HDMI Ratgeber. Alles rund um HDMI 1.0, 1.1, 1.2, 1.3a/b

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HDMI Ratgeber: Allgemeine und detailierte Informationen, maximal mögliche Kabellängen

Die Zukunft ist Digital. Schnell, scharf, brillant. Extrem hohe Datenraten müssen in höchster Qualität übertragen werden. Wenn ein digitaler Sender auf einen digitalen Empfänger trifft kommt es auf die richtige Verbindung an.

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wurde die digitale Audio/Video Schnittstelle HDMI entwickelt. HDMI ist die Abkürzung  für High Definition Multimedia Interface. Diese ist mittlerweile weltweiter Standard, um digitale Komponenten miteinander zu verbinden. Schon länger findet man die HDMI Schnittstelle in Flachbildfernsehern (Plasma/LCD/TFT),AV Receivern und DVD Playern. Bei HD-Disc-Playern wie Blu-ray oder HD-DVD, HD Spielkonsolen wie Playstation 3 und XBox 360, Multi-Media PC’s, HD-/Set-Top Boxen und HD-/Camcordern gehört die HDMI Schnittstelle mittlerweile zum Standard.

Bei den Geräten mit    Logos ist die HDMI Schnittstelle sogar vorgeschrieben.

Durch die TMDS-Technik (Transition Minimized Differential Signaling) sind bei HDMI 1.0 bis 1.2 Taktfrequenzen von 165MHz (Datenrate von 4,95 GBit/s, Typ A) und bei HDMI 1.3 sogar 340 MHz (Datenrate von 10,2 GBit/s, Typ A, Typ C) möglich. Diese hohe verfügbare Datenrate macht verlustbehaftete Datenkompressionstechniken bei HDMI überflüssig. Daher können durch die Übertragung auf Basis von HDMI auch keine Artefakte (z. B. Rauschen, Farbverfälschungen, usw.) wie bei analogen Übertragungsverfahren entstehen. Die maximale HD Auflösung bei HDMI 1.0 bis 1.2 liegt bei 1920 x 1080 Bildpunkten (1080p). Die HDMI Version 1.3 schafft Auflösungen bis zu 2560 x 1600 (WQXGA). Somit sind 16:9 Vollbilder mit 2560 x 1440 Bildpunkten (1440p) möglich.Durch die erweiterte Bandbreite von HDMI 1.3 werden fließende Bewegungen und die Steigerung der Bildwiederholungsrate bei HD Auflösungen auf bis zu 120 Hertz möglich.Die mögliche Farbtiefe von HDMI 1.3 steigt dank der höheren Datenrate von 24Bit/Pixel (HDMI 1.0 bis 1.2) auf 30, 36 und bis zu 48Bit/Pixel (HDMI 1.3). Dies sorgt für sanftere Farbübergänge /feinere Farbabstufungen. Erheblich größere Kontrast-Spannen werden möglich und die Anzahl der Graustufen wird vervielfacht.

  

Das mit HDMI 1.3 neu eingeführte Farbraummodell "xvYCC" (Extended YCC Colorimetry for Video Applications) unterstützt laut Entwickler die 1,8-fache Anzahl von Farben aktueller HDTV-Übertragungen.

 

Zudem wurde zusätzlich zum Standard Stecker Typ A ein HDMI Mini-Anschluss (Typ C) eingeführt, um eine einfachere Verbindungen mit HD-Camcordern und Digitalkameras zu ermöglichen. Mit die wichtigste Neuerung der HDMI Version 1.3 ist die Übertragung der Next-Generation-Audioformate Dolby Digital Plus, DTS-HD Master Audio und Dolby TrueHD. Diese bei Blu-ray Disc und HD-DVD verwendeten Audioformate werden nun als Bitstreams übertragen. Die ebenfalls neue mit der HDMI Version 1.3 eingeführte „Lip Sync" Funktion behebt Asynchronitäten zwischen Bild und Ton.

 

Bei HDMI 1.1/1.2 sind zwei Steckertypen Typ A 19pin, ca. 4,5 x 13,9mm und Typ B 29pin, ca. 4,5 x 21,2 mm Querschnitt definiert. Für HDMI 1.3 wurde zusätzlich der kleinere Stecker Typ C mit etwa 2,5 x 10,42 mm Querschnitt  für kompaktere Komponenten mit aufgenommen. Typ A und C basiert auf einer Single-Link Verbindung, bei der drei TMDS-Signalleitungspaare zur Verfügung stehen, und Typ B erlaubt durch eine Dual-Link Verbindung mit sechs TMDS-Signalleitungspaaren die doppelte Datenrate (Typ B, bei Unterhaltungselektronik nicht üblich).

 

Um die Datenrate für HDMI 1.3 weiter zu steigern, wurden zwei Kabelkategorien mit unterschiedlichen Hochfrequenzeigenschaften definiert. Ein Kategorie-1-Kabel kann Pixelraten bis 74,25 MHz und ein Kategorie-2-Kabel kann Pixelraten bis zu 340 MHz übertragen. In HDMI 1.3 sind erstmals auch die Kabeleigenschaften wie Dämpfung, Signallaufzeitdifferenzen, Übersprechen usw. genauer festgelegt, um eine fehlerfreie Übertragung auch über längere Kabel sicherzustellen. Um der unvermeidbaren Kabeldämpfung entgegenzuwirken, ist bei HDMI 1.3 für Pixelraten über 165 MHz empfängerseits ein Kabelequalizer zur Anhebung der höherfrequenten Signalanteile vorgesehen.

