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22.01.2015 - 

HDMI, DVI, Miracast & Co.

Schnittstellen für Displays im Überblick

Früher war alles einfach: Monitore wurden an der VGA-Buchse angeschlossen und TV-Geräte am TV-Ausgang, soweit vorhanden. Inzwischen ist VGA fast obsolet, dafür gibt es einen ganzen Zoo an Anschlussmöglichkeiten. Wir geben einen Überblick.
Moderne Displays besitzen heutzutage eine ganze Reihe von unterschiedlichen Grafikschnittstellen.
Moderne Displays besitzen heutzutage eine ganze Reihe von unterschiedlichen Grafikschnittstellen.

Die alten analogen Anschlüsse für Monitor, Beamer oder TV-Gerät sind endgültig überholt und werden über kurz oder lang verschwinden. Stattdessen haben sich digitale Schnittstellen durchgesetzt, die meist nicht nur Bildinformationen, sondern auch Audio und oft auch Daten übertragen.

Die Digitalen

DVI: Die erste relevante digitale Grafikschnittstelle war das Digital Visual Interface, kurz DVI. 1999 spezifiziert waren DVI-Buchsen dem Jahr 2000 auf den ersten Grafikkarten zu finden, durchgesetzt hat sich DVI schließlich mit dem Siegeszug der TFT-Monitore als digitale Ausgabegeräte. DVI-Anschlüsse gibt es in verschiedenen Ausführungen mit unterschiedlichen Fähigkeiten. Gebräuchlich sind dabei DVI-I und DVI-D, jeweils mit unterschiedlich vielen Pins als Single- oder Dual-Link. Bei DVI-I wird über die DVI-Buchse auch noch ein analoges Signal übertragen und kann mit einem geeigneten Adapter abgegriffen werden, DVI-D überträgt nur digitale Daten, als Übertragungsverfahren dient eine serielle Technik mit der Bezeichnung Transition Minimized Differential Signaling (TMDS). Bei Single-Link-Buchsen werden Daten nur über eine TMDS-Verbindung Übertragen, das reicht für eine maximale Auflösung von 1920 x 1080 Bildpunkten bei 60 Hz. Mit der zweiten TMDS-Verbindung bei Dual Link steigt die maximale Auflösung auf 2560 x 1600 Bildpunkte. Dual-Link-Anschluss und Kabel sind auch für die stereoskopische 3D-Vision-Technik von Nvidia notwendig, die mit 120-Hz-Displays und Shutterbrille arbeitet. Prinzipiell überträgt DVI auch den für Blu-ray verwendeten Kopierschutz HDCP, letztlich hängt die Unterstützung aber vom verwendeten Monitor ab, der HDCP beherrschen muss.

HDMI: Die HDMI-Schnittstelle(High Definition Multimedia Interface) hat sich seit dem Start der Version 1.0 im Jahr 2003 zur vorherrschenden Anschlusstechnik sowohl im IT-Bereich, als auch bei Geräten aus der Unterhaltungselektronik entwickelt. HDMI überträgt nur digitale Bildinformationen, ebenfalls über TMDS, zusätzlich aber auch noch Audio und ab der Version 1.4 auch Daten über einen integrierten Ethernet-Channel (100 Mbit). HDMI 1.4 ist auch für eine stereoskopische 3D-Darstellung notwendig, 4K-Displays werden hier nur mit 30 Hz unterstützt, für eine Auflösung von 4096 x 2160 Bildpunkten mit 60 Hz ist der im September 2013 verabschiedete HDMI-2.0-Standard notwendig, erst hier ist die dafür nötige Übertragungsrate von 18 GBit/s spezifiziert. HDCP wird im Prinzip durchgehend unterstützt, eine Ausnahme bilden Kameras oder Camcorder mi HDMI-Ausgang. Über HDMI-CEC (Consumer Electronic Control) werden via HDMI auch Fernsteuersignale übertragen.

