Die DisplayPort™ Schnittstelle

Was ist DisplayPort™?

DisplayPort™ ist ein durch die VESA (Video Electronics Standards Association) genormter, universeller Verbindungsstandard, eine digitale Schnittstelle zur Übertragung von Video- und Audiosignalen.

Im Gegensatz zu HDMI, das hauptsächlich bei TV- und Multimediageräten wie z. B. Beamern, Spielekonsolen und DVD-Playern eingesetzt wird, kommt DisplayPort™ vor Allem in der Informationstechnologie, also bei PCs, Notebooks, Tablets und generell bei Monitoren, zum Einsatz.

Ein DisplayPort™ 1.2 Stecker an einem Delock Adapter
Ein DisplayPort™ 1.2 Stecker an einem Delock Adapter

DisplayPort™ soll über mehr High Performance Eigenschaften als jede andere digitale Schnittstelle verfügen. Entwickelt wurde die Technologie, um ältere Standards wie DVI und VGA abzulösen. DisplayPort™ soll neue Möglichkeiten in den Bereichen PC-Technologie, Digitaldisplays und Unterhaltungselektronik eröffnen. Er wird als Standard der Zukunft bezeichnet, der schon heute erhältlich ist.

DisplayPort™ Versionsgeschichte

VERSION 1.0

Im Mai 2006 wird die Spezifikation des Standards erstmalig von der VESA veröffentlicht.

VERSION 1.1

Im April 2007 ist die erste finale Version festgelegt. DP 1.1 erlaubt Datenübertragung in zwei unterschiedlichen Datenraten (HBR und RBR: High Bit Rate und Reduced Bit Rate). Die maximale Übertragungsrate unter Verwendung aller Lanes mit einem bis zu zwei Meter langen Kabel beträgt 8,64 Gb/s, was für HDTV und größere Monitore ausreichend ist.

Für Kopierschutz sorgt die Verschlüsselung mit HDCP 1.3 (High-bandwidth Digital Content Protection) sowie DPCP (DisplayPort™ Content Protection). In dieser Version wird auch der Dual-mode DisplayPort™ (kurz: DP++) eingeführt, mehr dazu weiter unten bei Das Feature DP++. Erste Geräte mit DisplayPort™ kommen Anfang 2008 auf den Markt.

VERSION 1.2

Im Dezember 2009 wird DP 1.2 veröffentlicht. Eine bedeutende Veränderung ist die Steigerung der Datentransferrate auf maximal 17,28 Gb/s bei Nutzung der vier Lanes. Erstmalig wird die Auflösung UHD-1 (4 K Ultra HD) und MST (Multi stream transport) unterstützt. Nun können mehrere voneinander unabhängige Videostreams übertragen und mehrere Monitore nach dem Daisy Chain Prinzip verbunden werden - über einen einzigen DisplayPort™ Anschluss.

VERSION 1.3

In der im September 2014 bestätigten Version ist die Datenrate pro Lane erneut gesteigert, jetzt können insgesamt bis zu 25,92 Gb/s übertragen werden. Via MST ist jetzt auch die Ansteuerung mehrerer UHD-1 (4K Ultra HD mit 3840 × 2160 Pixel) oder WQXGA Displays möglich.

Für die Unterstützung kommender UHD-2 Monitore (8K mit 7680 x 4320 Pixel) ist vorgesorgt, indem die 4:2:0 Farbabtastung integriert ist. Der erstmalig 2007 eingeführte Dual-mode (DP++) ist so modifiziert, dass er für HDMI und DVI Adapter mit 4K Ultra HD Auflösung (HDMI™ 2.0) und Kopierschutz nach HDCP 2.2 passend ist.

VERSION 1.4

Im März 2016 erscheint eine Version, die zwar keine erneut gesteigerte Datentransferrate aufweist, jedoch die Weiterentwicklung einiger Features. Die Display Stream Compression 1.2 (DSC) bietet eine bis zu dreifache Kompressionsrate des Streams, bei visueller Verlustfreiheit: das bedeutet, ein durchschnittlicher Betrachter unter typischen Bedingungen soll keinen Unterschied zwischen komprimiertem und unkomprimiertem Bild bzw. Video erkennen können.

