Digital Signage gilt als zukunftsträchtiger Markt. In Büroumgebungen, Hotels, Supermärkten oder Massenverkehrsknoten wie Bahnhöfen oder Flughäfen – der Einsatz von Video-Displays zur Anzeige von Informationen, Nachrichten oder Werbung steigt rasant an. Bis 2020 rechnen Analysten mit einem weltweiten Umsatzvolumen von 14 Milliarden Dollar.

Doch allein mit den Displays ist es nicht getan. Entscheidende Grundlage für das Aufsetzen der Digital-Signage-Infrastruktur ist die passende Verkabelung – vor allem in Zeiten rasch steigender Datenraten. Ultra HD und 4K stellen gewaltige Anforderungen an die Infrastruktur und machen Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 17,84 GBit/s erforderlich. Mit herkömmlichen HDMI-Kabeln lässt sich dies im geschäftlichen Umfeld nicht realisieren. Denn bei mehr als zehn Metern Kabellänge kommt es verstärkt zu Bitfehlern und daraus resultierenden Darstellungsproblemen. Dies gilt selbst für Highspeed-HDMI-Kabel.

Im Business-Bereich sind jedoch deutlich längere Verkabelungsstrecken gefragt – gerade, wenn es um Digital Signage geht. Für Installateure oder Planer bedeutet dies: Um eine fehlerfreie Audio- und Videoübertragung zu gewährleisten, ist der Umstieg auf andere Lösungen und die Einbeziehung weiterer Komponenten unumgänglich.

HDBase-T mit 5Play

Verkabelungen mit Extendern sind sicher eine Option. Bei langen Verkabelungsstrecken ist dies jedoch mit extrem hohen Kosten verbunden und entsprechende Projekte sind somit schnell unwirtschaftlich. Besser ist eine Verkabelungslösung, die weite Strecken ohne zwischengeschaltete Geräte verbinden kann. Als aktueller Standard für die Übertragung von HD-Multimedia-Inhalten im Geschäftsumfeld hat sich daher HDBase-T 2.0 etabliert. Dieser Standard ermöglicht neben der Übertragung von unkomprimierten Audio- und Videoinhalten (2K/4K/3D), 100Base-T Ethernet, USB 2.0 und verschiedenen Steuersignalen auch die Energieversorgung von verschiedenen Endgeräten mit bis zu 100 Watt (4-Pair PoE). Dies funktioniert auf einer Länge von bis zu 100 Metern über herkömmliche Twisted-Pair-Kupferkabel der Kategorien Kategorie 5e oder höher.

Mit HDBase-T 2.0 lassen sich bis zu fünf Funktionen über ein Kabel übertragen (5Play).

Die Vorteile des als „5Play“ bekannten Standards sind eindeutig: Da alle Funktionen über ein einziges Netzwerkkabel laufen, ist HDBase-T 2.0 äußerst kosteneffizient und lässt sich selbst in bestehenden Infrastrukturen nutzen. Eine teure Nachrüstung von Kabelstrecken ist dabei nicht notwendig, eine hohe Skalierbarkeit ist gewährleistet und die Verlegung von zusätzlichen Stromkabeln entfällt ebenfalls. Konferenztechnik, Videoüberwachung oder digitale Leitsysteme lassen sich über ein Kabel realisieren.

Im Gegensatz zu HDBase-T 1.0, das lediglich Point-to-Point-Verknüpfungen zuließ, erlaubt HDBase-T 2.0 nun auch Point-to-Multipoint-Verbindungen. Dadurch sind mehrere Bildschirme von einem Zuspieler aus ansteuerbar, beispielsweise in Einkaufszentren, Flughäfen oder Hotels. Die Kosten für zusätzliche Komponenten sinken dadurch deutlich.

Maximale Leitungslänge abhängig von der Datenrate

HDBase-T 2.0 ist allerdings nur für Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 10 GBit/s ausgelegt. Unkomprimierte Ultra-HD-Videoinhalte mit hohen Bildraten von 60 Frames pro Sekunde (FPS) lassen sich mit diesem Standard nicht übertragen. Um trotz der höheren Datenrate die Datenübertragung ohne enormen Qualitätsverlust zu realisieren, sind Tricks wie das Chroma-Subsampling erforderlich. Dies halbiert jedoch die Übertragungsraten von 17,84 GBit/s auf 8,91 GBit/s.

