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Die richtige Verbindung - Stecker- und Kabel (1/2)

Im Zeitalter der digitalen Technik stehen auch Änderungen und Weiterentwicklung bei Kabeln und Steckersystemen an. Es ist schließlich kaum einzusehen, warum digital empfangene Bilder und Töne nicht auch digital wiedergeben werden sollten. Darüberhinaus greift HDMI ab 2010 das Nebeneinander mehrerer analoger und digitaler Verbindungsarten erfolgreich an.

Die Lücke zwischen digitalem Empfang und digitaler Wiedergabe des Bildes mit modernen Flachdisplays oder Projektoren schließen Kabelverbindungen. Auch hier beginnt sich die digitale Übertragung Bahn zu brechen. Das hochaufgelöste Fernsehen (HDTV) erfordert digitale Schnittstellen wie HDMI oder DVI (bzw. die passenden Verkabelungen). Mit dem Vormarsch von HDTV-Programmen, die in Deutschland ab 2016 auch terrestrisch gesendet werden, werden die hergebrachten analogen Verbindungen zwischen Settopboxen und Fernsehern überflüssig. Hier ein Überblick über die wichtigsten digitalen AV-Anschlußarten.


Digital: HDMI | DisplayPort | DVI | USB 2.0 | USB 3.0 | Surround-Sound
Analog: Scart | Cinch | S-Video


HDMI - High Definition Multimedia Interface
HDMI-Logo Die jüngste Entwicklung ist das High Definition Multimedia Interface (HDMI), entstanden im Jahr 2003. Diese 19polige Anschlußart verbindet digitale Geräte wie Fernseher, Settopboxen und BluRay-Geräte. HDMI ist im Gegensatz zu DVI für Video- und Audiodaten vorgesehen. Da für die Bilddaten ebenfalls TMDS genutzt wird, sind HDMI und DVI miteinander kompatibel. Auch Protokolle für Fernbedienungen werden unterstützt, so dass per HDMI verbundene Geräte unter Umständen mit einer Fernbedienung gesteuert werden können.
HDMI 1.3-KabelIm Juni 2006 wurde die Version 1.3 mit einer Übertragungsleistung von 10,2 Gigabit pro Sekunde vorgestellt. Die für HDTV-Bilder notwendige Qualität wird erheblich übertroffen. Eine Farbtiefe bis zu 48 Bit kann transportiert werden, was die für HDTV ausreichende Darstellung von 16,7 Millionen auf unvorstellbare 281,5 Milliarden Farben erhöhen soll. Auch die verlustfreie Übertragung von Digitalsound mit Dolby TrueHD und DTS-HD Master Audio werde unterstützt. HDMI 1.3 soll zu den Versionen 1.1 und 1.2 abwärtskompatibel sein.
HDMI-Produkte gibt es 2010 von 940 Herstellern, die bis 2009 eine Milliarde Geräte mit diesem Anschluß ausgeliefert haben. HDMI ist für die digitale Übertragung von HDTV-Signalen zwischen Settopbox/Bluray-Player und Fernseher Pflicht. Dafür ist geräteseitig der umstrittene Kopierschutz HDCP zu verwenden.
 
HDMI-Kabel
HDMI 1.1 Steckerschema: Die obere Reihe zählt von rechts ab Pin 1 (ungerade), die untere von rechts ab Pin 2 (gerade)
  1 - TMDS Daten 2 plus
  2 - TMDS Daten 2 Absch.
  3 - TMDS Daten 2 minus
  4 - TMDS Daten 1 plus
  5 - TMDS Daten 1 Absch.
  6 - TMDS Daten 1 minus
  7 - TMDS Daten 0 plus
  8 - TMDS Daten 0 Absch.
  9 - TMDS Daten 0 minus
10 - TMDS Takt plus
11 - TMDS Takt Absch.
12 - TMDS Takt minus
13 - CEC
14 - nicht genutzt *)
15 - DDC Takt (SCL)
16 - DDC Takt (SDA)
17 - DDC/CEC Masse
18 - plus 5 Volt
19 - Hot Plug Detect *)
*) - „With Ethernet“-Kabel - siehe unten

