SDI: Was ist eine serielle digitale Schnittstelle?

von Kim Aktualisiert: 9. Juli 2022

Seriell digital Interface (SDI) ist eine Technologie, die in der Rundfunkbranche weit verbreitet ist, um unkomprimierte digitale Daten zu übertragen Video Signale.

SDI ist in der Lage, bis zu 3 Gbit/s an Daten zu übertragen, während eine sehr geringe Latenz und hohe Zuverlässigkeit beibehalten werden.

Es ist oft das Rückgrat vieler Broadcast-Infrastrukturen und ermöglicht die Übertragung professioneller Audio- und Videosignale über große Entfernungen mit minimaler Latenz und Qualitätsverlust.

In diesem Artikel werden wir die Grundlagen von SDI und seine Verwendung in der Rundfunkbranche untersuchen.

Definition der seriellen digitalen Schnittstelle (SDI)

Serial Digital Interface (SDI) ist eine Art digitale Schnittstelle, die zur Übertragung digitaler Video- und Audiosignale verwendet wird.

SDI ermöglicht die Übertragung von unkomprimierten, unverschlüsselten digitalen Videosignalen über große Entfernungen für Studio- oder Sendeumgebungen.

Es wurde von der Society of Motion Picture & Television Engineers (SMPTE) als Ersatz für analoges Composite-Video und als Alternative zu Component-Video entwickelt.

SDI verwendet eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen zwei Geräten, normalerweise mit einem Koaxialkabel oder einem Glasfaserpaar, entweder mit Standard- oder High-Definition-Auflösung.

Wenn zwei SDI-fähige Geräte verbunden sind, bietet es eine saubere Übertragung über große Entfernungen ohne Komprimierungsartefakte oder Datenverlust.

Dadurch eignet sich SDI hervorragend für Anwendungen wie Live-Übertragungen, bei denen die Bildqualität über längere Zeiträume konstant bleiben muss.

Zu den Vorteilen der Verwendung von SDI gehören die Möglichkeit, Kabelwege und Gerätekosten zu reduzieren, die Interoperabilität zwischen den Geräten mehrerer Hersteller, die Unterstützung höherer Auflösungen als bei Composite-Video und die verbesserte Skalierbarkeit beim Aufbau großer Systeme.

Digital Video Broadcasting (DVB) basiert auf den gleichen Standards wie Serial Digital Interface und hat kürzlich seine eigenen Spezifikationen entwickelt, um Kompatibilität mit dem immer beliebter werdenden High Definition Television (HDTV) bereitzustellen.

Überblick

Serial Digital Interface (SDI) ist eine Art digitaler Videostandard, der für die Übertragung von unkomprimiertem, unverschlüsseltem Digitalvideo und Audio über eine serielle Schnittstelle zwischen zwei Geräten verwendet wird.

Es bietet eine Vielzahl von Vorteilen wie hohe Geschwindigkeit, geringe Latenz und niedrige Kosten. Dieser Artikel soll einen Überblick über den SDI-Standard und seine Verwendung geben.

Arten von SDI

Serial Digital Interface (SDI) ist eine Technologie, die in einer professionellen Rundfunkschnittstelle verwendet wird, die ein digitales Signal in serieller Form über ein Koaxialkabel senden kann.

Es wird häufig verwendet, um hochauflösende Audio- und Videodaten von einem Gerät zum anderen oder von einem Punkt zum anderen innerhalb einer Einrichtung zu übertragen.

In diesem Artikel geben wir einen Überblick über die Arten von SDI und ihre Spezifikationen.

SDI umfasst je nach Anwendung mehrere Standards mit unterschiedlichen Datenraten und Latenzzeiten. Zu diesen Standards gehören:

