Alles neu mit 4K?

Voraussetzungen an HDMI-Kabel

Mit dem stetig wachsenden Angebot an Ultra-HD-Bildschirmen stellt sich nicht nur die Frage nach entsprechendem Content, sondern auch nach den passenden Verbindungen. Full-HD ist längst im Alltag angekommen, doch jetzt erobert mit Ultra-HD ein noch besseres Format (vierfache Full-HD-Auflösung) den Markt. Fein, denn für beste Bilder kann man gar nicht genug Pixel haben. Doch wie steht es um die Verbindungen zwischen den neuen Komponenten. Nachfolgend haben wir für Sie die wichtigsten Fragen und technischen Hintergründe zusammengestellt.

Die neueste Version HDMI 2.0b - Was sind die Unterschiede?

Die HDMI Organisation hat den Standard HDMI 2.0b veröffentlicht. Der wesentlicher Unterschied liegt darin, dass der neue Standard das Format HDR (High Dynamic Range) unterstützt. HDR verbessert den Kontrastumfang indem die Quelle zusätzliche Informationen (Metadaten) an den TV überträgt, welche die Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung (Back-Light) des TV regelt. Quelle und TV müssen dafür naturgemäß HDR unterstützen. Außerdem wird eine dynamische Synchronisation zwischen Video- und Audio-Streams unterstützt. Für diesen neuen Standard werden keine anderen Kabel benötigt! D.h. die High Speed HDMI Kabel mit Ethernet sind nach wie vor aktuell. Auch an der Bezeichnung dieser Kabel ändert sich nichts.

Benötigt man neue Kabel?

Entscheidend für die Übertragung von Ultra-HD (4k) Formaten ist die Bandbreite, die in Bps - also Bits pro Sekunde - angegeben wird. Die aktuellen 4k-TVs am Markt arbeiten in der Regel mit nur 25 bzw. 30 Bildern pro Sekunde und kommen mit der "alten" HDMI 1.4-Schnittstelle aus. Die nächste Gerätegeneration wird 50 bzw. 60 Bilder pro Sekunde unterstützen, was zu einer höheren Datenrate auf dem HDMI-Kabel und damit zu dem neuen Standard HDMI 2.0 führt. Aber durch eine Anpassung der Schnittstelle konnte die Bandbreite bei gleicher Kabelspezifikation von 10.2 Gbps auf die notwendigen 18 Gbps erhöht werden. Deshalb sieht die HDMI 2.0-Spezifikation auch keine neue Kabelkategorie vor.

Muss man sich auf neue Standards feasst machen?

Im Konsumerbereich hat sich die HDMI-Schnittstelle etabliert und auch mit der Festlegung des neuen Standards 2.0 bzw. HDMI 2.0a die nächsten Jahre gesichert. Dieser Standard ist allerdings nur für kurze Distanzen konzipiert. Die Nachfrage nach großen Kabellängen steigt allerdings stetig. Daher prallen zei Gegensätze aufeinander: Zum Einen die höheren Auflösungsformate mit entsprechend höheren Datenraten und Anforderungen und zum Anderen der Bedarf an größeren Kabellängen. Daher gehen wir davon aus, dass der derzeit primär im professionellen Installationsbereich verwendete HD-BaseT Standard Einzug in den Konsumerbereich halten wird. Dieser Standard erlaubt Übertragungsstrecken bis zu 100m und unterstützt dabei ebenfalls 4k-Formate.

Displayport hat hingegen im UE-Bereich keine wesentliche Bedeutung. Daneben existiert noch die Multifunktions-Thunderbolt-Schnittstelle in der Apple-Welt, die aber im klassischen UE-Bereich (aktuell) ebenfalls keine Rolle spielt.

Welches sind die wichtigsten Anforderungen an HDMI-Kabel für den 4K-Betrieb

In den HDMI-Spezifikationen der HDMI-Organisation wird grundsätzlich zwischen zwei Versionen unterschieden: Standard und High Speed bzw. Standard mit Ethernet und High Speed mit Ethernet. Die High Speed Versionen erlauben eine höhere datenrate, welche insbesondere für 4k-Formate notwendig ist. Die Standard-Version scheidet somit aufgrund ihrer nur begrenzten Datenrate von vornherein für die Übertragung von 4k-Formaten aus. Darüber hinaus sollten bei der Kabelauswahl Qualitätsunterschiede im Bezug auf Verarbeitung, Material und Abschirmung beachtet werden. Von möglichen Pixelfehlern abgesehen, mögen einfache Strippen bei kurzen Kabellängen funktionieren. Aber spätestens bei größeren Übertragungswegen machen sich die unterschiede bemerkbar. Häufen sich die Pixelfehler, kommt es zu sichtbaren Bildstörungen und Bildaussetzern. Oder die Verbindung kommt gar nicht erst zu Stande. Die Basis für ein gutes Kabel sind eine vernünftige Abschirmung und entsprechend dicke Signalleiter aus Kupfer und nicht wie zum Teil bei ganz einfachen Strippen verkupfertem Aluminium. Dazu kommt eine exakte Einhaltung der Impedanzen der Datenleitungen sowie eine einwandfreie Konfektion der Stecker

