Меню

Оборудование hd sdi что это



Интерфейсы SDI/HD-SDI: проблемы, характеристики, структура

Зачем нужны цифровые форматы телевидения?

interfejsy-sdi-hd-sdi.jpg

Как известно, изначально телевидение, как и все прочее, было аналоговым и в основном остается таковым до сих пор. Только сейчас начинается активный переход к цифровому ТВ, практически совпадающий по времени с принятием стандартов и внедрением телевидения высокой четкости.

Цифровые форматы ТВ очень перспективны по многим причинам:

  • во-первых, в связи с широким применением компьютеров и программных методов обработки сигнала, нелинейного монтажа и композитинга, что обеспечивает широчайшие возможности, в принципе недостижимые в аналоговом видео, хотя бы уже потому, что процесс не оказывается привязан к реальному времени;
  • во-вторых, с переходом на цифру кардинально решается проблема архивирования информации: аналоговые носители громоздки, недолговечны и не обеспечивают оперативного доступа к фрагментам записи;
  • в-третьих, аналоговые сигналы подвержены необратимой деградации, степень которой пропорциональна количеству компонентов тракта, и длине передаточных линий. Восстановление изначальной формы аналогового сигнала возможно только ценой возрастания уровня шумов;
  • в-четвертых, многие операции, включая интерполяционное масштабирование, актуальность которого растет по мере распространения больших дисплеев, либо в принципе невыполнимы в случае с аналоговым сигналом, либо требуют очень дорогих и громоздких аппаратных средств, а в цифровой сфере реализуются гораздо легче, дешевле и с более высоким качеством.

Однако неоспоримые преимущества цифровой обработки ощутимо теряют свою привлекательность из-за того, что существует необходимость многократной транспортировки сигнала из студии в студию, с одного аппаратного комплекса или компьютера на другой. При этом многочисленные преобразования из аналоговой в цифровую форму и наоборот не менее губительны, чем сложные операции обработки и передача на большие расстояния аналогового сигнала.

Уже давно появились средства цифровой видеозаписи, позволяющие исключить критическую стадию аналого-цифрового преобразования. Весьма логично было бы вслед за этим избавиться и от всех промежуточных преобразований, оставив лишь одно – из цифры в аналог – в самом конце тракта, непосредственно перед передачей в эфир. Аналоговое телевещание пока что превалирует с большим перевесом, хотя постепенный переход на цифровое уже начинается, что позволит наконец полностью избавиться от лишних ЦАП’ови АЦП. Причем не только в студиях и на телецентрах, но и во многих случаях на приемной стороне: ведь такие распространенные на сегодня дисплеи, как плазменные панели и DLP-проекторы, являются цифровыми по своей сути. Несомненно, что и светодиодные дисплеи, которые в будущем наверняка вытеснят плазменные, жидкокристаллические и тем более кинескопные телевизоры, также будут цифровыми. Стопроцентная реализация потенциала цифрового дисплея возможно только при наличии полностью цифрового тракта.

… и конкретно SDI?

Итак, первоочередной целью, поставленной перед студиями, была организация распределительных кабельных сетей для передачи цифрового видео вещательного уровня качества без потерь. Естественно, физическая замена среды распространения – кабельных сетей – была бы связана с высокими капиталовложениями. Поэтому стояла задача адаптировать цифровые потоки под уже имеющиеся коммуникации коаксиального кабеля, которые долгие годы служили для передачи аналогового сигнала. При этом достаточно было частично заменить, а частично дополнить состав аппаратных комплексов, не вмешиваясь в конструктив зданий и помещений (перепрокладка кабелей – это по сути капремонт, а значит, не только деньги, но и время).

Однако просто оцифровать компонентный сигнал, с которым имеют дело в профессиональной сфере, недостаточно. К тому же, поскольку в эфир передается полный телевизионный сигнал, представляющий собой композитный видеосигнал плюс звук в форме частотно-модулированной поднесущей, значительная часть студийных магистралей имела не трех-, а однолинейную структуру. Значит, необходимо было разработать специальный цифровой формат видео, которым и стал SDI – Series Digital Interface, или последовательный цифровой интерфейс, требующий всего одного коаксиального кабеля для передачи трех сигналов – яркости и двух цветоразностных компонент. И обеспечивающий доставку видео без потерь на расстояния, типичные для студий и телецентров.

