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HDMI-Kabel - Geschichte und Zukunft des Standards High Definition Multimedia Interface

2020-11-19

 HDMI-Kabel - Geschichte und Zukunft des Standards High Definition Multimedia Interface

Noch vor 20 Jahren gab es viele konkurrierende Schnittstellen für die Übertragung von Bild und Ton zwischen AV-Geräten. Es war ein Problem für die Verbraucher und es war auch schwierig für die Fachleute. Die Entwicklung der Technologie stellte sich als größte Herausforderung heraus. Hersteller von Computern sowie RTV-Geräten sowie Fernsehsender haben das Potenzial von hochauflösenden Bildern erkannt. Das Problem bestand nicht darin, Bilder von solcher Qualität zu produzieren oder zu senden, sondern sie auf dem Bildschirm des Verbrauchers zu empfangen und anzuzeigen. Besonders herausfordernd war die Signalübertragung zwischen einzelnen Geräten - Receiver, Videorecorder, Fernsehgerät, Computer, Monitor usw. Die bestehenden Standards (Composite Image oder VGA-Standard, sogar DVI) haben bereits das Maximum ihrer technischen Fähigkeiten erreicht.

Obwohl es zu Beginn des 21. Jahrhunderts mehrere wettbewerbsfähige Lösungen auf dem Markt gab, ist heute klar, dass der Gewinner ein aus Japan stammender Multimedia-Standard war, der unter anderem in Zusammenarbeit mit folgenden Unternehmen entwickelt wurde: Hitachi, Panasonic, Sony oder Toshiba. Wir kennen es von der Abkürzung: HDMI.

Wie funktioniert HDMI?

HDMI ist eine Schnittstelle, d.h. es definiert nicht nur die Übertragungsprotokolle und ihre elektrischen Eigenschaften, sondern auch die mechanischen Spezifikationen der Steckverbinder. Letztere sind in verschiedenen Größen erhältlich: HDMI-Standard, HDMI mini und HDMI micro. Die Stecker und Buchsen verfügen unabhängig von ihrer Größe über identische Funktionen. Ihre miniaturisierten Versionen werden in Geräten verwendet, für die kleine Anschlüsse erforderlich sind. Zum Beispiel wird HDMI mini in vielen Modelen von DSLR-Kameras (DSLR) von Canon und Nikon und in die Platte Raspberry Pi 4B passen sogar zwei HDMI-micro- Buchsen hinein.

Im Gegensatz zu seinen Vorgängern wurde HDMI als Multimedia-Standard entwickelt, was bedeutet, dass es die Übertragung von Video sowie Audio- und anderen Daten ermöglicht. Daher erfordert auch eine vage Beschreibung der HDMI-Funktionen die Betrachtung mehrerer Aspekte dieser Schnittstelle.

AK-AD-04 Adapter von Akyga, mit dem Sie ein Standard-HDMI-Kabel an die HDMI-Mini-Buchse anschließen können.

Welche AV-Formate verwendet die HDMI-Schnittstelle?

Metadaten und Audio-Video werden in einem beliebigen Format übertragen, wobei die in den CEA-861-Standards festgelegten Mindestanforderungen eingehalten werden. Abhängig von der Schnittstellenversion (HDMI 1.0, HDMI 1.1 usw.) werden sukzessive Revisionen dieser Datenstruktur verwendet. Da sich der HDMI-Standard zusammen mit der Display-Technologie ständig weiterentwickelt, bleibt er auf dem neuesten Stand und an die Bedürfnisse der modernsten Produkte angepasst und gleichzeitig abwärtskompatibel. Unkomprimierte Videodaten werden normalerweise mit Farbgenauigkeit sRGB (8 Bit pro Kanal) übertragen, aber das Bild kann in noch tieferen Farbräumen beschrieben werden (xvYCC 4:4:4, Y′CBCR 4:4:4 usw.). In neueren Versionen der Benutzeroberfläche wurde die Kompatibilität mit immer höheren Bildauflösungen von FullHD (d. H. 1920 x 1080) zu den Standards 4K und sogar 8K und 10K hinzugefügt, die derzeit von Herstellern von Fernsehgeräten, Monitoren und verwandten Displays angepasst werden.

