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1 TM :.. CRESTRON DIGITALMEDIA <J1ICAFS' NON

2 Crestron DigitalMedia 4K Design Guide 2015 Welche Vorteile bietet DigitalMedia in Ihren Projekten: 1. Erfahrung und Kompetenz DigitalMedia ist mittlerweile 5 Jahre am Markt und hat sich zu dem Standard in der Medientechnik entwickelt. Einige tausende Installationen und mehr als analoge und digitale Anschlussgeräte bestätigen dies. Alleine in Deutschland sind weit über Planer und Techniker zum DMC-D (DigitalMedia Certified Designer) bzw. DMC-E(DigitalMedia Certified Engineer)ausgebildet. Weiterhin hat das System seine Zukunftsfähigkeit durch seine Kompatibilität an zwischenzeitlich neu aufkommende Anforderungen, wie z.b. 3D oder 4K-Auflösung, bewiesen. Ein DigitalMedia-System bietet eine nachhaltige Investition! 2. Einzigartig DigitalMedia ist immer noch das weltweit einzige homogene System, welches analoge und digitale Bild- und Tondaten sowie Steuerdaten wahlweise über CAT-Leitungenoder Glasfaserleitungen im Multi- oder Singlemode in ECHTZEITund ohne KOMPRIMIERUNGoder über ein bestehendes IT-Netz via Streaming übertragen kann. Insbesondere der Sachverhalt einer echten integrierten Lösung, unabhängig davon, in welcher Form die Signale vorliegen (analog, digital unkomprimiert oder als Stream), über welche Technologie (unkomprimiert und in Echtzeit oder via Stream) und über welches Medium (CAT-Kabel,Multi- oder Single-Mode Glasfaser)diese übertragen werden sollen, machen das System einzigartig. 3. Modular und zukunftssicher DigitalMedia bietet eine hohe Flexibilität bei der Systemkonfiguration sowie einfache Erweiterungs- und Änderungsmöglichkeiten über modulare Ein- und Ausgangskarten, die Bereitstellung von zukünftigen Features wie höhere Auflösung, HDCP2.0 durch Firmware-Updates oder modulare Aufrüstungen bei Beibehaltung des Herzstücks der Anlage. 4. Standardverkabelung von Gebäuden DigitalMedia verteilt digitale Bild- und Tonsignale über CAT5/6/7-Kabel, Single- oder Multimode Glasfaserkabel in Echtzeit und unkomprimiert oder wahlweise über IT-Netze als komprimierten Stream. 5. Intelligente Anschlussfelder für alle Bild- und Tonsignale Sämtliche Bildeingänge verfügen über eine integrierte Signalerkennung. Zusätzlich ermittelt das System weitere Informationen des eingespeisten Signals wie Auflösung, AspectRatio oder Tonformat. Diese Parameter können dann zur Nutzerinformation visualisiert oder auch für völlig automatische Bedienabläufe genutzt werden. So kann bei einem erkannten Signal beim Einstecken des Notebooks der Projektor eingeschaltet werden und die Leinwand basierend auf dem Bildformat passgenau gefahren werden. 6. Komplette Verwaltung der HDCP-Verschlüsselung Die intelligente Matrix ist in der Lage, verschlüsselte HDCP-Informationensowie auch HDCP-Limits (Anzahlder Senken die von einer Quelle das Signal erhalten können) zu verwalten bzw. zu ermitteln. An die Matrix angeschlossene Quellen und Senken werden initial HDCPauthentifiziert und anschließend lokal in der Matrix gehalten. Hierdurch wird die Umschaltzeit von verschlüsselten Signalen erheblich reduziert. 7. Verwaltung und Steuerung aller EDlD- und CEC-Daten Über die EDID-Datenermittelt die Matrix von den einzelnen Senken die möglichen Auflösungen und visualisiert diese. Gleichzeitig werden diese automatisch an den Einspeisepunkten abgebildet. Im Falle von spezifischen Anforderungen kann die EDIDKonfiguration auch völlig entkoppelt von den Senken vorgenommen werden. Bei verschiedenen Senken kann jede Senke individuell mit der bestmöglichen Auflösung als auch Tonformat versorgt werden. Für einen sicheren Betrieb der Anlage muss die Mediensteuerung bzw. die Matrix HDMI eigene CEC-Befehle(Consumer Electronic Control) intelligent verwalten können. Häufig können Quellen und Senken sogar ausreichend über CECvon der Mediensteuerung aus gesteuert werden, weshalb eine zusätzliche steuerungsseitige Verkabelung entfallen kann. 8. Integration in Softwaretool Fusion RV möglich Mit der Fusion RVTMSoftware lässt sich eine Fernüberwachung und Fernsteuerung des Systems realisieren. Hiermit können einzelne Räume, auch über verschiedene geografische Standorte hinweg, zentral verwaltet werden. Funktionen wie Lampenlaufzeit von Projektoren oder Alarmierung bei Diebstahl können hiermit einfach realisiert werden. Ebenfalls bietet die Fusion RV Software u.a. ein Raumbuchungssystem mit Schnittstellen zu Microsoft Outlook, Lotus Notes oder GoogleCalendar. 9. Installationssoftware für die Inbetriebnahme und täglichen Gebrauch (DM-Tools ) Die Software DM-Tools erlaubt die Visualisierung der kompletten Signalverteilung in Echtzeit. Relevante Informationen über die angeschlossenen Senken (EDID)wie auch über die Formate der eingespeisten Signale werden "live" angezeigt. Die grafische Darstellung der Anlage samt dem aktuell vorliegenden Signalfluss lässt im Störungsfall die Ursache sehr leicht identifizieren und Maßnahmen zur Fehlerbehebung einleiten. Die komplette Anlage kann zudem über einen Knopfdruck (DM-Testreport) komplett dokumentiert werden. 10. Zufriedenheitsgarantie Crestron Firma liefert hochwertige Produkte für den 24/7 (24 Stunden an 7 Tagen) Einsatz und steht für alle Projektbeteiligten bei jeder Projektphase gerne zur Verfügung. Nehmen Sie uns bei WORT! 2

3 Inhaltsverzeichnis Inhalt DigitalMedia Vorteile im Überblick 5 Entwicklung der Signalübertragungstechnologie 5 Unsere Visionen - Ihre Zukunft: Innovationen aus dem Crestron DM Labor 6 HDMI-Verkabelung 7 Besonderheiten von DigitalMedia 9 Herausforderungen bei der 4K-Videosignalverteilung 9 4K-Technologie - Überblick 9 Herausforderung 1: Unterschiedliche / inkompatible Auflösungen 10 Herausforderung 2: Berücksichtigung neuer Frameraten 11 Herausforderung 3: Integration verschiedener Signalarten & Herausforderungen 12 Herausforderung 4: Neue Kabellängen und Restriktionen 14 Herausforderung 5: Kompatibilität von Quellen und Senken 14 Crestron 4K-Zertifizierungsprogramm 14 Anwendungshinweise 15 Schlussfolgerung 16 DigitalMedia Vorteile Detailbetrachtung 17 DigitalMedia Zertifizierung 20 Zertifizierung zum DMC-D (DigitalMedia Certified Designer) / DMC-E (DigitalMedia Certified Engineer) 20 DigitalMedia Verkabelung 21 Gegenüberstellung CAT-/Glasfaserübertragung 21 CATSystemaufbau 22 CATVerkabelung und Details zu Entfernungen 23 DM 8G+ Leistung beim Einsatz von CAT 24 CATAnschluss- und Verbindungsmöglichkeiten 25 Glasfaser Systemaufbau 27 Glasfaser Anschluss- und Verbindungsmöglichkeiten 28 DigitalMedia Komponenten 29 Auswahl der Matrixsysteme, RPS-Bezeichnung 29 Modulare DM-Matrixen (Karten basiert) 30 Auswahl der Matrix 30 DigitalMedia Eingangskarten -lokale Quellen 32 DigitalMedia Eingangskarten - abgesetzte Quellen 33 Neue DigitalMedia Ausgangskarten für 8X8, 16X16, 32X32 Kreuzschienen 34 Modulare DM-Matrixen (Blade basiert) 35 DM-MD64X64 und DM-MD128X DigitalMedia Eingangs- und Ausgangsblades 36 Vorkonfigurierte DM-Matrixen (kartenlos) 37 DM 8G+ Matrixen: DM-MD6X4 / DM-MD6X6 37 Integrierte Multimedia-Präsentationssysteme (DMPS) 38 DMPS-1OO-C/ 200-C / 300-C / -AEC 38 DMPS3-150-C 4K-DigitalMedia Präsentationssystem 39 Stromversorgung bei DM 8G+ 41 3

