SDI: Co to jest szeregowy interfejs cyfrowy?

przez kim Aktualizacja: 9 lipca 2022 r.

Seryjny cyfrowy Interfejs (SDI) to technologia szeroko stosowana w przemyśle radiowo-telewizyjnym do przesyłania nieskompresowanego sygnału cyfrowego wideo sygnały.

SDI jest w stanie przenosić dane z prędkością do 3 Gb/s przy zachowaniu bardzo małych opóźnień i wysokiej niezawodności.

Często stanowi podstawę wielu infrastruktur nadawczych, umożliwiając przesyłanie profesjonalnych sygnałów audio i wideo na duże odległości przy minimalnych opóźnieniach i stratach jakości.

W tym artykule przyjrzymy się podstawom SDI i jego zastosowaniu w branży nadawczej.

Definicja szeregowego interfejsu cyfrowego (SDI)

Serial Digital Interface (SDI) to rodzaj interfejsu cyfrowego używanego do przesyłania cyfrowych sygnałów wideo i audio.

SDI umożliwia transmisję nieskompresowanych, niezaszyfrowanych cyfrowych sygnałów wideo na duże odległości w środowiskach studyjnych lub nadawczych.

Został opracowany przez Society of Motion Picture & Television Engineers (SMPTE) jako zamiennik analogowego kompozytowego wideo i alternatywa dla komponentowego wideo.

SDI wykorzystuje połączenie punkt-punkt między dwoma urządzeniami, zazwyczaj za pomocą kabla koncentrycznego lub pary światłowodów, w rozdzielczości standardowej lub wysokiej rozdzielczości.

Gdy podłączone są dwa urządzenia obsługujące SDI, zapewnia to czystą transmisję na duże odległości bez artefaktów kompresji lub utraty danych.

To sprawia, że ​​SDI w pełni nadaje się do zastosowań takich jak transmisje na żywo, gdzie jakość obrazu musi pozostać niezmienna przez dłuższy czas.

Korzyści płynące ze stosowania SDI obejmują możliwość zmniejszenia długości kabli i kosztów sprzętu, interoperacyjność między urządzeniami wielu producentów, obsługę wyższej rozdzielczości niż wideo kompozytowe oraz lepszą skalowalność podczas budowania dużych systemów.

Digital Video Broadcasting (DVB) opiera się na tych samych standardach, co Serial Digital Interface, a ostatnio opracował własne specyfikacje w celu zapewnienia kompatybilności z coraz popularniejszą telewizją wysokiej rozdzielczości (HDTV).

Przegląd

Szeregowy interfejs cyfrowy (SDI) to rodzaj cyfrowego standardu wideo używanego do przesyłania nieskompresowanego, niezaszyfrowanego cyfrowego obrazu i dźwięku przez interfejs szeregowy między dwoma urządzeniami.

Oferuje szeroki zakres korzyści, takich jak wysoka prędkość, małe opóźnienia i niski koszt. Ten artykuł ma na celu przedstawienie przeglądu standardu SDI i jego zastosowań.

Rodzaje SDI

Serial Digital Interface (SDI) to technologia używana w interfejsie profesjonalnej transmisji, która umożliwia przesyłanie sygnału cyfrowego w postaci szeregowej przez kabel koncentryczny.

Jest powszechnie używany do przesyłania danych audio i wideo w wysokiej rozdzielczości z jednego urządzenia do drugiego lub z jednego punktu do drugiego w obiekcie.

W tym artykule przedstawimy przegląd typów SDI i ich specyfikacji.