DSC ermöglicht die Wiedergabe von UHD-2 (8K mit 7680 x 4320 Pixel) und HDR sowie UHD-1 (4K mit 3840 x 2160 Pixel) und HDR. Natürlich können auf Monitoren, die DSC nicht unterstützen, nur dementsprechende Auflösungen dargestellt werden. Zwei weitere Verbesserungen bei DP 1.4 sind die Vorwärtsfehlerkorrektur, die Übertragungsfehler reduziert, und die Erweiterung der Audiokanäle auf 32.

 WELCHE VERSION UNTERSTÜTZT WELCHE AUFLÖSUNG?
DP Version Maximale Auflösung
DisplayPort™ 1.1 3840 x 2160 @ 30 Hz und 2560 x 1600 @ 60 Hz
DisplayPort™ 1.2 3840 x 2160 @ 60 Hz
DisplayPort™ 1.3 5120 x 2880 @ 60 Hz und 7680 x 4320 @ 30 Hz
DisplayPort™ 1.4 7680 x 4320 @ 60 Hz / 10 Bit Chroma / HDR und
3840 x 2160 @ 120 Hz / 10 Bit Chroma / HDR

System der Datenübertragung bei DisplayPort™

Technisch betrachtet verfügt DisplayPort™ über eine Hauptverbindung, den Main Link, der aus vier Lanes besteht. Der Datentransfer geht in eine Richtung und findet paketiert statt, womit DisplayPort™ das erste Video-Interface mit diesem Prinzip ist.  

Denn im Vergleich zu DVI oder HDMI, bei denen eine kontinuierliche Datenübertragung stattfindet, verwendet DisplayPort™ Datenpakete mit festen Raten - vergleichbar mit dem Übertragungsprinzip bei Ethernet, PCI Express oder USB.

Die Übertragungswege einer DisplayPort™ Verbindung

Die Spezifikation Mini DisplayPort™

Mini DisplayPort™ ist eine kleinere Version des DisplayPort™ Konnektors und zu diesem elektrisch kompatibel. Apple hatte MiniDP im Oktober 2008 als proprietäre Technologie eingeführt. Im November 2009 nahm VESA den Mini DisplayPort™ in die DisplayPort™ Spezifikation mit auf.

Ein DisplayPort™ Stecker im Vergleich zum Mini DisplayPort™ Stecker

DisplayPort™ und USB Type-C™

Mobile Geräte wie Smartphones, Notebooks oder Tablets sind mehr und mehr mit dem USB Type-C™ Anschluss ausgestattet. Nun ist DisplayPort™ ein Nicht-USB-Protokoll; die DisplayPort™ und die USB Type-C™ Technologien sind jeweils zu völlig unterschiedlichen Zwecken konzipiert worden. Allerdings wurde bei der Entwicklung der USB Type-C™ Schnittstelle Wert auf das intelligente Feature gelegt, auch DisplayPort™ Signale übertragen zu können. So wurde ein alternativer Modus integriert.

Der sogenannte DisplayPort™ Alt Mode for USB Type-C™ ist ebenso von der VESA standardisiert. Geräte, die den DisplayPort™ Alt Mode unterstützen, können also über den USB Type-C™ Port auch DisplayPort™ Signale transferieren. Zum Beispiel kann ein Notebook mit DisplayPort™ Alt Mode Unterstützung an einen DisplayPort™ Monitor angeschlossen werden. Das Mittel der Wahl wäre in diesem Fall z. B. ein Adapter mit USB Type-C™ Stecker zu DisplayPort™ Buchse.  

Mehr Flexibilität mit der USB Type-C™ Schnittstelle dank DisplayPort™ Alt Mode

Zu beachten ist, dass leider nicht alle Geräte, die den DisplayPort™ Alt Mode unterstützen, eine entsprechende Kennzeichnung tragen. Laut der DisplayPort™ Organization verfügen bereits 2016 die meisten der am Markt erhältlichen Videogeräte mit USB Type-C™ Anschluss auch über die Unterstützung des DisplayPort™ Alt Mode. Typischerweise ist diese bei allen Produkten zu finden, die mit Video über USB Type-C™ gekennzeichnet sind.

Das Feature MST

Was ist MST?

Ab DisplayPort™ Version 1.2 (Dezember 2009) kommt neben dem Single Stream Transport Mode (SST) eine zweite Übertragungsart hinzu, der Multi Stream Transport Mode (MST). Jetzt können mehrere Monitore über einen einzigen DisplayPort™ Anschluss verwendet werden. Eine Möglichkeit ist, dass die Monitore Daisy-Chaining* unterstützen. Alternativ kann ein DisplayPort™ MST Hub verwendet werden, wobei die Anzahl der angeschlossenen Monitore durch die Datentransferrate der DP Schnittstelle limitiert ist.

