SDI: Čo je sériové digitálne rozhranie?

od kim Aktualizované: Júla 9, 2022

Sériový digitálne rozhranie (SDI) je technológia, ktorá sa vo veľkej miere používa vo vysielacom priemysle na prenos nekomprimovaného digitálneho obsahu videa signály.

SDI je schopné prenášať až 3 Gbps dát pri zachovaní veľmi nízkej latencie a vysokej spoľahlivosti.

Často je chrbtovou kosťou mnohých vysielacích infraštruktúr, čo umožňuje prenos profesionálnych audio a video signálov na veľké vzdialenosti s minimálnou latenciou a stratou kvality.

V tomto článku preskúmame základy SDI a jej využitie vo vysielacom priemysle.

Definícia sériového digitálneho rozhrania (SDI)

Serial Digital Interface (SDI) je typ digitálneho rozhrania používaného na prenos digitálnych video a audio signálov.

SDI umožňuje prenos nekomprimovaných, nekódovaných digitálnych video signálov na veľké vzdialenosti pre štúdiové alebo vysielacie prostredia.

Bol vyvinutý spoločnosťou Society of Motion Picture & Television Engineers (SMPTE) ako náhrada za analógové kompozitné video a alternatíva ku komponentnému videu.

SDI využíva spojenie typu point-to-point medzi dvoma zariadeniami, zvyčajne pomocou koaxiálneho kábla alebo páru optických vlákien, v štandardnom alebo vysokom rozlíšení.

Keď sú pripojené dve zariadenia s podporou SDI, poskytuje čistý prenos na veľké vzdialenosti bez kompresných artefaktov alebo straty údajov.

Vďaka tomu je SDI plne vhodný pre aplikácie, ako je živé vysielanie, kde kvalita obrazu musí zostať konzistentná po dlhú dobu.

Medzi výhody používania SDI patrí jeho schopnosť znížiť počet káblov a náklady na vybavenie, interoperabilita medzi zariadeniami viacerých výrobcov, podpora vyššieho rozlíšenia ako kompozitné video a lepšia škálovateľnosť pri budovaní veľkých systémov.

Digital Video Broadcasting (DVB) je založené na rovnakých štandardoch ako Serial Digital Interface a nedávno vyvinulo svoje vlastné špecifikácie s cieľom poskytnúť kompatibilitu s čoraz populárnejšou televíziou s vysokým rozlíšením (HDTV).

Prehľad

Sériové digitálne rozhranie (SDI) je typ digitálneho video štandardu používaného na prenos nekomprimovaného, ​​nešifrovaného digitálneho videa a zvuku cez sériové rozhranie medzi dvoma zariadeniami.

Ponúka širokú škálu výhod, ako je vysoká rýchlosť, nízka latencia a nízke náklady. Tento článok má za cieľ poskytnúť prehľad štandardu SDI a jeho použitia.

Typy SDI

Serial Digital Interface (SDI) je technológia používaná v rozhraní profesionálneho vysielania, ktorá dokáže posielať digitálny signál v sériovej forme cez koaxiálny kábel.

Bežne sa používa na prenos audio a video dát s vysokým rozlíšením z jedného zariadenia do druhého alebo z jedného bodu do druhého v rámci zariadenia.

V tomto článku poskytneme prehľad o typoch SDI a ich špecifikáciách.

SDI zahŕňa viacero štandardov s rôznymi rýchlosťami prenosu dát a latenciou v závislosti od aplikácie. Tieto normy zahŕňajú:

