DisplayPort-Steckverbinder

Was liegt auf den zwanzig Kontakten des DisplayPort-Steckers — und warum verhalten sich zwei äußerlich gleiche Kabel verschieden?

Der DisplayPort-Steckverbinder ist die Bauform, über die DisplayPort an Grafikkarten, Notebooks und Monitoren nach außen kommt: ein flacher Stecker mit zwanzig Kontakten und einer abgeschrägten Ecke, an der man ihn im Halbdunkel richtig herum findet. Zwölf dieser Kontakte führen die vier Datenspuren, die übrigen acht erledigen alles, was um das Bild herum passiert — Aushandlung, Anwesenheitsmeldung und eine kleine Stromversorgung.

Genau diese acht sind der Grund, warum zwei äußerlich gleiche Kabel sich verschieden verhalten können.

Das ist der Stecker, mit dem ein Computer seinen Bildschirm anspricht. Er sieht aus wie ein etwas breiterer USB-Stecker mit einer schrägen Ecke, und viele Ausführungen haben zwei kleine Widerhaken: Man muss beim Herausziehen einen Knopf drücken, sonst hängt das Kabel fest. Das ist gewollt, damit hinter einem Schrank nichts von allein herausrutscht. Neben dem Bild laufen über denselben Stecker noch zwei unscheinbare Dinge — eine Meldung, dass der Bildschirm überhaupt da ist, und ein bisschen Strom für Adapter. Wenn Dein Bildschirm nach dem Ruhezustand nicht wiederkommt oder alle Fenster plötzlich auf einem anderen Monitor liegen, liegt es fast immer an diesen beiden und fast nie am Kabel selbst.

Ausführliche Erklärung

Der Steckverbinder ist die schmalste Stelle einer DisplayPort-Verbindung und zugleich die stabilste: Während die Schnittstelle über die Fassungen 1.2, 1.4a und 2.1 ihre Raten vervielfacht hat, ist die Bauform mit ihren zwanzig Kontakten dieselbe geblieben. Was sich geändert hat, läuft über dieselben Adern schneller. Wer plant, steht damit vor derselben Lage wie auf der HDMI-Seite: Der Buchse sieht man nicht an, welche Verbindungsrate das Gerät dahinter beherrscht.

Die genormte Belegung

Pin	Funktion	Was daraus folgt
1 bis 12	die vier Datenspuren des Main-Link (Lane 0 bis 3), je Spur zwei Signaladern mit einer Masseader dazwischen	Die Spuren sind gleichberechtigt, und beim Verbindungsaufbau handeln beide Seiten aus, wie viele davon benutzt werden. Eine beschädigte Spur führt deshalb selten zum Schwarzbild — die Verbindung fällt still auf weniger Spuren zurück, und der Bildschirm zeigt eine niedrigere Bildrate oder Farbtiefe, ohne das zu melden. Wer einen Verdacht prüfen will, liest die ausgehandelte Spurenzahl im Grafiktreiber aus und schaut nicht auf das Bild.
13, 14	Konfigurationskontakte, im Kabel auf Masse gelegt	Über sie erkennt die Quelle, dass überhaupt ein Kabel steckt, und ob ein Adapter im Dual-Mode-Betrieb dranhängt — der Betriebsart, in der eine DisplayPort-Buchse ein HDMI-Signal ausgibt. Als Fehlerbild ist beschrieben, dass ein Kabel ohne durchverbundene Konfigurationskontakte wie gar kein Kabel wirkt: Das Gerät meldet „kein Signal", obwohl beide Stecker sitzen.
15 bis 17	AUX-Kanal (auxiliary, der Hilfskanal neben den Datenspuren), zwei Adern mit einer Masseader dazwischen	Auf diesem langsamen bidirektionalen Kanal laufen die Fähigkeitsabfrage, das Link Training, die HDCP-Aushandlung und die Verwaltung mehrerer Bildströme. Ein Bild, das beim Umschalten oder nach dem Aufwachen ausbleibt, ist damit fast immer eine gescheiterte Aushandlung und keine Frage der Bandbreite.
18	Hot Plug Detect	Erst wenn die Senke diesen Kontakt bedient, liest die Quelle ihre Fähigkeiten aus. Legt ein Monitor den Kontakt im Standby ab, verschwindet er für das Betriebssystem vollständig — die geöffneten Fenster wandern auf einen anderen Bildschirm und kommen beim Aufwachen nicht von allein zurück. Das ist der häufigste Ärger an Mehrschirmarbeitsplätzen und hat mit dem Kabel nichts zu tun.
19, 20	Rückleitung und Versorgungsspannung DP_PWR aus der Quelle, bis 1,5 W	Daraus leben aktive Adapter und die Elektronik aktiver Kabel. Weil ausschließlich die Quelle speisen soll, gehört Pin 20 in einem regelkonformen Kabel an genau einem Ende angeschlossen. Kabel, die ihn durchverbinden, legen zwei Versorgungen gegeneinander; als Fehlerbild ist beschrieben, dass ein Bildschirm nach dem Ausschalten des Rechners weiterhin Spannung in die Grafikkarte zurückspeist.