HDMI 2.0

Das HDMI-Forum, dem 88 Unternehmen aus der Multimediabranche angehören, hat am 4. September 2013 die neuen HDMI 2.0 Spezifikationen veröffentlich. Die wichtigste Neuerung von HDMI 2.0 ist die viel höhere mögliche Datenrate von bis zu 18 Gigabit pro Sekunden welche für moderne 4K-Inhalte mit doppelter Bildwiederholrate notwendig ist. Die High Speed HDMI Kabel with Ethernet von in-akustik unterstützen HDMI 2.0 und sind damit für die aktuellen und zukünftigen Anforderungen bestens geeignet. Für die HDMI-Kabel der Kategorie „Star” gilt dies bis einschließlich 3,0m, bei „Premium” HDMI-Kabel bis einschließlich 5,0m und bei „Exzellenz” dank eines intelligenten Chips im Stecker sogar bis einschließlich 15m Länge.

Qualitätsunterschiede

Was unterscheidet ein Exzellenz HDMI-Kabel von einem Standard HDMI-Kabel? Viele Anwender unterliegen dem Irrglauben, dass die Übertragung digitaler Daten grundsätzlich fehlerfrei funktioniert. Ein Besser oder Schlechter soll es nicht geben. Im Internet trifft dies auch zu. Dort fordert der Empfänger vom Sender die digitalen Daten so lange erneut an, bis die Inhalte korrekt übertragen wurden (Checksummenprüfung). Im Audio-/ Video-Bereich fehlt hingegen die Zeit, um digitale Daten abzugleichen und erneut anzufordern. Dafür kommt im TV oder Projektor eine Fehlerkorrektur zum Einsatz. Je höher die Auflösung und schneller die Bildsequenzen sind, desto höher ist auch die zu übertragendeDatenrate.

Damit steigt jedoch auch die durch ein HDMI®-Kabel verursachte Fehlerrate. Je häufiger die Fehlerkorrekturen im Fernseher eingreifen müssen umso schlechter wird das Bild. Mit zunehmender Kabelqualität lässt sich diese Fehlerrate reduzieren und das Bild gewinnt wieder an Brillanz und Schärfe.

Qualitativ hochwertige Kabel wie z.B. das Exzellenz HDMI Kabel verfügen über eine aufwändige Abschirmung sowie hochwertige Leiter- und Isolationsmaterialien. Der sorgfältige Herstellungsprozess garantiert außerdem extrem geringe Fertigungstoleranzen im Bezug auf alle Kabelparameter.  Alles in allem sorgt dies für geringere Fehlerraten und somit für die im Vergleich zu Standard-Kabeln bessere Bild- und Tonqualität. Und dies selbst bei kurzen Übertragungswegen.

 

 


Additional Color Space

Während bei den meisten Videoanwendungen der vorherrschende Farbraum immer noch RGB ist, erfreuen sich insbesondere im Bereich der digitalen Fotografie andere Farbmodelle immer größerer Beliebtheit. Version 1.4 der HDMI®-Spezifikation unterstützt drei zusätzliche Farbräume, durch die beim Anzeigen digitaler Fotos auf einem HDTV-Gerät eine bessere und präzisere Farbwiedergabe erzielt wird. Der HDMI®-Standard bietet neben RGB und x.v.Color nun auch native Unterstützung für die Farbräume: sYCC601 color, Adobe RGB color und Adobe YCC601. Ebenso wie bei x.v.Color wird durch jeden dieser Farbräume eine Palette der verfügbaren
Farben definiert, die größer als das traditionelle RGB-Farbmodell ist und näher am vollständigen Farbspektrum der für das menschliche Auge wahrnehmbaren Farben liegt.

HDMI Ethernet-Funktion

Werden die Komponenten mit HDMI Kabel inklusive der Ethernet-Funktion verbunden (rechtes Anschlussschema), ist kein zusätzliches Netzwerkkabel zwischen den AV-Komponenten erforderlich.

Audio-Rückkanal

Werden die Komponenten mit HDMI Kabel inklusive des Audio-Rückkanals verbunden (rechtes Anschlussschema), ist kein zusätzliches Audiokabel zwischen TV und AV-Receiver erforderlich.