Der Ton, der mittels eines HDMI-Kabels übertragen wird, hat eine Form von unkomprimierten Proben im PCM-Format. Anders gesagt, wird er mithilfe von Bits übertragen, die direkt am DAC-Wandler (C/A) im Zielgerät landen. Natürlich kann das verlustfreie Signal vorbearbeitet werden, analog oder digital, ähnlich wie im Falle der CDs, die mit einer digitalen Verbindung wiedergegeben werden. HDMI bedient bis zu 8 Audiokanälen, die bis zu 192 kHz mit einer Auflösung von bis zu 24 Bit abgetastet werden. Zum Vergleich wird Musik auf einer CD mit 16-Bit-Genauigkeit und einer Frequenz von 44,1 kHz aufgenommen.

Wie funktioniert die HDMI-Übertragung?

Es ist zu beachten, dass die HDMI-Schnittstelle keine Daten selbst komprimiert. Dies hat zwei Konsequenzen. Erstens werden Video und Audio verlustfrei übertragen. Zweitens (und hier kommt die Herausforderung) sind die HDMI-Funktionen proportional zur Datenübertragungsgeschwindigkeit. Nachfolgende HDMI-Revisionen, die immer höhere Bild- und Tonauflösungen sowie immer größere Metadatenpakete unterstützen, ändern die Übertragungsmethode nicht, sondern erhöhen nur den Durchsatz. Während die Schnittstelle der ersten Generation etwa 5 Gbit/s erreichte, läuft die neueste Version (HDMI 2.1) mit bis zu 48 Gbit/s. Darüber hinaus findet diese Entwicklung im Verbrauchersegment statt, wo Steckverbinder und Kabel unter suboptimalen (oder sogar recht ungünstigen) Bedingungen verwendet werden können. Der HDMI-Standard bleibt gültig und abwärtskompatibel dank der verwendeten Übertragungstechnologie, die TMDS ist.

TMDS – was ist das und wie funktioniert es?

TMDS steht für transition-minimized differential signaling, d.h. Differenzsignalisierung mit minimierter Variabilität. Diese Technologie wird im HDMI-Standard verwendet, um die Auswirkungen elektromagnetischer Strahlung auf die übertragenen Daten zu reduzieren. Bei diesem Verfahren erfordert jedes Byte das Senden von zwei 10-Bit-Rahmen, und die Kommunikation erfolgt über drei Kanäle, die jeweils aus zwei Leitungen gemäß den Regeln der differentiellen Signalisierung bestehen (was an sich einen gewissen Schutz des Signals bietet). Jedes Datenbyte wird bitweise von einer exklusiven Wechsel- oder Negationsfunktion (XOR oder XNOR) verarbeitet, um die geringste Anzahl logischer Zustandsübergänge sicherzustellen. Die reduzierte Änderungshäufigkeit reduziert zusätzlich die Interferenz zwischen den Leiterkernen sowie den Einfluss externer Faktoren. In der zweiten Phase werden während der erneuten Übertragung von Bytes die Daten logisch negiert, wenn es erforderlich ist, den durchschnittlichen aktuellen Wert beizubehalten. In jedem 10-Bit-Datenrahmen gibt es zusätzlich zu dem übertragenen Byte zwei Bits, die definieren, welche logischen Operationen ausgeführt wurden.

Welche Daten kann HDMI übertragen?

Die Fernsehgeräte von heute, die das modische Adjektiv "smart" annehmen, übernehmen langsam die Rolle, die bis vor kurzem von Spielern, Rekordern und Empfängern gespielt wurden und langsam zu Unterhaltungszentren werden. Um Inhalte von beliebten Websites wie YouTube oder Netflix zu empfangen, sind keine zusätzlichen Geräte erforderlich. Sie benötigen lediglich einen modularen Computer, der mit einem Treiber, einem Tuner, einem Verstärker und einem Netzteil im Fernsehgerät versteckt ist. Zusammen mit diesem Durchbruch gab es ein aus der Computerindustrie bekanntes Problem - wie beseitigt man überschüssige Kabel? Anschließen mehrerer Antennen, der Audio-Video-Quellen, des Audioausgangs, des Steuersignals, des Internets - all dies erforderte separate Kabel. Und hier kam die HDMI-Schnittstelle noch einmal zur Unterstützung.

Die Funktionen, die HDMI ausführen kann, hängen streng von den im CEA-861-Standard angegebenen Funktionen ab. Da er u.a. auf dem Format der übertragenen Metadaten basiert, war die Entwicklung der Technologie möglich, ohne in seine physikalische Spezifikation eingreifen zu müssen.

AK-HD-100P Ein HDMI-Kabel der neueren Generation (Marke Akyga). Obwohl es von außen identisch mit seinen Vorgängern aussieht, unterscheidet es sich im Design.

