Produkte

13. August 2015

Coax

4k - Neue Auflösung für die digitale Videowelt

Was das neue Format bringt und welche Herausforderungen an koaxiale Kabel und Steckverbinder daraus folgen

Seit einigen Jahren wird in der Medienlandschaft über das neue digitale Video Format 4k bzw. UHD (Ultra HD) diskutiert, welches das heute weit verbreitete Full HD Format ablösen soll.  Durch die viermal so hohe Auflösung und höhere Bildfrequenz soll das neue Format eine stechende Bildschärfe sowie höhere Farbtiefe bieten. Die Definition für UHD wurde 2014 vom Digital Video Broadcasting Consortium verabschiedet.

Die Bezeichnung 4k geht auf die Anzahl der Pixel zurück: etwa 4000 Pixel in der Breite. Heute werden 2 Versionen unterschieden:  QFHD (Quad Full HD) mit 3840x2160 Pixel und UHD-1, oder auch 4k genannt, mit 4096x2160 Pixel. Die zweite Version wird gewöhnlich als Kino-Format verwendet.

Format Auflösung Pixelanzahl Leitungen Clock Frequenz Bandbreite
HD 1080 x 720 etwa 0,78 Mio. Single-Link 1,5 GHz 1,5 Gb/s
Full HD 1920 x 1080 etwa 2,07 Mio. Single-Link 3 GHz 3 Gb/s
QFHD 3840 x 2160 etwa 8,30 Mio Dual-Link 10,6 GHz 2 x 3 Gb/s
UHD-1 oder 4k 4096 x 2160 etwa 8,85 Mio Quad-Link 12 GHz 4 x 3 Gb/s

 

Übertragungstechnik

Es ist eine große technische Herausforderung, die Infrastruktur an die Übertragung hoher Datenmengen anzupassen. Die Übertragungslänge eines Kabels ist von der Bandbreite abhängig. Mit steigender Bandbreite sinkt die Distanz. Um die 4k Bandbreite von 12 Gb/s über die gleiche Entfernung mit gleichen Kabeln wie bei Full HD mit nur 3 Gb/s zu transportieren, werden 4 Leitungen benötigt, das sogenannte Quad-link. Chiphersteller suchen ihrerseits ebenfalls nach Lösungen. Nicht zuletzt ist der Fortschritt von der Leistung der Elektronik abhängig – die Chips können die hohen Bandbreiten von 12 Gb/s noch nicht übertragen.

Um dennoch diese hohe Bandbreite übertragen zu können, wird das Signal von der zugehörigen Elektronik auf 4 getrennte Signale aufgesplittet, die später von einem Receiver wieder vereint werden. Das Ziel ist es, die erforderlichen Datenmengen über das einzelne Kabel (Single-link) übertragen zu können. Die Signalausbreitungsgeschwindigkeit kann unter anderem mittels Verringerung der Permeabilität des Dielektrikums erhöht werden.

Steckverbinder für HDTV und 4k

Zur Übertragung großer Datenmengen im Videobereich bietet Telegärtner mehrere Alternativen an:

BNC HDTV

BNC HDTV

BNC-HDTV-Stecker wurden speziell an den Wellenwiderstand von 75 Ohm angepasst und weisen exzellente Rückflussdämpfungswerte vor – bis 6 GHz typ. -30 dB. Für die besonderen Anforderungen bei der Übertragung von HDTV Signalen in professionellen Anwendungen wie Studios, Übertragungswägen oder auch bei Großveranstaltungen wurde die hochwertige Baureihe „BNC EasyGrip HD³“ entwickelt.

Mini HD-BNC

Mini HD-BNC

Die Steckverbindungen der neuen Serie „Mini HD-BNC“ sind neben der 4-fach größeren Packungsdichte auch deutlich leichter als gängige Standard BNCs.

Die Signalqualität spielt die entscheidende Rolle bei der Auswahl einer Steckverbindung. Der neue „Mini HD-BNC“ weist gute Rückflussdämpfungswerte auf und erfüllt somit die Anforderungen an die gängigen Serial Digital Interfaces (SDI). Durch die Minimierung der Toleranz bezüglich der Impedanz auf 75 Ω ist es gelungen, sehr gute Werte bei der Rückflussdämpfung bis 6 GHz zu erreichen.

Mini HD-BNC: Rückflussdämpfung bis 6 GHz

Frequenz Dämpfung
1,000 GHz - 27,13 dB
2,000 GHz - 25,69 dB
3,000 GHz - 26,55 dB
4,000 GHz - 27,81 dB
5,000 GHz - 27,81 dB
6,000 GHz - 30,92 dB
   (typ.)

 

Durch diese hervorragenden Übertragungseigenschaften können die Steckverbinder-Serien für die Formate HD, Full HD, QFHD (als Dual-Link) und 4k (als Quad-Link) eingesetzt werden.

Wie geht es weiter

Obwohl das neue Format eine deutliche Verbesserung in Detaillierung, Farbensättigung und Schärfe verspricht, kommen die Vorteile von 4k vor allem auf großen TV-Bildschirmen zur Geltung. Der größte Eindruck wird daher durch die Verwendung mit Beamern erzielt. Videos im neuen Format werden auf diversen Streaming-Portalen angeboten. Auch bei youtube sind Videos in 4k bereits seit 2010 möglich.

Mit der Einführung von 4k sind die Grenzen der koaxialen Technik noch nicht ausgereizt. Erstens unterstützen die koaxialen Stecker und Kabel die hohen Frequenzen. Zweitens ist die koaxiale Technik im Vergleich zu Lichtwellentechnik recht einfach, robust und preiswert.

4k ist der nächste Schritt nach Full HD und das neue Format stellt die Hersteller der Infrastruktur vor neue Herausforderungen. Die Hersteller planen den nächsten Schritt  zu 8k bis 2020. Bis dahin muss aber noch viel entwickelt werden.