*Daisy-Chaining (= "Gänseblümchen-Verbindung"): An einer Datenleitung werden mehrere Peripheriegeräte (z. B. Monitore) in Form einer Kette hintereinandergeschaltet. Der Ausgang eines Gerätes wird mit dem Eingang des nächsten Gerätes verbunden.

Die Sache mit der Bandbreite

Natürlich ist auch die Bandbreite einer einzelnen DisplayPort™ 1.2 Verbindung begrenzt. Dies schränkt die Anzahl der Bildschirme und unterstützte Auflösungen ein, die mittels eines MST Hubs angeschlossen und verwendet werden können. Hier wiederum kommt es auf die jeweilige Monitorauflösung, das Timing und die Bildwiederholrate an.

 WELCHE AUFLÖSUNG BENÖTIGT WELCHE BANDBREITE?
Auflösung Bandbreitennutzung
1920 x 1080 @ 60 Hz 22 %
1920 x 1200 @ 60 Hz 30 %
2560 x 1440 @ 60 Hz 35 %
2560 x 1600 @ 60 Hz 38 %
3840 x 2160 @ 30 Hz 43 %
3840 x 2160 @ 60 Hz 95 %

Bandbreite & Monitor-Konfiguration  Beispiel 1

Drei Monitore mit je 2560 x 1440 @ 60 Hz werden über einen MST Splitter an die Grafikkarte angeschlossen. Jeder der Monitore verbraucht 35 % der Bandbreite. Insgesamt benötigen sie also 105 %, was zur Folge hat, dass einer der Monitore deaktiviert wird.

35% + 35% + 35% = 105%

Bandbreite & Monitor-Konfiguration  Beispiel 2

Zwei MST Splitter werden mit der Grafikkarte verbunden. An Splitter 1 werden drei Monitore zu je 1920 x 1080 @ 60 Hz angeschlossen. Jeder einzelne benötigt 22 % Bandbreite, insgesamt decken sie 66 % der Bandbreite von Splitter 1 ab. An Splitter 2 werden ebenfalls drei Monitore mit verschiedenen Auflösungen angeschlossen, die insgesamt 79 % der Bandbreite des Splitter 2 beanspruchen. In diesem Beispiel also ist der Anschluss von sechs Bildschirmen an einer Grafikkarte mit zwei Ausgängen und die ausreichende Versorgung der Monitore mit Bandbreite gewährleistet.

Via Splitter 1: 22% + 22% + 22% = 66%   -   Via Splitter 2: 35% + 22% + 22% = 79%

Bis zu zwei MST Splitter können an einer Grafikkarte genutzt werden, sofern diese über zwei Ausgänge verfügt. Es hängt dann von der Anzahl der Display-Leitungen auf der Karte ab, wie viele Monitore unterstützt werden. Falls die Anzahl verfügbarer Display-Leitungen unklar ist, sollte der Hersteller der Grafikkarte kontaktiert werden. DisplayPort™ Splitter mit MST ermöglichen auch, alle angeschlossenen Monitore unabhängig voneinander als erweiterten Desktop zu betreiben.

Das Feature DP++

1. Kompatibilität via passive Adapter

Der Dual-Mode DisplayPort™ bzw. DisplayPort++™, kurz DP++, bietet Kompatibilität zu DVI und HDMI. So wird der Anschluss über vergleichsweise preisgünstige Adapter ermöglicht, die lediglich die elektrische Signalisierungsebene anpassen müssen: von LVDS bei DisplayPort™ auf TMDS bei HDMI / DVI. Die Grafikkarte des PCs ist hier involviert, denn sobald sie erkennt, dass es sich bei dem angeschlossenen Gerät um eines mit DisplayPort™ Schnittstelle handelt, werden die Signale auch in diesem Format ausgegeben.

Wenn jedoch z. B. ein Adapter auf HDMI angeschlossen ist, wird der Grafikkarte signalisiert, das HDMI-Protokoll zu nutzen. Im nachgeschalteten passiven Adapter (sog. Impedanzwandler / Level-Shifter / Pegelwandler) erfolgt dann die Anpassung der unterschiedlichen Signalpegel und Impedanzen der Signalisierungsebenen LVDS bzw. TMDS; jeweils übereinstimmend mit der Ziel-Schnittstelle. Die Unterstützung von DP++ und eine entsprechende Kennzeichnung an den Geräten ist jedoch optional und hängt von den Herstellern ab.

