวมากนัก) คุณภาพสัญญาณดิจิทัลจะถูกลดทอนลงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น หรืออาจไม่ลดทอนลงเลยด้วยซ้ำหากสายนั้นมีคุณภาพสูง เรียกว่าระยะความยาวแทบจะไม่ส่งผลในการลดทอนคุณภาพสัญญาณดิจิทัลเลย และผลของอัตราการสูญเสียที่น้อยเช่นนี้ การสังเกตเปรียบเทียบความแตกต่างของสาย HDMI ย่อมกระทำได้ยาก แต่กระนั้น ดิจิทัลใช่ว่าเป็นเทคนิคเพอร์เฟ็กต์ขั้นเทพที่ไม่มีจุดบกพร่องใดๆ ทั้งนี้เมื่อระยะความยาวสายเพิ่มขึ้นถึงจุดหนึ่ง คุณภาพสัญญาณดิจิทัลจะตกฮวบลงทันที เมื่อดูเส้นกราฟจึงเป็นลักษณะคล้ายหน้าผา ดังคำเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า Cliff Effect สิ่งที่เกิดขึ้นคือ ที่จุดนี้ ระบบจะไม่อาจรับสัญญาณดิจิทัล (ที่สมบูรณ์) ได้อีกต่อไป ถึงแม้ดิจิทัลจะมีระบบ Error Correction ก็เกินความสามารถจะทำการแก้ไขได้… ถ้าอย่างนั้น สาย HDMI คุณภาพสูง จะมีประโยชน์ไหม? สาย HDMI คุณภาพสูง จะช่วยให้สายเส้นนั้นมีคุณสมบัติคงความสมบูรณ์ของสัญญาณดิจิทัลได้ในระยะความยาวมากกว่าสายคุณภาพต่ำ กล่าวคือ สายคุณภาพสูงจะมีช่วงระยะ X ในเส้นกราฟที่ยาวกว่านั่นเอง
จากข้อมูลข้างต้น ดูเหมือนว่า ถ้าคงความยาวสายให้สั้นเข้าไว้ สายคุณภาพดีกับสายคุณภาพต่ำ (แต่ไม่ไร้คุณภาพ) ก็ไม่น่าส่งผลแตกต่างกันสำหรับดิจิทัล… หรือเปล่า?
“ถ้าสายดิจิทัลมีคุณสมบัติในแง่การคงคุณภาพสัญญาณที่ดีกว่า นั่นหมายความว่าสัญญาณดิจิทัลที่มีแค่ 0 กับ 1 ไม่มีโอกาสเกิดการสูญเสียจริงหรือ ?”
HDMI เป็นรูปแบบการส่งสัญญาณทางดิจิทัล ข้อได้เปรียบคงมิใช่เพราะข้อมูลที่มีแต่ 0 กับ 1 และการที่มันมีแค่ 0 กับ 1 มิได้หมายความว่ามันจะไม่เกิดความผิดพลาดขึ้นในบางช่วงบางตอน หรือตลอดเวลา โดยเฉพาะกับการส่งข้อมูลเป็นชุดปริมาณมาก เพียงแต่ความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นนั้น ส่วนหนึ่งสามารถแก้ไขชดเชยได้ด้วยระบบ Error Correction ทว่าต้องอยู่บนพื้นฐานที่ปริมาณความผิดพลาดนั้น ต้องไม่มากจนเกินไป ทั้งนี้ตัวชี้วัดอ้างอิงปริมาณความผิดพลาดสำหรับระบบดิจิทัล (เช่น HDMI) คือ ตัวแปรที่เรียกว่า BER หรือ Bit Error Rate อัตราการเพิ่มขึ้นของระดับความผิดพลาด (ผิดเพี้ยน) อย่าง BER นี้ ส่วนหนึ่งได้รับผลกระทบเกี่ยวเนื่องโดยตรงกับ Signal to Noise Ratio อันเป็นอีกตัวแปรหนึ่งที่สำคัญ ในการอ้างอิงคุณภาพสัญญาณ (ไม่ว่าจะเป็นอะนาล็อกหรือดิจิทัล) ด้วยเหตุนี้การป้องกันสัญญาณรบกวนจึงเป็นตัวแปรสำคัญที่ต้องคำนึงถึงกับสายสัญญาณคุณภาพสูงทุกเส้น ไม่ว่าจะเป็นสายแบบใด ดิจิทัล หรืออะนาล็อก (จะอธิบายต่อในช่วงถัดๆ ไป) และสำหรับดิจิทัล ตัวแปรหนึ่งที่ไม่กล่าวถึงคงมิได้ คือ Timing Jitter ว่าแต่การตรวจสอบคุณภาพสัญญาณ (อัตราการสูญเสีย, Error rate, Jitter ฯลฯ) ผ่านสาย HDMI เขาใช้วิธีใดกัน?
