Detaillierte Betrachtung: Wie DisplayLink "Video" in USB-Daten umwandelt und es wieder als Displaysignale herstellt

• Einleitung
• 1. Core Working Principle of DisplayLink
• 2. Key Features and Technical Advantages
• 3. DisplayLink in Multi-Monitor Systems
• 4. Limitations of DisplayLink
• 5. Conclusion

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Einleitung

In den letzten Jahren hat sich DisplayLink-Technologie als eine Schlüssellösung etabliert, um die nativen Videoausgabelimitationen von Computern zu überwinden. Durch die Kombination von Software-Treibern mit dedizierten Hardware-Chips ermöglicht sie die Übertragung von Videosignalen über USB-Kanäle und die externe Dekodierung. Dadurch können Computer, die normalerweise keine Mehrfachanzeigen unterstützen können, auf mehr Monitore erweitert werden.

Dieser Artikel bietet einen tieferen technischen Einblick in die Funktionsweise von DisplayLink, seinen Übertragungsmechanismus, Leistungsmerkmale und praktischen Anwendungen. Außerdem wird erläutert, wie es in Multi-Monitor-Setups, USB-C-Docks und KVM-Switches integriert wird, wobei der Dual-Monitor-USB-C-KVM von TESmart (HDC203-PM24) als typisches Beispiel dient.

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1. Kernarbeitsprinzip von DisplayLink

1.1 Senden von Videosignalen über USB

Traditionally, video output requires a GPU’s native interface, such as HDMI or DisplayPort. DisplayLink’s breakthrough lies in:

• Not relying on additional physical GPU ports.
• Capturing rendered frames on the host via a software driver and compressing them into a data stream.
• Transmitting the compressed data over USB (including USB-A, USB-C, or Thunderbolt) to an external device.

This approach enables “video over USB” and allows ultraportable laptops and M-series Macs to drive multiple monitors even with limited physical ports.

1.2 Encoding, Compression, and Transmission Flow

DisplayLink’s data transmission can be summarized in three stages:

1. Host Side – Frame Capture and Compression
   The driver captures the GPU framebuffer and compresses it using DisplayLink’s proprietary algorithms. The compression is designed to:

2. Übertragung – USB-Bus-Transfer:
   Die komprimierten Daten werden über USB2.0, USB3.x, USB-C oder Thunderbolt gesendet. USB3.x und USB-C bieten höheren Durchsatz, geeignet für hochauflösende oder Multi-Monitor-Setups.

Externes Gerät – Dekodierung und Ausgabe:
Der DisplayLink-Chip des externen Geräts dekodiert die Daten und stellt sie in Standard-Videosignale (HDMI/DP) wieder her. Diese Geräte umfassen USB-C-Docks, Video-Adapter, Multi-Monitor-Hubs und KVM-Switches mit DisplayLink-Modulen (z.B. HDC203-PM24). Das dekodierte Signal wird dann auf angeschlossenen Monitoren angezeigt.

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2. Wesentliche Merkmale und technische Vorteile

2.1 Plattformübergreifende Kompatibilität

DisplayLink unterstützt Windows, macOS, Linux und ChromeOS. Dies ist besonders wertvoll für macOS, wo M1/M2/M3-Macs strenge Limitationen bei der Anzahl externer Monitore haben. DisplayLink bietet einen Weg, diese Einschränkungen zu umgehen.

2.2 Anzahl der Displays unabhängig von Host-Anschlüssen

DisplayLink ermöglicht zusätzliche Bildschirme unabhängig von den nativen Videoausgängen des Hosts. Beispielsweise kann ein Dual-Monitor-KVM mit DisplayLink (HDC203-PM24) zusätzliche Bildschirme bereitstellen, selbst wenn der Host nativ nur einen Monitor unterstützt.

2.3 CPU- und Bandbreitenauslastung

Da Kompression und Dekompression involviert sind, fügt DisplayLink eine gewisse CPU-Belastung auf dem Host hinzu:

• Büroaufgaben wie Dokumente oder Web-Browsing → minimaler Einfluss

• Videos mit hoher Bewegung oder hochbitratige Inhalte → höhere Kompression, möglicherweise leichter Qualitätsverlust
  Deshalb ist DisplayLink ideal für die Büroproduktivität, nicht jedoch für High-Frame-Rate-Gaming oder professionelle Videoproduktion.

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3.DisplayLink in Multi-Monitor-Systemen

3.1 Erweitern von Monitoren

Die häufigste Anwendung von DisplayLink ist das Hinzufügen zusätzlicher Bildschirme.

Beispielsweise in einem Drei-Display-Setup mit dem HDC203-PM24:

• Ein Display nutzt den nativen USB-C DP Alt Mode

• Zwei Displays nutzen DisplayLink-Dekodierung

Besonders bei Macs ist dies nützlich:

• MacBook Air M1/M2/M3 nur einen externen Display nativ unterstützt und macOS kein MST unterstützt.
• DisplayLink ermöglicht die Erweiterung auf drei Monitore mit einer einzigen USB-Verbindung und steigert so die Produktivität in Multi-Screen-Setups erheblich.

3.2 Kombination nativer und DisplayLink-Signale

Viele Geräte, einschließlich KVMs, kombinieren:

• einen nativen HDMI/DP-Ausgang 
• einem oder zwei DisplayLink-Ausgängen.

Dies stellt sicher:

• dass mindestens ein Monitor GPU-native Qualität hat
• während zusätzliche Monitore flexibel via DisplayLink hinzugefügt werden können

In HDC203-PM24-Setups ist diese Kombination ein deutlicher Vorteil.

3.3 Rolle in KVM-Switches

DisplayLink ermöglicht es KVMs, den Multi-Monitor-Switch auch dann aufrechtzuerhalten, wenn:

• Host-Schnittstellen begrenzt sind (z. B. nur USB-C)
  

• Der Host nativ keine Mehrfachanzeigen unterstützt
  

• Gemischte Betriebssystemumgebungen genutzt werden, insbesondere macOS
  

Daher ist DisplayLink zu einer Schlüsselkomponente in modernen Multi-Monitor-KVM-Switches geworden.

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4. Einschränkungen von DisplayLink

1. Not Ideal for High-Frame-Rate or High-Motion Content

          Aufgrund von Kompression und Dekompression ist es nicht geeignet für:

1. • Kompetitives Gaming
     

   • Hochfrequente Videowiedergabe
     

   • Farbkritische professionelle Anwendungen
     

2. Erfordert Treiberinstallation

              Besonders unter macOS:

              DisplayLink Manager installieren

             „Bildschirmaufnahme“-Berechtigungen aktivieren

               Manchmal das System neu starten

        3. Video Quality Depends on USB Bandwidth

Die Verwendung von USB2.0 oder minderwertigen Adaptern kann die Bildqualität beeinträchtigen oder Latenz verursachen.

Diese Einschränkungen unterstreichen, dass DisplayLink am besten für Büroproduktivität, Dokumentenbearbeitung, Programmierung, Web-Browsing und Multi-Fenster-Arbeit geeignet ist, nicht jedoch für Medien- oder Gaming-Szenarien.

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5. Conclusion