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DVI Extender

Digital Visual Interface ist eine elektronische Schnittstelle zur Video- Datenübertragung. Sie wird hauptsächlich in der Computertechnik für die Übertragung zwischen CPU und Display genutzt. Für Videotechnik im Allgemeinen, also bspw. die Übertragung von Videodaten zwischen einem Zuspieler zum Fernseher oder Projektor wird meist HDMI genutzt, man spricht oft von einer „Weiterentwicklung“ der DVI Schnittstelle.

Wir sehen das etwas anders und sind große Fans der DVI Schnittstelle, sowohl für SingleLink als auch DualLink Signale.

Wofür brauche ich DVI Extender?

DVI Extender kommen immer dort zum Einsatz, wo längere Strecken überbrückt werden müssen. Maximal dürfen wir ja, wenn „unterwegs“ alles glattgeht, bis zu einer Länge von 15m mit einer tadellosen Übertragung rechnen, alles darüber ist außerhalb des Standards. In der Realität zeigt sich allerdings, dass gerade am oberen Ende der möglichen Auflösungen, oft schon bei 10m DVI Kabellänge kein befriedigendes Ergebnis mehr erzielt wird.
Nun kommen aktive DVI Verlängerungen zum Einsatz.

DVI ExtenderEin DVI Extender besteht aus Sender und Empfänger. Die beiden Geräte werden mit CATx (CAT5/6/7) Installationskabeln verbunden. In manchen Fällen auch per Glasfaser (Multimode oder SingleMode LwL, je nach System). Selten kommen auch wireless HDMI Extender mit DVI Adaptern zum Einsatz um das Signal zu transportieren.

Inhaltsverzeichnis für DVI Extender:
  1. Die Schnittstelle des DVI Extender kann vieles auf einmal
  2. Was ist TMDS?
  3. DVI Extender über LwL
  4. Welche Längen sind möglich?
  5. CAT5 DVI Extender
  6. Hersteller solcher DVI Extender bzw. DVI KVM Extender

Die Schnittstelle des DVI Extender kann vieles auf einmal:

  • DVI-A überträgt nur den analogen Part, d.h. es wird nur ein VGA Signal übertragen, über die sog. DVI-I Schnittstelle. Es handelt sich genau genommen um einen passiven Kabeladapter von VGA auf DVI. WICHTIG: Das Display muss mit einem analogen Eingangssignal klarkommen, denn es handelt sich wirklich um ein VGA Signal, dass lediglich über ein DVI Kabel transportiert wird. Beim Anschlusskabel muss der analoge Part, das sind ganz links auf dem Stecker die vier Pins und das Kreuz, ausgeführt sein, sonst kann nicht adaptiert werden.
  • DVI-I: Hier werden sowohl die digitale Schnittstelle DVI (also DVI-D) inkl. TMDS*, sowie der analoge Teil (VGA) übertragen. Die meisten Grafikkaten geben so aus und je nach Display und Anwendung kann dann ein entsprechendes Kabel bzw. Display ausgewählt werden. Analog zum DVI-A Kabel findet auch hier keinerlei Wandlung, Konvertierung oder Skalierung statt. Beide Signale liegen an und können im Display entsprechend verarbeitet werden.
  • DVI-D: Dies ist die Schnittstelle, wenn wir über DVI Extender sprechen, da diese immer digital übertragen. Nur bei einigen „Exoten“ sind senderseitig auch die DVI-A Pins belegt, dann findet eine Skalierung, bzw. Digitalisierung des analogen Signales statt, das „Endprodukt“ ist DVI-D, welches dann auch digital übertragen und dem Display zur Verfügung gestellt wird. Immer wenn aus dieser Erklärungsseite von DVI die Rede ist handelt es sich um DVI-D. Ein DVI-D Stecker kann auch an eine DVI-I Buchse angesteckt werden – umgekehrt aber nicht.

Wo liegt der Unterschied bei DVI SingleLink, bzw. DVI DualLink:
DVI SingleLink belegt am DVI Stecker 18+5 (die analogen Pins, TMDS* und 18 Pins DVI). Der DVI DualLink Stecker hingegen ist voll belegt mit 24+5 Pins. Hier wird die doppelte Anzahl TMDS* belegt, sodass wir auf eine max. Auflösung von 2560x1200@60Hz kommen.

*Was ist TMDS?