SDI obejmuje wiele standardów o różnych szybkościach transmisji danych i opóźnieniach, w zależności od aplikacji. Standardy te obejmują:

• 175Mb/s SD-SDI: standard pojedynczego łącza do obsługi formatów do 525i60 NTSC lub 625i50 PAL, przy częstotliwości dźwięku 48 kHz
• 270Mb/s HD-SDI: Single link HD standard przy 480i60, 576i50, 720p50/59.94/60Hz i 1080i50/59.94/60Hz
• 1.483 Gb/s 3G-SDI: standard Dual Link do obsługi formatów do 1080p30Hz przy częstotliwości dźwięku 48 kHz
• 2G (lub 2.970 Gb/s): standard Dual Link do obsługi formatów do 720p50/60Hz 1080psf30 przy częstotliwości dźwięku 48 kHz
• 3 Gb (3 Gb) lub 4K (4K Ultra High Definition): cyfrowy interfejs Quad link 4K, który zapewnia sygnały do ​​4096 × 2160 przy 60 klatkach na sekundę oraz wbudowany 16-kanałowy dźwięk 48 kHz
• 12 Gb/s 12G SDI: Obsługuje rozdzielczość od czterech formatów Full HD (3840×2160) do formatów 8K (7680×4320), a także mieszane rozdzielczości obrazu na tym samym kablu zarówno w trybie pojedynczego łącza, jak i podwójnego łącza

Zalety SDI

Szeregowy interfejs cyfrowy (SDI) to forma cyfrowej transmisji sygnału używana w środowiskach produkcji telewizyjnej i postprodukcji.

SDI to przewodowe połączenie fizyczne, które nie wymaga dodatkowego kodowania ani dekodowania i służy do przesyłania strumieni wideo o dużej przepustowości za pomocą kabli, takich jak kable koncentryczne BNC, kable światłowodowe i skrętki.

SDI ma kilka zalet, które sprawiają, że jest popularnym wyborem dla profesjonalistów z branży nadawczej. Oferuje transmisję z niskimi opóźnieniami i bezproblemową integrację między wieloma urządzeniami wideo.

SDI obsługuje również do 8 kanałów przy 3 Gb/s, co pozwala na uzyskanie wysokiej jakości obrazu w wielu sygnałach.

Dodatkowo SDI obsługuje współczynnik proporcji High-Definition (HD) 16:9 i umożliwia próbkowanie chrominancji 4:2:2, dzięki czemu można zachować najwyższe szczegóły kolorów HD.

Co więcej, SDI można łatwo wdrożyć w istniejących sieciach bez zmiany okablowania lub kosztownych aktualizacji lub napięć instalacyjnych, co czyni go niezwykle opłacalnym.

Wreszcie, SDI zapewnia bezpieczną komunikację przy użyciu uwierzytelniania hasłem podczas łączenia źródeł z odbiornikami, eliminując potencjalne zagrożenia ze strony osób trzecich podczas przesyłania danych między bezzałogowymi zdalnymi lokalizacjami.

Wady SDI

Oferując wysokiej jakości połączenia wideo i audio, istnieje kilka wad dla tych, którzy rozważają SDI podczas badania wymagań systemu AV.

Po pierwsze, kable używane do przesyłania sygnałów SDI mogą być drogie w porównaniu z innymi systemami lub opcjami kabli wideo, takimi jak HDMI/DVI.

Inne ograniczenia obejmują brak wsparcia w ramach produktów konsumenckich, często ze względu na wysoką cenę zgodnego sprzętu.

Dodatkowo, ponieważ połączenia SDI to złącza BNC i kable światłowodowe, konieczne są konwertery adapterów, jeśli wymagane są połączenia HDMI lub DVI.

Inną wadą jest to, że sprzęt SDI jest mniej intuicyjny niż systemy klasy konsumenckiej, które oferują możliwości instalacji cyfrowej.

Ponieważ sygnały SDI składają się z nieskompresowanych informacji audio i wideo, oznacza to, że wszelkie regulacje sygnału muszą być dokonywane za pomocą dedykowanych elementów sterujących na pokładzie; co sprawia, że ​​integracja jest bardziej złożona niż w przypadku innych systemów klasy profesjonalnej.

Zastosowanie rdzeni o większych rozmiarach w kablu optycznym sprawia, że ​​jest on znacznie cięższy niż jego odpowiedniki klasy konsumenckiej, a ponadto zapewnia dodatkowe ograniczenia odległości w porównaniu z sygnałami analogowymi – SDI działa najlepiej na odległościach między 500 m a 3000 m ze stratami występującymi poza tym zakresem.