• 175 Mb/s SD-SDI: Jednosmerný štandard pre prevádzku s formátmi až do 525i60 NTSC alebo 625i50 PAL, pri frekvencii zvuku 48 kHz
• 270 Mb/s HD-SDI: Single link HD štandard pri 480i60, 576i50, 720p50/59.94/60Hz a 1080i50/59.94/60Hz
• 1.483 Gbps 3G-SDI: štandard Dual link pre prevádzku s formátmi až do 1080p30Hz pri frekvencii zvuku 48 kHz
• 2G (alebo 2.970 Gbps): Dual link štandard pre prevádzku s formátmi až do 720p50/60Hz 1080psf30 pri frekvencii zvuku 48 kHz
• 3 Gb (3 Gb) alebo 4K (4K Ultra High Definition): Quad link 4K digitálne rozhranie, ktoré poskytuje signály až do 4096 × 2160 pri 60 snímkach za sekundu plus vstavaný 16-kanálový 48kHz zvuk
• 12 Gbps 12G SDI: Podporuje rozlíšenie od quad full HD (3840 × 2160) až po 8K formáty (7680 × 4320), ako aj zmiešané rozlíšenia obrazu na rovnakom kábli v režime single link aj dual*link

Výhody SDI

Sériové digitálne rozhranie (SDI) je forma prenosu digitálneho signálu používaná v prostredí vysielania a postprodukcie.

SDI je pevné fyzické pripojenie, ktoré nevyžaduje žiadne dodatočné kódovanie ani dekódovanie a používa sa na prenos video streamov s veľkou šírkou pásma pomocou káblov, ako sú koaxiálne káble BNC, káble s optickými vláknami a krútené páry.

SDI má niekoľko výhod, vďaka ktorým je obľúbenou voľbou pre profesionálov v oblasti vysielania. Ponúka prenos s nízkou latenciou a bezproblémovú integráciu medzi viacerými video zariadeniami.

SDI tiež podporuje až 8 kanálov s rýchlosťou 3 Gbps, čo umožňuje vysokokvalitné rozlíšenie obrazu naprieč viacerými signálmi.

Okrem toho SDI podporuje pomer strán s vysokým rozlíšením (HD) 16:9 a umožňuje vzorkovanie chromatickosti 4:2:2, aby sa zachovali tie najvyššie farebné detaily vo vysokom rozlíšení.

Okrem toho možno SDI jednoducho nasadiť cez existujúce siete bez prepájania alebo nákladných upgradov alebo inštalačných záťaží, vďaka čomu je mimoriadne nákladovo efektívny.

Nakoniec, SDI poskytuje bezpečnú komunikáciu pomocou autentifikácie heslom pri pripájaní zdrojov k prijímačom, čím eliminuje možné hrozby tretích strán počas prenosu dát medzi bezobslužnými vzdialenými miestami.

Nevýhody SDI

Pri ponúkaní vysokokvalitných video a audio pripojení existuje niekoľko nevýhod pre tých, ktorí zvažujú SDI pri skúmaní požiadaviek na AV systém.

Po prvé, káble používané na prenos signálov SDI môžu byť drahé v porovnaní s inými systémami alebo možnosťami video káblov, ako je HDMI/DVI.

Medzi ďalšie obmedzenia patrí nedostatočná podpora v rámci spotrebiteľských produktov, často kvôli vysokej cene vyhovujúceho zariadenia.

Okrem toho, keďže pripojenia SDI sú konektory BNC a optické káble, sú potrebné konvertory adaptérov, ak sú potrebné pripojenia HDMI alebo DVI.

Ďalšou nevýhodou je, že zariadenia SDI sú menej intuitívne ako systémy pre spotrebiteľov, ktoré ponúkajú možnosti digitálnej inštalácie.

Keďže signály SDI pozostávajú z nekomprimovaných zvukových a obrazových informácií, znamená to, že akékoľvek úpravy signálu sa musia vykonávať prostredníctvom vyhradených ovládacích prvkov na palube; preto je integrácia zložitejšia ako iné profesionálne systémy.

Použitie väčších veľkostí jadra v optickom kábli ho tiež robí podstatne ťažším ako jeho náprotivky pre spotrebiteľov, okrem toho, že poskytuje dodatočné obmedzenia vzdialenosti v porovnaní s analógovými signálmi – SDI funguje najlepšie na vzdialenosti medzi 500 m – 3000 XNUMX m, pričom straty sa vyskytujú aj mimo tohto rozsahu.

použitie

Sériové digitálne rozhranie (SDI) je technológia určená na vysielanie zvuku a videa s vysokou presnosťou na veľké vzdialenosti.