1 Übertragung nativ von PC zu DP Monitor    2 Passiver Adapter passt Signal an    3 Aktiver Adapter konvertiert Signal
1 Übertragung nativ von PC zu DP Monitor    2 Passiver Adapter passt Signal an    3 Aktiver Adapter konvertiert Signal

2. Wann ist ein aktiver Adapter notwendig?

Eine Einschränkung von DP++ ist, dass es nur Single-Link DVI (und HDMI) übertragen kann, da die Anzahl der Pins im DisplayPort™ Anschluss zu gering für Dual-Link-Verbindungen ist. Dual-Link DVI und analoges VGA kann zwar angeschlossen werden, doch wird hier ein aktiver Adapter benötigt. Aktive Adapter geben sich gegenüber dem bildgebenden Gerät als Signalsenke (Monitor) aus, und gegenüber dem bildempfangenden Gerät als Signalquelle.

Produktbeispiele DisplayPort™ von Delock

Adapter mini DisplayPort™ 1.2 Stecker > DVI Buchse 4K Passiv

Anschlüsse:
     mini DisplayPort™ 20 Pin Stecker >
     DVI 24+5 Buchse mit Muttern
DVI-D (Single Link), VGA nicht beschaltet
Auflösung bis 3840 x 2160 @ 30 Hz (abhängig vom Monitor / System)
Kontakte mit Goldauflage
1 x Ferritkern
Kabellänge: ca. 20 cm (ohne Anschlüsse)

Adapter USB Type-C™ Stecker > DisplayPort™ Buchse
(DP Alt Mode) 4K 60 Hz

Adapter USB Type-C™ Stecker > DisplayPort™ Buchse (DP Alt Mode) 4K 60 Hz

Anschlüsse:
     USB Type-C™ Stecker >
     DisplayPort™ 20 Pin Buchse
DisplayPort™ 1.2 Spezifikation
Auflösung bis 4096 x 2160 @ 60 Hz (abhängig vom Monitor / System)
Übertragung von Audio- und Videosignalen
Plug & Play
Kontakte mit Goldauflage
1 x Ferritkern
Kabellänge: ca. 20 cm (ohne Anschlüsse)

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Kabel DisplayPort™ Stecker > DisplayPort™ Stecker 4K

Anschlüsse:
     DisplayPort™ 20 Pin Stecker >
     DisplayPort™ 20 Pin Stecker
DisplayPort™ 1.2 Spezifikation
Auflösung bis 3840 x 2160 @ 30 Hz (abhängig vom Monitor / System)
Übertragung von Audio- und Videosignalen
Datentransferrate bis zu 21,6 Gb/s
Kontakte mit Goldauflage
Dreifach geschirmtes Kabel
Kabel Ø ca. 7,3 mm / Drahtquerschnitt: 28 AWG
Kupferleitung
Länge: ca. 1 m (inkl. Anschlüsse)

Auch erhältlich mit den Längen
Art. 84877  ca. 2 m
Art. 84878  ca. 3 m
Art. 84879  ca. 5 m

Kabel Mini DisplayPort™ Stecker > Mini DisplayPort™ Stecker 4K

Anschlüsse:
     mini DisplayPort™ 20 Pin Stecker >
     mini DisplayPort™ 20 Pin Stecker
DisplayPort™ 1.2 Spezifikation
Auflösung bis 3840 x 2160 @ 30 Hz (abhängig vom Monitor / System)
Übertragung von Audio- und Videosignalen
Datentransferrate bis zu 21,6 Gb/s
Kontakte mit Goldauflage
Geflechtabschirmung
Kabel Ø ca. 5,5 mm / Drahtquerschnitt: 32 AWG
Kupferleitung
Länge: ca. 1 m (inkl. Anschlüsse)

Auch erhältlich mit den Längen
Art. 83472  ca. 0,5 m
Art. 83474  ca. 1,5 m
Art. 83475  ca. 2 m

 
Art. 83476  ca. 3 m
Art. 83477  ca. 5 m
Art. 83478  ca. 7 m

Auch erhältlich mit den Längen
Art. 83472  ca. 0,5 m
Art. 83474  ca. 1,5 m
Art. 83475  ca. 2 m
Art. 83476  ca. 3 m
Art. 83477  ca. 5 m
Art. 83478  ca. 7 m