Festgelegt sind Kontaktzahl, Kontaktzuordnung und die Versorgungsspannung im DisplayPort-Standard der Video Electronics Standards Association, die Belastbarkeit dieser Speisung mit bis zu 1,5 W nennt VESA auch öffentlich in ihrer Merkmalsliste. Die Tabelle zeigt die Quellseite; an der Senke kehrt sich die Reihenfolge der vier Spuren um, sodass ein durchgehend gleich belegtes Kabel Spur für Spur richtig ankommt. Und sie zeigt den Standard und kein Gerät: Welche Verbindungsrate, welche Spurenzahl und welche Zusatzfähigkeiten ein konkreter Anschluss beherrscht, steht im jeweiligen Handbuch — an Geräten mit mehreren DisplayPort-Buchsen können sich diese unterscheiden.

Verriegelung: warum manche Kabel festhalten und andere nicht

Die große Bauform misst rund 16 mm in der Breite bei knapp 5 mm Höhe und hält zunächst durch Reibschluss. Zusätzlich sieht der Standard eine mechanische Rastung vor — zwei kleine Widerhaken am Stecker, die in Aussparungen der Buchse greifen und sich erst nach Drücken einer Taste lösen. VESA nennt sie ausdrücklich optional, und genau das ist der Punkt: Ob ein Kabel rastet, ist eine Eigenschaft des Artikels und keine der Schnittstelle. Beide Ausführungen passen in dieselbe Buchse.

Für die Installation hat die Rastung zwei Seiten. In einem Rack, in einem Möbel oder hinter einer Wandabdeckung hält sie das Kabel dort, wo es liegen soll, und überlebt auch das Herausziehen des Nachbargeräts. An einem frei stehenden Gerät wird dieselbe Eigenschaft zum Risiko: Wer ohne Drücken zieht, löst die Verbindung trotzdem — allerdings über die Buchse, und die sitzt auf der Platine des Geräts. Zugentlastung ist an DisplayPort deshalb eine Planungsfrage und kein Zubehörthema.

Mini DisplayPort kennt diese Möglichkeit nicht. Die kleine Bauform hält ausschließlich über Reibschluss.

Mini DisplayPort: dieselben zwanzig Kontakte, halbe Breite

Mini DisplayPort ist mit rund 7,5 mm Breite weniger als halb so breit wie die große Bauform und führt dieselben zwanzig Kontakte in anderer Anordnung. Entwickelt hat ihn Apple für die eigenen Rechner und im Oktober 2008 mit den damaligen MacBooks vorgestellt; VESA hat ihn anschließend in DisplayPort 1.2 aufgenommen. Elektrisch ist es dieselbe Schnittstelle, weshalb ein Adapterkabel zwischen den Bauformen ohne Elektronik auskommt und auch die Kabelzertifizierungen für beide gelten.

Begegnen wird man ihm heute vor allem an älteren Notebooks, an Grafikkarten mit vielen Ausgängen und an Thunderbolt-Geräten der ersten beiden Generationen — dort ist der Mini-DisplayPort-Stecker die Bauform, die Thunderbolt benutzt hat, bevor USB-C diese Rolle übernommen hat. Ein Mini-DisplayPort-Stecker sagt damit für sich genommen noch nicht, welche Schnittstelle dahinter sitzt.

Häufiges Missverständnis

„Ein DisplayPort-Kabel ist ein DisplayPort-Kabel." An dieser Verbindung entscheidet die Ausführung des Kabels über Dinge, die man ihm nicht ansieht. Ob Pin 20 nur an einem Ende angeschlossen ist, ob die Konfigurationskontakte durchverbunden sind, ob es rastet und für welche Verbindungsrate es geprüft wurde — vier Eigenschaften, vier mögliche Fehlerbilder, ein äußerlich identischer Stecker. Die VESA-Zertifizierungen DP40, DP54 und DP80 beantworten davon allerdings nur die letzte Frage; sie sagen etwas über die Datenrate und nichts über die Belegung. Dasselbe gilt für die später hinzugekommenen Stufen DP54 und DP80LL.

„Der Bildschirm wacht nicht auf, also ist das Kabel kaputt." Ein Kabel, das im Betrieb tadellos funktioniert, kann trotzdem falsch belegt sein. Beide typischen Aussetzer sitzen an Kontakten, die mit dem Bild nichts zu tun haben: Hot Plug Detect meldet den Bildschirm an- und ab, und über DP_PWR speist ein durchverbundener Pin 20 Spannung dorthin zurück, wo gerade nichts anliegen soll. Beides zeigt sich erst beim Ein- und Ausschalten und nie im laufenden Betrieb.

