Workshop | ห่างกันไกล ไม่เป็นปัญหา! ด้วยอุปกรณ์ Extender

Extender สามารถแปลง HDMI ไปเป็น LAN ผ่านกล่องรับ/ส่ง จากนั้นก็เลือกว่าจะใช้ระบบอะไร

ทีม Audio Visual มหาจักรฯ

ปลายปี 2562 มหาจักรฯ จัดงานเวิร์คช็อป : ห่างกันไกล ไม่เป็นปัญหา!.. กับระยะทางของอุปกรณ์แสดงภาพและเครื่องเล่น เป็นหัวข้อที่ว่าด้วยเรื่องอุปกรณ์ Extender ที่ช่วยให้การส่งสัญญาณภาพได้ไกลและมีคุณภาพยิ่งขึ้น ซึ่งเหมาะกับห้องประชุมองค์กรต่างๆ รวมถึงสถาบันการศึกษาที่ใช้ระบบชุดประชุมหรือพรีเซนเตชัน งานนี้บรรยายโดยทีม Audio Visual @ Mahajak Experience Center สำนักงานใหญ่ (นานา)

สำหรับเนื้อหางานสัมมนามี 3 ประเด็นที่สำคัญคือ (1) เรื่องประโยชน์ของ Extender ที่ทำให้ทุกเรื่องง่ายขึ้น (2) สามารถตอบโจทย์การใช้งานอะไรบ้าง (3) สำคัญอย่างไร ทำไมจำเป็นต้องมี

Extender คืออะไร

Extender เป็นส่วนขยายของสัญญาณภาพ โดยรับสัญญาณจากแหล่งกำเนิดส่งต่อไปยังจอภาพที่อยู่ในระยะไกลๆ ซึ่งระยะดังกล่าวนั้นเกินความยาวของสาย HDMI และ VGA ส่วนประกอบของดังกล่าวที่สำคัญมี 3 ส่วน คือ

1. Transmitter บางแบรนด์เรียกว่า Encoder
2. Receiver บางแบรนด์เรียกว่า Decoder
3. สายสัญญาณ เช่น CAT5E, CAT6 เพื่อใช้เชื่อมต่อสัญญาณภาพจากภาคส่งไปยังภาครับ 

• 

• 

สำหรับชนิดของ Extender มีประมาณ 6 ชนิด ได้แก่

1. HDMI
2. VGA
3. HDBaseT
4. Fiber Optic
5. Wall Plate
6. AV Network

ทั้งนี้สามารถนำมาทำเป็น Extender ได้ รูปแบบ HDMI จะประกอบสัญญาณฝั่ง TX (Transmit), RX (Receive) โดยใช้สาย LAN เป็นตัวนำส่งสัญญาณ ระบบนี้จะไม่สามารถนำสัญญาณภาคคอนโทรลไปพร้อมสาย LAN เพื่อใช้ควบคุมฝั่งโปรเจคเตอร์หรือจอภาพให้เปิดปิดได้ ระบบนี้จะต้องจ่ายไฟให้อุปกรณ์ตัวส่งและตัวรับ ทั้งสองฝั่งจะขาดไฟฟ้าไม่ได้

ส่วนรูปแบบ VGA Extender จะคล้ายคลึงกับรูปแบบ HDMI เพียงแต่ VGA จะมีอินพุตที่มีเสียงส่งผ่านไปด้วย โดยสัญญาณเสียงจะถูกแยกออกจากภาพที่ฝั่งปลายทาง เพราะ VGA จะไม่นำภาพและเสียงวิ่งไปบนสายสัญญาณเส้นเดียวกันได้  ถัดไป HDBaseT พื้นฐานระบบจะมี TX, RX ส่วนที่เพิ่มมาจะเป็น RS232 และบางรุ่นจะมี USB เพื่อใช้สำหรับการคอนโทรลเข้ามาด้วย

• 

• 

ส่วน Fiber Optic มีทั้งแบบซิงเกิลโหมดและมัลติโหมด ซึ่งมัลติโหมดจะส่งได้ระยะไกลถึง 300 เมตร แต่ซิงเกิลโหมดจะส่งได้ประมาณ 10 กิโลเมตร ทั้งนี้ยังขึ้นอยู่กับชนิดของ Fiber Optic นั้นอีกด้วย Wall Plate จะเป็นรูปแบบการติดตั้งกับผนังห้อง