• 175 Mb/s SD-SDI: Single-Link-Standard für den Betrieb mit Formaten bis zu 525i60 NTSC oder 625i50 PAL bei einer Audiofrequenz von 48 kHz
• 270 Mb/s HD-SDI: Single-Link-HD-Standard bei 480i60, 576i50, 720p50/59.94/60Hz und 1080i50/59.94/60Hz
• 1.483 Gbps 3G-SDI: Dual-Link-Standard für den Betrieb mit Formaten bis zu 1080p30Hz bei 48 kHz Audiofrequenz
• 2G (oder 2.970 Gbps): Dual-Link-Standard für den Betrieb mit Formaten bis zu 720p50/60Hz 1080psf30 bei 48 kHz Audiofrequenz
• 3 Gb (3 Gb) oder 4K (4K Ultra High Definition): Quad-Link-4K-Digitalschnittstelle, die Signale bis zu 4096 × 2160 bei 60 Bildern pro Sekunde plus eingebettetes 16-Kanal-48-kHz-Audio liefert
• 12 Gbit/s 12G SDI: Unterstützt Auflösungen von Quad Full HD (3840×2160) bis zu 8K-Formaten (7680×4320) sowie gemischte Bildauflösungen auf demselben Kabel sowohl im Single-Link- als auch im Dual*Link-Modus

Vorteile von SDI

Serial Digital Interface (SDI) ist eine Form der digitalen Signalübertragung, die in Broadcast-Produktions- und Postproduktionsumgebungen verwendet wird.

SDI ist eine festverdrahtete physische Verbindung, die keine zusätzliche Codierung oder Decodierung erfordert und zur Übertragung von Videostreams mit hoher Bandbreite durch die Verwendung von Kabeln wie BNC-Koaxialkabeln, Glasfaserkabeln und verdrillten Paaren verwendet wird.

SDI hat mehrere Vorteile, die es zu einer beliebten Wahl für Broadcast-Profis machen. Es bietet eine Übertragung mit geringer Latenz und eine nahtlose Integration zwischen mehreren Videogeräten.

SDI unterstützt auch bis zu 8 Kanäle bei 3 Gbit/s, was eine hochwertige Bildauflösung über mehrere Signale hinweg ermöglicht.

Darüber hinaus unterstützt SDI ein High-Definition (HD)-Seitenverhältnis von 16:9 und ermöglicht ein 4:2:2-Chroma-Sampling, sodass die höchsten HD-Farbdetails erhalten bleiben.

Darüber hinaus kann SDI problemlos über vorhandene Netzwerke ohne Neuverkabelung oder kostspielige Upgrades oder Installationsbelastungen bereitgestellt werden, was es äußerst kostengünstig macht.

Schließlich bietet SDI eine sichere Kommunikation durch die Verwendung einer Kennwortauthentifizierung beim Verbinden von Quellen mit Empfängern, wodurch mögliche Bedrohungen durch Dritte während der Datenübertragung zwischen unbemannten Remote-Standorten eliminiert werden.

Nachteile von SDI

Obwohl es qualitativ hochwertige Video- und Audioverbindungen bietet, gibt es nur wenige Nachteile für diejenigen, die SDI in Betracht ziehen, wenn sie die Anforderungen eines AV-Systems untersuchen.

Erstens können die für die Übertragung von SDI-Signalen verwendeten Kabel im Vergleich zu anderen Systemen oder Videokabeloptionen wie HDMI/DVI teuer sein.

Zu den weiteren Einschränkungen gehört der fehlende Support für Verbraucherprodukte, häufig aufgrund des hohen Preises konformer Geräte.

Da es sich bei SDI-Verbindungen um BNC-Stecker und Glasfaserkabel handelt, sind außerdem Adapterkonverter erforderlich, wenn HDMI- oder DVI-Verbindungen erforderlich sind.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass SDI-Geräte weniger intuitiv sind als Verbrauchersysteme, die digitale Installationsmöglichkeiten bieten.

Da SDI-Signale aus unkomprimierten Audio- und Videoinformationen bestehen, bedeutet dies, dass alle Signalanpassungen über spezielle integrierte Bedienelemente vorgenommen werden müssen; Dadurch wird die Integration komplexer als bei anderen professionellen Systemen.

Die Verwendung größerer Kerngrößen im optischen Kabel macht es auch erheblich schwerer als seine Gegenstücke in Verbraucherqualität und bietet zusätzliche Entfernungsbeschränkungen im Vergleich zu analogen Signalen – SDI funktioniert am besten bei Entfernungen zwischen 500 m und 3000 m, wobei Verluste außerhalb dieses Bereichs auftreten.

Anwendungen

Serial Digital Interface (SDI) ist eine Technologie, die für die Übertragung von Audio und Video mit hoher Wiedergabetreue über große Entfernungen entwickelt wurde.