HDMI-Funktionen ab 2009/2010, neue Bezeichnungsrichtlinien

HDMI-Kabel 2010 Mit dem Slogan „One cable. One Standard“ erklärt das HDMI-Konsortium ab 2010 allen anderen analogen und digitalen Verbindungen in der Unterhaltungselektronik den Krieg. Das soll durch erweiterte und neue universelle Funktionen der HDMI-Kabel möglich werden. Hier die wichtigsten Funktionen in Kürze:
3D-Stereroskopie: Verpflichtend sind die Signalformate Frame Packing (HDMI 1.3), Side-by-Side Horizontal und Top-and-Bottom (HDMI 1.4). Weitere Formate werden ab Version 1.4a nicht bindend unterstützt. (Ausführlich: Stereoskopie-Hintergrund)
Der Audio Return Channel ermöglicht nun den „Rückweg“ für Stereo- oder Surround-Signale - zum Beispiel vom Fernsehtuner zum Audioverstärker über ein einziges Kabel. Gesonderte Audiokabel (z.B. TOSlink oder koaxial für Surround-Sound) entfallen damit.
Der neue Ethernet Channel sichert die bidirektionale Verbindung ins Heimnetzwerk oder Internet mit 100 Megabit pro Sekunde. Diese Kabel sind anders beschaltet: Für Netzwerkfunktionen werden die verdrillten Leitungen 14 und 19 samt eigener Abschirmung auf Pin 17 verwendet.
Die Funktion Real Time Content sorgt, geeignete Geräte vorausgesetzt, für die automatische Umschaltung zwischen unterschiedlichen Signalarten (z.B. zwischen 2D und 3D und den verschiedenen 3D-Formaten).
Darüberhinaus wurden der Farbraum für zu übertragende Bildsignale erweitert, u.a. um Fotos von Digitalkameras ohne Qualitätsverlust zu übertragen.
Derzeit noch dem professionellen Einsatz, zum Beispiel in Kinos mit digitaler Projektion, ist die 4k-Funktion vorbehalten. Damit wird die Hochleistungsübertragung von Bilder mit Auflösung von bis zu 4096 mal 2160 Pixeln möglich.
HDMI-Bezeichnungen ab 2010 Ab dem 18. November 2010 treten neue Bezeichnungsrichtlinien in Kraft. Die Beschriftung von Produkten und Verpackungen mit Versionsnummern ist dann untersagt. „Standard“ kennzeichnet die Übertragungsleistung von 2,25 Gigabits pro Sekunde und ist geeignet für heute übliche HDTV-Signale 1080i und 720p. „High Speed“ ist geeignet für 10,2 Gigabits pro Sekunde. Beide Kabeltypen sind für alle Funktionen (außer Ethernet) geeignet. Netzwerkfähige Kabel werden mit dem Zusatz „with Ethernet“ versehen und leisten in dieser Funktion bis 100 Megabits pro Sekunde.
Die Gerätehersteller müssen die Funktionen einzelner Buchsen durch entsprechende Beschriftung - zum Beispiel „ARC“ für den Audio Return Channel oder „ARC+HEC“ (Audio Return Channel und Ethernet Channel) - kenntlich machen.
Zu den weiteren Novitäten gehört ein gegenüber dem Steckertyp C um 52 Prozent verkleinerter Ministecker Typ D, zum Beispiel für Handys. Ebenfalls neu sind die Steckertypen E und A Relay für Anwendungen in der Automobilindustrie (Kfz-Erstausstattung) mit der Handelsbezeichnung „Standard Automotive“-Kabel.
Mehr Infos: HDMI-Website.


Display Port
DisplayPort-Logo DisplaPort-Stecker Die ab 2007 eingeführte Schnittstelle für die Verbindung von Monitoren, TV-Displays, DVD-Playern usw. mit dem Computer ist mit dem HDCP-Kopierschutz gekoppelt und für stereoskopische Daten ebenso wie für Streaming geeignet. Die Spezifikation wurde 2009 um den Mini DisplayPort DisplaPort-ANschlußbild erweitert. Intel und Apple erweiterten das nochmals: Unter dem Namen Thunderbolt firmiert eine universelle abwärtskompatible Schnittstelle. Aufgrund des kleinen Bauformats sind DisplayPort bzw. Thunderbolt u.a. für Notebooks besonders geeignet. Mit der Version 1.3 wurde die Übertragungsleistung gesteigert, so dass Bildformate bis zu „8k“ (bis 60 Bildern pro Sekunde, 8 Bit Farbtiefe) unterstützt werden.
 
Mehr Infos: Wikipedia.