Für ein bewegtes Bild werden wie beim Daumenkino mehrere Bilder innerhalb einer bestimmten Zeit hintereinander dargestellt. Je mehr Bilder in gleicher Zeit dargestellt werden desto flüssiger wirken die Bewegungen. Paradebeispiele hierfür sind Tennismatches oder Fußballspiele. Bei wenigen Bildern bewegen sich die Bälle ruckartig über den Bildschirm. Die Anzahl der Bilder wird in Herz (Hz) oder Frames Per Second (FPS) angeben. Beides drückt aus wie viele Bilder pro Sekunde übertragen werden. Die Bildwiederholrate wirkt sich natürlich unmittelbar auf die benötigte Datenrate aus.

Die doppelte Bildwiederholrate benötigt die doppelte Datenrate. Gerade bei 4K Formaten gibt es hier entscheidende Unterschiede. So unterstützen ältere 4K Geräte in der Regel nur 4K mit 25 oder 30 FPS. Erst neuere Geräte mit HDMI 2.0 unterstützen auch 50 und 60 FPS.

Der Dynamikumfang, also der Abstand von dem hellsten bis zum dunkelsten für das Menschliche Auge wahrnehmbare Licht ist gigantisch. Kameras und Fernseher vermögen nur ein Bruchteil davon zu erfassen und wiederzugeben. Durch technische Tricks wird der native Dynamikumfang von Kamera und Fernseher künstlich erweitert. Diese Technologie nennt sich High Dynamic Range, kurz HDR. Das Ergebnis sind Bilder, die gerade in dunklen Bereichen deutlich mehr Details sichtbar machen.

Da die HDMI Schnittstelle Bild- und Toninhalte absolut perfekt in hochauflösender Qualität zur Verfügung stellt, gibt es seitens der Filmindustrie die Auflage, diese Inhalte nur verschlüsselt auszugeben. Hier kommt der HDCP Kopierschutz (High Definition Content Protection) zum Tragen. Weil frühere Versionen von Kriminellen geknackt wurden gibt es den neuen HDCP2.2 Standard.

Schaut man eine DVD oder Blu-Ray über eine Surround-Anlage an, leitet der Surround-Verstärker den Ton auf die hochwertigen Surround-Lautsprecher. Nutzt man hingegen den im TV eingebauten DVB Tuner oder schaut Online-Inhalte mit dem Smart TV an, wird der Ton durch den Audio-Return-Chanel (ARC), also dem Audio-Rückkanal, automatisch über das gleiche HDMI Kabel zurück zum Surround-Verstärker geleitet und ebenfalls über die hochwertigen Lautsprecher wiedergegeben.

Ein großes Problem bei der Speicherung und Übertragung von Bilddaten waren schon immer die Datenmengen und Übertragungsbandbreiten. Seit jeher wurden deshalb Verfahren zur qualitativ vertretbaren Reduzierung der Datenmengen eingesetzt. Weil das menschliche Auge schwarz-weiß Bilder deutlich schärfer als Farbbilder wahrnehmen kann, wurde ein Verfahren entwickelt welches die schwarz-weiß, also die Helligkeitsinformation, in voller und die Farbinformationen in reduzierter Schärfe überträgt um die Datenmengen zu reduzieren. Voraussetzung ist zunächst das Trennen der Helligkeits- von den Farbinformationen was mit dem YUV-Verfahren umgesetzt wird. Bei der Farbunterabtastung 4:4:4 werden hingegen alle Helligkeits- und Bildinformationen in voller Schärfe übertragen was qualitativ die beste Lösung ist aber eine entsprechend hohe Datenrate mit sich bring. 4K Formate mit 50 Bilder pro Sekunde und 4:4:4 Farbunterabtastung benötigen daher eine HDMI 2.0 Schnittstelle mit einer Bandbreite von bis zu 18 Gbps. Bei reduzierter Farbunterabtastung von 4:2:0 kommt man hingegen noch mit der HDMI 1.4 Schnittstelle mit „nur" 10.2 Gbps aus.

Auflösungsformate

Ultra-HD (4K) und Full-HD beschreibt das Auflösungsvermögen der einzelnen Komponenten wie LCD, LED-TV, DVD- oder Blu-ray-Player. Der ursprüngliche PAL-Standard arbeitet gerade einmal mit 576 Zeilen. Mit Full HD gekennzeichnete Geräte müssen eine Auflösung von mindestens 1920 x 1080 Pixeln aufweisen. 4K x 2K beschreibt eine vier Mal höhere Auflösung.  Ultra-HD und Full-HD ermöglichen entweder eine größere Darstellung (Abb. 1) oder eine erheblich verbesserte Bildqualität bei gleicher Bildschirmdiagonale (Abb.2).

Verhältnismäßige Darstellung eines Kreises in PAL/NTSC, Full HD 1080p und 2160p / 4K x 2K Auflösung.

Kabel-Ratgeber

Das beste Kabel ist das, welches die Wiedergabequalität der HiFi- oder Videokette am wenigsten beeinflusst und das Originalsignal möglichst verlustfrei überträgt. Erfahren Sie mehr in unserem Cable Guide.

Tipps zur Kabelwahl

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HD-Base-T Special

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