Warum manche „kabellose“ Heimelektronik nicht komplett kabellos sein kann

Als ich mein Heimkino entworfen und gebaut habe, konnte ich mir nicht vorstellen, dass ich auf zahlreiche Kompatibilitätsprobleme stoßen würde, z. B. HDMI-Inkompatibilitäten zwischen meinem Projektor und meinem Soundsystem.

Das nächste Problem, das ich lösen musste, betraf die richtige Verkabelung des drahtlosen Soundsystems. Warum wurde mein drahtloses Soundsystem verkabelt? Für Heimkino-Benutzer und Geräteentwickler habe ich die folgenden Erkenntnisse gewonnen.

Die besten Pläne für ein Heimkinosystem

Ich wollte die Einrichtung des Theaters so erschwinglich, einfach und kabellos wie möglich gestalten und gleichzeitig die Ton- und Videoqualität beibehalten.

Um die Verzögerungen bei Eingangs- und Tonsignalen zu reduzieren, habe ich mich für einen Gaming-Projektor entschieden. Für das Soundsystem habe ich mich für das Sonos Arc entschieden, weil es in Kombination mit einem Sonos Subwoofer und zwei Sonos Era 300 drahtlos 7.1.4 Surround Sound mit Dolby TrueHD und Dolby Atmos imitieren kann. Bei herkömmlichen Heimkinosystemen ist dies nur möglich, indem 11 Lautsprecher und ein Subwoofer mit einem Heimkino-Receiver verkabelt werden.

Dolby TrueHD bietet die höchste Klangqualität, die für ein Heimkinosystem verfügbar ist, während Dolby Atmos simuliert, wie sich die Klangquellen auf dem Bildschirm um den Betrachter herum bewegen. Wenn ein Flugzeug über Sie hinwegfliegt, hören Sie es von der einen Seite, dann fliegt es langsam über Sie hinweg und wechselt schließlich hinter Ihnen auf die gegenüberliegende Seite - das ist wirklich fesselnd.

Die kabellose Lösung sollte die Immersion und Einfachheit erhöhen und gleichzeitig das Budget reduzieren. Es stellte sich jedoch heraus, dass der Sonos Arc nur bis zu einem gewissen Grad kabellos ist. Es kommuniziert drahtlos mit anderen Sonos-Geräten, aber für die Verbindung mit dem Projektor und den A/V-Quellen war ein HDMI-eARC-Kabel erforderlich, das den Raum durchquert.

Wie Geräte und Kommunikationsprotokolle drahtlose Designs einschränken

Nachdem ich von der erforderlichen physischen Verbindung erfahren hatte, hatte ich drei Möglichkeiten:

1. Suchen eines langen Kabels, um den Sonos Arc mit der AV-Quelle zu verbinden.
2. Ersetzen des langen Kabels durch einen drahtlosen Sender und Empfänger, der eine physische Verbindung zum HDMI eARC herstellen kann.
3. Verzicht auf den kabellosen Traum und die Entscheidung für ein klassisches Heimkino-Receiver-System - die am wenigsten bevorzugte Option meiner Frau.

Bei der Suche nach Lösungen stieß ich auf etwas Interessantes: Viele Heim-Audiogeräte verfügten über ähnliche „bis zu einem gewissen Grad kabellose“ Konfigurationen, und das Ersetzen eines HDMI-Kabels durch einen Sender und Empfänger konnte die Klangqualität erheblich beeinträchtigen. Daher müssen alle Heimgeräte, die mit einem Heimkino kompatibel sind, die Beschränkungen der drahtlosen Datenübertragung umgehen.