การสังเกต (ดู และ ฟัง) ถือเป็นเครื่องมือพื้นฐานที่ดี สำหรับผู้ที่มีซิสเต็มโฮมเธียเตอร์คุณภาพ และมีประสบการณ์ใช้งานมาได้ระยะหนึ่ง ซึ่งน่าจะพอสัมผัสความแตกต่างได้บ้าง ทว่าด้วยผลของ Cliff Effect ของสายดิจิทัล ดังที่กล่าวไปข้างต้น การเปรียบเทียบผลกระทบเชิงกายภาพที่สังเกตได้ (อย่างคุณภาพของภาพ ในสาย HDMI ที่มีระยะความยาวไม่เกินจุดที่ทำให้ภาพล้ม) อาจกระทำได้ไม่ชัดเจนเหมือนกับกรณีของสายอะนาล็อกที่สังเกตผลกระทบการบิดเบือนของสัญญาณได้ง่ายกว่า (ตรงนี้คนส่วนใหญ่จึงมองว่าคุณภาพของสาย HDMI ไม่ส่งผลกับคุณภาพของสัญญาณ เพราะสังเกตความแตกต่างได้ไม่ชัดเจนเหมือนสายอะนาล็อก)
ทว่าความผิดเพี้ยนของสัญญาณดิจิทัลเล็กๆ ที่เกิดขึ้นนี้ แม้สังเกตด้วยตาได้ยาก แต่มิได้หมายความว่าในเชิงอิเล็กทรอนิกส์จะไม่สามารถวัดความแตกต่างได้ ในกรณีที่ต้องการตรวจวัดผลอย่างเป็นทางการ สามารถกระทำได้โดยดูจาก Eye diagram (หรือ Eye pattern) ผ่านอุปกรณ์ Oscilloscope แบบพิเศษ (ยกตัวอย่างเช่น Agilent Infiniium 900000A Series: Source Test/ Infiniium 800000C Series: Media Test หรือ Tektronix DPO/DSA/MSO7000 Series ฯลฯ) นอกจากใช้ทดสอบมาตรฐาน HDMI แล้ว อุปกรณ์นี้สามารถใช้ทดสอบมาตรฐาน DisplayPort, USB 3.0, SATA, etc. ได้อีกด้วย จะเห็นว่ามาตรฐานการเชื่อมต่อที่กล่าวไปนี้ เป็นรูปแบบ “ดิจิทัล” ทั้งสิ้น…
Eye diagram นี้ สามารถบ่งบอกถึงอัตราความกว้างของแบนด์วิธที่ลดลง และปริมาณจิตเตอร์ที่เกิดขึ้น โดยสังเกตจากพื้นที่ช่องว่างตรงกลาง (ที่มีลักษณะคล้ายตา) และส่วนประกอบต่างๆ ของแพทเทิร์นที่เห็น (ความชัดเจนของเส้น ฯลฯ) ระยะดวงตาที่หดแคบลงมากเท่าไหร่ หมายถึงคุณสมบัติการคงรูปสัญาณของสายเส้นนั้น “แย่” มากน้อยเพียงใด ซึ่งผลความผิดปกติของรูปสัญญาณตรงนี้นี่เอง ส่งผลกระทบไปถึงคุณภาพของภาพและเสียงไม่มากก็น้อย (ถึงแม้ว่าภาพและเสียงจะยังไม่ล้มหายไป จากการถูกบิดเบือนเลยระดับที่ระบบจะแก้ไขได้) และประเด็นนี้ก็จะส่งผลต่อเนื่องกลับไปยังความแตกต่าง ระหว่างสายคุณภาพสูง กับสายคุณภาพต่ำ นั่นเอง แม้จะเปรียบเทียบกันที่ระยะความยาวสายไม่มาก
ข้อเท็จจริงอีกข้อหนึ่ง คือ ยิ่งระบบมีความต้องการอัตราแบนด์วิธในการส่งผ่านสัญญาณสูงขึ้นเท่าไหร่ ผลกระทบจาก BER จะเพิ่มสูงขึ้น โอกาสที่จะเกิดปัญหา Cliff Effect กับสาย HDMI เส้นนั้นจะเพิ่มขึ้นตามกัน กล่าวอีกนัยหนึ่ง คือ ถ้าคงระยะความยาวสายไว้คงที่ สายคุณภาพต่ำมีแนวโน้มที่จะเกิดปัญหา Cliff Effect ได้ง่ายกว่า เมื่อระดับความต้องการแบนด์วิธสูงขึ้น ผลของปัญหาการใช้งานที่เกิดขึ้นบ่อยๆ จึงออกมาทำนองว่า กับฟังก์ชั่นพื้นฐานที่ต้องการแบนด์วิธเพียงเล็กน้อย สายคุณภาพต่ำอาจสามารถใช้งานได้ แต่การใช้งานฟังก์ชั่นขั้นสูง (เช่น 3D Video + True HD or Lossless Audio หรือ 4K Video Resolution) ปัญหาจึงค่อยสำแดงขึ้นถ้าคุณสมบัติของสายไม่สามารถรองรับระดับความต้องการแบนด์วิธนั้นได้ อย่างไรก็ดีปัจจุบันโอกาสที่ผู้ใช้จะใช้สาย HDMI เต็มแบนด์วิธ อาจไม่ใช่ทุกกรณี แต่เชื่อว่าประเด็นที่มีความสำคัญกว่าอัตราแบนด์วิธ คือ “ระดับจิตเตอร์” ที่เพิ่มสูงขึ้นจากการบิดเบือนสัญญาณในสายคุณภาพต่ำ แม้ปริมาณจะเพิ่มขึ้นไม่มากก็สามารถส่งผลกระทบกับคุณภาพเสียงไม่น้อยเลยทีเดียว โดยเฉพาะกับซิสเต็มที่พิถีพิถันในเรื่องนี้…
ตอนต่อไปของ HDMI Cable: Design Criteria II จะว่ากันด้วยเรื่องของคุณภาพสาย HDMI ว่าสามารถแยกแยะกันด้วยประเด็นใดบ้างครับ ถึงแม้ราคาจะเกี่ยวเนื่องกับคำว่าคุณภาพ แต่ที่น่าสนใจยิ่งกว่า คือ เหตุผลที่มาของคุณภาพนั้นเกิดจากอะไร แน่นอนว่าประเด็นคงมิใช่เรื่องภาพและเสียงเพียงอย่างเดียว…
by ชานม !2012-05