Konsultacje

Szeregowy interfejs cyfrowy (SDI) to technologia przeznaczona do transmisji audio i wideo z wysoką wiernością na duże odległości.

Jest najczęściej używany w studiach telewizyjnych, montażowniach i zewnętrznych wozach transmisyjnych i może przesyłać nieskompresowane cyfrowe sygnały wideo z bardzo dużą prędkością.

W tej sekcji zostaną omówione różne zastosowania SDI i sposób ich wykorzystania w przemyśle radiowo-telewizyjnym.

Nadawanie

Szeregowy interfejs cyfrowy (SDI) to popularna technologia stosowana w technologiach nadawczych zarówno dla sygnałów wideo, jak i audio w paśmie podstawowym.

Jest obsługiwany przez wielu producentów, co pozwala na łatwą integrację i wydajny transport sygnału.

SDI został opracowany w celu zaspokojenia potrzeb branży nadawczej, umożliwiając nadawanie HDTV przez kable koncentryczne zamiast kosztownych kabli światłowodowych.

SDI jest powszechnie używany w studiach telewizyjnych na duże odległości, gdzie sygnały standardowej rozdzielczości PAL/NTSC lub wysokiej rozdzielczości 1080i/720p muszą być przesyłane z jednego miejsca do drugiego.

Jego elastyczność pozwala na transmisję standardowymi kablami koncentrycznymi między studiami oddalonymi od siebie o wiele mil i umożliwia nadawcom minimalizację kosztów poprzez unikanie kosztownych instalacji okablowania światłowodowego.

Ponadto SDI może obsługiwać wiele formatów i osadzania dźwięku, wymagając tylko jednego połączenia kablowego między dwoma urządzeniami.

Ostatnie postępy sprawiły, że SDI rozszerzyło się poza zastosowanie w transmisji do obrazowania medycznego, endoskopii i profesjonalnych aplikacji wideo w obszarach takich jak produkcja, postprodukcja i transmisja zewnętrzna (OB).

Dzięki doskonałej jakości obrazu 10-bitowemu 6-falowemu przetwarzaniu wewnętrznemu nadal jest postrzegany jako elastyczne narzędzie do wydajnego tłumaczenia informacji potrzebnych nadawcom na całym świecie, a dzięki dostępnej przepustowości 3 Gb/s jest teraz również realnym narzędziem do przesyłania nieskompresowanych sygnałów HDTV w projektach komercyjnych, jak np. dobrze.

Obrazowanie medyczne

SDI jest ważną częścią obrazowania medycznego, która obejmuje elektroniczny ruch obrazów wizualnych.

Technologia obrazowania medycznego służy do diagnozowania chorób, analizy struktur ciała i narządów, a także monitorowania postępów w medycynie.

SDI pomaga zapewnić, że wrażliwe dane medyczne są przesyłane przez bezpieczną linię w systemie opieki zdrowotnej bez pogorszenia jakości lub uszkodzenia przez nieautoryzowane zagrożenia elektroniczne.

Większość systemów obrazowania medycznego wykorzystuje technologie SDI, ponieważ zapewniają one niezawodny sposób przesyłania zarówno obrazów cyfrowych, jak i analogowych.

Użycie kabla SDI może poprawić jakość transmisji obrazu z maszyny diagnostycznej do widoku przy łóżku pacjenta lub bezpośrednio do gabinetu lekarskiego w celu przeglądu.

Kable te zapewniają również korzyści w zakresie współdzielenia danych pacjentów między wieloma lokalizacjami jednocześnie przy minimalnym opóźnieniu w czasie transmisji lub ryzyku uszkodzenia danych.

Niektóre zastosowania SDI w obrazowaniu medycznym obejmują między innymi cyfrowe maszyny do mammografii, tomografię komputerową klatki piersiowej, skany MRI i ultrasonografy.

Każdy system wymaga innej specyfikacji i szybkości łącza do ich konfiguracji, ale wszystkie są wymagane do przesyłania obrazów cyfrowych o wysokiej rozdzielczości z niewielką degradacją na duże odległości z większą prędkością niż jest to możliwe w przypadku tradycyjnego okablowania, takiego jak elektryczne kable koncentryczne.

