Audio- und Videoverbindungen: das kleine Kabel-Einmaleins
Welches Kabel ist für welche Anwendung und welche Signalqualität geeignet? Im Folgenden zeigen wir Ihnen, welche Verbindungsmöglichkeiten es gibt, worin die Unterschiede bestehen und wann es sich lohnt, in hochwertiges Material zu investieren.
Eines vorweg: Filme oder Musik in hoher Qualität stehen am Ende einer Wiedergabekette, bei der im Idealfall alle Komponenten aufeinander abgestimmt sind. Die Bilder und Töne aus einer hochwertigen Aufnahme werden in analoger oder digitaler Form über eine geeignete Kabelverbindung an ein Wiedergabegerät – z.B. einen Fernseher oder Audioverstärker – übermittelt. Eine geeignete Kabelverbindung unterstützt die Übertragung von Audio- und Videosignalen entsprechend den technischen Eigenschaften der angeschlossenen Geräte.
Wenn die Wiedergabe zu wünschen übrig lässt, ist freilich nicht immer das Kabel schuld: Auch ein Verstärker kann rauschen oder Töne verzerren, und ein Fernseher kann infolge unzureichender Signalverarbeitung oder Displayqualität hochauflösende und brillante Bildsignale flau oder unscharf wiedergeben. Auch die bei manchen digitalen Übertragungsformaten übliche Datenkompression kann zu Qualitätseinbußen führen. Umgekehrt kann aber ein schlechtes Kabel durchaus dafür verantwortlich sein, dass die Signalübertragung beeinträchtigt werden kann.
Einige der im Folgenden beschriebenen Kabel und Stecker stammen noch aus dem analogen Zeitalter der Unterhaltungselektronik. Digitale Standards verbreiten sich jedoch immer weiter und stellen sowohl im Audio- als auch im Videobereich die Zukunft dar.
Audioverbindungen
Cinch- und Klinkenstecker sind im Audiobereich schon seit Jahrzehnten üblich, um Hi-Fi-Komponenten untereinander zu verbinden, wobei die kleineren (2-mm- oder 3-mm-) Klinkenstecker bis heute auch bei vielen Smartphones und Tablets noch den Quasi-Standard für die Tonübertragung darstellen. Über diese Verbindungen werden die Tonsignale in analoger Form übertragen.
Die analoge Signalübertragung funktioniert denkbar einfach: Über eine Hin- und eine Rückleitung werden die Tonsignale elektromagnetisch – in Form einer proportional zum Tonsignal variierenden elektrischen Spannung – vom Sender zum Empfänger geleitet. Dabei wird pro Tonkanal ein Kabel mit zwei Steckern bzw. Buchsen benötigt; zur Unterscheidung der beiden Stereokanäle hat sich die farbliche Markierung mit weißen und roten Cinch-Steckern durchgesetzt.
Die einfache Technik hat aber auch Nachteile, denn sie ist relativ anfällig für elektromagnetische Störungen. Knackser durch das Ein- und Ausschalten von Geräten können das Musiksignal ebenso überlagern wie die 50-Hz-Frequenz des Wechselstrom-Hausnetzes. Bei analogen Verbindungen lohnt es sich daher besonders, auf passende Kabel und Stecker zu setzen. Es gibt zwar auch Kabel für wenige Euro, diese bestehen jedoch nur aus den Steckern und zwei Kupferleitungen dazwischen; sie sind daher besonders anfällig für Störungen.
Kabel mit entsprechender Verarbeitung sind wesentlich aufwendiger aufgebaut, nämlich als sogenannte Koaxialkabel mit einem Innenleiter in der Mitte, der von einer Isolierschicht und einem Außenleiter umgeben ist. Durch die hohlzylindrische Form schützt der Außenleiter den Innenleiter vor Störstrahlung. Weiteren Schutz bietet ein Geflecht aus Aluminium, das um den Außenleiter gelegt wird. Wenn ein Kabel mit dem Feature „3-fach geschirmt“ wirbt, kommen drei Lagen Aluminiumfolie zum Einsatz.
Kabel von besserer Qualität erkennt man aber nicht nur am Preis und an der Beschreibung, sondern auch an der aufwändigeren Verarbeitung des Kabelmantels und an den vergoldeten Steckern. Die Vergoldung vermeidet Korrosion und sorgt so für dauerhaft optimale Kontakte.
Ein weiterer häufig anzutreffender Standard ist das Sony/Philips Digital Interface, kurz S/PDIF: Die sichtbaren Unterschiede zu den Cinch-Koaxialkabeln sind auf den ersten Blick gering: Es gibt allerdings nur ein Kabel mit zwei Cinch-Steckern auf jeder Seite für den linken und rechten Audio-Kanal, außerdem sind die Cinch-Stecker nicht weiß oder rot, sondern orange. S/PDIF-Buchsen findet man vor allem an CD- und DVD-Playern und an Surround-Anlagen.
