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HDMI 규격의 라이센스를 맡은 HDMI Licensing Administrator가 CES 2019에 부스를 마련하고 대대적인 전시에 나섰습니다. 왜냐면 HDMI 2.1이 본격적으로 등장했기 때문.
HDMI 2.1은 8K 영상 시대에 맞춰 만들어진 최신 규격입니다. HDMI 2.1 자체는 2017년 11월에 나왔으나, HDMI 표준화 단체인 HDMI 포럼에서는 2019년을 HDMI 2.1의 원년으로 보고 있습니다. 왜 올해가 원년이냐고요? 우선 2018년 12월에 일본에서 4K/8K 위성 방송을 시작했습니다. 샤프는 여기에 맞춰 8K TV를 출시하고, 올해 HDMI 2.1 지원 펌웨어를 내놓을 예정입니다. 또 삼성, LG, 소니, 그 외에 많은 중국 TV 회사들이 CES 2019에서 HDMI 2.1 지원을 강조하고 8K TV를 공개했습니다. 8K 관련 제품과 솔루션을 내놓는 회사들이 8K Association을 세워 8K 보급에 앞장섰습니다.
바꿔 말하면 지금까지는 HDMI 2.1이라는 규격밖에 없었으나, 그게 실제로 작동하는 제품이 올해부터 나왔다는 이야기입니다. HDMI 2.1 호환 송신/수신 칩의 양산-보급이 올해부터 본격적으로 이루어졌다고 보면 됩니다. 문제는 호환성입니다. HDMI 2.1은 48Gbps의 초 광대역으로 데이터를 전송하지만 기존의 HDMI 케이블에서는 이를 감당하지 못합니다. 기존의 HDMI 케이블에선 HDMI 2.1을 지원하지 못할지도 모릅니다.
HDMI 1.2 이전까지는 4.95Gbps, 1.3~1.4는 10.2Gbps, 2.0은 18Gbps로 대역폭이 향상됐습니다. 그러나 HDMI 1.2 케이블의 상당수가 1.4까지는 감당하는 경우도 많았습니다. 하지만 HDMI 2.0에선 그렇지 않았습니다. 3m 이하의 짧은 케이블이면 몰라도 5m 이상에선 쓰지 못하는 경우가 많았습니다. 화면이 전혀 나오지 않거나 깜박거리곤 했지요.
HDMI로 전송하는 데이터는 0이나 1의 디지털 데이터이기에 전기적 손실에 강하다고 생각할지도 모르겠으나, 18Gbps 정도의 빠른 속도라면 단자 접점 재질, 가공 품질, 노이즈 대비가 갖춰져야 전송 중 0과 1의 구분이 가능합니다. 그래서 HDMI는 HDMI 프리미엄 인증을 내놓았습니다. 실제 시장에서 잘 쓰는 것 같진 않지만요.
스탠더드 HDMI. 카테고리 1, HDMI 1.2 이전의 4.95Gbps
하이 스피드 HDMI. 카테고리 2, HDMI 1.3~1.4의 10.2Gbps
프리미엄 하이 스피드 HDMI. 카테고리 2, HDMI 2.0의 18Gbps
이게 HDMI 2.1에서 달라집니다. HDMI 2.1도 연결 단자의 모양과 핀은 같습니다. 하지만 핀의 할당이 바뀌어 각 핀마다 전송되는 신호가 달라지고, EMI (Electro Magnetic Interference, 전자기 간섭) 특성과 EMS (Electro Magnetic Susceptibility 전자기 방해 감수) 특성도 달라졌습니다. 한마디로 HDMI 2.1과 HDMI 2.0의 물리적 디자인은 같지만 전송 신호는 완전히 다르며, 인터페이스 칩이 어떤 HDMI 버전을 쓸 것인지를 판단해 기존 규격과 호환성을 지키게 됩니다.
그래서 HDMI 2.1의 48Gbp 전송을 지원하는 HDMI 케이블은 울트라 하이 스피드 HDMI 케이블, 카테고리 3이 됩니다. 이렇게 새로운 규격이 나오니 HDMI 2.1이 보급될 땐 시장에 혼동이 올 수도 있겠지요.