Какие проблемы стояли на пути создания формата SDI?

Основная проблема – большие массивы данных и соответственно скорости их передачи, неизбежно возникающие при оцифровке и без того достаточно высокочастотного видеосигнала. Спектр цифрового видео имеет очень большую протяженность в области высоких частот: это сотни мегагерц. Широкая полоса тракта необходима не только для обеспечения нужной скорости передачи, но и для сохранения по возможности изначально прямоугольной формы импульсов. При вырождении ее в синусоиду постепенно накапливается джиттер (дрожание фаз фронтов), возрастает количество ошибок, сигнал теряет помехоустойчивость, одно из главных преимуществ цифрового представления сигнала. Джиттер может наблюдаться в широкой полосе частот. Различают низкочастотный джиттер, или НЧ дрейф (drift, wander) ниже 10 Гц, который почти не влияет на качество сигнала (медленное изменение тактовой частоты) и высокочастотный, приводящий к деградации сигнала. Допустимое значение ВЧ-джитера составляет 0,2 х T: 740 пс для 270 Мбит/с (стандартное телевидение), 135 пс для 1,485 Гбит/с (ТВ высокой четкости), где T – длительность тактового импульса.

interfejsy-sdi-hd-sdi-2.jpg

Рис. 1. Джиттер

На приемной части от джиттера полностью избавляются путем восстановления тактовой частоты данных (перетактирования, reclocking). Однако существуют пределы степени деградации формы сигнала, при превышении которых полное восстановление становится невозможным.

Коаксиальный кабель – практически идеальная среда распространения высокочастотных сигналов (при условии согласованности линии передачи по входам и выходам с компонентами тракта), однако и она накладывает определенные ограничения по частоте, и тем боле жесткие, чем длиннее линия передач. Это касается не только аналоговых, но и цифровых сигналов.

Значит, нужно либо довольствоваться малыми расстояниями, что не всегда возможно, либо сжимать цифровой поток. Алгоритмы эффективного сжатия, основанные на отбрасывании информации малой степени заметности, существуют и широко применяются, и все они предполагают сжатие с потерями: MPEG-2, MPEG-4, DV (Motion JPEG) и пр. Надо сказать, что сжатие (например, MPEG-2 для DVB) используется для вещания в эфир, при этом субъективное восприятие качества картинки при однократной декомпрессии сжатого сигнала на приемной стороне остается достаточно высоким, а в стандартный частотный диапазон одного аналогового канала удается уложить до 3-6 цифровых каналов. Незаменимо оно и для уплотнения информации на внешних носителях (DVD, цифровая магнитная запись, винчестер). Помимо собственно изображения, сжатые форматы позволяют записывать и передавать многоканальный звук, различные дополнительные материалы и пр. Но при многократных циклах сжатия и распаковки сигнала происходит необратимая потеря качества с накоплением характерных артефактов изображения. Поэтому в пределах студии передача сигнала должна осуществляться без сжатия или с неглубоким сжатием без потерь.

Итак, формат SDI позволил решить задачу передачи цифровых видеоданных внутри студий как без цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразований, так и без многократных сжатий и распаковок, максимально сохранив при этом преемственность коммуникаций (как коаксиальных, так и оптоволоконных) и аппаратных комплексов. Многие компоненты, такие, как обычные и матричные коммутаторы, усилители-распределители и пр., применявшиеся в аналоговом ТВ, при условии определенного запаса по полосе частот с успехом работают с сигналами SDI.