In nachfolgenden Iterationen der Schnittstelle wurde sie um Funktionen wie CEC, d.h. Übertragung eines Steuersignals (z.B. von einer Fernbedienung), automatische Audio-Video-Synchronisation, Unterstützung für neuere Dolby (TrueHD) -Standards erweitert. Einer der größten Durchbrüche war HDMI 1.4, bei dem ein Audio-Rückkanal hinzugefügt wurde, mit dem der Soundtrack beispielsweise an den Receiver gesendet werden kann, sowie ein Ethernet-Kanal mit einer Geschwindigkeit von bis zu 100 Mbit/s. Die letztere Funktionalität war eine Reaktion auf die wachsende Bedeutung des Internets in Home-Entertainment-Zentren. All diese Innovationen erforderten jedoch Kabel von immer besserer Qualität.

Beeinträchtigt das Kabel die Qualität des HDMI-Signals?

Die kurze Antwort lautet nein. Die Längere: es kommt darauf an.

Im Gegensatz zu den nächsten Generationen von USB-Anschlüssen, haben HDMI-Stecker, -Buchsen und -Kabel immer noch die gleiche Anzahl von Stiften und Drähten. Die zehnfache Kapazität moderner HDMI-Kabel musste jedoch modernisiert werden. Beispielsweise wird die Ethernet -Kommunikation über ein Paar von Leitungen realisiert, die zuvor für andere Zwecke verwendet wurden. Damit die Drähte Daten mit einer zufriedenstellenden Geschwindigkeit übertragen konnten, wurden zwei von ihnen verdrillt und (optional) in einer separaten Umwicklung platziert. Ältere Kabelgenerationen mit parallelen Leitern können keine reibungslose Netzwerkverbindung herstellen.

Es soll nicht vergessen werden, dass das digitale Videosignal mit einer Auflösung von 1980 x 1080 zwar mit einem alten HDMI-Kabel erfolgreich an das Fernsehgerät der neuesten Generation gesendet werden kann – viel höhere Auflösungen und die neuesten Funktionen dieser Schnittstelle erfordern jedoch eine Investition in eine bessere Verkabelung.

HDMI 1.4 Kabel der Marke Akyga

Im Katalog von TME finden Sie viele Produkte, die mit der neuesten HDMI-Generation kompatibel sind. Kabel und Zubehör der Marke Akyga sind besonders erwähnenswert. Erhältlich zu günstigen Preisen, hergestellt für viele Jahre zuverlässigen Betriebs, bewährt auf vielen globalen Märkten. Kabel der Marke Akyga im Katalog von TME wurden sorgfältig klassifiziert, um die Auswahl geeigneter Produkte zu erleichtern

Wir bieten Kabel mit einer Länge von bis zu 20 Metern an, die die Kommunikation von Geräten über Ethernet ermöglichen. Diese werden nach dem High Speed -Standard hergestellt und sind mit den höchsten Auflösungen von Monitoren und Fernsehgeräten (4K, UHD usw.) kompatibel. Längere HDMI-Kabel erfordern die Verwendung von Repeatern, um das Signal zu verstärken. Das Angebot umfasst auch Kabel von Akyga mit dem HDMI 2.0-Standard, d.h. mit der Unterstützung der Dual View-Technologie, mit der Sie Daten auf zwei unabhängige Displays übertragen können.

Stecker und Buchsen bei Akyga haben vergoldete Kontakte, wodurch sie vor Korrosion geschützt sind und eine perfekte Verbindung gewährleisten. Im Fall eines digitalen Signals ist dies sehr wichtig, da ein ungenauer Kontakt nur an einer Seite zu einem vollständigen Fehlen des Signals führen kann. Darüber hinaus haben wir in unseren Lagern Produkte, die vom Hersteller als Pro signiert sind (Artikel mit einer Signatur, die mit dem Buchstaben P endet) - sie haben eine zusätzliche Schicht der Umwicklung, die Signale vor Störungen schützt.

AK-AD-45 Winkeladapter von Akyga.

Akyga bietet auch viele HDMI-Zubehörteile wie Adapter, z. B. Winkeladapter, oder Übergänge, mit denen Sie Kabel an schwer zugängliche Buchsen anschließen können. Sie sind beispielsweise nützlich, wenn Sie einen Fernseher oder Receiver in der Nähe der Wand montieren, wenn der Zugang zu den Eingangs-/Ausgangsbuchsen schwierig ist und wenn das HDMI-Kabel an eine kompatible DVI-Buchse angeschlossen werden muss.

Alle Produkte von Akyga erfüllen die Anforderungen der HDMI-Schnittstelle mindestens der Version 1.4.

Kabel und Adapter von Akyga im Katalog

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