Der wichtigste Unterschied zu Cinch ist allerdings, dass es sich bei S/PDIF um einen Standard für die digitale Audioübertragung handelt. Die Tonsignale werden auch hier elektromagnetisch übertragen, allerdings in codierter Form. Das Tonsignal wird dazu in sehr viele einzelne Lautstärkewerte zerlegt – wie viele das pro Sekunde sind, gibt die sogenannte Abtastrate an. Zusätzlich wird jeder analoge Lautstärkewert einer digitalen Zahl zugeordnet. Bei einer Auflösung von 16 Bit kann das ein Wert zwischen 0 und 65535 (2 hoch 16) sein, höhere Auflösungen bieten noch feinere Nuancen. Die digitalen Zahlen werden als Folge von Nullen und Einsen übertragen und im Empfangsgerät wieder in ein analoges Tonsignal umgewandelt. Zum Vergleich: Die Musik auf einer CD ist mit einer Abtastrate von 44.100 Hertz, einer Auflösung von 16 Bit und in 2 Kanälen (Stereo) aufgenommen. Die Signalübertragung über SPDIF erfolgt typischerweise mit 48.000 Hertz und 24 Bit.
Durch die digitale Übertragung werden Störeinflüsse im Vergleich zu analogen Verbindungen reduziert, zumal auch ein Fehlerkorrekturcode mit übertragen wird, der im Fall des Falles eine Rekonstruktion des Signals ermöglicht.
Als Alternative zur elektromagnetischen Übertragung ist mit dem S/PDIF-Standard auch eine optische Übertragung über ein Lichtleiterkabel möglich. Die einzelnen Bits des digitalen Audiosignals werden hierbei nicht als Spannungswerte, sondern als Lichtintensitäten übertragen. Die entsprechende Steckverbindung heißt Toslink. Die optische Übertragung zeichnet sich durch eine noch höhere Störsicherheit aus, da elektromagnetische Fremdsignale keinerlei Auswirkungen auf das Lichtsignal haben. Zudem stellt sie eine wesentlich höhere Übertragungsbandbreite zur Verfügung, sodass Musik mit Abtastraten von bis zu 192.000 Hertz übermittelt werden kann, wie bei S/PDIF in Stereo und mit 24 Bit Auflösung.
Empfindlich sind die optischen Kabel nur beim Verlegen. Knicke und enge Biegeradien bei der Verlegung führen schnell zum Ausfall des Kabels und sollten auf jeden Fall vermieden werden. Oft zahlt sich der Einsatz stärker ummantelter Kabel aus, weil diese robuster gegen mechanische Einwirkungen sind als dünn ummantelte optische Fasern.
A propos Bandbreite: Bei Mehrkanalton in hoher Qualität, wie er etwa in Surround-Anlagen zum Einsatz kommt, reicht die Datenrate von S/PDIF nicht mehr aus, um die Signale verlustfrei zu übertragen. Für solche Fälle ist der Standard HDMI (High Definition Multimedia Interface) ein häufig verwendeter Standard, der neben 5.1-HD-Mehrkanalton zugleich noch HD-Bilder über ein einziges Kabel übertragen kann.
HDMI-Kabel, erkennbar an der breiten, flachen Steckerform, gibt es in „Standard“- und „High Speed“-Ausführung, seit Kurzem auch – mit nahezu verdoppelter Datenrate – als „Premium High Speed“. Diese Unterschiede sind für die Audioübertragung jedoch irrelevant, da hier deutlich geringere Datenmengen als bei der Videoübertragung durch das Kabel geschleust werden müssen. Sicherheitshalber sollte man hier auf die technischen Spezifikationen und Verarbeitung achten. Zusätzliche Kosten führen nicht zwangläufig zu einem technischen Mehrwert.
Last but not least wäre noch die kabellose Übertragung mittels der Funkstandards Bluetooth oder WLAN zu erwähnen: Diese aus dem Computerbereich stammenden Standards haben heute auch in die Hi-Fi-Welt Einzug gehalten. Auch diese Standards sind mittlerweile schnell genug, um Mehrkanalton in hoher Qualität zu übertragen. Eine Funkverbindung kann in der Praxis allerdings störanfälliger sein als kabelgebundene Verbindungen – dafür kann man Tonsignale einfach und ohne Kabelsalat im ganzen Haus verteilen. Da bei Bluetooth, wie bei einer Kabelverbindung, immer zwei Geräte fest gekoppelt werden, ist die Übertragung im Prinzip stabiler als bei WLAN, wobei sich auch bei WLAN – durch entsprechende Kanalwahl oder Signalverstärkung durch Repeater – eine stabile Signalübertragung unterstützen.