4 Crestron DigitalMedia 4K Design Guide 2015 DigitalMedia Sendemodule 41 DM-TX-201-CI -SI -S2.41 DM-TX-4K-1 00-C-1 G.42 DM-TX-200-C-2G.42 DM-TX-401-C I -S I -S2.43 Sendemodule - Übersicht.43 DigitalMedia Bodentanks I Tischanschlussfelder 44 Multimedia- Tischtank CG-TT-MM.44 Bodentank CG-TX-BT.44 Tischanschlussfeld FT-TS Bodentankmodul CG-DM-TX-200-C-2G.45 DigitalMedia Empfangsmodule 45 Übersicht DM 8G+ Empfangsmodule.45 Übersicht DM Fiber Empfangsmodule.46 Surround-System als DM-Empfangsmodul: HDI-XSPA.48 DigitalMedia Beispielanwendungen 49 AN-Medienzentrale mit 4K-Funktionalität und 7.1 Surround-Ausgabe.49 Videokonferenzraum 50 Kleines Besprechungszimmer 51 BYOD-Präsentationslösung 52 Konferenz- und Seminarzentrum I Campus 53 HDMI-Lösungen 54 HDMI-Switcher HD-MD8X1 I HD-MD8X2 54 HDMI-Glasfaserempfänger und -sender 55 Übersicht HD-RX1-F und HD-TX1-F Beispieldiagramm mit HD-MD8X2 56 HDMI 4K CATSet: Sende- und Empfangsmodul HD-EXT3-CI HD-EXT4-C 57 HD-SCALER 58 HD-DAx-4K-E: 4K HDMI Expressverteiler 59 HDMIVerteiler HD-DA2 59 HD-DA-2-QUAD 60 DigitalMedia Systeminbetriebnahme I Konfiguration 61 EDIDAufbau 61 EDIDin der Praxis 62 Link Qualitätstest 63 Überlegungen zum DigitalMedia Netzwerk 63 DigitalMedia Systemtopologie 63 IP-Konfigurationsoptionen 64 Private Network Mode 65 IP-Adressierung 65 Rapid Spanning Tree Protokoll 67 DigitalMedia Softwaretools 68 Vorteile des Systems im Einsatz mit unserer Systemsoftware 68 DM-Test Report 75 Fusion RV 76 Glossar 78 Ansprechpartner 81 4

5 DigitalMedia Vorteile im Überblick Entwicklung der Signalübertragungstechnologie Das digitale Zeitalter ist hier! Analoges Fernsehen gehört der Geschichte an und nahezu jedes Gerät wird über HDMI an Displays angeschlossen. Die neuesten MacBooks vertügen nur noch über DisplayPort Ausgänge, Laptops anderer Hersteiler über einen integrierten Blu-ray Player. Crestron hat bereits vor mehr als zehn Jahren damit begonnen, HDMI-taugliche Produkte zu entwickeln und in den letzten acht Jahren über DigitalMedia Systeme mit mehr als 1,5 Millionen HDMI-Ports ausgeliefert. Aber DigitalMedia (DM )kann mehr als HDMI-Signale zu verschalten und zu verteilen. DigitalMedia: Komplette HO AV-Signalverteilung über eine einzige Plattform DigitalMedia ist immer noch das weltweit einzige homogene System, welches analoge und digitale Bild- und Tondaten sowie Steuerdaten über CAT-Leitungen oder Glasfaserleitungen im Multi- oder Singlemode in Echtzeit und ohne Komprimierung übertragen kann. DM bietet echte raumübergreifende, gebäudeweite HD-Signalübertragung - auch in 4K Ultra HD - auf jedes Display im Bürogebäude oder im Wohnhaus. Die eingebaute QuickSwitch HD Technologie garantiert ein störungsfreies Umschalten. An den Endpunkten geben DM-Empfänger HDMI- und Steuerbefehle an das Display weiter. Crestron DM bietet an jede Anforderung anpassbare und skalierbare Systemlösungen. DM unterstützt die Übertragung von analog oder digital eingespeisten Audio- und Videosignalen über HDMI, HDBaseT,CAT, Multimode und Singlemode Glasfaser sowie jetzt auch via H.264 Netzwerkstreaming. Zudem verwaltet und steuert DM auch aller EDID-, CEC- und USB-Daten, die übertragen werden. Zehn Punkte, die ein zukunftsfähiges System zur AV-Signalverteilung erfüllen sollte: 1. Die Einbindung von H.264 Streamingquellen, IP-basiert. Immer leistungsfähigere Netzwerke stehen im Gebäude zur Vertügung. Gebäude übergreifend ist die Integration einer Streaming-Lösung je nach Anwendungsfall sinnvoll. Ebenfalls können Inhalte für das Intra- oder Internet.Iive" oder auch "gespeichert" einem oder mehreren Nutzern zur Vertügung gestellt werden. Streaming ist eine sinnvolle Ergänzung zur unkomprimierten AV-Übertragung. 2. Eine drahtlose & plattformübergreifende Integration von bspw. Smartphones oder Tablets nach BYOD-Standard 3. Das Bereistellen eines 4K-Eingangs für Geräte, die bereits 4K-Auflösungen liefern. Es ist klar zu erkennen, dass höhere Auflösungen (4K x 2K - 30Hz oder 2560 x 1600 bei 60 Hz) bei gewissen Anwendungen wie z.b. Splitwänden gefordert bzw. sinnvoll sind. 4. Keine Latenzzeiten beim Umschalten aller via Kabel angeschlossenen Quellen 5. Videowallunterstützung - Möglichkeit zur Signalsplittung und -skalierung 6. Eine Möglichkeit zur Bildvorschau auf einem Touchpanel 7. Ein Drahtlos-Streamingausgang für BYOD-Geräte(Smartphone, Tablet...) inkl. Unterstützung von Remote-Usern 8. Ein 4K-zu-4K Ausgang über Standard CAT-Kabel 9. Die Möglichkeit zum Downscaling von 4K-lnhalten zur Ausgabe auf HD-Displays 10. Unterstützung von weltweitem Streaming an andere DM-Kreuzschienen zur weiteren Signalverteilung Die Crestron OigitalMedia Lösungen erfüllen all diese Anforderungen bereits jetzt. Alle DigitalMedia 8G+ Produkte unterstützen auch die HOBaseT Spezifikationen. Die HDBaseT-Technik überträgt unkomprimierte HD-Video-, Audio- und Steuersignale, versorgt TV-Geräte, DVD- oder Blu-ray Disc Player mit Strom und verbindet alle auch gleich noch per Ethernet. Für 3D-TV und das ultrahochauflösende Fernsehen (2K by 4K) ist die Technik ebenfalls gerüstet. HDBaseTsetzt auf "normale" Netzwerkkabel: CAT5e,oder DigitalMedia Kabel erlauben Kabellängen von bis zu 100 Metern. Die Ethernetverbindung der Geräte erfolgt mit 100 MBitJs (100BaseT), eine Erweiterung auf 1 GBitJsist angekündigt. Für die Stromversorgung setzt die HDBaseT-Allianzauf eine erweiterte Version von Power over Ethernet (PoE),damit lässt sich derzeit maximal eine Leistung von 30 Watt bereitstellen. In Kürze sollen aber bis zu 100 Watt möglich sein. Gründungsmitglieder der Allianz sind LG, Samsung, Sony und Valens Semiconductor. Erste Produkte sollen noch dieses Jahr auf den Markt kommen. Ein Display, das den HDBaseTStandard unterstützt, lässt sich so direkt in ein DigitalMedia System einbinden, ohne dass ein DM-Empfänger notwendig ist. 5