Najčastejšie sa používa v televíznych štúdiách, strižniach a externých prenosových vozidlách a dokáže prenášať nekomprimované digitálne video signály pri veľmi vysokých rýchlostiach.

Táto časť bude diskutovať o rôznych aplikáciách SDI a o tom, ako sa používa vo vysielacom priemysle.

Prenos

Sériové digitálne rozhranie (SDI) je populárna technológia používaná vo vysielacích technológiách pre obrazové aj zvukové signály v základnom pásme.

Je podporovaný mnohými výrobcami, čo umožňuje jednoduchú integráciu a efektívny prenos signálu.

SDI bol vyvinutý na uspokojenie potrieb vysielacieho priemyslu, ktorý umožňuje vysielanie HDTV cez koaxiálne káble namiesto nákladných káblov z optických vlákien.

SDI sa bežne používa v aplikáciách televíznych štúdií na dlhé vzdialenosti, kde je potrebné posielať signály PAL/NTSC so štandardným rozlíšením alebo 1080i/720p s vysokým rozlíšením z jedného miesta na druhé.

Jeho flexibilita umožňuje prenos na štandardných koaxiálnych kábloch medzi štúdiami, ktoré sú od seba vzdialené míle, a umožňuje vysielateľom minimalizovať náklady tým, že sa vyhnú drahým inštaláciám optických káblov.

Okrem toho môže SDI podporovať viacero formátov a vkladanie zvuku, ktoré si vyžaduje iba jedno káblové prepojenie medzi dvoma zariadeniami.

Nedávne pokroky zaznamenali rozšírenie SDI nad rámec použitia vo vysielaní na lekárske zobrazovanie, endoskopiu a profesionálne video aplikácie v oblastiach, ako je produkcia, postprodukcia a vonkajšie vysielanie (OB).

Vďaka 10-bitovému 6-vlnovému internému spracovaniu s vynikajúcou kvalitou obrazu je aj naďalej vnímaný ako flexibilný nástroj na efektívny preklad informácií, ktoré potrebujú vysielatelia na celom svete, a keďže je dostupná kapacita 3 Gbps, je teraz tiež životaschopným nástrojom na prenos nekomprimovaných HDTV signálov na komerčných projektoch. dobre.

Lekárske zobrazovanie

SDI je dôležitou súčasťou lekárskeho zobrazovania, ktoré zahŕňa elektronický pohyb vizuálnych obrazov.

Lekárska zobrazovacia technológia sa používa na diagnostiku chorôb, analýzu telesných štruktúr a orgánov, ako aj na monitorovanie pokroku v medicíne.

SDI pomáha zabezpečiť, aby sa citlivé lekárske údaje prenášali cez zabezpečenú linku v rámci systému zdravotnej starostlivosti bez toho, aby došlo k zníženiu kvality alebo poškodeniu neoprávnenými elektronickými hrozbami.

Väčšina lekárskych zobrazovacích systémov využíva technológie SDI, pretože poskytujú spoľahlivé prostriedky na prenos digitálnych aj analógových obrazov.

Použitie kábla SDI môže zlepšiť kvalitu prenosu obrazu z diagnostického zariadenia na pohľad pacienta pri lôžku alebo priamo do ordinácie lekára na kontrolu.

Tieto káble tiež poskytujú výhodu zdieľania údajov o pacientoch medzi viacerými miestami súčasne s minimálnym oneskorením v čase prenosu alebo rizikom poškodenia údajov.

Niektoré aplikácie pre SDI v medicínskom zobrazovaní zahŕňajú okrem iného digitálne mamografické prístroje, CT hrudníka, MRI a ultrazvukové prístroje.

Každý systém vyžaduje na svoje nastavenie iné špecifikácie a prenosové rýchlosti, ale všetky sú potrebné na prenos digitálnych obrazov s vysokým rozlíšením s malou degradáciou na veľké vzdialenosti pri vyšších rýchlostiach, než je možné pri tradičnom zapojení, ako sú elektrické koaxiálne káble.