 

Neue Änderungen mit der Version HDMI 1.3a

Kaum war HDMI 1.3 angekündigt, wurde im November 2006 schon die Nachfolge-Version vorgestellt: HDMI 1.3a. Diese ist abwärtskompatibel zu den Vorversionen, d.h. Geräte mit HDMI 1.0, 1.1, 1.2 und 1.3 kommunizieren problemlos mit Geräten, in denen HDMI 1.3a implementiert ist. Allerdings können Geräte mit der "a"-Version von 1.3 nur dann alle Features problemlos nutzen, wenn das Gegengerät ebenfalls über 1.3a verfügt. Ansonsten fällt die Kommunikation auf den Leistungsumfang von HDMI 1.0, 1.1, 1.2 bzw. 1.3 zurück!


Hier die Neuerungen von HDMI 1.3a im Detail:

- Die Modifikationen am Kabel und am Stecker des HDMI-Kabels. Diese betreffen primär den neuen C-Typ-Stecker (zusätzlich eingeführte kleine Variante des bekannten HDMI Typ A-Steckers). Die Änderung haben auch eine Auswirkung auf die Spezifikationen der Impedanzeigenschaften der empfangenden Geräte.

- Es wurde eine Empfehlung hinsichtlich der Terminierung (Ein- und Ausgänge) an den Endgeräten hinzugefügt.

- Die Änderung am Messwert-Diagramm beim HDMI Test für Quellgeräte (sogenannte Anstiegs- und Abfallzeit des Signals).

- Die Änderung am Messwert-Diagramm beim HDMI Test für Endgeräte (Anstieg und Abfall des Signals)

- Die Technische Änderung an den Richtlinien für HDMI Kabel

- Die Änderung des CEC* Kapazitätslimits

- Das Hinzufügen einer gültigen Bandbreite für die RGB Video Quantisierung

- Eine Ergänzung bei den Ausnahmen für mögliche Audio Samplingraten

- Das Hinzufügen einer Control-Funktion für die Audio Rate, d.h. das Endgerät kann den Taktgeber der Quelle steuern.

*CEC steht für Consumer Electronics Control dient z.B. zur Kommunikation aller über HDMI verbundenen Geräte über nur eine Fernbedienung.

Die Änderungen, die mit HDMI 1.3a eingeführt wurden, sind überwiegend technischer Natur und führen keine neuen Features ein. Sie dürften in der Praxis vom Benutzer nur dadurch bemerkt werden, dass nun bisher, bei den ersten 1.3-Versionen festzustellende Fehler nicht mehr auftreten.

 

HDMI 1.3b / 1.3c

Genau 1 Jahr nach Einführung von HDMI 1.3a wurde Ende 2007 zusätzlich HDMI 1.3b eingeführt. HDMI 1.3b ist inhaltlich gleich wie 1.3a und wurde lediglich durch die Festlegung eines strenger spezifiziertem Messverfahren für Hardware ergänzt. Es sind keinerlei neue Spezifikationen für Kabel enthalten. Die Besonderheiten von HDMI 1.3b betreffen also nicht die Kabelverbindnung, sondern lediglich die Geräte und auch hier nicht einzelne Spezifikationen oder Messwerte, sondern nur das Messverfahren.

1.3c wurde am 25. August 2008 und eingeführt, hierbei wurde nur das Prüfprotokoll für aktive HDMI-Kabel geändert. HDMI 1.3c hat keine Auswirkung auf die HDMI-Features, Funktionen, oder die Performance.

 

Maximal mögliche Kabellängen

Beim HDMI 1.0 bis 1.2a Standard (max. Full Hd 1080p) beträgt die maximale Kabellänge bei sehr hochwertigen Kupferkabel ohne Signalverstärkung ca. 15m bis maximal 20m! Mit geeigneten Signalverstärkern (Repeater) kann man die Kabellänge auf bis zu max. 40m verdoppeln. Bei größeren Längen oder minderwertigen Kabel kann je nach verbundenen Endgeräten das Signal nur fehlerhaft übertragen werden oder kommt meistens beim Empfangsgerät überhaupt nicht an.

Beim HDMI 1.3a / 1.3b / 1.3b Standard (max. WQXGA 1440p) beträgt bei hochwertigen Kategorie 2 (cat.2) Kupferkabel ohne Signalverstärkung, je nach Kabelstärke (AWG, je kleiner die AWG Zahl desto dicker ist das Kabel), die maximal mögliche Kabellänge ca. 5m bis maximal 10m, um noch zu 100% den 1.3a Standard-Anforderungen gerecht zu werden! Bei längeren oder minderwertigen Kabel schalten die Geräte, durch den zu hohen Widerstand, automatisch auf den Funktionsumfang von HDMI 1.2a zurück, was gerade bei Blu-ray Filmen deutlich am Bild und Ton zu merken ist. Mit anderen Technologien (Optisches-HDMI, CAT5/6) ist HDMI 1.3 bis 100Meter Kabellänge möglich, bitte Anfragen.

 

Pinbelegung des HDMI TypA Steckers:

Pin  Signal
1

TMDS Data2 +

2

TMDS Data2 Shield

3

TMDS Data2 –

4

TMDS Data1 +

5

TMDS Data1 Shield

6

TMDS Data1 –

7

TMDS Data0 +

8

TMDS Data0 Shield

9

TMDS Data0 –

10

TMDS Clock +

11

TMDS Clock Shield

12

TMDS Clock –

131

 CEC

14

N/C (Reserved)

15

SCL

16

SDA

17

DDC/CEC Ground

18

+5V Power

19

Hot Plug Detect

"High-Definition Multimedia Interface" und "HDMI" sind eingetragene Warenzeichen der HDMI Licensing, LLC. Das Bildmaterial entstand auf der Grundlage von Veröffentlichungen von www.hdmi.org. ©Copyright 2008 Kunde-gleich-König

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