Um dies zu überprüfen, habe ich die Zahlen ausgewertet:

• Nach Angaben der IEEE-Standardisierungsvereinigung betragen die maximalen Wi-Fi-Bandbreiten:
  • 600 Mbit/s für Wi-Fi 4
  • 3500 Mbit/s (3,5 Gbit/s) für Wi-Fi 5
  • 9600 Mbit/s (9,6 Gbit/s) für Wi-Fi 6
• Nach Angaben von Bluetooth SIG sind die derzeitigen maximalen Bandbreiten der Technologie:
  • 2 Mbit/s für Bluetooth Low Energy
  • 3 Mbit/s für Bluetooth Classic
• Es ist schwer, die Bandbreiten von Airplay zu bestimmen. Aber einige Apple-Diskussionsforen und -Enthusiasten sagen:
  • Airplay 1 läuft mit bis zu 25 Mbit/s
  • Airplay 2 läuft mit bis zu 54 Mbit/s
• Bitraten für Chromecast waren ebenfalls schwer zu finden. In den Veröffentlichungshinweisen von Google vom 18. Juli 2022 heißt es jedoch, dass das Nearby Connections SDK (eine Peer-to-Peer-Networking-API, die es Anwendungen ermöglicht, sich mit Geräten in der Nähe zu verbinden und Daten mit ihnen auszutauschen) die Verbindungsqualität wie folgt definiert:
  • Gut, wenn zwischen 6 Mbit/s und 60 Mbit/s
  • Okay, wenn zwischen 200 kbit/s und 60 kbit/s
  • Schlecht, wenn 5 kbit/s oder weniger

Wie wirken sich diese Einschränkungen bei der Datenübertragung auf die Bitraten von Audio- und Videosignalen aus?

Laut der Dolby-Website kann das Dolby TrueHD mit Dolby-Atmos-Audiosignal bis zu 18 Mbit/s erreichen, wenn die Daten lokal auf einer Ultra-HD-Blu-ray-Disk gespeichert werden. Beim Streaming von Filmen wird das Audiosignal jedoch in der Regel auf Dolby Digital Plus komprimiert. Wenn man Dolby Atomos zu diesem Signal hinzufügt, kann es bis zu 1024 kbit/s erreichen.

Laut PCMag können die Videodaten einer Ultra-HD-Blu-ray-Disk eine Bitrate von bis zu 128 Mbit/s erreichen. Streaming-Dienste, Kabel und Satellit komprimieren diese Daten ebenfalls. Laut einem Netflix-Tech-Blog hat der Dienst beispielsweise eine maximale Bitrate von 16 Mbit/s. YouTube, das laut Google-Support 4K-Videos mit bis zu 85 Mbit/s anbietet, übertrifft dies bei weitem. YouTube bietet sogar für diejenigen, die damit umgehen können, 8K-Streaming mit atemberaubenden 300 Mbit/s an. Was die Bitraten für Kabel und Satellit angeht, so dürften sie irgendwo zwischen den 4K-Angeboten von Netflix und YouTube liegen.

Im schlimmsten Fall bedeutet das für ein 4K-Kinosystem eine Gesamtbitrate von 146 Mbit/s beim Ansehen eines Films auf Ultra-HD-Blu-ray oder etwa 86 Mbit/s beim Streaming. Mit Ausnahme von Wi-Fi können Over-the-Air-Kommunikationsprotokolle kaum mit den Streaming-Bitraten mithalten. Sie sind auch nicht in der Lage, A/V-Signale von einer Ultra-HD-Blu-ray zu verarbeiten.

Zu diesem Punkt ist noch hinzuzufügen, dass sich der Sonos ARC mit Wi-Fi verbinden kann. Die Unfähigkeit, sich mit meinem Projektor oder A/V-Quellen zu verbinden, ist jedoch wahrscheinlich eine Designentscheidung, um Verzögerungen zu vermeiden.

Kann HDMI diese Datenübertragungsmenge bewältigen?

Nach Angaben der HDMI Licensing Administrations ist dies möglich. So können beispielsweise Highspeed-HDMI-Kabel, die für 1080p und 4K bei 30 Hz ausgelegt sind, Daten mit 10,2 Gbit/s übertragen, was der 70-fachen Geschwindigkeit des maximalen Ultra-HD-Blu-ray-Signals entspricht.

Fertige Heimkinoanlage. (Bildquelle: Shawn Wasserman)

Offensichtlich hatte ich die Antwort auf mein Problem gefunden. Ich habe schließlich ein 9 Meter langes HDMI-Kabel quer durch den Raum verlegt, um den Sonos Arc, meinen Projektor und verschiedene A/V-Quellen anzuschließen. Nachdem ich das Kabel in einer Abdeckung an der Wand versteckt hatte, machte ich Feierabend und wärmte mir Popcorn auf.