TMDS von Silicon Image heißt „Transition-Minimized Differential Signaling“ und ist der Standard, mit dessen Hilfe DVI und HDMI Daten unkomprimiert zu hochauflösenden Displays transportiert werden. Durch TMDS werden sämtliche elektromagnetischen Störungen quasi eliminiert. Aufgrund der Kabeldämpfung bei steigender Leitungslänge können aber nur maximal 15m mit 165MHz Bandbreite übertragen werden. Je nach Display und Graka entspricht das einer Auflösung zwischen 1600x1200, bzw. 1920x1200, wenn beide „reduced blanking“ unterstützen. Bei DualLink Ausgängen werden statt den üblichen 3x 1,65Gbit/s und 165MHz Bandbreite, 6 TMDS Kanäle mit jeweils 1,65Gbit/s, sowie 2x 165MHz Bandbreite zur Verfügung gestellt, somit kommen wir auf die doppelte Auflösung von 2560x1600 bei 60Hz.

Die DVI Schnittstelle ist sowohl für sich alleine, als auch für die DVI Extender Technik die robusteste Verbindung, die sich anders als bspw. das HDMI Interface, hervorragend für den harten 24/7 Industrieeinsatz eignet. Der Stecker wird verschraubt und nichts kann diese Verbindung unbeabsichtigt lösen.

DVI Extender über LwL (Lichtwellenleiter, also Glas):

Glasfaser DVI Extender sind bisweilen eher im High-End Segment zu finden.
Die Extender- Technik, als auch die Verkabelung ist teurer als die CAT5 Alternativen.
Die entscheidenden Vorteile sind größer mögliche Entfernungen, die galvanische Trennung zwischen den Geräten und die absolute Störunanfälligkeit der Übertragungsstrecke.

Die Technik und was ist zum Preis zu sagen:
Grundsätzlich wird die Technik im Extender komplexer, je weniger Adern zur Übertragung zur Verfügung stehen. Das heißt konkret, dass ein glasfaserbasierter DVI Extender, der mit einer Ader DVI überträgt teurer ist, als einer, der dasselbe Signal über vier Adern schickt.

DVI Extender über LWLDie Entfernungen:
Grundsätzlich entscheidend ist die Wahl der richtigen Glasfaser.
Wir unterscheiden zwischen LwL Multimode und LwL Singlemode- Fasern.

Singlemodeadern haben immer einen Querschnitt von 9/125µm, während es bei MultiMode Fasern zwei verschiedene Querschnitte gibt: die Standardfaser, sehr verbreitet und in Deutschland nahezu ausschließlich vorzufinden, 50/125µm „dick“. Und die 62,5/125µm Faser, die einen etwas größeren Querschnitt hat.

Längenangaben für DVI Extender auf der 50/125µm Faser sind bei dieser Faser zu halbieren.

Herstellerübergreifend haben sich zwei Längen etabliert:
DVI Extender auf Basis von Multimode Adern schaffen 400m, Singlemode Geräte bis zu 10km.

Einige Premiumhersteller bieten nur noch Singlemode Geräte an, an denen auch Multimodefasern bedient werden, hier schaffen wir ca. 800m mit Multimode und 10km mit Singlemodeverkabelung.

I.d.R. braucht man ein Adernpaar pro Videosignal, es gibt aber auch die Möglichkeit sog. CWDM Multiplexer einzusetzen und manche Hersteller bieten das sogar integriert in Sender und Empfänger an.

Ein solcher CWDM Multiplexer packt mehrere Lichtwellen in verschiedenen Farben „übereinander“, sodass mehrere Videosignale gleichzeitig auf nur einer Faser übertragen werden können. Dies ist insbesondere interessant, wenn jede Glasfaser Miete kostet und damit ganz erheblich Kosten eingespart werden können.

Glasfaser und EMV
Elektromagnetische Störfelder beeinflussen Glasfaser DVI Extender in keinster Weise, es ist keinerlei Metall, dass auf Magnetfelder reagieren könnte auf der Strecke verbaut.
Lediglich Sender und Empfänger können reagieren, deshalb gilt auch hier, dass die Geräte an sich in EMV „sauberer“ Umgebung untergebracht sein sollten.
Aufgrund der Reserven bei der Streckenlänge ist das aber praktisch nie ein Problem.

CAT5 DVI Extender:

Wir konzentrieren uns hier ausschließlich auf Industriestandard- Geräte, d.h. Import- Extender für 100€ und weniger, die dann 20m übertragen sollen und dabei günstiger sind als ein vernünftiges Kabel, bleiben außer Betracht. Hierfür werden wir eine neue Überschrift: „Warum funktioniert mein DVI Extender nicht“ öffnen.