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DVI - Digital Visual Interface
DVI-LogoDigital Visual Interface - DVI ist eine komplett digitale Schnittstelle, die für die Wiedergabe digitaler Videosignale (von HDTV-Settpboxen, -Videogeräten oder Computer-Grafikkarten auf modernen Flachdisplays konzipiert wurde. Es gibt zwei Varianten: Im Gegensatz zu DVI-D (Digital, 24 Pins) überträgt DVI-I (Integrated, 29 Pins) zusätzlich analoge RGB-Signale. Die Kabellänge ist auf 5 Meter begrenzt. Die DVI-Varianten werden ab etwa 2010 auch im Computerbereich zunehmend durch das leistungsfähigere HDMI abgelöst.
Hinweise: Zur Übertragung wird das Verfahren Transition Minimized Differential Signaling (TMDS) verwendet, das hohe Geschwindigkeiten bis ca. 10 Gigabits pro Sekunde erlaubt. Beim hochauflösenden Fernsehen und Video (HDTV) ist DVI immer mit dem Kopierschutz HDCP gekoppelt um ein Kopieren von HDTV-Daten ohne Qualitätsverlust zu unterbinden.
 
DVI-D
Zählschema: Die 1. Reihe beginnt links mit Pin 1, Reihe 2
mit Pin 9, Reihe 3 mit Pin 17
DVI-I
Zählschema: C1 oben links, C2 oben rechts usw., C5 Mitte
  1 - TMDS Daten 2 minus
  2 - TMDS Daten 2 plus
  3 - TMDS Daten 2/4 Absch.
  4 - TMDS Daten 4 minus
  5 - TMDS Daten 4 plus
  6 - DDC Takt
  7 - DDC Daten
  8 - Analog V-Sync
  9 - TMDS Daten 1 minus
10 - TMDS Daten 1 minus
11 - TMDS Daten 1/3 Absch.
12 - TMDS Daten 3 minus
13 - TMDS Daten 3 plus
14 - 5 Volt plus
15 - Masse 5 Volt plus und analog H/V-Sync
16 - Hot Plug Detect
17 - TMDS Daten 0 minus
18 - TMDS Daten 0 plus
19 - TMDS Daten 0/5 Abschirmung
20 - TMDS Daten 5 minus
21 - TMDS Daten 5 plus
22 - TMDS Takt Abschirmung
23 - TMDS Takt plus
24 - TMDS Takt minus
C1 - Analog rot
C2 - Analog grün
C3 - Analog blau
C4 - Analog H-Sync
C5 - Masse RGB
Mehr Infos: DVI-Website.

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USB - Universal Serial Bus 1.0, 1.1, 2.0
Neues (oben) und altes (unten) USB Logo USB-Stecker Typ A, Typ B (oben) und Micro-USB Der 1996 eingeführten „Universal Serial Bus“ verbindet Computer und externe Geräten (Maus, Scanner, Drucker, Speichergeräte usw.) und sollte diverse Schnittstellen wie RS-232, Centronics, PS2 etc. ersetzen. USB-Geräte werden vom Computer automatisch erkannt und eingebunden.

Die Version 2.0 setzte im Jahr 2000 die Übertragungsleistung von 12 auf 480 Megabit pro Sekunde herauf und stellt zusätzlich eine Stromversorgung für angeschlossene Geräte bereit. Die Stromstärke liegt bei 100 mA und kann auf Anforderung auf 500 mA erhöht werden. Das war eine der Voraussetzungen für die praktischen TV-Empfangssticks. Mittels „Polling“ - d.h. permanenter Statusabfrage - wird das USB-Gerät überwacht. Es gibt verschiedene Steckervarianten (Standard- Mini- und Micro-USB; jeweils Typ A bzw. Typ B). Micro-USB wird vorwiegend für kleine Geräte (z.B. Smartphones) verwendet und ermöglicht sowohl die Datenübertragung als auch den Anschluß eines Akku-Ladegerätes.
Pinbelegung USB-Standard Typ A und B
Pinbelegung USB A und B. Grafik: Wikipedia Nr.

1
2
3
4
  Name

VCC
D-
D+
GND
  Farbe

Rot
Weiß
Grün
Schwarz
  Beschreibung

+5 Volt
Data -
Data +
Masse

Pinbelegung USB-Mini und Micro Typ A und B
Pinbelegung USB A und B. Grafik: Wikipedia
Pinbelegung USB A und B. Grafik: Wikipedia
Nr.

