Miracast, WHDI, Wireless HD: drahtlose Direktverbindungen im Überblick

Drahtlose Netzwerke gehören zum Alltag. In fast jeder Wohnung steht ein WLAN-Router, der PC, Notebook, Smartphone und Fernseher miteinander verbindet. Doch zum etablierten Standard kommen immer neue hinzu, die die Vernetzung auch ohne zentrale Vermittlungsstelle erlauben. Sie heißen Miracast, WHDI oder Wireless HD. Ohne großen Aufwand zeigen wir damit Handy-Videos auf dem Fernseher oder werfen PowerPoint-Folien vom Notebook via Beamer an die Wand. Doch welcher Standard kann was und ist wofür geeignet? ITespresso gibt einen Überblick.

Wi-Fi Direct

Der Standard wurde von der Wi-Fi Alliance entwickelt. Dahinter stehen Branchengrößen wie Intel, IBM, LG, Microsoft, Acer, Asus, Samsung und Sony, die die Weiterentwicklung des kompletten WLAN-802.11-Standards verantworten, den heutzutage praktisch alle Notebooks, Smartphones und Netzwerkchips unterstützen.

Auf diesem Standard basiert auch Wi-Fi Direct, das aber einen entscheidenden Vorteil bietet: Eine zentrale Vermittlungsstelle – etwa ein WLAN-Router – ist nicht mehr erforderlich, damit die einzelnen Geräte per WLAN kommunizieren können. Dank eines Software-Access-Points übernimmt ein Client die Rolle des Vermittlers, an dem sich alle anderen Teilnehmer anmelden. Daher genügt es, wenn bloß ein Gerät Wi-Fi-Direct-kompatibel ist.

So bauen Anwender etwa ein drahtloses Netzwerk mit mehreren Notebooks auf, nur eines davon muss Wi-Fi Direct unterstützen. Die aktuelle Version Wi-Fi Direct 802.11.n unterstützt wie alle vorherigen die Netzwerkverschlüsselung WPA2 und ist zu den älteren Versionen abwärtskompatibel. Neben zahlreichen Notebooks unterstützten auch viele Smartphones mit Android ab Version 4.0 sowie die neue Xbox One (ab Herbst 2013) Wi-Fi Direct.

Miracast/Intel Wireless Display (WiDi)

Bei Wi-Fi Direct geht es allgemein um die Verbindung von zwei oder mehreren WLAN-Geräten, damit diese Daten aller Art austauschen können. Der offene Standard Miracast basiert wiederum auf Wi-Fi Direct, hat aber eine konkrete Aufgabe: Das Streaming von Bild und Ton etwa von einem Smartphone auf einen Fernseher oder von einem Notebook auf einen Beamer.

Dabei überträgt Miracast HD-Videos bis 1080p und 5.1-Surround-Sound. Technisch gesehen handelt es sich um einen Screencast. Der Bildschirminhalt wird also auf ein zweites Gerät gespiegelt. Sowohl Sender als auch Empfänger müssen Miracast aktiv unterstützen. Anders als bei Wi-Fi Direct genügt es nicht, dass nur ein Teilnehmer den Standard kennt.

Nicht-kompatible TV-Geräte lassen sich allerdings mit Adaptern für die HDMI-Buchse nachrüsten. Apropos HDMI: Wie dieser kabelgebundene Übertragungsstandard erlaubt auch Miracast die Wiedergabe von kopiergeschützten Inhalten. Die Liste der kompatiblen Sende- und Empfangsgeräte wird immer länger, auch wenn der Standard etwa im Vergleich zu WLAN oder Bluetooth noch ein Schattendasein fristet.

Aber vor allem Samsung und LG bauen bei ihren Fernsehern und Smartphones verstärkt auf Miracast. Android unterstützt den Standard seit Version 4.2 von Haus aus. Mit Windows 8.1 erhält er auch Einzug in viele Notebooks. Voraussetzung ist immer, dass ein kompatibler Netzwerkchip eingebaut ist – etwa von Broadcom, Marvell oder Realtek.

Nicht zuletzt das Engagement von Intel könnte Miracast einen Schub verleihen. Zunächst setzte der Prozessorhersteller einzig auf einen eigenen Standard zur Bild- und Tonübertragung, der ebenfalls auf Wi-Fi Direct basiert: Intel Wireless Display (kurz WiDi). Damit ist ebenfalls die Übertragung von Full-HD-Bildern möglich, der zweite Bildschirm lässt sich sogar als Desktop-Erweiterung nutzen. So streamen Anwender etwa ein Video auf den Fernseher, schreiben aber auf dem Notebook E-Mails.

Intel entwickelt WiDi immer noch weiter, seit Version 3.5 unterstützen Notebooks mit entsprechenden Chips jedoch auch Miracast – ein Treiber-Update genügt. So lassen sich ebenfalls Empfänger ansprechen, die zwar nicht WiDi, dafür aber Miracast sprechen. Durch den offenen Standard Miracast, den viele verschiedene Hersteller unterstützen, könnte das proprietäre WiDi in Zukunft an Bedeutung verlieren.

WHDI (Wireless Home Digital Interface)

Miracast und Wireless Display nutzen zur Übertragung der Bilder den H.264-Codec und funken wahlweise auf dem 2,4- und 5-GHz-Band. Letzteres nutzt auch WHDI, eine Technologie, die von Amimon, Hitachi, Motorola, Samsung, Sharp, Sony und LG entwickelt wird. Allerdings – und das ist der große Unterschied – überträgt WHDI den Stream unkomprimiert, was eine bessere Bildqualität ergibt.

