為什麼有些「無線」家用電子產品還是要用纜線？

我在設計及打造家庭劇院時，根本沒想過會遇到多少設備相容性問題，例如投影機和音響系統之間出現 HDMI 的不相容。

我遇到的下一個問題是，如何為無線音響系統正確佈線。為什麼無線音響系統還需要接線呢？我要在此分享自身經驗，提供家庭劇院使用者和設備開發人員參考。

家庭劇院系統的最佳規劃

我希望在保持音訊和視訊品質的前提下，讓戲院的設置儘可能經濟實惠、簡單，且使用無線連線。

為了減少在輸入和聲音上遲滯的現象，我選擇使用遊戲用的投影機。在音響系統方面，我採用 Sonos Arc，因為此產品與 Sonos 重低音揚聲器和兩個 Sonos Era 300 搭配使用時，可以透過 Dolby TrueHD 和 Dolby Atmos 以無線連線模擬 7.1.4 環繞音效。傳統的家庭劇院系統，必須將 11 個揚聲器和一個重低音揚聲器實體連接到家庭劇院接收器，才能達到同樣的效果。

Dolby TrueHD 為家庭劇院系統提供最高品質的音效，而 Dolby Atmos 則可模擬螢幕上的聲源如何在觀眾四周移動。如果有飛機從頭上飛過，您會聽到飛機從一側飛來，慢慢飛過您的上方，最後越過您，飛到另一側，這是真實的沈浸式體驗。

除了減少預算外，維持無線連線的目的還包括增加沉浸感及簡便性。但結果顯示，Sonos Arc 只能在一定的範圍內進行無線連線。本產品可以與其他 Sonos 設備進行無線連線，但若要連接到投影機和音訊／視訊來源，就需要一條跨過整個房間的 HDMI eARC 纜線。

設備和通訊協定如何限制無線設計

瞭解所需的實體連接後，我有三個可行選項：

1. 找一條長纜線，連接 Sonos Arc 與 AV 訊號源。
2. 以一個能與 HDMI eARC 進行實體連接的無線發射器和接收器取代長纜線。
3. 放棄無線連線的夢想，選擇經典的家庭劇院接收器設置，但這是我妻子最不喜歡的選項。

在研究解決方案的過程中，我發現一個有趣的現象：許多家用音響設備都有類似的「無線範圍限制點」設置，而且以發射器和接收器取代 HDMI 纜線會大幅減低音訊品質。因此，任何與家庭劇院相容的家用設備，都需要避開無線資料傳輸限制的問題。

為了驗證這一點，我查詢了一些數據：

• 根據 IEEE 標準協會的規定，Wi-Fi 的最大頻寬為：
  • Wi-Fi 4 為 600 Mbps
  • Wi-Fi 5 為 3500 Mbps (3.5 Gbps)
  • Wi-Fi 6 為 9600 Mbps (9.6 Gbps)
• 根據藍牙技術聯盟的規定，其技術目前最大的頻寬為：
  • 低功耗藍牙為 2 Mbps
  • 傳統藍牙為 3 Mbps
• Airplay 的頻寬難以確定。但是，一些 Apple 的使用者論壇和愛好者表示：
  • Airplay 1 頻寬可高達 25 Mbps
  • Airplay 2 頻寬可高達 54 Mbps
• Chromecast 的傳輸速率也很難找到。不過，Google 在 2022 年 7 月 18 日釋出的說明指出，其 Nearby Connections SDK (一種點對點網路連線 API，允許應用程式與鄰近的裝置連線並交換資料) 將連線品質定義為：
  • 6 至 60 Mbps 之間為優良
  • 200 至 60 Kbps 之間為尚可
  • 5 Kbps 或以下則為不良

那麼，這些資料傳輸限制與音訊和視訊訊號的傳輸速率相比，有什麼不同呢？

根據 Dolby 網站上的資訊，當資料儲存在本機上的 Ultra HD 藍光光碟時，其 Dolby TrueHD 和 Dolby Atmos 音訊訊號的傳輸速率可達 18 Mbps。不過，在串流影片時，音訊訊號通常會壓縮為 Dolby Digital Plus。將 Dolby Atmos 加至該訊號中，其速度可達 1024 kbps。

同時，根據 PCMag 雜誌的報導，Ultra HD 藍光光碟的傳輸速率可達 128 Mbps。串流媒體服務、有線電視和衛星也會壓縮這些數據。例如，根據 Netflix Tech Blog 資料顯示，此服務的最高傳輸速率為 16 Mbps。根據 Google 支援中心顯示，YouTube 可提供高達 85 Mbps 的 4K 影片，壓倒群雄。YouTube 甚至為能夠處理 8K 的人提供串流服務，提供驚人的 300 Mbps 速率。至於有線和衛星的傳輸速率，預期會介於 Netflix 和 YouTube 的 4K 產品之間。

因此，在最壞的情況下，對於 4K 劇院系統來說，觀看 Ultra HD 藍光電影時的總傳輸速率為 146 Mbps，或在串流媒體時約為 86 Mbps。除 Wi-Fi 以外，空中通訊協定幾乎跟不上串流媒體的傳輸速率。這些協定也無法處理來自 Ultra HD 藍光的音訊／視訊訊號。

就這一點，值得補充說明 Sonos ARC 可以連接到 Wi-Fi 網路這一點。不過，本產品無法連接到我的投影機或音訊／視訊來源，有可能是為了防止遲滯所做出的設計選擇。

HDMI 能否處理如此大量的資料傳輸作業？

根據 HDMI Licensing Administrations 機構的規定，HDMI 可以處理。例如，專為 1080p 和 4K@30Hz 設計的 High Speed HDMI 纜線能夠以 10.2 Gbps 的速度傳輸數據，這是 Ultra HD 藍光訊號最高速度的 70 倍。

完工後的家庭劇院設置。(圖片來源： Shawn Wasserman)

顯然，我找到了問題的答案。我最後在房間裡鋪設了一條 30 英尺長的 HDMI 纜線，用於連接 Sonos Arc、投影機和各種音訊／視訊源。接著，我把電線藏進沿著牆面的蓋子內，我就收工了，還爆了一些爆米花。