„Der Stecker rastet, also ist er verriegelt." Umgekehrt gilt es nicht: Ein Kabel ohne Rastnase ist eine zulässige Ausführung — und an einem Gerät, das öfter bewegt wird, oft die klügere. Wer im Rack Rastung will, bestellt sie ausdrücklich mit.

„Mini DisplayPort ist ein eigener Anschluss." Es ist dieselbe Schnittstelle in kleinerer Bauform. Ein passives Adapterkabel genügt, und ein Gerät wird durch den kleinen Stecker weder langsamer noch schneller.

Nicht zu verwechseln mit

DisplayPort als Schnittstelle: das Verfahren mit Spuren, Paketen, Multi-Stream Transport und den UHBR-Raten. Es steht bei DisplayPort; hier geht es um die Bauform, an der es herauskommt.
Mini DisplayPort: dieselben zwanzig Kontakte in kleinerer Anordnung, ohne Rastungsoption.
USB-C im DisplayPort Alt Mode: ein völlig anderer Steckverbinder, über den derselbe Signalinhalt läuft. Die Regeln dafür stehen bei USB-C: Alt Mode, Power Delivery, E-Marker.
HDMI Type A: die Bauform der Unterhaltungselektronik mit neunzehn Kontakten und eigener Belegung, beschrieben unter HDMI Type A. Adapter zwischen beiden Welten enthalten Elektronik oder setzen die Dual-Mode-Fähigkeit der Quelle voraus.
DP40, DP54, DP80, DP80LL: Kabelzertifizierungen für eine Datenrate. Sie gelten für beide DisplayPort-Bauformen und sagen nichts über Rastung oder Pin-20-Belegung.

Aus der Praxis

Ein Arbeitsplatz im Nebenraum eines Medienzimmers: ein Rechner im Technikschrank, zwei Monitore auf dem Tisch, dazwischen rund vier Meter durch eine Bodenleiste. Nach der Inbetriebnahme kommt die Meldung, dass morgens regelmäßig ein Bildschirm fehlt und alle Fenster auf dem anderen liegen.

Zuerst zu klären ist etwas, das mit dem Kabel noch nichts zu tun hat: Sollen die beiden Bildschirme dem Betriebssystem dauerhaft bekannt bleiben, auch wenn sie stromlos sind? Wer das bejaht, hat damit entschieden, dass die Anzeigen nicht vollständig abschalten dürfen — denn Hot Plug Detect meldet sie sonst ab.

Die Verfahrenswahl schließt sich an und ist übersichtlich. Entweder laufen die Monitore in einem Bereitschaftszustand, in dem sie angemeldet bleiben, oder die Verbindung geht über ein Gerät, das die Anmeldung dauerhaft übernimmt. Zuletzt kommt das Kabel, und dort zählen drei Angaben: geprüfte Datenrate für das geforderte Bildformat, Rastung im Schrank und offener Pin 20. Die dritte steht in keinem Ladentext und lässt sich am fertig konfektionierten Kabel mit einem Durchgangsprüfer zwischen den beiden Kontakten 20 feststellen — eine Minute Arbeit, die einen wiederkehrenden Fehler ausschließt.

Verknüpfte Inhalte

Was über die zwölf Datenkontakte tatsächlich läuft — Pakete, Spuren, Multi-Stream Transport, UHBR-Raten und die Kabelzertifizierungen — behandelt DisplayPort. Das Gegenstück auf der Seite der Unterhaltungselektronik ist HDMI Type A, mit derselben Aufgabe und einer anderen Belegung. Was über den AUX-Kanal ausgehandelt wird, steht bei EDID und HDCP.

Warum Steckverbinder, Schnittstelle und Signalart getrennt zu betrachten sind, klärt Signalart, Schnittstelle, Medium, Steckverbinder und Port — diese Seite ist die Steckverbinder-Ebene dieser Trennung. Wo derselbe Signalinhalt über eine andere Bauform läuft, führen USB-C und Thunderbolt weiter; warum aktive Kabel eine Richtung haben, steht bei AOC und DAC.

Quellen

Die öffentlich belegten Angaben stammen von VESA selbst: die optionale mechanische Rastung, die Speisung des Steckers mit bis zu 1,5 W und die Einordnung von Mini DisplayPort als platzsparende Bauform stehen in der Merkmalsliste zu DisplayPort 1.2. Der DisplayPort-Standard, der Kontaktzahl und Kontaktzuordnung festlegt, ist VESA-Mitgliedern vorbehalten; die Verbraucherseite von VESA stellt die Belegung nicht dar, was für diese Seite eigens geprüft wurde. Die Kontaktzuordnung, die Spiegelung der Spurenreihenfolge auf der Senkenseite, die elektrischen Werte von DP_PWR, die Abmessungen beider Bauformen und die Herkunft von Mini DisplayPort bei Apple im Oktober 2008 sind deshalb sekundär referenziert.