Es wird am häufigsten in Fernsehstudios, Schnittplätzen und Übertragungswagen eingesetzt und kann unkomprimierte digitale Videosignale mit sehr hohen Geschwindigkeiten übertragen.

In diesem Abschnitt werden die verschiedenen Anwendungen von SDI und seine Verwendung in der Rundfunkindustrie erörtert.

Sendung

Serial Digital Interface (SDI) ist eine beliebte Technologie, die in Broadcast-Technologien sowohl für Basisband-Video- als auch für Audiosignale verwendet wird.

Es wird von vielen Herstellern unterstützt und ermöglicht eine einfache Integration und einen effizienten Signaltransport.

SDI wurde entwickelt, um den Anforderungen der Rundfunkbranche gerecht zu werden und die HDTV-Übertragung über Koaxialkabel statt über teure Glasfaserkabel zu ermöglichen.

SDI wird häufig in Langstrecken-Fernsehstudioanwendungen verwendet, in denen PAL/NTSC-Signale mit Standardauflösung oder 1080i/720p-Signale mit hoher Auflösung von einem Ort zum anderen gesendet werden müssen.

Seine Flexibilität ermöglicht die Übertragung über Standard-Koaxialkabel zwischen meilenweit entfernten Studios und ermöglicht es den Sendern, die Kosten zu minimieren, indem teure Glasfaserkabelinstallationen vermieden werden.

Darüber hinaus kann SDI mehrere Formate und Audioeinbettung unterstützen, was nur eine einzige Kabelverbindung zwischen zwei Geräten erfordert.

Jüngste Fortschritte haben dazu geführt, dass SDI über den Einsatz im Rundfunk hinaus auf medizinische Bildgebung, Endoskopie und professionelle Videoanwendungen in Bereichen wie Produktion, Postproduktion und Außenübertragung (OB) ausgeweitet wurde.

Mit seiner überlegenen internen 10-Bit-6-Wellen-Bildqualitätsverarbeitung wird es weiterhin als flexibles Werkzeug zum effizienten Übersetzen von Informationen angesehen, die von Sendeanstalten weltweit benötigt werden, und mit der verfügbaren 3-Gbit/s-Fähigkeit ist es jetzt auch ein praktikables Werkzeug zum Übertragen von unkomprimierten HDTV-Signalen bei kommerziellen Projekten Gut.

Medizinische Bildgebung

SDI ist ein wichtiger Teil der medizinischen Bildgebung, bei der visuelle Bilder elektronisch bewegt werden.

Die medizinische Bildgebungstechnologie wird zur Diagnose von Krankheiten, zur Analyse von Körperstrukturen und Organen sowie zur Überwachung des medizinischen Fortschritts eingesetzt.

SDI trägt dazu bei sicherzustellen, dass sensible medizinische Daten über eine sichere Leitung innerhalb des Gesundheitssystems übertragen werden, ohne dass die Qualität beeinträchtigt oder durch unbefugte elektronische Bedrohungen beschädigt wird.

Die meisten medizinischen Bildgebungssysteme verwenden SDI-Technologien, da sie ein zuverlässiges Mittel zur Übertragung sowohl digitaler als auch analoger Bilder bieten.

Die Verwendung eines SDI-Kabels kann die Qualität der Bildübertragungen vom Diagnosegerät zur Patientenbettansicht oder zur Überprüfung direkt in die Arztpraxis verbessern.

Diese Kabel bieten auch Vorteile für den gleichzeitigen Austausch von Patientendaten zwischen mehreren Standorten mit minimaler Verzögerung bei der Übertragungszeit oder dem Risiko einer Datenbeschädigung.

Einige Anwendungen für SDI in der medizinischen Bildgebung umfassen unter anderem digitale Mammographiegeräte, Thorax-CT-Scans, MRT-Scans und Ultraschallgeräte.

Jedes System erfordert unterschiedliche Spezifikationen und Leitungsraten für seine Einrichtung, aber alle müssen hochauflösende digitale Bilder mit geringer Verschlechterung über große Entfernungen bei höheren Geschwindigkeiten übertragen, als dies mit herkömmlicher Verkabelung wie elektrischen Koaxialkabeln möglich wäre.

