Aussetzer bei HDMI sind ein extrem lästiges Problem und oft schwierig in den Griff zu bekommen. Doch wie entstehen Aussetzer?
 

Tonaussetzer

Bekanntlich werden Videosignale in Frames aufgezeichnet und übertragen. In der Regel sind das bei TV- und Kino-Filmen 24 Bilder pro Sekunde (frames per second, fps). Bei 4k Auflösungen mit 60 Hz Bildwiederhol-Frequenz zeigt der Fernseher einen Frame also mehrfach. Falls ein Frame nicht korrekt übertragen wird, wiederholt das Display den bisherigen Frame. Nur wenn solche Bildfehler häufig auftreten, fällt das auf. Damit Bild und Ton synchron laufen, muss bei einem verlorenen Videoframe auch der Ton für 1/24 s, also 41 ms, verworfen werden. Diesen Aussetzer hört man deutlich. Es fällt also stärker auf, wenn der Ton aussetzt. Jedoch ist der verlorene Videoframe die Ursache.

Bildaussetzer

Die als Bildaussetzer wahrgenommen Übertragungsprobleme können komplex sein. Es gibt hier zahlreiche Fehlermöglichkeiten:

  1.     ein zu schwaches oder gestörtes HDMI-Signal kommt an
  2.     es finden Handshake-Prozesse von nicht aktiven Geräten statt
  3.     es läuft eine Gerätekommunikation im Hintergrund ab
  4.     das System hat Probleme beim Übertragen des Kopierschutzschlüssels
  5.     externe Störquellen

Zu schlechtes HDMI-Signal

Bei HDMI werden über dünne Leitungen Signale mit einer Bandbreite von 600 MHz (bei 4K 60Hz) übertragen. Weil dies im wahrsten Sinne des Wortes nicht lange gut geht, ist die Kabellänge de-facto auf 5 m begrenzt. Die HDMI-Spezifikation nennt keine Maximallänge, aber die Testanforderungen sind mit passiven Kabeln nur bis 5 m einzuhalten. Nur aktive HDMI-Kabel mit Verstärker oder Wandlern schaffen mehr. Bei HDMI 2.1 mit einer Bandbreite von 1200 MHz beträgt die maximale Kabellänge sogar nur 3 m. Eine HDMI-Quelle liefert zwar ein digitales Signal, und man könnte meinen das sei fehlertolerant. Das ist es aber nicht, denn der Pegelunterschied zwischen 0 und 1 wird mit zunehmender Kabellänge schwächer. Zudem treten Störungen wie Jitter auf, also eine zeitliche Verzögerung des getakteten Signals. Auch externe Einflüsse können das Signal verschlechtern. Nicht selten produziert ein einfaches Steckernetzteil elektromagnetische Störungen, die in das HDMI-Kabel einstrahlen.

An der Schwelle zwischen einwandfreiem und kein Signal gibt es ein Phänomen, was man bei digitalen Übertragungen (0 oder 1) nicht erwartet: Es kann Bildrauschen auftreten. Kleine weiße oder schwarze Punkte im Bild sind ein Indiz für zu lange Kabel.

Manchmal ist nur der Kontakt in der Buchse schlecht. Es kann helfen, den HDMI-Stecker des Kabels zu säubern und den Stecker in der Gerätebuchse vor und zurück zu schieben.

HDMI augendiagramm


HDMI Augen-Diagramm - das obere Diagramm zeigt das Ausgangssignal, das untere ein Signal am Kabelende.

Ein HDMI Augen-Diagramm stellt digitale Signalpegel in einem zeitlichen Verlauf dar. Diese Darstellung ist am besten zur Qualitätsbeurteilung eines HDMI-Datenkanals geeignet. Das “Auge” in der Mitte sollte möglichst klar abgegrenzt sein. Das Diagramm zeigt, dass es bei 0 und 1 auch Zwischentöne gibt, nämlich Pegelabweichungen (vertikal) und Zeitunterschiede (horizontal). Je länger das Kabel, desto schlechter ist das Auge abgegrenzt. Ab einem bestimmten Punkt treten Aussetzer auf, weil die HDMI-Senke 0 und 1 nicht mehr unterscheiden kann.

An der Schwelle zwischen einwandfreiem und kein Signal gibt es ein Phänomen, was man bei digitalen Übertragungen nicht erwartet: Es kann Bildrauschen auftreten. Kleine weiße oder schwarze Punkte im Bild entstehen durch nicht herstellbare Pixel und sind ein Indiz für zu lange Kabel.

Manchmal ist nur der Kontakt in der Buchse schlecht. Es kann helfen, den HDMI-Stecker des Kabels zu säubern und den Stecker in der Gerätebuchse vor und zurück zu schieben. Bitte beachten Sie, dass auch beste HDMI-Kabel durch Knicken oder Quetschen beschädigt werden können und so Fehler entstehen.