6 Crestron DigitalMedia 4K Design Guide K-Zertifizierungsprogramm für Geräte von Fremdherstellern CAESTRON CERTIFIED Die Crestron 4K-Zertifizierung bietet Systemintegratoren und Endanwendern Sicherheit. Mit der 4K-Zertifizierung garantieren wir, dass Quellen und Displays die Anforderungen an eine 4K-Signalverteilung erfüllen. Die Crestron Spezialisten im DigitalMedia Labor testen 4K-Produkte anderer Hersteller (Displays, Zuspieler) auf Herz und Nieren und stellen sicher, dass diese in einer Umgebung mit einer DM-Kreuzschiene einwandfrei funktionieren. Nur Geräte, welche diese Voraussetzung erfüllen erhalten das Crestron 4K Certified Logo. Eine Übersicht 4K-zertifizierter Geräte finden Sie hier: Unsere Visionen - Ihre Zukunft: Innovationen aus dem Crestron DM Labor Innovations rrcrn the creetron DMFlab IIIlCADU hilllllroltllofu., lifj[i"iii. oiilid l1li UftCOMII-RESSEDVIDEO al/er ETHmftEf lnunip;.. _IL l!hoo4t S'l'R'EAMII'lG Dls.fRlElUnO N II1II.1 ~ lriiii ~(If'.JR:~'..r SO F1WARE IIEFltiED llloeo Amlll "",I.,Itio!I. ~ Das Crestron DigitalMedia Labor: Die Quelle digitaler Innovation Die Ursprünge digitaler AV-Signalverteilung liegen im Crestron DM Labor, in dem eine Vielzahl an Weltklasse Ingenieuren arbeitet. Auch alle weiteren technologischen Neuentwicklungen, die Industriestandards gesetzt haben, nahmen hier ihren Lauf. Auf der InfoComm14, einer der weltweit größten AV-Messen, zeigte Crestron das weltweit erste funktionsfähige Komplettsystem zur 4K-Signalverteilung, welches auch Streaming Video integriert. Und auch für die Zukunft arbeitet Crestron an weiteren bahnbrechenden Innovationen zur 4K-Signalverteilung und unkomprimiertem HD-Videostreaming. 6

7 DigitalMedia Vorteile im Überblick Verkabelung - Problematik? Die Möglichkeiten von High Definition Multimedia Interiace (HDMI) sind großartig. Ein Kabel überträgt unkomprimiertes, digitales HDVideo und Audio. Ist dies nicht perfekt? Was in einem Raum wunderbar funktioniert, kann aber für einen AV-Systemintegrator eine echte Herausforderung mit vielen Unwägbarkeiten darstellen. Eine kurze Suche in Onlineforen bestätigt dies recht schnell. Da liest man doch plötzlich über HDMI-Probleme mit fehlenden Pixeln, Audioaussetzern oder unzumutbar langen Wartezeiten beim Umschalten der verschiedenen Bild- und Tonquellen. Die HDMI Probleme werden häufig durch die hohen Anforderungen an die notwendige Bandbreite und Komplexität des Handshakes der Geräte verursacht. Ein unkomprimiertes HD-Videosignal erfordert sehr hohe digitale Bandbreiten. Diese Bandbreiten sind nur mit speziellen CAT-Kabelntransportierbar. Je länger die Übertragungsstrecke wird, umso schwieriger ist dies, vor allem wenn höhere Übertragungsstandards, wie etwa 4k oder gar Deep Color, gefordert werden. Von der HDMI-Organisation sind bisher maximal 15 Meter lange Kabel vorgesehen. Vereinzelt sind auch HDMI-Kabel mit einer Länge von 20 m erhältlich, die aber nicht in allen Anwendungen problemlos funktionieren. Lange Kabel müssen im Allgemeinen bessere Hochfrequenzeigenschaften aufweisen, um eine fehlerfreie Datenrückgewinnung am HDMI Empfänger zu gewährleisten. Für eine Übertragung sind neben der Kabelqualität auch die Qualität des Quellensignals und die Empfangseigenschaften des HDMI-Empfängers ausschlaggebend. Insbesondere dieser Sachverhalt erschwert die Analyse bei der Inbetriebnahme einer Anlage ohne weitere Werkzeuge So kann dasselbe Kabel mit derselben Auflösung bei einer Quelle-/Senkenkombination funktionieren, bei einer anderen jedoch nicht. Weiterhin beinhaltet das Digitalsignal eine gewisse Redundanz, d.h. eine definierte Anzahl an Übertragungsfehlern kann innerhalb des Systems korrigiert werden und führt zu KEINENQualitätseinschränkungen am Wiedergabegerät. Steigt diese Bitfehlerrate aber über den max. zulässigen Wert ist dies durch farbiges "Aufblitzen" von Bildpunkten (dieses Fehlerbild nennt sich.sparkles") oder ganzer Pixelreihen zu erkennen. Bildrauschen im herkömmlichen Sinne oder Farbartefakte wie bei der analogen Signalübertragung treten bei HDMI nicht auf. Dennoch treten auch bei einer HDMI Strecke, welche eine Fehlerrate über dem max. zulässigen Bereich zeigt, die Qualitätseinbußen fließend auf. Das heißt, bei nur geringfügiger Überschreitung der max. zulässigen Bitfehlerrate, sind die Fehler" kaum" sichtbar. Aussagen dass bei digitaler Übertragung die Qualität der Strecke irrelevant ist, da entweder ein 1OO%igesBild oder eben gar keines erscheint, sind demzufolge schlicht falsch. Vielmehr steht der Systemintegrator in der Verantwortung dass die Anlage die gesetzten Anforderungen fehlerfrei erfüllen kann. In komplexeren Anlagen kann dies zudem nur noch systematisch unter Einsatz einer vollständig monitorbaren Signalstrecke und Nutzung entsprechender Tools eriolgen. l080i 2.23 Gbps 4.46 Gbps 10BOp Deep Color BGbps 8,91 Gbps DigitalMedia unterstützt die volle Bandbreite aller in HDMI1.4 inkludierten Formate,wie auch 50 oder 60 Frames pro Sekunde mit 4:2:0 ChromaSubsampling, ein Format, das mit HDMI2.0 vorgestellt wird. Mit Signalrepeatern kann die max. Distanz teilweise nahezu verdoppelt werden. Allerdings können durch qualitativ weniger hochwertige Quellen HDMI-Signale vorliegen, bei welchen der Einsatz von Repeatern nicht problemlösend sein wird. Für größere Distanzen bis zu 100 m stehen sogenannte.extender" zur Verfügung, die das Signal wandeln und über Glasfaserkabel übertragen. Auf dem Markt sind viele Produkte veriügbar, um obige Übertragungsprobleme zu lösen. Diese Geräte lösen punktuelle Probleme, zumeist aber ohne das Komplettsystem zu betrachten. Dies führt häufig zu Effekten, dass auf der einen Seite ein Problem behoben, auf der anderen Seite aber ein neues generiert wird. Beispielhaft wird ein HDMI Repeater das Signal wieder ausreichend auffrischen, aber die zusätzliche Latenzzeit bei der Handshake-Kommunikation Quelle-Senke kann Probleme auf einer anderen Ebene (EDID, CEC,HDCP)generieren. 7