โดยเป็น TX อย่างเดียวหรือ RX อย่างเดียว ซึ่งอุปกรณ์จะมีรูปแบบการรับส่งให้เลือกหลายแบบ อาทิ VGA, USB-C สามารถเลือกชนิดซอร์สจากหน้า Wall Plate ได้หรือตั้งเป็น Auto ก็ได้ ส่วนใหญ่ Wall Plate จะเป็น HDBaseT เพราะง่ายต่อการใช้งานในรูปแบบนี้

• 

• 

สุดท้าย AV Network จะทำงานค่อนข้างง่าย จะมีเรื่องของไอพีแอดเดรส จะใช้ระบบเน็ตเวิร์ก ใช้ระบบเครือข่ายในการคอนโทรลและส่งสัญญาณภาพ การทำงานระบบจะเป็นแบบ Standalone มีภาค Decoder/Encoder เพื่อใช้เข้ารหัสและถอดรหัสภาพแล้วส่งออกมา สามารถใช้ส่งสัญญาณระหว่างสาขาที่เป็นบริษัทเดียวกัน รองรับการออกแบบระบบขนาดใหญ่ที่มีอินพุตเอาต์พุตจำนวนมาก และยังทำเป็น Wall Plate ได้ รองรับการกระจายสัญญาณระหว่างประเทศผ่านระบบอินเตอร์เน็ต

HDBaseT System

สำหรับเนื้อหาหลักของการสัมมนาครั้งนี้จะโฟกัสไปที่ระบบ HDBaseT ซึ่งถือเป็นระบบที่นำพาสัญญาณได้ทั้งสิ้น 5 ชนิดผ่านสายเพียงเส้นเดียว ได้แก่ สัญญาณวิดีโอ ออดิโอ อินเตอร์เน็ต คอนโทรลและเพาเวอร์ ผ่านสาย LAN เมื่อพิจารณาไดอะแกรมของ HDBaseT จะพบส่วนที่เป็นอินพุตของสัญญาณ เช่น HDMI แล้วมีการแพ็คสัญญาณทั้งหมดแล้วส่งออกไป เพื่อเปลี่ยนการโมดูเลทเป็นสัญญาณพัลส์แล้วส่งไปฝั่ง Detect ข้อมูล แล้วจ่ายเป็นสัญญาณภาพ

• 

• 

• 

สำหรับ HDBaseT จะมี 2 เวอร์ชัน 1 และ 2 ปัจจุบันคาดว่าได้ปรับมาใช้เป็นเวอร์ชัน 2 กันอย่างแพร่หลายแล้ว ในเวอร์ชัน 1.0 จะใช้สาย Cate5e เป็นหลัก คอนโทรลอินเทอร์เฟซจะไม่มี USB 2.0 มาเกี่ยวข้อง แต่เวอร์ชัน 2 จะมี USB 2.0 และภาคสัญญาณเสียงจะได้ I²S/SPDIF เพิ่มมา นอกจากนั้น มีการปรับปรุงระบบอัลกอริทึมในการกู้ข้อมูลภาพอีกด้วย

สาย Twist Pair

สาย LAN แบบ Cat6 สามารถส่งสัญญาณได้ไกลถึง 100 เมตร มีค่า Max Data Rate อยู่ที่ 10Gb/s และ Cat7 จะมีคุณสมบัติเดียวกับ Cat6 ต่างกันที่ความถี่ ในเมืองไทยส่วนใหญ่เป็น Cat6 หากเป็นชนิดอื่นเช่น Cat7, Cat8 มีราคาแพงจึงไม่นิยมนำเข้ามา

• 

HDMI เทคโนโลยี

สำหรับ PIN Connection ของ HDMI จะมีทั้งหมด 19 Pin ซึ่งประกอบด้วยชุดส่งข้อมูล ชุดเพาเวอร์ ชุดสัญญาณคล็อค ชุดตรวจสอบ ส่วนแบนด์วิธของ HDMI เวอร์ชัน 1.4 จะรับส่งได้ 10.2Gbps, HDMI เวอร์ชัน 2.0 จะรับส่งได้ 18Gbps และ HDMI 2.1 จะรับส่งได้ 48 Gbps