Videoverbindungen
Im Videobereich ist die Anzahl der gebräuchlichen Übertragungsstandards infolge der fortschreitenden Digitalisierung der Fernsehtechnik stark geschrumpft. Einst waren auch bei Fernsehern Cinch-Verbindungen (mit gelben Steckern) verbreitet, außerdem gab es den 7-poligen S-Video-Anschluss, um den Videorekorder anzuschließen. Auch der vielpolige, trapezförmige SCART-Stecker war allgegenwärtig. Fernsehsignale wurden mit diesen Verbindungen analog und getrennt nach Farb- und Helligkeitssignal übertragen. Diese Art der Übertragung von Farbfernsehsignalen wurde auch als „FBAS“ oder „Composite Video“ bezeichnet. Bei modernen HD-Fernsehern spielen all diese Anschlüsse kaum noch eine Rolle – heute dominiert in diesem Bereich der digitale HDMI-Standard, der sowohl Bewegbilder als auch Sound mit sehr hohen Datenraten (bis zu 18 Gbit/s bei HDMI Premium High Speed) übertragen kann. Damit lassen sich auch Bilder in UHD-Auflösung übertragen. In den meisten Fällen ist man jedoch auch mit einem einfacheren „High Speed“-Kabel gut bedient. Herstellerangaben wie 3D, 4K, UltraHD, Deep Color oder HD-Audio geben Aufschluss, ob das Kabel für die beabsichtigte Anwendungen geeignet ist. Die Kabellänge sollte bei HDMI-Verbindungen nach Möglichkeit nicht über 5 m betragen, da sich bei großen Verbindungslängen die Übertragungsfehler häufen können. Ab 10 m Kabellänge kann ein Zwischenverstärker erforderlich werden. Goldkontakte sind in diesem Fall übrigens kein zuverlässiges Kriterium für Qualität – besser auf eine saubere Verarbeitung achten. Eher im Computerbereich ist DisplayPort (kurz DP) verbreitet, der dort als Nachfolger des analogen VGA- und des digitalen DVI-Standards gehandelt wird. Wie mit HDMI können über DP digitale Audio- und Videodaten gleichzeitig und mit hoher Datenrate übertragen werden. Auch die Steckerform ähnelt der von HDMI, wobei es bei DP neben dem normalen noch ein Mini-Steckerformat gibt. Für Smartphone- und Tablet-Anwendungen befindet zur Zeit ein noch kleinerer Stecker (Micro-DP) in Entwicklung. HDMI und DP unterscheiden sich in ihren Spezifikationen, sind in ihrer Leistungsfähigkeit jedoch vergleichbar. Ein praktischer Vorteil von DP gegenüber HDMI ist, dass auch Kabellängen deutlich über 10 m im Allgemeinen keine Probleme bereiten.
Zum Schluss noch ein Wort zur kabellosen Video-Übertragung: Anders als im Audiobereich gibt es bisher noch keinen etablierten Standard für die Funkübertragung hochaufgelöster Bewegtbilder mit ihren enormen Datenraten. Zur Zeit konkurrieren drei Verfahren zur drahtlosen HDMI-Übertragung, die jeweils von mehreren TV-Geräteherstellern unterstützt werden: Ultra Wide Band (UWB), Wireless High Definition Interface (WHDI) und WirelessHD. Ein vierter Standard namens Wireless Gigabit Alliance (WiGig) steht in den Startlöchern, erste Sende- und Empfangseinheiten sollen noch in diesem Jahr verfügbar sein. Daneben gibt es weitere, herstellerspezifische Lösungen, einige davon auf der Basis üblicher WLAN-Standards. Jedes dieser Verfahren weist jedoch bestimmte Einschränkungen auf, beispielsweise bei der Übertragungsstrecke (innerhalb eines Raums oder auch durch Wände/Decken), der maximalen Entfernung zwischen Sender und Empfänger oder der Datenrate (und damit der Bildauflösung) – die „kabellose Wollmilchsau“ ist noch nicht in Sicht. Bis es so weit ist, bleibt oftmals ein (langes) HDMI-Kabel die zuverlässigere und auch günstigere Lösung, wenn man Fernsehbilder in hoher Bild- und Tonqualität nutzen möchte.
Noch Fragen zu Kabeln und Schnittstellen? In allen Zweifelsfällen hilft Ihnen Ihr Technik-Profi-Fachhändler gern weiter. Er stellt Ihnen die passenden Verbindungen für Ihre Gerätekonfiguration zusammen und übernimmt auf Wunsch auch gleich die Installation.