8 Crestron DigitalMedia 4K Design Guide 2015 HDMI beinhaltet eine voll duplexfähige (bidirektionale) Kommunikationsschnittstelle. Die Entwickler von HDMI nahmen die Vorteile der "digitalen Struktur" auf und erweiterten die Bild- und Tondaten mit verschiedenen Kommunikationsmechanismen zur Steuerung von Geräten und zur Verschlüsselung von Inhalten (BildfTon). Leider wurde die Custom-Installation-Industrie nicht in den Entwicklungsprozess mit einbezogen. Für die AudioNideo Consumerindustrie ist die Steuerungs- und Verschlüsselungstechnologie in dieser Form sehr neu. Sehr oft werden die HDMI-Geräte nur im Einzelnen betrachtet und nicht als Baustein eines kompletten Systems gesehen. HDMI beinhaltet im Unterschied zu den bisher bekannten analogen AV-Schnittstellen daher weitere Daten- und Kommunikationslayer, weshalb diese Schnittstelle erst mal komplexer erscheint. Demgegenüber besteht aber der Vorteil, dass mittels dieser zusätzlichen Meta-Informationen, ein gezieltes Monitoring eines Signalflusses erst möglich wird. Weiterhin wird die vorherige Vielzahl an AV-Schnittstellen, mit völlig unterschiedlichen Anforderungen an die Infrastruktur, durch einen Übertragungsstandard abgelöst. Das erfolgreiche Umsetzen von modernen und komplexen AV-Übertragungs-I Verteilsystemen wird daher von 2 Faktoren abhängig sein: Zum ersten Bedarf es der Kenntnisse des Installateurs zu den Eigenschaften der digitalen Übertragung sowie der Metadatenkommunikation. Zweitens werden komplexere Systeme überhaupt nur als homogene Systeme (d.h. die Systeme sind von der Quelle bis zur Senke zentral konfigurier- und visualisierbar), beherrschbar sein. Es wird sich zeigen, dass nur Firmen mit Erfahrung in diesen Bereichen in der Lage sind, die HDMI fähigen Geräte in komplexe Projekte zu integrieren. Der folgende Teil beschreibt die Notwendigkeit von HDMI sowie einige neue Möglichkeiten mit HDMI. Wir lüften die Geheimnisse mit dem.handshake" zwischen den HDMI-Geräten und erklären allgemeine Probleme in den Projekten. Crestron DigitalMedia Crestron DigitalMedia verteilt digitale Bild- und Tonsignale über CAT5/6/7 CAT Kabel oder Single- 1 Multimode Glasfaserkabel unkomprimiert und in Echtzeit oder über IT-Netzwerke als Streaming. Eine große Auswahl an Eingangssteckkarten, externen Einspeisemodulen für BildfTon sowie Raumsteuer- und Übertragungsmodulen ermöglichen optimale Verbindung und Übertragung von analog oder digital eingespeisten Signalen. DigitalMedia übernimmt das intelligente Management aller Signale und Geräte unter Beachtung der bestmöglichen Auflösungen der Geräte ohne Qualitätseinbußen durch Kompression oder Skalierung. Jedes Signal bleibt in seiner nativen Bildauflösung und seinem Audioformat erhalten und wird rein digital und damit verlustfrei übertragen. DigitalMedia kann mehr als Bild und Ton übertragen. Ein integriertes Fast Ethernet, Gerätesteuerung (Infrarot, RS-232, CEC... ) sowie USB Maus- und Tastaturverteilung ermöglichen es auch, dass Computer, Mediaserver oder Videospielkonsolen zentral in einem Gebäude installiert sind, und dennoch dezentral einfach über Touchpanel, Maus oder Tastatur bedient werden können. Digitale Bild- und Tonformate werden in voller Auflösung über DigitalMedia übertragen. DigitalMedia ist daher mehr als ein reines Übertragungs- und Verteilsystem für AV-Daten. Es ist ein homogenes System, unabhängig in welchem Format die Quellsignale geliefert werden und über welches Medium diese übertragen werden müssen. Neben dem bereits angesprochenen und enorm wichtigen Monitoring der Signalflussstrecken zwecks Analyse kann auch die komplette Anlagendokumentation einschließlich individueller Konfiguration auf einen Knopfdruck erfolgen. DM ermöglicht daher neben der systematischen Inbetriebnahme einer Anlage auch eine saubere Dokumentation dieser. Beides enorm wichtige Eigenschaften, welchen häufig leider viel zu wenig Beachtung geschenkt wird und als Folge enorme Aufwände bei der Fehlersuche, -analyse entstehen. DigitaIMedia : Überträgt unkomprimiert digital Bild und Ton über CAT5e/6/7 oder Glasfaser Single- oder Multimode in Echtzeit oder im Streaming-Format Ermöglicht den Empfang bzw. das Senden von AV-Daten im Streaming-Format. Echtzeitvideosignale können in Streaming gewandelt werden, oder umgekehrt (z.b. HDMI zu Streaming oder Streaming zu HDMI). Die modular bestückbaren Kreuzschienen bieten daher volle Integration der Streamingfunktionalität Unterstützt aktuell HDMI1.4a mit Features aus HDMI 2.0 sowie Deep Color und 7.1 Kanal HD lossless Audio Unterstützt Videoauflösungen bis zu 4096x2160 Bietet die direkte Anbindung von HDBaseTGeräten inkl. Steuerung dieser Ermöglicht volle 4096x2160 bis zu 70 m über 8G+ Kabel Unterstützt 50/125 und 62.5/125 Multimode Glasfaser für Leitungslängen bis zu 300 m bzw. 12 km über Singlemode Bietet ein zentrales Monitoring des kompletten Signalflusses sowie eine komplette definierte Anlagen-Dokumentationserstellung auf Knopfdruck Garantiert höchste "OnScreen-Qualität" durch voll konfigurierbare EDIDund.Skaliere nur wenn notwendig Ansatz" 8

9 Herausforderungen bei der 4K-Videosignalverteilung Besonderheiten von DigitalMedia DigitalMedia überträgt eine Vielfalt an verschiedenen Signalen: Ton Bild Andere HDMI7.1 Channel HDMI Ethernet 2, 6, or 8 channei PCM Component (yipb/pr) Crestron Control DTS-HD Master Audio S-Video USB HID Dolby TrueHD Composite IR SPDIF RGBHV RS Channel Analog DisplayPort DisplayPort HD-SOI DVI Herausforderungen bei der 4K-Videosignalverteilung 4K Video bietet eine überragende Bildqualität und -auflösung. Wie die meisten neuen Technologien bringt auch 4K einige Herausforderungen mit sich. So wird zur Übertragung von 4K Video eine enorme Bandbreite (10 Gbitls) benötigt, was wiederum große Herausforderungen an die gesamte Infrastruktur stellt. Die fünf größten Herausforderungen für Systeme zur 4K-Signalverteilung sind: Unterschiedliche und manchmal inkompatible Auflösungen Berücksichtigung von neuen Frameraten Integration von verschiedenen Signalarten und deren Anforderungen Neue Kabellängen und Restriktionen Kompatibilität von unterschiedlichen Quellen und Senken (Signalarten und Formen, Auflösungen, Frameraten etc.) Hersteller von 4K Quell- und Ausgabegeräten müssen ihre Geräte umfassend testen um sicher zu stellen, dass sie die Herausforderungen eines integrierten 4K-Systems erfüllen und Systemplaner und -integratoren später nicht vor unlösbare Probleme stellen. Im nachfolgenden erfahren Sie mehr zur den Herausforderungen bei der 4K-Videosignalverteilung, den einzigartigen Merkmalen von 4K und warum DigitalMedia sich als führende Technologie in der 4K-Signalübertragung etabliert hat. 4K-Technologie - Überblick Die Bezeichnung,,4K" bezieht sich auf Videosignale mit einer horizontalen Auflösung in Anordnung von rund Pixeln. Bisherige Generationen von Videoauflösungen wurden durch ihre vertikale Auflösung beschrieben (z.b. bezieht sich 1080p auf ein Signal mit 1080 Linien). Nach den Richtlinien der Benennung von SD und HD hätte 4K Video also als,,2160p" bezeichnet werden müssen. Der Zuwachs bei der Auflösung von 4K ist immens, wie in diesem Diagramm dargestellt: Abbildung 1 Vergleich von Videoauflösungen 9

10 Crestron DigitalMedia 4K Design Guide 2015 Eine Auflösung von 4K macht jedoch erst ab einem gewissen Bildschirmabstand sowie einer gewissen Bildschirmgröße Sinn - diese Technologie wird daher die existierende nicht ersetzen, sondern vielmehr ergänzen. Darüber hinaus werden verstärkt Geräte (Quellen und Senken) auf den Markt kommen, welche sich hinsichtlich der Videonorm zwischen Full HD (1080p) und 4K bewegen. Bestes Beispiel hierfür ist die "Norm" Apple Cinema Display mit einer Auflösung von 2560x1440. Als Konsequenz daraus kann abgeleitet werden, dass selbst in Anlagen, welche kein natives 4K erfordern eine Beschränkung auf Full HD häufig eine nicht zulässige Limitierung bedeutet. dunkelgrau = Maximale Auflösung für 2K-Switcher Abbildung 2 Übliche.Iweener'Autlösunqen Herausforderung 1: Unterschiedliche und manchmal inkompatible Auflösungen In jüngster Zeit haben sich HD-Signale mit einem Seitenverhältnis von 16:9 verstärkt durchgesetzt. Häufig waren jedoch auch noch Quellen mit davon abweichendem Seitenverhältnis im Einsatz, bspw. XGAoder PALAuflösungen. Dies führt zu Herausforderungen an die Darstellung auf dem Display. Ein nicht identisches Seitenverhältnis von Quellmaterial und Bildschirm erfordert besondere Aufmerksamkeit, da es zwangsläufig zu einem oder mehreren der folgenden Effekte führt: 1. Nicht vollformatige Darstellung (schwarze Streifen) 2. Verzerrte Darstellung ("Eierköpfe") 3. Abgeschnittene Bildteile Mit Einführung von 4K muss sich der Systemintegrator erneut mit dieser Thematik beschäftigen. Neben Ultra HD mit 16:9 ist auch ein 4K DCI mit 17:9 spezifiziert. Auflösung 3840x x2160 Seitenverhältnis 1.78:1 (16:9) 1.90:1 (-17:9) Übliche Bezeichnung Ultra HD 4K DCI(Digital Cinema Initiatives) Abbildung 3 4K-Auflösungen 10