Handshake-Probleme

Damit eine HDMI-Verbindung zustande kommt, schickt eine HDMI-Quelle ein Signal zur HDMI-Senke. Die HDMI-Senke antwortet, es werden ggfs. Kopierschutzschlüssel ausgetauscht und die zu übertragenden Audio- und Videoformate vereinbart. Damit ist der Vorgang normalerweise abgeschlossen. Die ausgehandelten Informationen werden bis zur Netztrennung zwischengespeichert. Es kann passieren, dass ständig Handshake-Anfragen gesendet werden, wenn die Gegenstelle nicht (mehr) erreichbar ist. Dies tritt beispielsweise bei HDMI-Extendern auf, deren Endgerät ausgeschaltet ist. Man hat dann also Aussetzer auf einem Gerät, wenn eine andere HDMI-Senke ausgeschaltet ist.

Geräte-Kommunikation

Die automatische Suche nach Software-Updates oder automatische Aufwach-Funktionen können bei schlechter Programmierung ebenfalls zu Unterbrechungen der Signalübertragung führen. Solche Aussetzer treten meistens in regelmäßigen Zeitabständen auf. Denkbar sind auch Störungen durch gleichzeitige Smarthome-Anwendungen und Sprachassistenten auf beteiligten Geräten.

Es kann passieren, dass HDMI-CEC-Steuerbefehle das Signal stören oder den Prozessor belasten. Es darf durch die Verkabelung und Einsatz von HDMI-Verteilern keine Schleife entstehen. Es gibt Störungen, wenn Geräte – auch indirekt – zugleich mit HDMI-Eingang und -Ausgang verbunden sind. Auch ein doppelter Anschluss über 2 HDMI-Kabel zwischen denselben Geräten funktioniert nicht.

HDCP-Kopierschutz

Der HDCP ist besonders zeitkritisch. Die Übertragung mit der aufwendigen Echtzeit-AES-Verschlüsselung setzt exaktes Timing und identische Pegel voraus. Kleine Ungenauigkeiten in der Verkabelung führen zuerst beim aktivem Kopierschutz zu Problemen. Der Austausch der Schlüssel erfolgt über andere Leitungen als das Audio-Video-Signal, nämlich den DDC-Kanal. So ist es erklärbar, dass erst beim Abspielen von Videos auf einem PC Aussetzer auftreten. Dagegen laufen normale Desktop-Anwendungen störungsfrei. Ganz typisch für HDCP-Fehler sind Aussetzer in 2 Sekunden Abständen. Bei solchen gravierenden Problemen kann es sein, dass die Signalquelle – häufig eine Pay-TV-Set-Top-Box – das HDCP-Repeater-Bit eines angeschlossenen Gerätes bzw. Verteilers nicht unterstützt.

Ähnliches gilt bei Wiedergabe kopiergeschützter Inhalte von Zuspielern. Unserer Erfahrung nach sind hier besonders die Geräte von Sky kritisch. Bei direkter Verbindung mit dem Fernseher nimmt man bei verschlüsselten Programmen Mikro-Aussetzer wahr, wenn man ganz genau hinschaut. Ist ein HDMI-Switch oder ein ähnliches Gerät dazwischen, kommt es zu einem längeren Aussetzer von 1-2 Sekunden. Denn das dazwischen geschaltete HDMI-Gerät muss den Kopierschutz mit dem Fernseher neu aushandeln. Daher leuchten bei Fernsehern kurz die Audio- oder Videoformat-Logos auf und zeigen eine neue Verbindung an. So als hätte man das HDMI-Kabel kurz abgesteckt. In solchen Fällen bitte kurze, dicke HDMI-Kabel verwenden. Aktive HDMI-Kabel oder Glasfaser-Hybridkabel helfen hier nicht, da die Übertragung des Kopierschutzes über herkömmliche, passive Kupferleitungen erfolgt. Einzige Ausnahme sind hier die Titan Digital Kabel mit DDC-Beschleuniger.

Externe Störungen

Einstrahlungen in die HDMI-Kabel oder -Geräte können Aussetzer verursachen. Vermeiden Sie es, HDMI-Kabel an älteren Stecker-Netzteilen entlang zu legen. Auch ältere Energiesparlampen und Spezial-Beleuchtung für Pflanzen oder Aquarium können elektromagnetische Störungen verursachen.

Tipps zur Fehlersuche

Verkabeln Sie Ihr System nur minimal: Eine Quelle, ein Switch oder Splitter, ein Fernseher, das alles möglichst mit kurzen HDMI-Kabeln von maximal 2 m Länge. Falls nicht zwingend für den Betrieb erforderlich, deaktivieren Sie zum Testen die Internet-Verbindung. Wenn alles störungsfrei läuft, benutzen Sie längere Kabel falls erforderlich. Oder schließen Sie ein weiteres Gerät an. Am besten ein Gerät, welches sich bewährt hat und bislang einwandfrei lief. Machen Sie solange weiter, bis Sie die Ursache gefunden haben und erste Störungen auftreten. Ändern Sie aber nur einen Verbindung und Einstellung zur Zeit. Warten Sie dann ab, ob Aussetzer auftreten.

Sie können auch probieren, die Auflösung auf Full-HD zu reduzieren. Wenn dann alles läuft, schalten Sie auf Ultra-HD und später auf Ultra-HD mit HDR. Wenn sich schon bei Full-HD Aussetzer zeigen, liegt die Fehlerursache wahrscheinlich nicht an zu langen Kabeln oder deren Qualität.

Probieren Sie, ob die Aussetzer auch bei nicht-verschlüsselten Inhalten auftreten. Das können Bildschirmmenüs oder Apps sein, die keine Filme wiedergeben.