Industriestandard Extender benötigen pro DVI Signal eine CAT5 Leitung. Die Übertragung erfolgt auf 3 Adernpärchen, auf dem vierten werden EDID / DDC Informationen, sowie weitere Schnittstellen wie PS/2 oder USB HID (für Tastatur und Maus) übertragen. Ein DualHead DVI Extender benötigt demnach 2x CAT5, ein TripleHead drei, ein QuadHead vier CATx, usw.
Für ein DualLink Signal wird die doppelte Bandbreite fällig, d.h. zwei CATx Kabel müssen zwischen Sender und Empfänger laufen – für ein Videosignal, dann aber bis 2560x1600 und bei manchen Herstellern bis zu 2K.

Welche Längen sind möglich?

Bei der CAT5 Übertragung kommt es wie auch bei den analogen Pendants maßgeblich auf die Umgebung und die zu überwindenden Übergänge und Störfaktoren an. TMDS verringert zwar die Störfaktoren, aber es gibt immer noch einiges zu beachten.

Grundsätzlich sind Geräteklassen von 50-60m, bis zu 100m (das sind meist HDBaseT oder DVI über IP Extender) und bis zu 140m erhältlich. Diese Leitungslängen lassen sich in Einzelfällen durch sogenannte Repeater verdoppeln.

Diese max. Längen beziehen sich immer auf Installationskabel, nie auf Patchkabel.

Installationskabel haben einen starren Innenleiter, AWG 24 oder 23 sind geeignet. AWG gibt den Durchmesser des Innenleiters an, je kleiner die AWG, umso dicker der Innenleiter.

Übergänge vermeiden, will heißen, die Dämpfung auf dem CAT5 Kabel so gering wie möglich halten.
Jedes Patchfeld, jede Wanddose fügt Dämpfung hinzu, bitte rechnen Sie mit 5-10% weniger maximaler Übertragungslänge – pro Übergang.

EMV: Bitte halten Sie die Kabelkanäle für die Video Übertragung EMV „sauber“, d.h. keine Stromkabel, elektromagnetische Vorschaltgeräte für Neonröhren oder Energiesparlampen, Magnetfelder von Drehstrommotoren, etc. kreuzen. Jeder Magnet wirkt auf das Kupfer im CATx Kabel und verzerrt sprichwörtlich das Bild.

Auf das müssen sie achten:
  • Installationskabel mit starren Innenleitern
  • passende Kabelgüte mind. AWG 24 oder 23
  • Übergänge vermeiden z.B. Patchfelder, Wandosen
  • EMV saubere Übertragung, keine Stör- oder Magnetfelder

Hersteller solcher DVI Extender bzw. DVI KVM Extender:

Viele Suchergebnisse in den einschlägigen Suchmaschinen bringen Treffer von sog. OEM Herstellern, bzw. Hersteller aus Fernost, die mit tollen technischen Daten bei gleichzeitig äußerst günstigen Preisen werben.

Sie werden Aten, Belkin, Digitus, Level-One, Lindy uvm. finden.
Bis auf einige wenige davon stellen diese "Hersteller" in Wirklichkeit nichts her, sondern kaufen ungelabelte Ware, die dann umverpackt und auf den entsprechenden Markennamen angepasst wird.
Meist geschieht das so geschickt, dass der Enduser davon nie Kenntnis erlangen wird, wer nun tatsächlich der Produzent ist und wer nicht.

Wir finden, dass gerade ein DVI KVM Extender in oft unternehmenskritischen Bereichen wie der Überwachung oder der Prozessteuerung eingesetzt wird und verkaufen aus diesen Gründen lediglich Indsutriestandard Systeme. Die schrittweise Erweiterung oder gar die Integration von einem Umschalter zwischen Sender und Empfänger ist jederzeit und über Jahre hinweg jederzeit möglich.

Sicherlich ist ein vernünftiger Extender nicht für 100,-€ zu finden, dafür stehen wir aber für 24/7 Verfügbarkeit und sind äußerst schnell bei RMA und Ersatz - sollte wirklich mal etwas fehlen.

  ADDER Gefen IHSE
Medium CAT5e/6a/7, LwL, TCP/IP Coax, CAT5e/6a/7, LwL, TCP/IP CAT5e/6a/7, LwL
DVI
DualLink DVI
HDMI
SDI/ HD-SDI
USB USB 2.0 USB 2.0
TCP/IP Multicast
Bekannteste Geräte ADDERLink, Infinity DVI ELR, HD-BaseT PoL Draco vario, DVXi/ET

Autor Thomas Mussnig


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