Priemyselný

V priemyselnom prostredí je sériové digitálne rozhranie (SDI) bežnou technológiou používanou na prenos nekomprimovaných digitálnych audio/video signálov cez koaxiálny kábel, káble z optických vlákien alebo krútené dvojlinky.

Je ideálny na zachytávanie a prehrávanie signálov s vysokým rozlíšením v reálnom čase s nízkou latenciou. SDI spojenia sú často preferované pre zdravotnícke zariadenia, pokrytie podujatí, hudobné koncerty a festivaly.

SDI ponúka škálovateľnosť od videoformátov s nízkou šírkou pásma, ako je štandardné rozlíšenie (SD), až po formáty videa s vysokou šírkou pásma, ako sú rozlíšenia videa HD a UltraHD 4K.

Použitie oddelených ciest pre jas (luma) a chrominanciu (chroma) umožňuje lepšiu celkovú kvalitu a presnosť farieb.

SDI tiež podporuje vstavaný zvuk až do 48 kHz/8 kanálov vo formáte MPEG2 spolu s prenosom informácií s časovým kódom, ako je D-VITC alebo digitalizované LTC.

Vďaka svojej robustnej povahe sa sériové digitálne rozhranie vo veľkej miere používa v odvetviach vysielania televízie, kde je kľúčom spoľahlivosť.

Posiela nekomprimované dáta rýchlosťou od 270 Mb/s do 3 Gb/s, čo umožňuje vysielateľom sledovať a snímanie viacerých uhlov kamery v reálnom čase pri prenose HDTV obrazu bez artefaktov alebo pixelizácie.

V mnohých aplikáciách vysielania, ako je živé skórovanie alebo športové prenosy, umožňujú rozšírené možnosti SDI na vzdialenosť prenos obsahu s viacerými zobrazeniami cez veľké vonkajšie plochy, kde môžu byť potrebné dlhé káblové trasy.

záver

Sériové digitálne rozhranie (SDI) je vysielací video štandard navrhnutý pre výkon vo veľmi náročných prostrediach, najmä tam, kde sa musia prenášať veľké množstvá dát na veľké vzdialenosti.

Rozhranie pomáha profesionálom v oblasti vysielania rýchlo a efektívne získavať, prenášať a ukladať obrazové a zvukové údaje.

Konektory SDI môžu prenášať analógové aj nekomprimované digitálne signály, čo z nich robí neoceniteľný nástroj pre inžinierov vysielania.

Čím vyššie je číslo verzie SDI, tým vyššia je maximálna rýchlosť prenosu dát.

Napríklad 4K jednolinkové 12G SDI podporuje rýchlosť až 12 gigabitov za sekundu, zatiaľ čo 1080p jednolinkové 3G SDI pripojenie podporuje 3 gigabity za sekundu.

Poznanie požiadaviek vašej aplikácie vám pomôže rozhodnúť sa pre správny konektor SDI pre vaše nastavenie.

Celkovo technológia sériového digitálneho rozhrania spôsobila revolúciu v profesionálnom živom vysielaní tým, že poskytuje spoľahlivé dodávanie signálu na veľké vzdialenosti s extrémne vysokou prenosovou rýchlosťou.

Vďaka jednoduchému nastaveniu a prevádzke je mimoriadne užívateľsky prívetivý, zatiaľ čo jeho všestrannosť umožňuje jeho použitie v mnohých rôznych typoch aplikácií, ako sú televízne štúdiá, športové arény, bohoslužby alebo akékoľvek iné inštalácie, ktoré vyžadujú vysokokvalitný streamovaný obsah dodávaný bleskom. rýchlosť bez latencie alebo straty signálu.

Ahoj, som Kim, mama a nadšenkyňa stop-motion so skúsenosťami v oblasti mediálnej tvorby a vývoja webu. Mám obrovskú vášeň pre kreslenie a animáciu a teraz sa ponáram po hlave do sveta stop-motion. Prostredníctvom môjho blogu sa s vami podelím o moje poznatky.