HDBase-T-Transmitter und -Receiver übertragen die 5Play-Funktionen direkt an die Displays.

Gerade für ältere Infrastrukturen sind dies jedoch immer noch gewaltige Datenraten, die sich nicht so einfach realisieren lassen. Hinzu kommt, dass die Schirmung der Kabel eine entscheidende Rolle spielt. Bei ungeschirmten Kabeln und Steckverbindern lässt sich Ultra HD selbst mit reduzierten Farbinformationen nur bis etwa 70 Meter übertragen. Die genannten 100 Meter können erst mit geschirmten Kabeln und Steckverbindern ab Kategorie 6 zuverlässig erzielt werden. Dies natürlich unter der Maßgabe, dass es keine extremen Störquellen in der Nähe der Übertragungsleitungen gibt – beispielsweise Motoren.

Lichtwellenleiter als Alternative für weite Verkabelungsstrecken

Eine Alternative für die Übertragung von Videoinformationen über weite Verkabelungsstrecken ist der Datentransport via Lichtwellenleiter (LWL). Gerade bei hohen Datenmengen bieten diese ein deutlich höheres Potenzial. Eine Datenübertragung bis 100 Meter ist für sogenannte HDMI-AOC-Kabel kein Problem (Active Optical Cable). Auch weitere Entfernungen lassen sich mit Multimode- und Singlemode-Fasern mühelos erreichen. So ist etwa mit OM3-Multimode-Fasern die Übertragung von 10 GBit/s auf bis zu 300 Metern möglich. Mit OM4-Multimode-Fasern lassen sich 550 Meter realisieren. OS2-Singlemode-Fasern erreichen sogar eine maximale Reichweite von zehn Kilometern. Gerade für großflächige Shops oder Warenhäuser sollten Glasfaserkabel daher die erste Wahl sein.

Wenn starke Störquellen wie etwa stromführende Leitungen die Datenübertragung über Kupferkabel nachhaltig beeinträchtigen, bieten sich Glasfaserkabel ebenfalls als Alternative an. Denn diese sind unempfindlich gegenüber EMV-Einstrahlung und punkten durch einen geringen Platzbedarf und minimales Gewicht. Zudem erlauben sie den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen.

Für lange Verkabelungsstrecken empfiehlt sich der Einsatz von speziellen Glasfaserkabeln mit HDMI-Steckgesicht.

Ein Nachteil von Lichtwellenleitern im Vergleich zu Kupferverkabelungen ist jedoch, dass immer eine zusätzliche Stromversorgung erforderlich ist. Die Investitionskosten fallen somit bei optischen Systemen höher aus. Die große Zukunftssicherheit der Systeme kann diesen Punkt jedoch schnell ausgleichen.

Mittlerweile sind auch HDBase-T-2.0-Geräte erhältlich, die bereits über eine integrierte Schnittstelle für Lichtwellenleiter verfügen. Damit ist abhängig von Anforderung und Einsatzgebiet eine flexible Datenübertragung sowohl über Twisted-Pair-Kupferkabel als auch über Glasfaser möglich.

Fazit

Ultra HD und 4K sind zwar in vielen Fällen noch Zukunftsmusik und die Anwendungsfelder im aktuellen Geschäftsumfeld noch selten. Gerade im medizinischen Bereich sind sie jedoch bereits heute schon an der Tagesordnung, und auch für Digital Signage und klassische Konferenzräume steigt die Nachfrage nach ultrahochauflösenden Inhalten kontinuierlich. Mittelfristig wird sich Ultra HD deshalb auch in professionellen Umgebungen als Standard durchsetzen. Insbesondere bei Neubauten ist es daher ratsam, die Verkabelungsinfrastruktur direkt auf entsprechend hohe Datenraten auszulegen und eingehend zu prüfen, ob Twisted-Pair-Netzwerkkabel oder Lichtwellenleiter die bessere Wahl sind. Bei Verwendung von passenden Komponenten eignen sich beide Verkabelungsinfrastrukturen für die Übertragung ultrahochauflösenden Bildmaterials und sind in puncto Anschaffungskosten herkömmlichen HDMI-Kabeln mit Extendern meist deutlich vorzuziehen.

Biniam Tesfamarian ist Produkt-Manager bei EFB Elektronik, www.efb-elektronik.de.