WHDI lässt sich daher noch eher als kabellose HDMI-Alternative bezeichnen, zumal auch HDCP zur Übertragung kopiergeschützter Inhalte und 3D-Filme unterstützt werden. Das Entwicklerkonsortium preist WHDI als sehr flexibel an, da die entsprechenden Funkchips nicht direkt in Notebook, Smartphone und Fernseher eingebaut werden.

Stattdessen müssen Nutzer Transmittersysteme kaufen. Dabei handelt es sich um zwei kleine Boxen, die per HDMI-Kabel an die Empfangs- und Sendegeräte angeschlossen werden und diese so miteinander drahtlos verbinden. Möchten Benutzer also beispielsweise den Blu-ray-Player im Wohnzimmer mit dem TV-Gerät im Schlafzimmer verbinden, könnte WHDI eine Lösung sein. Entsprechende Pakete bestehend aus zwei Boxen kosten rund 200 Euro.

WirelessHD und WiGig

Das 2,4- und zunehmend auch das 5-GHz-Band haben mit immer öfter mit Überlastungen zu kämpfen. Praktisch alles, was im 802.11-Standard funkt (Notebooks, Smartphones, WLAN-Karten, Router etc.), nutzt diesen Frequenzbereich. Um dennoch ungestört und mit hoher Bandbreite Daten kabellos zu übertragen, werden alternative Standards entwickelt. Zwei davon sind WirelessHD und WiGig (IEEE 802.11ad).

Beide nutzen das 60-GHz-Band. Dieses leidet zum einen nicht unter derart vielen Störquellen, bietet zum anderen aber den Vorteil einer sehr hohen Übertragungsgeschwindigkeit. Auf bis zu 7 GBit/s schafft es WiGig, WirelessHD erreicht theoretisch sogar 28 GBit/s. Damit sind parallel Full-HD-Streams samt Audioübertragung möglich – unkomprimiert, samt HDCP und 3D-Format. Sogar 4K-Auflösung (4096 mal 2304 Pixel) wird unterstützt, auch wenn derzeit kaum Material vorhanden ist, und entsprechende Fernseher nur zu fast unverschämten Preisen im Handel erhältlich sind.

Dennoch gibt es bereits eine Hand voll Geräte, die WirelessHD-kompatibel sind. Dazu zählen ein Gaming-Notebook von Dell, zwei Beamer von Epson sowie Transmitter von Sharp und Zyxel. Vorangetrieben wird die Entwicklung vom WirelessHD-Konsortium, dem unter anderem Sony, LG, Matsushita, NEC, Samsung und Intel angehören

Bei WiGig, hinter dem ebenfalls die Wi-Fi Alliance steckt und das bereits von der IEEE unter dem Namen 802.11ad standardisiert wurde, sieht es hardwaretechnisch noch bescheidener aus. Lediglich ein Notebook von Dell unterstützt den Standard. Dennoch rechnen Experten damit, dass WiGig künftig gute Chancen hat. Denn es ist flexibler einsetzbar als WirelessHD. Es beschränkt sich nicht nur auf die AV-Übertragung, sondern erlaubt auch, andere Schnittstellen wie USB oder PCI-Express drahtlos bereitzustellen.

Künftig also einen DVD-Brenner oder gar eine externe Grafikkarte zu nutzen, ohne diese per Kabel anzuschließen oder im Rechner einzubauen, soll mit WiGig möglich sein. Eventuell erscheinen noch in diesem Jahr weitere kompatible Geräte. Auf lange Sicht könnte WiGig auch Wi-Fi Konkurrenz machen, da es für ähnliche und noch weitere Einsatzszenarien verwendet werden kann. Der Nachteil der 60-GHz-Technik ist allerdings die kurze Reichweite: Nur etwa zehn Meter lassen sich aufgrund der vergleichsweise kleinen Wellenlänge problemlos überbrücken. Dabei ist direkter Sichtkontakt Voraussetzung. Wände beispielsweise lassen sich nicht durchdringen.

Wireless USB

Das Ziel bei der Entwicklung von Wireless USB war vor allem die Kompatibilität zu verdrahtetem USB-Verbindungen. Das reduziert den Entwicklungs- und Implementierungsaufwand, da es für Hard- und Software keinen Unterschied macht, ob etwa Computermäuse, Drucker oder Gamepads per USB-Kabel oder Wireless USB angeschlossen sind. Der große Unterschied liegt natürlich in der Stromversorgung, die nicht mehr über das USB-Kabel erfolgen kann.

Wireless USB basiert auf dem Ultrawideband-Standard (UWB) und arbeitet in einem Frequenzbereich von 3,1 bis 10,6 GHz. Dieser große Bereich erlaubt eine hohe Übertragungsrate. Auf drei Meter sind theoretisch 480 MBit/s möglich. Obwohl im angegeben Frequenzbereich viele andere Geräte ebenfalls funken, haben Wireless USB-Verbindungen weniger Probleme mit Störungen.

Das liegt zum einen am schnellen Kanalwechsel: Wird ein Kanal durch fremde Signale gestört, wechselt der Sender auf einen anderen Frequenzkanal. Zum anderen ist die Sendeleistung von Wireless USB extrem gering. Für Hardware, die ausschließlich Kabelverbindungen nutzen kann, gibt es entsprechende Adapter, um sie aufzurüsten. Bis zu 127 Geräte lassen sich parallel an einen Wireless-USB-Host anschließen und nutzen.

Wirklich durchgesetzt hat sich der Standard bisher aber nicht. Vor allem Drucker- oder Kamerahersteller setzen eher auf klassisches WLAN, um die Hardware etwa mit einem Computer zu verbinden.