11 Herausforderungen bei der 4K-Videosignalverteilung 3840x2160, üblicherweise als Ultra HD bezeichnet, liefert exakt die vierfache Auflösung von 1080p, resultierend aus der Verdoppelung der horizontalen und vertikalen Pixelanzahl von 1920x Aus diesem Grund liegt hier dasselbe Seitenverhältnis wie bei HD vor - 16:9. Die meisten, aber nicht alle 4K Displays verfügen über die native Auflösung von 3840x x2160, üblicherweise als 4K DCIbezeichnet, wird überwiegend in der Filmproduktion und in professionellen Werbefi~menverwendet. Es gibt auch Displays mit der nativen Auflösung von 4096x2160, die gängigere native Auflösung ist aber 3840x2160. Viele 4K-Kameras und Quellgeräte können in beiden Auflösungen betrieben werden. AV-Profis der ersten Stunde werden sich auf die SXGAComputerauflösung von 1280x 1024 zurückberufen, welche das nicht standardisierte Seitenverhältnis von 5:4 hatte als nahezu jedes andere Signal ein Seitenverhältnis von 4:3 ausgab. Dies führte zu ähnlichen Problemen - Displays und Quellgeräte mussten sorgsam aufeinander abgestimmt konfiguriert werden um falsche und verzerrte Bilddarstellungen zu vermeiden. Herausforderung 2: Berücksichtigung von neuen Frameraten Um eine 1920x 1080 Videoauflösung bei 60 Frames pro Sekunde zu erreichen wird eine Datenrate 4,46 GbitJs benötigt. Daraus wäre zu folgern, dass die vierfache Pixelanzahl auch die erforderliche Datenrate um ein vierfaches erhöht. Jedoch unterstützt HDMI 1.4 eine maximale Datenrate von 10,2 GbitJsinklusive Overhead. Aus diesem Grund liefern aktuelle 4K-Geräte nur 30 Frames pro Sekunde. Im Filmbereich hat dies keine Konsequenzen, da hier ohnehin nur mit 24 Frames pro Sekunde gearbeitet wird. Bei Video- oder Computeranwendungen ist es jedoch wichtig, sich bewusst zu machen, dass deshalb mit einer halbierten Framerate gearbeitet werden muss. Eine Limitierung der Framerate führt bei Computeranwendungen zu einem Flackereffekt und bei Kino-Videocontent zu einer nicht flüssigen Bewegungsdarstellung. Die Herausforderung besteht nun darin, Systeme so planen, dass diese Inhalte mit Frameraten von 24, 25, 30, 50 und 60 Frames pro Sekunde verarbeiten können. Erwähnenswert ist, dass die so genannte Chroma Subsampling Technologie die Übertragung von 4K Video mit 60 Frames pro Sekunde mit weniger als 8,91 GbitJs unterstützt. Möglich wird dies durch die Komprimierung der Farbinformationen auf 4:2:0. Das 4:2:0 Chroma Encoding kommt bei Blu-ray Discs zum Einsatz. Chroma Subsampling überträgt die Luminanzinformationen in voller Auflösung, Chrominanzinformationen in einer niedrigeren Auflösung (in diesem Fall 1920x 1080). Farbunterschiede werden vom menschlichen Auge mit geringerer Sehschärfe als die Luminanz wahrgenommen - so wird das wahrgenommene Bild je nach verfügbarer Bandbreite bestmöglich optimiert. Die Zukunft wird zeigen, ob die Hersteller von Displays und Quellgeräten diese Technologie übernehmen werden. DigitalMedia unterstützt zukünftig die Übertragung mit 50 oder 60 Frames pro Sekunde mit 4:2:0 Chroma Subsampling GbiVs 2.23 Gbitls 4.46 GbiVs 4K 24or30tDs 4:(:4 4K 5Oor60fps 4:2: Gbitls 8.9' Gbitls Abbildung 4 Erforderliche Datenraten inklusive HDMIOverhead 11

12 Crestron DigitalMedia 4K Design Guide 2015 DigitalMedia unterstützt die volle Bandbreite aller in HDMI1.4 inkludierten Formate, wie auch zukünftig 50 oder 60 Frames pro Sekunde mit 4:2:0 Chroma Subsampling, ein Format, das mit HDMI 2.0 vorgestellt wird. Chroma Encoding 4:4:4 4:2:0 4K - 24 oder 30 fps Ja Ja 4K - 50 oder 60 fps Nein Ja HDMI Spezifikation HDMI 2.0 steckt noch in den Kinderschuhen - die Spezifikationen wurden erst im September 2013 bestätigt. Die Chips, welche zur Verteilung höherer Bandbreiten von HDMI 2.0 Formaten wie 4K60 4:4:4 benötigt werden sind noch nicht flächendeckend am Markt verfügbar. Herausforderung 3: Integration von verschiedenen Signalarten und deren Anforderungen Eine weitere Herausforderung bei der Planung sind die für 4K Video höheren Anforderungen an die Signalintegrität. In den folgenden Beispielen haben wir gängiges Testmaterial verwendet, wie z.b. Agilent 16 GHz High Performance Oszilloskope und Standarddisplays sowie -quellen für professionelle Anwendungen. Die Abbilldung 5 zeigt ein einwandfreies 1080p Augendiagramm. Das Auge ist weit geöffnet, da das Testsystem mehr als genügend Bandbreite für 1080p bietet. Abbildung x fps Video, Ergebnisse an der Senke (Displaygerät) über ein 1 m langes HDMI-Kabel. In Abbildung 6 wurde die Auflösung der Quelle auf 4K erhöht. Das restliche Setup ist identisch geblieben. Ein Schließen des Auges auf Grund signifikanten Augenflatterns (türkis im Histogramm) ist zu erkennen. Abbildung x fps Video, Ergebnisse an der Senke (Displaygerät) über ein 1 m langes HDMI-Kabel. 12

13 Herausforderungen bei der 4K-Videosignalverteilung In der Abbildung 7 wurde die Kabellänge auf 10m verlängert. Es ist zu sehen, dass das Auge sich auf Grund von Jitter und Signalverlust weiter geschlossen hat. Ebenso ist ein signifikantes Einfallen des Signals im Auge zu sehen. Es ist unwahrschein~ich, dass dieses System reibungslos funktionieren wird. Abbildung x fps Video, Ergebnisse an der Senke (Displaygerät) über ein 10m langes HDMI-Kabel. In Abbildung 8 wird Crestron DigitalMedia verwendet um dieselbe 4K-Quelle auf 10 Meter Entfernung zu verteilen. Auf Grund der Vorverzerrung und anderer Leistungserweiterungen steht als Ergebnis ein verbessertes Augendiagramm. Es ist zu sehen, dass das Auge sich geöffnet hat, ein Indiz dafür, dass das DM-System die Signalverschlechterung kompensiert hat. DigitalMedia liefert das bestmögliche Signal. Auch ist zu sehen, dass das Jittern eliminiert wurde (türkis im Histogramm). Abbildung x fps Video, Ergebnisse an der Senke (Displaygerät) über ein 10m langes DigitalMedia-Kabel. Die Verbesserungen sind so signifikant, dass das 4K-Signal über das 10m Kabel in Abbildung 8 deutlich besser ist als das 1080p Signal über das nur 1 m lange HDMI-Kabel in Abbildung 5. Abbildung 5 Abbildung 8 13