Neben dem großen Typ-A-Anschluss gibt es noch eine Mini-HDMI- (Typ C) und eine Micro-HDMI-Variante für Mobilgeräte wie Tablets oder sehr flache Notebooks.

DisplayPort: Während HDMI primär als Schnittstelle für Geräte aus der Unterhaltungselektronik entwickelt wurde, ist der DisplayPort ein Produkt der IT-Industrie. Die die erste DisplayPort-Spezifikation wurde 2006 von der VESA (Video Electronics Standards Association) verabschiedet, aktuell ist die Spezifikation 1.2 in Kraft. Einer der Gründe für die Entwicklung ist, dass anders als bei HDMI hier für die Hersteller keine Lizenzkosten anfallen. DisplayPort baut auf PCI Express auf und nutzt bis zu vier Lanes für die Datenübertragung. Damit ist eine Datenrate von bis zu 21,6 GBit/s möglich, ausreichend auch für die 4K-Auflösung bei 60 Hz. Ähnlich wie HDMI überträgt DisplayPort auch Audio, die aktuelle Version unterstützt ebenfalls HDCP und stereoskopisches 3D mit 120 Hz. Dual-mode DisplayPorts (DP++) übertragen über einen Adapter auch DVI- und HDMI-Signale, allerdings deren maximaler Auflösung.

Über eine DisplayPort-1.2-Buchse können bis zu vier Monitore angeschlossen werden: Entweder als Kette (Daisy Chain), sofern der Monitor DP 1.2 unterstützt, oder über einen zusätzlichen DisplayPort-Hub.

Neben der normalen DisplayPort-Buchse gibt es auch eine von Apple entwickelte Mini-Variante, die inzwischen auch Teil des VESA-Standards ist.

Thunderbolt: Ein Thunderbolt-Anschluss sieht auf den ersten Blick aus wie ein Mini-DisplayPort. Allerdings überträgt die gemeinsam von Intel und Apple entwickelte Schnittstelle in der Version 2.0 zusätzlich auch noch Daten mit bis zu GBit/s, Thunderbolt 1.0 schafft 10 GBit/s. Damit ist Thunderbolt schneller als USB 3.0 mit seinen 5 GBit/s und für den Anschluss externer SSDs gut geignet. Interessant ist die Kombination aus Video-, Audio- und Daten-Übertragung auch für Docking-Stationen, da ein Kabel als Anschluss ausreicht. Auch das Apple Thunderbolt Display kann so als Dock dienen. Allerdings sind Thunderbolt-Geräte und auch die Kabel deutlich teuerer. Daher ist Thunderbolt außerhalb der Apple-Welt kaum verbreitet.

DisplayLink: USB kann auch als Display-Anschluss dienen. Die Technik dahinter stammt von der Firma DisplayLink. Die von DisplayLink hergestellten Chips sind dabei nur in den Ausgabegeräten notwendig, also Monitoren, Display-Adaptern oder auch USB-3.0-Docking-Stationen mit Grafikschnittstelle. Auf dem Rechner genügt ein Treiber, der auch die Videokompression übernimmt.

MHL: Eine weitere Grafikschnittstelle, die eine USB-Buchse als Anschuss nutzen kann, ist der Mobile High-Definition Link. Allerdings werden hier keine Daten über USB übertragen, sondern ähnlich wie bei HDMI über TMDS. MHL wird primär für kleine Mobilgeräte wie Smartphones oder Tablets genutzt, die Ausgabe kann entweder über ein TV-Gerät mit MHL-Eingang oder mittels Adapter auch via HDMI erfolgen. Beim direkten Anschluss über MHL läuft auch noch die Spannungsversorgung für das Mobilgerät über das MHL-Kabel. Von den Fähigkeiten her entspricht MHL 2.0 dem HDMI-Standard 1.4, mit MHL 3.0 wird auch 4K-Video unterstützt.

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