Характеристики формата SDI

Формат SDI соответствует Рекомендациям МСЭ-Р ВТ.656 и стандарту SMPTE-259M (Society of Motion Picture and Television Engineers – Общество инженеров в области техники кино и телевидения). Помимо стандартного телевидения, он применим также для телевидения высокой четкости (версия HD-SDI SMPTE-292M). Передача сигнала осуществляется согласно Рекомендации МСЭ-Р ВТ.601 (а также дополнению «В» для формата 16:9). Среда распространения – единичный коаксиальный кабель 75 Ом с терминалами BNC. Либо оптоволоконная линия передач (одномодовое волокно, длина волны 1310±40 нм) с лазерными передатчиком и приемником (Рекомендация МСЭ-Р BT.1367). Оптоволоконная линия терминируется разъемами ST.

interfejsy-sdi-hd-sdi-3.jpg

  1. центральный провод (жила)
  2. изолятор центрального провода
  3. экранирующий проводник (экран)
  4. внешний изолятор и защитная оболочка

interfejsy-sdi-hd-sdi-4.jpg

Рис. 2. Физический интерфейс SDI: коаксиальный кабель, разъем BNC,
оптический разъем, лазерный передатчик

Затухание в линии не должно превышать 30 дБ/100 м на частоте 100 МГц (для стандартного телевидения) и 20 дБ/100м на частоте 750 МГц для ТВЧ. Соответственно примерные расстояния для передачи без ошибок составляют 280 м (СТВ) и 50 м (ТВЧ). С целью увеличения расстояний транспортировки, как и в случае с аналоговым видео, применяются повторители. Наилучшие результаты дают приборы с коррекцией амплитудной характеристики (подъем высоких частот), позволяющие в значительной степени восстановить форму импульсов. Еще лучше, если одновременно с восстановлением формы производится перетактирование сигнала.

Оптоволокно же дает возможность передавать данные без потерь более чем на 50 км.

interfejsy-sdi-hd-sdi-5.jpg

Рис. 3. Число ошибок в сигнале SDI в зависимости от длины кабеля
(кабель Belden 8281)

Передача является односторонней, без квитирования (подтверждения о получении данных приемной стороной).

Передача каждой из трех компонент видео – Y, Cb, Cr – осуществляется последовательно в виде двоичных кодов. Вещательным стандартом является модель 4:2:2, предполагающая, что на цветоразностные компоненты приходится вдвое меньше отсчетов, чем на яркостную, и соответственно вдвое ниже разрешение по цветам по сравнению с яркостью. Фактически «4:2:2» означает, что из каждой четверки соседних пикселей в строке яркость кодируется для каждого, а цветоразностные компоненты – через один (первая двойка). Кроме этого, точно так же обстоят дела с соответствующими пикселями следующей строки (вторая двойка). Формула 4:4:4 означает равнозначность кодировки для все пикселей и строк (и по яркости, и по цветоразностным компонентам). А формула 4:2:0 означает, что информация о цвете передается не в каждой строке, а через строку.

Модель 4:2:2 хорошо согласуется с особенностями восприятия зрительного аппарата и применяется для того чтобы снизить объем данных. Однако существует возможность работы и с моделью 4:4:4, хотя и при меньших расстояниях передачи (физически реализуемая, хотя и выходит за рамки стандарта SDI). Это необходимо на стадии обработки по цвету, когда для корректного пересчета цифровых последовательностей требуется повышенное разрешение во избежание набега ошибки. Предусмотрена также передача оцифрованного в формате SDI композитного видеосигнала (модель 4:0:0), хотя на практике она применения не находит.

Данные кодируются с частотой выборки 13,5 МГц (яркость) или 6,75 МГц (цветоразностные компоненты). Разрешение составляет 10 бит для каждой компоненты (ранее применялось 8-битное кодирование, ныне устаревшее).

Передача сигнала стандартного телевидения происходит со скоростью потока 270 Мбит/с, для чего достаточно полосы канала в 250 МГц. В соответствии со спецификацией LVDS (Low Voltage Differential Signaling, или дифференциальная передача низкоуровневых сигналов) биты кодируются не напряжением, а перепадами уровней напряжения (размах его составляет 800±80 мВ). Это обеспечивает высокую помехозащищенность (по аналогии частотная модуляция аналогового сигнала меньше подвержена воздействию помех по сравнению с амплитудной). Поскольку важны не сами уровни, а только перепады, полярность сигнала значения не имеет, и поэтому в тракте с одинаковым успехом могут применяться как неинвертирующие, так и инвертирующие усилительные элементы.