14 Crestron DigitalMedia 4K Design Guide 2015 Herausforderung 4: Neue Kabellängen und Restriktionen Crestron DigitalMedia ermöglicht die Verteilung von Audio-, Video- und Steuersignalen über CAT-Kabel oder Glasfaser inklusive Streaming über eine einzige Plattform. CATist die erste Verkabelungsart, welche 4K unterstützt. DigitalMedia CAT-Lösungen erfüllen die Spezifikationen der HDBaseT-Allianz in Sachen Kompatibilität mit anderen HDBaseT-Geräten und herkömmlicher CAT5-Kabel. 4K Video benötigt trotz reduzierter Frameraten und Chroma Subsampling eine massive Bandbreite. Aus diesem Grund sind die Längenbeschränkungen für CAT-Kabel höher als der gewöhnliche Industriestandard für HD-Video. Dies stellt weitere Herausforderungen an die Systemplanung. Nach gründlichen Tests im DigitalMedia Labor wurden seitens der Crestron Experten folgende maximalen Kabellängen ermittelt: DM 8G-Kabel Ungeschirmtes CAT5e 1080p 100 m /330 Fuß 100 m /330 Fuß 4K 70 m / 230 Fuß 50 m / 165 Fuß In analogen System kann eine übermäßig lange Kabelstrecke in einer schlechteren Bildausgabe resultieren. Bei modernen digitalen Systemen wird bei übermäßig langen Kabelstrecken überhaupt kein Bild mehr ausgegeben. Zudem werden Kompatibilitätsprobleme bei Quellen und Displays durch zu lange Kabelstrecken noch verschärft. Auch wenn ein Test mit einer langen Kabelstrecke von einigen Geräten als akzeptabel (OK)bewertet wurde bedeutet dies nicht, dass alle weiteren Geräte reibungslos arbeiten werden. In der Praxis hat sich gezeigt, dass für HDMI-Kabel auf Grund der höheren Bandbreite bei 4K ebenfalls Einschränkungen bei der Kabellänge bestehen. Herausforderung 5: Kompatibilität von unterschiedlichen Quellen und Senken (Signalarten und Formen, Auflösungen, Frameraten etc.) Wie bei technologischen Neuentwicklungen üblich haben es die Innovatoren einer neuen Technologie am Markt schwer. Die Firmen, welche die ersten 4K-Quellgeräte und Displays entwickeln sehen sich der Frage ausgesetzt, wer zuerst da war - das Huhn oder das Ei. Wie lässt sich das Zusammenspiel der Komponenten bei einer momentan noch solch geringen Angebotsbreite in der Frühphase dieser neuen Technologie sinnvoll testen? So kommt es bei der Veröffentlichung neuer 4K Quellgeräte und Displays am Markt zu Kompatibilitätsproblemen. Solche Kompatibilitätsprobleme treten nicht selten auch bei unterschiedlichen Produkten eines einzelnen Herstellers auf - eine weitere Herausforderung bei der Systemplanung. Crestron 4K-Zertifizierungsprogramm Mit der Vorstellung des 4K-Zertifizierungsprogramms möchte Crestron einen reibungslosen Übergang zur 4K Ultra HD Technologie gewährleisten. Innerhalb dieses branchenweit ersten Programms können Hersteller Ihre 4K-Quellgeräte und Displays bei Crestron zur Prüfung einreichen um sicher zu stellen, dass diese folgende Eckdaten erfüllen: Unterstützung echter 10 Gbitls Datenrate zum Zielrouting des Signals Unterstützung der Kabellängen integrierter AV-Systeme Volle Funktionalität in Kombination mit anderen 4K-Produkten innerhalb des Crestron DigitalMedia Systems CAESiAON Crestron Spezialisten im DigitalMedia Labor testen 4K-Produkte auf Herz und Nieren und garantieren, dass Quellen und Displays die Anforderungen an eine 4K-Signalverteilung erfüllen. Nur Geräte, welche diese Voraussetzung erfüllen rmdie erhalten das Crestron 4K Certified Logo. CERTIFIED Eine Übersicht 4K zertifizierter Geräte finden Sie unter Anwendungshinweise Upgrade eines bestehenden DigitalMedia Systems auf 4K Alle Karten und Blade basierten DigitalMedia Kreuzschienen von der 8X8 bis zur 128X128 unterstützen von Grund auf die für 4K notwendigen Bandbreiten. DigitalMedia Systeme werden durch einfache Karten- bzw. Blade-Upgrades und die 14

15 Herausforderungen bei der 4K-Videosignalverteilung Verwendung entsprechender Sende- und Empfangsmodule zu 4K-fähigen Komplettsystemen. Die neuen 4K DigitalMedia Komponenten sind abwärts kompatibel zu bestehenden DM Lösungen. Installationen ohne 4K Unterstützung können um 4K Komponenten erweitert oder teilweise durch diese ersetzt werden. Beispielsweise kann ein DM-RMC-4K-1 OO-Ceinen bisher eingesetzten DM-RMC-1OO-Ceinfach ersetzen. Kombination von 4K und nicht-4k Quellen und Displays In der Praxis werden zukünftig sicher einige integrierte Systeme zum Einsatz kommen, die sowohl HD als auch 4K Komponenten verwenden. Werden in einem System 4K und nicht 4K Quellen eingesetzt ist es unerlässlich sicher zu stellen, dass die Sender und Eingangskarten / - blades 4K unterstützen. Karten bzw. Blades, die für nicht 4K Quellen verwendet werden müssen nicht aufgerüstet werden. Ausgangskarten / - blades und Empfänger für 4K Ausgangssignale (inklusive 4K, welches für eine Ausgabe in HD herunter skaliert wird) müssen aufgerüstet werden. Soll 4K Video auch auf allen Displays ausgegeben werden, die 4K nicht unterstützen wird an jedem dieser Ausgänge ein 4K-fähiger Scaler zum Downscaling benötigt. Wenn 4K Video an diesen Displays nicht ausgegeben werden sollte ist eine entsprechende Programmierung der Steuerungssysteme sinnvoll, um dies zu unterbinden. Hinzufügen von... 4K Quelle 4K Display Unterstützung von herunter skalierten 4K Inhalten zur Ausgabe auf einem HD-Display Notwendige 4K Upgrades Sender Eingangskarte / -blade Ausgangskarte / -blade Empfänger Ausgangskarte / -blade Empfänger mit Scaler Downscaling für Displays, die kein 4K unterstützen Scaler in DigitalMedia Systemen zur Signalverteilung haben sich über Jahre bewährt. Sie sorgen für schnelle Umschaltzeiten, eliminieren Störungen und Fehlermeldungen ("no source") auf Displays, machen gewöhnliche TV-Geräte zu beeindruckenden Videowalls und sorgen dafür, dass auch alte SD-Quellen so optimiert wie möglich auf HD-Displays ausgegeben werden. Ihre Hauptaufgabe bei 4K-Signalverteilungssystemen ist das Signaldownscaling. HD-Displays werden aus unterschiedlichen Gründen auch weiterhin ein Teil von Videoverteilungssystemen bleiben: sie sind bereits installiert und kostengünstiger in der Anschaffung, außerdem werden in einigen Anwendungen kleinere Displaygrößen benötigt. Daraus ergibt sich der Anspruch des Kunden, alle 4K Quellen auch auf HD Displays ausgeben zu können. Einige Komponenten wie AVRs und Surround Sound Prozessoren unterstützen kein 4K. Ein DigitalMedia System löst diese Probleme durch den Einsatz von Scalern an den Ausgängen, welche die Signale für jedes Display oder weitere Geräte konvertieren. Alle lokalen HDMI-Ausgänge der DigitalMedia 4K Switcher werden Scaler enthalten. In Empfängern und anderen modularen DM Lösungen werden Scaler optional verfügbar sein. Zusätzliche Extender Auf Grund geringerer maximaler Kabellängen werden zunehmend oft Extender benötigt. Als Beispiel dient eine Installation mit einer rund 12 m langen Kabelstrecke. Für 1080p ist ein HDMI-Kabel ausreichend, zur 4K Übertragung wird möglicherweise ein Extender benötigt. HO:: 40' I-IlMI caijll;i 4K: trans.mitter 4[l' DM cabje $wltchcr 15