HDMI 2.0에서 기존의 HDMI 케이블이 작동하지 않을 수 있으며, HDMI 2.1이 더해지면서 문제가 더 복잡해집니다. 그래서 HDMI 포럼에선 4K/8K 전송에는 액티브 HDMI 케이블을 쓰자고 주장합니다. 액티브 HDMI 케이블은 HDMI 단자에 이퀼라이저 칩을 내장, 전기 신호를 전기적으로 증폭/전송하거나 광 신호로 변환해서 전송하는 케이블입니다. 이퀼라이저 칩을 구동하는 전력은 HDMI 단자의 5V 전원을 쓰지만, 케이블이 긴 제품은 마이크로 USB 포트를 따로 연결하는 경우도 있습니다.
패시브 HDMI 케이블은 HDMI 포트를 구리선으로 연결한 평범한 케이블입니다. 패시브 HDMI라 해서 HDMI 2.1 신호가 전송되지 않는 건 아닙니다. 오히려 액티브 HDMI 케이블은 내부 구조가 더 복잡해 가격이 비쌉니다. 2019년 이후에 양산이 본격적으로 진행된다면 가격이 좀 내려가겠지만.
그럼 패시브와 액티브 케이블 중 뭘 써야 할까요? 케이블 제조사인 Elka에서 정리한 표입니다. HDMI 2.0은 길이 15m까지 카테고리 2의 패시브 HDMI 케이블로 작동하며 그 이상은 액티브 케이블이 필요합니다. HDMI 2.1은 그 조건이 더 까다롭습니다. 카테고리 3의 패시브 HDMI 케이블은 3m까지만, 그 이상은 액티브 케이블이 필요합니다.
그리고 액티브 광 케이블이 있습니다. 액티브 케이블 중에서도 안정성이 뛰어난 광섬유를 사용해 액티브 HDMI 케이블을 만든 것입니다. HDMI 2.0에선 25m 이상, HDMI 2.1은 5m 이상에서 광섬유 HDMI 케이블을 줜장하고 있습니다. 일반 사용자들은 5m까지 갈 일이 별로 없으니 광 케이블까진 필요 없겠군요.
케이블 제조사들은 HDMI 2.1 시대의 액티브 케이블은 광 케이블 위주가 될 거라고 이야기합니다. 광섬유는 구리 케이블보다 더 비싸지만 커버하는 길이가 기니까요. 구리 액티브 케이블은 5m까지만 커버하며 그 이상은 광 HDMI 케이블이 필요합니다.
액티브 케이블은 사용 방향이 정해져 있습니다. HDMI 포트에 내장된 이퀼라이저 칩의 역할이 다르기 때문입니다. 액티브 HDMI 케이블은 소스 쪽 단자에 전기 신호를 증폭하는 이퀼라이저 칩이 내장됩니다. 그래서 소스 쪽 단자를 TV나 디스플레이의 HDMI 포트에 꽂으면 HDMI 신호를 보내지 못하게 됩니다.
광 HDMI 케이블은 두 종류로 나뉩니다. 주요 신호를 광섬유로 보내고 일부 신호는 구리로 전송하는 하이브리드 타입입니다. 구리선은 HDCP나 EDID 같은 데이터를 주고 받는 양방향 통신을 위한 Display Data Channel (DDC) 등에 씁니다. 이런 데이터 통신은 대역폭이 많이 필요하지 않으니 구리로도 충분합니다. 비싼 광섬유의 수를 줄일 수 있으니 제품 단가를 낮추는 효과도 있습니다. 현재 광섬유 HDMI 케이블은 거의 모두가 하이브리드 타입이며, 일반 시장에 판매되는 제품은 이쪽이 주류가 될 겁니다.
물론 모든 신호를 광섬유로 전송하는 유형도 있습니다. 전기 신호의 감쇠를 피할 수 없는 긴 케이블이 필요하거나, 전자 노이즈를 철저히 배제하려는 현장(의료 분야나 영상 제작) 등에서 쓰일거라 판단됩니다. 그러나 이번 전시장에서 광섬유만 사용한 액티브 HDMI 케이블은 전시되지 않았습니다. 연장 어댑터 중에는 그런 게 있었다네요. 물론 이 어댑터에도 방향이 정해져 있습니다.