หากนำ HDMI เวอร์ชัน 1.4 มาเปรียบเทียบกับเวอร์ชัน 2.0 สิ่งที่ต่างกันอย่างแรกคือแบนด์วิธ ถัดมาเป็นเรื่องของ frame rate บน HDMI 1.4 รันภาพ 4k ได้ 30fps และ HDMI 2.0 รันภาพ 4k ได้ 60fps ส่วนภาคสัญญาณเสียงส่งได้ 8 แชนแนล ความละเอียด 768kHz และในเวอร์ชัน 2.0 ภาคสัญญาณเสียงส่งได้ 32 แชนแนล ความละเอียด 1536kHz

• 

• 

สุดท้ายเรื่องความละเอียดของภาพ เวอร์ชัน 1.4 ความละเอียด 8-bit color depth แสดงได้สูงสุด 16.7 ล้านสี และเวอร์ชัน 2.0 ความละเอียด 12-bit แสดงได้ 68.7 พันล้านสี

ถัดไปเป็นการเทียบตารางของข้อมูลสีที่ระบบต้องการ ระหว่าง 8-bit, 10-bit และ 12-bit เช่นรหัส 4K24, 4K25 ต้องการแบนด์วิธน้อยกว่า 10.2Gbps ส่วน 4K30 ถ้ารันที่ 10-bit, 12-bit จะต้องใช้แบนด์วิธระหว่าง 10.2Gbps ถึง 18Gbps หรือกรณี 4K60 ถ้ารัน 10-bit หรือ 12-bit จะต้องการแบนด์วิธมากกว่า 18Gbps สรุปว่า HDMI 2.0 จะรองรับความละเอียดของสีได้กว้างกว่า 

ทีนี้มาดูรูปแบบของสี Space Color ลักษณะ 4:4:4, 4:2:2 และ 4:2:0 ซึ่งมีไว้เช็คหรือเทียบว่าสิ่งที่ต้องการนั้นถูกต้องหรือไม่ เพราะสีจากต้นทางไปยังปลายทางบางครั้งพบว่าไม่ตรงกัน

• 

Refresh rate คือ

ปกติความถี่ของหน้าจอภาพที่เห็นแพร่หลายมีคุณสมบัติ 30Hz กับ 60Hz ถามว่าคืออะไร มันคือจำนวนภาพที่จอภาพสร้างหรือสแดงได้ใหม่ในหนึ่งวินาที เช่น 30Hz = 30 ภาพ, 60 Hz คือ 60 ภาพ ในการสร้างภาพใหม่นี้ ยิ่งทำได้เร็วเท่าใดยิ่งดี สำหรับอัตราช้า/เร็ว ของการสร้างภาพใหม่นั้นขึ้นอยู่กับคุณภาพของจอและอุปกรณ์ต่อพ่วงด้วย

ดังนั้นในการเลือกซื้ออุปกรณ์ Video Splitter, Switch ที่รองรับค่าอัตรา Refresh rate ที่สูง มีส่วนสำคัญเพราะจะทำให้ภาพคมชัดแสดงภาพเคลื่อนไหวได้ลื่นไหล มีความต่อเนื่องมากยิ่งขึ้นไม่มีสะดุดให้เสียอรรถรส

การประยุกต์ใช้

การนำ HDBaseT มาใช้งานนั้น จึงเหมาะกับห้อง Meeting Room, Education Room, Hotel, Hospital, Event และ Home Use ระบบที่ใช้กับ Home User จะมีอุปกรณ์ง่ายๆ มีจอ มีแหล่งจ่ายไฟ กรณีต้องการส่งสัญญาณไปไกลๆ จะต้องมี Encoder เป็นอุปกรณ์ทำหน้าที่แปลงสัญญาณภาพและเสียงข้อมูลต่างๆ ให้อยู่ในรูป Data แพ็คเกจ แล้ววิ่งผ่านสาย LAN ได้ไกลในระยะทางสูงสุดของสายชนิดนั้นๆ เช่น 100 เมตร ทั้ง Full HD และ 4k

และยังสามารถต่อขยายออกไปตามระบบเน็ตเวิร์กที่ต้องการ ขึ้นอยู่กับ Switch/Hub ที่นำมาเชื่อมต่อ สิ่งที่ต้องระวังในการเชื่อมต่อระยะไกลๆ คือเรื่องของ Latency ยิ่งไกลยิ่งเกิด Latency หากยอมรับได้ก็เชื่อมต่อได้เลย ซึ่งในระบบ AV Network จะสามารถจัดการระบบได้ครอบคลุมทั้งหมด เป็นทั้งตัวควบคุม ตัวจัดการภาพและเสียง สามารถทำแมตริกซ์ได้ตามจำนวนที่เราต้องการ เช่น 10×2, 8×2, 15×4