16 Crestron DigitalMedia 4K Design Guide 2015 Vorsicht bei 2K - 4K "Tweenern" Die integrierte Auflösung vieler Geräte wie z.b. alle Apple Retina Displays und viele neue Laptops liegen irgendwo im Bereich zwischen 2K und 4K. Auch wenn Hersteller diese nicht als 4K tauglich verkaufen benötigen diese.jweener" Geräte eine höhere Bandbreite 4K-fähiger Switcher zur Ausgabe nativer Auflösungen wie 2560x1600. Computer mit HD-Displays wie z.b. das Apple Cinema Display" mit einer Auflösung von 2560x 1440 benötigen diese Bandbreite ebenfalls für die Verteilung von Videoausgangssignalen. Bei der Planung eines solchen Systems ist darauf zu achten, dass das komplette Spektrum an Auflösungen gängiger Tablets und Laptops unterstützt wird. Schlussfolgerung Die Vielzahl erhältlicher Quellen und Displays stellen uns vor Herausforderungen in der 4K Signalverwaltung in großen und komplexen Umgebungen. Die Systemplanung und -installation muss von Beginn an ganzheitlich erfolgen um spätere Probleme zu vermeiden. Vor der Auswahl eines Systems zur HDMI-Verteilung gilt es seine Möglichkeiten genau zu betrachten und Einschränkungen rechtzeitig zu erkennen. Zuverlässige Komponenten bilden nun mehr denn je die Basis einer zuverlässigen Systemplanung. Nur Quellen und Displays, welche die Tests im DigitalMedia Labor bestehen und das Crestron 4K Certified Logo erhalten sollten in Systemen zur 4K-Signalverteilung eingesetzt werden. Der Einsatz von Niedrigpreis-Extendern und weiteren nicht definierten Peripheriegeräten beeinträchtigen die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems und ist nicht zu empfehlen. Man ist geneigt, Annahmen, die auf einer langjährigen Erfahrung mit SD- und HD-Systemen basieren, einfach auf 4K-Umgebungen zu übertragen. So mag es beispielsweise logisch erscheinen, dass 4K Quellen und Displays in einem Gesamtsystem nahtlos zusammen arbeiten - es kann jedoch sein, dass dies nicht der Fall ist, wenn diese Geräte nicht von Crestron zertifiziert sind. Darüber hinaus bieten die meisten 4K-Switcher keine Downscalingfunktion von 4K-lnhalten für nicht-4k-displays und kein Downmixing von Mehrkanal-Audio für Stereozonen. Es ist wichtig, die Spezifikationen des Switchers detailliert zu betrachten, um sicherzustellen, dass alle gewünschten Anforderungen an das System erfüllt werden. Die Crestron DigitalMedia Produktreihe wurde als professionelle Lösung zur Übertragung von Audio- und Videosignalen konzipiert. Eine hohes Maß an Entwicklungs- und Designarbeit wurden investiert - heraus gekommen ist ein Komplettsystem zur Verwaltung von komplexen, unterschiedlichen Auflösungen und 4K Video in Kombination mit Audio. DM sorgt für die nahtlose Verteilung von Inhalten in bestmöglicher Qualität von Quellen wie Laptops, Blu-ray Disc Playern und 4K Mediaplayern auf HD und 4K Displays. Hier die DM-Vorteile im Überblick: Sicherheit durch das Zertifizierungsprogramm für Quellen und Displays Upscaling von SD und HD Quellen auf 4K HD-Downscaling von 4K Quellen Kurze Umschaltzeiten (keine Dunkelphase) Scalingfunktion für Videowalls von 2x2 bis 4x4 Zertifizierung durch die HDBaseTAllianz DSP Downmixing (verteilt parallel einen Multichannel Audiostream und 2-Kanal Downmixing derselben Quelle)* Nutzt EDID-Informationen zur automatischen Auswahl von Audiodateien Unterstützung von Breakaway Audio-Switching* * Nichtfür DM-MD64X64 und DM-MD128X128 16

17 Herausforderungen bei der 4K-Videosignalverteilung Crestron DigitalMedia DigitalMedia ist einfach zu installieren und bietet eine hohe Flexibilität auf Grund der verfügbaren Ein- und Ausgangskarten. Es ist erweiterbar, um auch anspruchsvollen und komplexen Multiroom-Lösungen gerecht zu werden. Umfangreiche Diagnosemöglichkeiten stehen entweder über das integrierte Frontpanel oder über die Crestron Toolbox-Software bzw. das Steuerungssystem zur Verfügung, um mögliche Probleme mit HDCP-Keys und Handshaking, CEC-Befehlen, Bildauflösungen, USB, Kabeln und mit verschiedenen Audioformaten zu erkennen. DigitalMedia integriert sämtliche AV-Systeme und stellt wahlweise eine Echtzeitlösung zur Übertragung von unkomprimiertem HD-Content oder für weniger zeitkritische Anwendungen Streaming über IT-Netzwerke zur Verfügung. Bei der unkomprimierten Übertragung bestehen auch keinerlei Probleme mit Latenzzeiten. Das heißt über verschiedene DM-Stränge können problemlos Display-Walls angesteuert werden. Ebenso sind zeitliche Versätze von Video / Audio, generiert durch die Übertragungsstrecke ausgeschlossen. Je nach Anforderung können die Ziele selektiv aus einer Matrix mit den unterschiedlichen Technologien versorgt werden. Computerkompatibilität Neben der Tatsache, dass DigitalMedia jedes verfügbare HDTV-Signal mittels HDMI verarbeiten kann, unterstützt DM ebenfalls die Verteilung von DVI, DisplayPort und RGB-Computersignalen über dieselbe Infrastruktur. DM ist kompatibel mit DVI Computermonitoren bis zu einer Auflösung von 1920 x 1200 WUXGA. USB-HID Switch DigitalMedia ermöglicht es, sämtliche HD-Quellen zu zentralisieren, nicht nur SAT-Receiver und Blu-ray-Wechsler, sondern auch Mediaserver, Computer und sogar Spielekonsolen. Die eingebaute USB-HID (Human Interface Device) Schnittstelle ermöglicht es, dass USB-HID kompatible Tastaturen, Mäuse und auch Spielekonsolen an jedem Display angeschlossen werden können. Die Signale werden dann über DM übertragen und von der Matrix wieder zu den Geräten ausgegeben. Nicht USB-HID konforme Geräte können mittels zusätzlicher Hardware ebenso integriert werden. Auch in diesem Fall ist USBvoll.switchbar", EDID Formatmanagement DM stellt eine Vielzahl von verschiedenen Bild- und Tonformaten zur Verfügung, die übertragen werden können. Die Chancen, dass alle Geräte alle Formate unterstützen, sind normalerweise nicht gegeben. In einer typischen Installation in einem Raum löst HDMI das Problem mit Hilfe der sogenannten EDlD-Daten. Werden zwei HDMI-Geräte miteinander verbunden, so überträgt der Empfänger (ein Display oder ein Surround Soundprozessor) seine Formatmöglichkeiten mittels der EDlD-Daten zur Quelle (ein TV-Tuner oder ein Blu-Ray Player). Dieser wird dann automatisch das beste Format ausgeben, welches Senke und Quelle unterstützen. Es können jedoch ernste Konflikte in einem kompletten Gebäude entstehen, wenn Sie mehrere Displays oder Audiosysteme in einem Netzwerk betreiben. Zum Beispiel kann es durchaus passieren, dass ein Blu-ray Player, welcher einen Projektor mit einem 1080p Signal versorgt, sich entweder auf eine niedrigere Auflösung umschaltet oder eventuell sogar ganz abschaltet, wenn jemand dasselbe Signal an einem 32-Zol1 Display im Schlafzimmer sehen möchte. Außerdem kann es auch passieren, dass anstatt des 7.1 Dolby TrueHD Format, welches vom High-End Heimkino Audiosystem unterstützt wird, lediglich ein Stereosignal ausgegeben wird, um den Audiomöglichkeiten des 32-Zol1 Displays gerecht zu werden. DigitalMedia unterbricht, verwaltet und erzeugt EDID, um solche Konflikte zu vermeiden. Sämtliche unterstützte Formate jeder Senke werden ausgelesen, visualisiert und automatisch auf den Einspeisepunkten abgebildet. Für kundenspezifische Anforderungen, oder aber um Fehler von angeschlossenen Senken zu eliminieren, besteht auch die Möglichkeit, die EDID Daten an den Einspeisepunkten völlig entkoppelt von den Senken zu definieren. Vorteilhaft ist außerdem, dass diese Daten auf jeder HW-Schnittstelle selektiv konfiguriert werden können. So können VGA-Einspeisepunkte so konfiguriert werden, dass sich die angeschlossene Quelle wie beim früheren analogen Verteilsystem verhält. Digitale Schnittstellen dagegen schöpfen das volle Potenzial der Anlage aus. Insbesondere dies stellt sicher, dass die Anlage mit Geräten von "gestern", "heute" und von "morgen" völlig unproblematisch arbeitet. QuickSwitch HD Technologie Viele Anbieter verwenden einen Kopierschutz, der HDCPgenannt wird, um ihre Produkte vor unerlaubtem Kopieren zu schützen. Um sich HDCPgeschützten Content in voller HD-Auflösung anzuschauen, muss die Quelle jeden Bildschirm und jeden Bildprozessor durch eine HDMI-Verbindung authentifizieren, bevor sie ein Signal ausgibt. Dieser Prozess muss jedes Mal wiederholt werden, wenn ein HDMI-Signal umgeschaltet wird. Dies verursacht einen kompletten Signalverlust für bis zu 15 Sekunden, wenn irgendwo in der Installation eine neue Quelle oder ein neuer Bildschirm ausgewählt wird. Die QuickSwitch HD Technik vermeidet dieses Problem, indem eine konstante HDMI-Verbindung mit jedem HDMI-Gerät 17