Przemsyl

W środowisku przemysłowym Serial Digital Interface (SDI) jest powszechną technologią używaną do przesyłania nieskompresowanych cyfrowych sygnałów audio/wideo przez kabel koncentryczny, światłowód lub skrętkę dwużyłową.

Jest idealny do przechwytywania i odtwarzania sygnałów wysokiej rozdzielczości w czasie rzeczywistym z niskim opóźnieniem. Połączenia SDI są często preferowane w placówkach medycznych, relacjach z wydarzeń, koncertach muzycznych i festiwalach.

SDI oferuje skalowalność od formatów wideo o niskiej przepustowości, takich jak Standard Definition (SD), do formatów wideo o wysokiej przepustowości, takich jak rozdzielczości wideo HD i UltraHD 4K.

Używanie oddzielnych ścieżek dla luminancji (luma) i chrominancji (chroma) pozwala uzyskać lepszą ogólną jakość i dokładność kolorów.

SDI obsługuje również osadzony dźwięk do 48 kHz/8 kanałów w formacie MPEG2 wraz z transmisją informacji o kodzie czasowym, takim jak D-VITC lub cyfrowy LTC.

Ze względu na swoją solidną naturę, szeregowy interfejs cyfrowy jest szeroko stosowany w branżach telewizyjnych, w których niezawodność jest kluczowa.

Przesyła nieskompresowane dane z szybkością od 270 Mb/s do 3 Gb/s, co umożliwia nadawcom monitorowanie i uchwycić wiele kątów kamery w czasie rzeczywistym, przesyłając obrazy HDTV bez artefaktów i pikselizacji.

W wielu aplikacjach nadawczych, takich jak wyniki na żywo lub transmisje sportowe, rozszerzone możliwości SDI na odległość umożliwiają transmisję treści z wieloma widokami na duże obszary zewnętrzne, gdzie mogą być potrzebne długie kable.

Wnioski

Szeregowy interfejs cyfrowy (SDI) to standard transmisji wideo przeznaczony do pracy w bardzo wymagających środowiskach, szczególnie tam, gdzie trzeba przesyłać duże ilości danych na duże odległości.

Interfejs pomaga specjalistom ds. transmisji szybko i wydajnie pozyskiwać, przesyłać i przechowywać dane wideo i audio.

Złącza SDI mogą przesyłać zarówno sygnały analogowe, jak i nieskompresowane sygnały cyfrowe, co czyni je nieocenionym narzędziem dla inżynierów transmisji.

Im wyższy numer wersji SDI, tym wyższa maksymalna szybkość transmisji danych.

Na przykład połączenie 4K single-link 12G SDI obsługuje prędkości do 12 gigabitów na sekundę, podczas gdy połączenie 1080p single-link 3G SDI obsługuje 3 gigabity na sekundę.

Znajomość wymagań aplikacji pomoże Ci wybrać odpowiednie złącze SDI dla Twojej konfiguracji.

Ogólnie rzecz biorąc, technologia cyfrowego interfejsu szeregowego zrewolucjonizowała profesjonalne transmisje na żywo, zapewniając niezawodne dostarczanie sygnału na duże odległości z niezwykle dużą szybkością transmisji.

Jego łatwa konfiguracja i obsługa sprawia, że ​​jest niezwykle przyjazny dla użytkownika, a jego wszechstronność pozwala na stosowanie go w wielu różnych typach zastosowań, takich jak studia telewizyjne, areny sportowe, nabożeństwa lub wszelkie inne instalacje wymagające przesyłania strumieniowego wysokiej jakości treści w mgnieniu oka prędkość bez opóźnień i utraty sygnału.

Cześć, jestem Kim, jestem mamą i entuzjastką animacji poklatkowej z doświadczeniem w tworzeniu mediów i tworzeniu stron internetowych. Mam ogromną pasję do rysowania i animacji, a teraz rzucam się w świat animacji poklatkowej. Na moim blogu dzielę się z wami moją nauką.