Industrie

In der Industrie ist Serial Digital Interface (SDI) eine gängige Technologie zur Übertragung unkomprimierter digitaler Audio-/Videosignale über Koaxialkabel, Glasfaserkabel oder Twisted-Pair-Kabel.

Es ist perfekt für die Erfassung und Wiedergabe von High-Definition-Signalen in Echtzeit mit geringer Latenz. SDI-Verbindungen werden oft für medizinische Einrichtungen, Veranstaltungsberichterstattung, Musikkonzerte und Festivals bevorzugt.

SDI bietet Skalierbarkeit von Videoformaten mit niedriger Bandbreite wie Standard Definition (SD) bis hin zu Videoformaten mit hoher Bandbreite wie HD- und UltraHD 4K-Videoauflösungen.

Die Verwendung separater Pfade für Luminanz (Luma) und Chrominanz (Chroma) ermöglicht eine bessere Gesamtqualität und Farbgenauigkeit.

SDI unterstützt auch eingebettetes Audio bis zu 48 kHz/8 Kanäle im MPEG2-Format zusammen mit der Übertragung von Timecode-Informationen wie D-VITC oder digitalisiertem LTC.

Aufgrund ihrer Robustheit wird die serielle digitale Schnittstelle in großem Umfang in der Fernsehübertragungsbranche eingesetzt, in der Zuverlässigkeit von entscheidender Bedeutung ist.

Es sendet unkomprimierte Daten mit Raten von 270 Mbit/s bis 3 Gbit/s, was Rundfunkveranstaltern die Überwachung und Übertragung ermöglicht Erfassen Sie mehrere Kamerawinkel in Echtzeit bei der Übertragung von HDTV-Bildern ohne Artefakte oder Pixelierung.

In vielen Broadcast-Anwendungen wie Live-Scoring oder Sportübertragungen ermöglichen die erweiterten Reichweiten von SDI die Übertragung von Multi-View-Inhalten über große Außenbereiche, wo lange Kabelwege erforderlich sein können.

Zusammenfassung

Serial Digital Interface (SDI) ist ein Broadcast-Videostandard, der für die Leistung in sehr anspruchsvollen Umgebungen entwickelt wurde, insbesondere wenn große Datenmengen über große Entfernungen übertragen werden müssen.

Die Schnittstelle hilft Rundfunkprofis, Video- und Audiodaten schnell und effizient zu erfassen, zu übertragen und zu speichern.

SDI-Anschlüsse können sowohl analoge als auch unkomprimierte digitale Signale übertragen, was sie zu einem unschätzbaren Werkzeug für Sendetechniker macht.

Je höher die SDI-Versionsnummer, desto höher die maximale Datenübertragungsrate.

Beispielsweise unterstützt eine 4K-Single-Link-12G-SDI-Verbindung Geschwindigkeiten von bis zu 12 Gigabit pro Sekunde, während eine 1080p-Single-Link-3G-SDI-Verbindung 3 Gigabit pro Sekunde unterstützt.

Die Kenntnis Ihrer Anwendungsanforderungen hilft Ihnen bei der Entscheidung für den richtigen SDI-Anschluss für Ihr Setup.

Insgesamt hat die serielle digitale Schnittstellentechnologie professionelle Live-Übertragungen revolutioniert, indem sie eine zuverlässige Signalübertragung über große Entfernungen mit extrem schnellen Übertragungsraten ermöglicht.

Seine einfache Einrichtung und Bedienung machen es äußerst benutzerfreundlich, während seine Vielseitigkeit den Einsatz in vielen verschiedenen Arten von Anwendungen wie Fernsehstudios, Sportarenen, Gottesdiensten oder anderen Installationen ermöglicht, die eine blitzschnelle Bereitstellung hochwertiger Streaming-Inhalte erfordern Geschwindigkeit ohne Latenz oder Signalverlust.

Hallo, ich bin Kim, eine Mutter und eine Stop-Motion-Enthusiastin mit einem Hintergrund in Medienerstellung und Webentwicklung. Ich habe eine große Leidenschaft für Zeichnen und Animation und tauche jetzt kopfüber in die Stop-Motion-Welt ein. Mit meinem Blog teile ich meine Erkenntnisse mit euch.