โดยลักษณะแมตริกซ์ Switcher ทั่วไปจะเป็น 4×4, 8×8, 16×16 ในส่วนที่เราไม่ได้ใช้งานก็สามารถดึงมาใช้งานได้ ส่วนสำคัญของ AV Network คือตัว Encoder/Decoder สาย LAN, Switch ชุดคอนโทรล อาจเลือกของเธิร์ดปาร์ตี้แต่ละแบรนด์ที่ต้องการได้ เช่น AMX Control

การแก้ปัญหา

ในการออกแบบระบบ บางครั้งระยะทางที่เราต้องการนั้นอาจมากกว่าความสามารถของสาย เช่น HDMI อาจจะมีคุณสมบัติส่งได้ดีในระยะ 5 เมตร กรณีต้องการส่งไกลกว่านี้ ก็ต้องพิจารณาว่าระยะสูงสุดที่ต้องการไกลเท่าไหร่ อาจเป็นระยะ 40 เมตร ซึ่งในระยะทางดังกล่าวต้องดูว่าเราต้องการอะไรบ้าง ต้องการ USB หรือไม่ ต้องการอินเตอร์เน็ตหรือไม่ รวมไปถึงภาคคอนโทรล

สิ่งที่เรามีอยู่ ณ ขณะนี้คือ Extender สามารถแปลง HDMI ไปเป็น LAN ผ่านกล่องรับ/ส่ง จากนั้นก็เลือกว่าจะใช้ระบบอะไร HDBaseT ตัวนี้ก็วิ่งผ่านสาย LAN เช่นกัน และยังมี Fiber Optic ซึ่งสามารถรับส่งได้ 300 เมตรถึง 10 กิโลเมตร

• 

สรุป

สำหรับอุปกรณ์ที่นำมาโชว์ในงานสัมมนานี้ประกอบด้วยตัว Extender ซึ่งประเภทของ Extender ที่นิยมใช้งานมีอยู่ 2 แบบ นั่นคือ Extender แบบ Point-to-Point และยังแบ่งเป็นตัวที่ส่งแรงดันไฟฟ้าได้และไม่มีแรงดันไฟในสาย อุปกรณ์ที่นำส่งไฟไปพร้อมข้อมูลจะจ่ายไฟเพียงด้านเดียว

หากเป็นอุปกรณ์ที่ส่งไฟไม่ได้จะต้องมีอะแดปเตอร์ 2 ด้าน ในส่วนอุปกรณ์ที่รองรับ HDBaseT นั้นจะใช้งานร่วมกันได้ ไม่ว่าจะเป็นยี่ห้อใดก็ตาม แต่บางแบรนด์จะมีเทคโนโลยีของตัวเอง อย่างเช่น AMX จะมีเทคโนโลยีชื่อ DXLink ซึ่งจะทำงานเฉพาะ AMX เท่านั้น ไม่สามารถใช้ HDBaseT ได้

ตัว Extender แบบ Point-to-Multi อุปกรณ์ชนิดนี้จะใช้ผ่าน Switch ข้อดีคือสามารถใช้งานร่วมกันได้หลายอุปกรณ์ งานสัมมนาครั้งนี้ ได้กล่าวถึงความรู้พื้นฐานเรื่อง HDBaseT เพราะจำเป็นต่อการออกแบบระบบ ถัดจากนั้นก็เป็นเรื่องระบบของ AV Network และ IP Network พร้อมกับสาธิตการเชื่อมต่อระบบให้ดูเป็นกรณีศึกษา

บทความที่เกี่ยวข้อง :

รู้ทันเทคโนโลยีที่จะทำให้การนำเสนองานง่ายยิ่งขึ้น!

สอบถามเรื่อง Extender สำหรับงาน AV เพิ่มเติมได้ที่:
บริษัท มหาจักรดีเวลอปเมนท์ จำกัด
โทร. 02-2560020
Website: www.mahajak.com
Youtube : Mahajak Channel
Line : @MahajakPro