Splitter 1 x DisplayPort™ 1.2 in > 4 x DisplayPort™ out 4K

Anschlüsse:
     Eingang >
     1 x DisplayPort™ 20 Pin Stecker
     1 x 5 V DC Strombuchse
     Ausgang >
     4 x DisplayPort™ 20 Pin Buchse
DisplayPort™ 1.2a Spezifikation
Aktiver Konverter, Single / Multi Stream Transport Hub (SST / MST)
Auflösungen (abhängig vom Monitor / System)
     DisplayPort™ 1.1 oder 1.2 Single Stream Transport (SST) >
     bis zu 1920 x 1080 @ 60 Hz (gespiegelt)
     DisplayPort™ 1.2 Multi Stream Transport (MST) >
     bis zu 2560 x 1440 @ 60 Hz oder 3840 x 2160 @ 30 Hz (gespiegelt / erweitert)
     max. 4 x 1920 x 1080 @ 60 Hz
Unterstützt HDCP 1.3
Unterstützt Eyefinity / Single Large Surface (SLS)
Audio Eingangs-Formate: 7.1 Kanal mit einer Abtastrate bis zu 192 kHz
Kabellänge: ca. 30 cm (ohne Anschlüsse)
Maße (LxBxH): ca. 143 x 67 x 23 mm

Auch erhältlich mit mini DisplayPort™
Art. 87693  Splitter 1 x mini DisplayPort™ 1.2 in > 4 x DisplayPort™ out 4K

Splitter 1 x DisplayPort™ 1.2 in > 2 x HDMI out 4K

Anschlüsse:
     Eingang >
     1 x Displayport 20 Pin Stecker
     Ausgang >
     2 x HDMI-A 19 Pin Buchse
DisplayPort™ 1.2a und High Speed HDMI Spezifikation
Aktiver Konverter, Single / Multi Stream Transport Hub (SST / MST)
Auflösungen (abhängig vom Monitor / System)
     DisplayPort™ 1.1 oder 1.2 Single Stream Transport (SST) >
     bis zu 1920 x 1080 @ 60 Hz (gespiegelt)
     DisplayPort™ 1.2 Multi Stream Transport (MST) >
     bis zu 3840 x 2160 @ 30 Hz (gespiegelt / erweitert)
Unterstützt 3D Displays
Unterstützt HDCP 1.3
Unterstützt Eyefinity / Single Large Surface (SLS)
Audio Eingangsformate: 7.1 Kanal mit einer Abtastrate bis zu 192 kHz
Kabellänge: ca. 30 cm (ohne Anschlüsse)
Maße (LxBxH): ca. 100 x 67 x 23 mm

Auch erhältlich mit mini DisplayPort™
Art. 87696  Splitter 1 x mini DisplayPort™ 1.2 in > 2 x HDMI out 4K

DisplayPort™ KVM Switch 2 > 1 USB und Audio

Anschlüsse:
     Eingang >
     2 x DisplayPort™ Buchse (Anschluss für PC1 und PC2)
     2 x USB 2.0 Typ B Buchse (Anschluss für PC1 und PC2)
     1 x Sub-D 9 Pin Buchse RS232 (zur Steuerung)
     1 x DC Stromanschluss
     1 x 3,5 mm Klinkenbuchse für zusätzlichen IR-Empfänger (optional)
     Ausgang >
     1 x DisplayPort™ Buchse (Monitor oder TV)
     1 x HDMI-A Buchse (Monitor oder TV)
     3 x USB 2.0 Typ A Buchse (Tastatur, Maus, Festplatte, USB Stick etc.)
     2 x 3,5 mm Klinkenbuchse (1 x Lautsprecher, 1 x Mikrofon)
DisplayPort™ 1.1a Spezifikation
Auflösungen (abhängig vom Monitor / System)
     DisplayPort™ Ausgang > bis zu 2560 x 1440 @ 60 Hz / 3840 x 2160 @ 30 Hz
     HDMI Ausgang > bis zu 1920 x 1080 @ 60 Hz
     DisplayPort™ Ausgang DP++ fähig > bis zu 1920 x 1080 @ 60 Hz
2 Umschalttasten mit LED Anzeigen für Quelle und Ziel
Maße (LxBxH): ca. 257 x 112 x 33 mm

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