18 Crestron DigitalMedia 4K Design Guide 2015 im System aufrechterhalten wird. Dadurch, dass eine neue Authentifizierung nicht jedes Mal bei der Auswahl einer Quelle oder Senke notwendig ist, ermöglicht die Crestron QuickSwitch HD Technologie ein sehr schnelles Umschalten von HDMI-Signalen. HDCP Key-Management Ein anderer Aspekt der HDCP-Verschlüsselung ist der Gebrauch von Keys, um die Kommunikation, die zwischen Quelle und Senke stattfindet, zu managen. Jede HDMI-Quelle kann eine beschränkte Anzahl von Senken (Bildschirmen) bedienen. Diese ergibt sich aus der Anzahl der verfügbaren HDCP-Keys,die von Herstellern oder Serviceprovidern nur selten angegeben werden. So kann es passieren, dass die Quelle ohne Vorwarnung die Ausgabe des HDMI-Signals beendet, wenn zu viele Senken an diesem Display angeschlossen werden. Um solchen Überraschungen vorzubeugen, testen die DigitalMedia Kreuzschienen zuerst die HDCPKeyanzahl aller HDMI-Quellen und visualisieren diese. Dies ermöglicht es dem Systemhaus, das System ohne unerwartete Beschränkungen zu realisieren und bei Bedarf einzelne Geräte eventuell auszutauschen. CEC Signalmanagement Einer der obersten Ansprüche an ein Crestron System ist es, eine problemlose Bedienung und Steuerung aller Komponenten zu ermöglichen. Um dies zu gewährleisten, können die DigitalMedia Switcher die CEC-Befehle, welche von vielen HDMI-Quellen automatisch erzeugt werden steuern oder auch entsprechend unterdrücken. Auf diesem Weg kann es vermieden werden, dass unerwünschte Befehle ausgeführt werden, wie z.b. der Befehl eines Blu-ray Players zum Display, dass dieser ebenfalls ausgeschaltet werden soll, wenn der Blu-ray Player abgeschaltet wird. Oder auch ein Befehl des Blu-ray-Players, der versucht alle anderen Blu-ray-Player in dem Augenblick, in dem er abspielt, auf "Pause" zu setzen. Durch sauberes CEC-Management ermöglicht es DM das System so zu bedienen und zu steuern, wie es gewünscht wird, ohne unerwünschte Automatismen. Eingebauter Ethernet-Switch DigitalMedia überträgt neben HDMI-Signalen auch 10/100 MBit Ethernet an jedes Raumsteuermodul und stellt einen Netzwerkanschluss für das Endgerät zur Verfügung. Der integrierte Gigabit Uplink zum übergeordneten Netzwerk garantiert die maximale Bandbreite für jeden Netzwerkport. Alle DM-Produkte sind Ethernetgeräte. Ethernet wird über jede DM-Verbindung übertragen. Kommt ein DM-Switcher zentral zum Einsatz, so findet dort (im Switcher) der Ethernet Uplink statt und überträgt Ethernet an die Transmitter oder Raumsteuermodule via im Switcher integrierten 10/100 MBit Ethernet-Switch. Separate LAN-Verbindungen sind so nicht mehr notwendig. Jedem DM-Gerät (Switcher, Transmitter, Raumsteuermodul) wird eine IP-Adresse zugewiesen, entweder via DHCP(hierzu wird ein DHCP-Server benötigt) oder statisch. In einem dedizierten Betriebsmode ist es aber auch möglich, dass eine komplette DM-Matrix mit allen angeschlossenen DM-Komponenten mit einer IP-Adresse aus dem Netzwerk auskommt. Insbesondere in professionellen Firmennetzwerken bringt dies enorme Vorteile hinsichtlich Planung, Umsetzung und Kosten. Punkt zu Punkt System DM-TX-201-C Transmitter DM-RMC-200-C Room Controller 1nm!..t Output HDMI DM II i~ VGA HDMI 2ch Analog Audio USB HID (Type BI LAN , lnru!1 DM DIG IN DIG IN USB HID (Type BI Output HDMI UR IR RS LAN MC3 Control System LAN DHCP Server 18

19 DigitalMedia Vorteile Detailbetrachtung Matrixsysteme DM-TX-201-C Transmitter H~ ' LAN DM-MD8X8 DMC-C-DSP DMC-CO-HD DMC-HD-DSP DMC-DVI lnqyt f-----+om OIG OIG DM-RMC-200-C Room Controller USB HID(TypeB) ~ HDMI UR LineUR IR' ' RS-232 Li'N>!------' DMC-VID-RCA-A DM-TX-201-S Transmitter DMC-VID-BNC DMC-SO-HD l!:!q.\,!! ~ HDMI VGfJ DM HD'v11 LAN DMC-S DMC-S IP Notes: 1) DHCP range is and above 2) DM-MD8X8 is in static mode DMC-HD LAN MC3 Control System Ethernet bei DigitalMedia DigitalMedia Room Solution Boxen (ein Empfänger für DM-Signale, welcher bei Senken installiert wird) werden mit einem integrierten Ethernet Port ausgeliefert, der verwendet werden kann um andere Ethernetgeräte anzuschließen. In einem Punkt zu Punkt System kann der Ethernetport als Uplink-Port zum Netzwerk verwendet werden. Beispielsweise muss bei der Kombination eines CG-DM-TX-200-C-2G oder DM-TX-200-C-2G mit einem DM-RMC-200-C der Ethernet Port des DM-RMC-200-C als Uplink-Port dienen, da die zwei beschriebenen Sender keinen Ethernet Port haben. Bei der Verwendung eines DM-TX-201-C/S oder DM-TX-401-C/S spielt es keine Rolle, an welcher Stelle der uplink gemacht wird. Anmerkung: Beide Ethernetports dürfen nicht ins gleiche Netzwerk gesteckt werden, da sonst ein Ethernet-Loop entsteht. Die Netzwerkverbindung einer Matrix hat zudem über den LAN-Anschluss der Matrix zu erfolgen. Eine Anbindung der Matrix an das Netzwerk über einen DM-Strang ist nicht zulässig. Weitere Informationen zu IP und DM finden Sie auch im Kapitel: Überlegungen zum DigialMedia Netzwerk. Weitere Informationen zum Private Network Mode finden Sie ab Seite

20 Crestron DigitalMedia 4K Design Guide 2015 DigitalMedia Zertifizierung Zertifizierung zum DMC-D (DigitalMedia Certified Designer) Seminarinhalte: Produktvorstellung und Produktübersicht, Systemplanung anhand verschiedener Beispiele Grundlagen von analogen und digitalen Signalen (HDMI, DVI,Tonformate, Auflösungen, Metadaten, Kopierschutz, Overscan, EDID, CEC) Abschließende Prüfung und Zertifizierung als DMC-D. Voraussetzung für die Zertifizierung zum DMC-E. Zertifizierung zum DMC-E (DigitalMedia Certified Engineer) Seminarinhalte: Aufbau einer DigitaIMedia -Anlage mit Verkabelung und Inbetriebnahme Konfiguration mittels DigitaIMedia -Tools Programmierung einer DigitaIMedia -Anlage in SIMPL Windows. Systemanalyse und analytische Vorgehensweise bei Fehlersuche, Systemoptimierung hinsichtlich Bild-fTonqualität sowie Umschaltzeiten. Sonstiges: Interpretation von Bildfehlern, falsche Aspect Ratio, etc.; gesammelte Erfahrungen; Diskussion. Abschließende Prüfung und Zertifizierung als DMC-E. Anforderungsprofil : Vorherige Zertifizierung als DMC-D Kenntnis der Crestron Produktpalette sowie der Crestron Programmierung Eigenes Notebook ist zum Seminar mitzubringen OCRESrRON. umc-u DIGITAL MEDIA CERTIFIED DESIGNER OCIIES'JiiCOMl umc-e DIGITAL MEDIA CERTIFIED ENGINEER DigitalMedia 4K Online-Zertifizierungskurse für DMC-D I DMC-E Dieser Kurs vermittelt Fachwissen für die Planung und Programmierung von 4K-Systemen. DMC-D (DM Certified Designer) und DMC-E (DM Certified Engineer) können durch die Teilnahme an einem kostenfreien Onlinetraining die neue DMC-D-4K bzw. DMC-E-4K Zertifizierung erlangen: Allein in Deutschland haben wir hunderte von Technikern unserer Systemhäuser als DMC-E (DigitalMedia Certified Engineer) zertifiziert um Installationen professionell realisieren zu können. Zudem unterstützen wir unsere Systemhäuser telefonisch, via True Blue Online Support und mit einer Gruppe engagierter Techniker, die auf Abruf vor Ort bereit stehen. Unsere aktuellen Seminartermine in Deutschland finden Sie auf unserer Website: 20