1
2
3
4
5
  Name

VCC
D-
D+
ID
GND
  Farbe

Rot
Weiß
Grün
Keine
Schwarz
  Beschreibung

+5 Volt
Data -
Data +
Typ A: Masse, Typ B: frei
Masse
Mehr Infos: USB-Homepage

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USB - Universal Serial Bus 3.0
USB SuperSpeed 3.0 Logo USB 3.0-Kabel Ab Ende 2009 wird USB 3.0 („Superspeed“) eingeführt. Damit wird der Datentransfer auf 4,8 Gigabit pro Sekunde verzehnfacht. Es dürfen nur Geräte als „USB 3.0-kompatibel“ beworben werden, die im „Superspeed“-Modus arbeiten. Die Kabel haben eine blaue Markierung des Steckerinneren (siehe Fotos rechts).

Die Stromstärke liegt bei 150 mA und kann auf Anforderung auf 900 mA erhöht werden. Fünf zusätzliche Pins ermöglichen Stromsparfunktionen: Fließen keine Daten, wird ein Gerät abgeschaltet. Wird gar kein Gerät verwendet, kann auch der Hub stromlos gelegt werden.

USB 2.0 Geräte können an USB 3.0-Anschlüssen verwendet werden, umgekehrt geht das nicht. Es wird erwartet, dass zunächst externe Speicher - vor allem Festplatten - auf den Markt kommen. Denn aufgrund der hohen Datenrate beschleunigt USB 3.0 die Übertragung großer Datenmengen - zum Beispiel für HDTV-Videos - erheblich.

USB 3.0 ist ebenso wie 2.0 für eine Vielzahl von Peripheriegeräten der Computerwelt geeignet und wird im TV-Bereich u.a. für den Anschluß von Speichern (Festplatten, USB-Sticks) mit Mediendaten an Fernsehgeräte sowie als Schnittstelle für Software-Upgrades verwendet. Seit etwa 2012 dient USB auch zur Aufladung der Akkus von Mediengeräten wie MP3-Playern, Digitalradios oder Smartphones.
Pinbelegung USB 3.0

Pinbelegung USB 3.0. Grafik: Wikipedia
Nr.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
  Name

VCC
D-
D+
GND
SSTX+
SSTX-
GND
SSRX+
SSRX-
  Farbe

Rot
Weiß
Grün
Schwarz
  Beschreibung

+5 Volt
Data -
Data +
Masse
Daten von Host +
Daten von Host -
Masse
Daten an Host +
Daten an Host -
Mehr Infos: USB-Homepage

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Kabel für digitalen Mehrkanalton (Dolby- oder DTS-Surroundsound)

Für die Weiterleitung des Dolby-Surroundsounds vom Empfangsgerät (Settopboxen, Recorder bzw. Fernseher oder DVD-/BluRay-Player) zum 5.1-Audioverstärker gibt es mehrere Verbindungsmöglichkeiten, zu denen inzwischen auch HDMI hinzugekommen ist.

Elektrische Surround-Verbindungen (Cinch)
Elektrisches 5.1-Kanal-Kabel Neben dem optischen Anschluß (s.u.) ist die koaxiale Verbindung mit Kupferkabeln und einem Cinch-Stecker Standard für die Weiterleitung des Mehrkanalssounds an den Verstärker. Als Kommunikationsprotokoll beider Geräte dient SP/DIF (Sony/Philips Digital Interface).
Daneben bieten einige Geräte - vor allem die DVD- und BluRay-Spieler - schon auf der Seite der Bildquelle die zusätzliche Möglichkeit einer Trennung der fünf Richtungs- und des Baßkanals. Es handelt sich dabei um sechs gebündelte Kabel mit Cinch-Verbindern (siehe Foto).
Mehr Infos: Wikipedia
Optische Verbindung (TOSlink)
TOSlink - optisches S/PDIF-Kabel Für den Neben koaxialen Cinch-Kabeln sind für den Dolby-Sounds auch optische Verbindungen in SP/DIF standardisiert. Diese werden mittels sog. TOSlink-Kabel gewährleistet, das im Kern einen Lichtwellenleiter enthält. Darauf wirken sich elektromagnetische Einflüsse naturgemäß nicht aus, so dass eine störungsfreie Übertragung gewährleistet ist.
Mehr Infos: Wikipedia
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