Исходный цифровой поток скремблируется («перемешивается), на приемной же стороне производится его восстановление (дескремблирование). Эта операция применяется для более равномерного распределения энергии сигнала по всему его спектру, который приближается в результате к шумовому и создает меньше вредных наводок на соседние коммуникации.

Помимо собственно видео, в формате SDI возможна передача звука (стандартные 4 канала или больше) и временного кода.

Структура сигнала SDI

Для стандартного телевидения различают форматы SDI, соответствующие стандартам NTSC (60 полей/с, 525 строк в кадре) и PAL/SECAM (50/625).

Каждая строка в начале и конце имеет специальные маркеры, или метки SAV (Start of Active Video) и EAV (End of Active Video). Между метками SAV и EAV передаются собственно видеоданные (720 отсчетов сигнала яркости Y и по 360 отсчетов цветоразностных каналов Cr, Cb). Между окончанием предыдущей (EAV) и началом следующей строки (SAV) могут передаваться дополнительные данные, сюда же вставляются отсчеты каналов звукового сопровождения.

Читайте также:  Оборудование для изготовления блоков из арболита

interfejsy-sdi-hd-sdi-6.jpg

Рис. 4. Структура сигнала SDI

interfejsy-sdi-hd-sdi-7.jpg

Рис. 5. Структура кадра SDI

Для ТВЧ структура сигнала SDI (в данном случае – HD SDI) остается прежней, изменяются только количество отсчетов в каждой строке и число строк в кадрах. Согласно стандарту SMPTE-292M передача ТВЧ осуществляется на скорости 1,485 Гбит/с при частоте кадров 24, 25, 30 Гц (прогрессивная развертка) или 50, 60 Гц (чересстрочная развертка). Существуют также версии формата HD SDI с частотами кадровой развертки 59,94, 29,97 и 23,976 Гц и скоростью потока 1,4835 Гбит/с, обеспечивающие совместимость различными вариантами NTSC.

Получение сигнала SDI

Если SDI получается из аналоговых композитного сигнала или S-Video, сначала эти сигналы декодируются и раскладываются на составляющие: яркость Y, а также цветоразностные сигналы U (или Cr) и V (или Cb). Уровни этих сигналов определяются следующими соотношениями:

Y = 0,299R+0,578G+0,114B; U = R-Y; V = B-Y, R – красный, G – зеленый, B – синий.

Затем каждая компонента оцифровывается и подается на кодер, в котором данные собираются в последовательности, соответствующей структуре SDI. Звук включается в структуру SDI (в промежутках между метками EAV и SAV) с помощью специальных устройств – эмбеддеров, на приемной же стороны он вновь извлекается из сигнала с помощью деэмбеддеров. Звуковое сопровождение может подаваться на вход эмбеддера в цифровом виде (по интерфейсу S/PDIF) либо в аналоговом.

Стандарт SMPTE-272M предусматривает возможность внедрения до 16 каналов цифрового звука с различными частотами дискретизации, разрядностями и способами синхронизации (всего 10 вариантов).

В SDI возможно ввести и другие данные, например телетекст. Это не предусмотрено стандартом, но физически реализуемо и часто применяется на практике.

Формат SDTI

Часто возникает потребность передачи сжатого оцифрованного видеосигнала. Для этого вполне можно использовать SDI, но снова возникает проблема лишних преобразований: декомпрессии (перед передачей) и повторного сжатия. Поэтому на базе SDI был создан специальный формат передачи сжатых данных – SDTI (Serial Digital Transport Interface), стандарт SMPTE-305M. Синоним SDTI – QSDI, принятый у разработчиков аппаратуры DVCAM. SDTI обеспечивает передачу сигнала быстрее, чем в реальном времени – несжатый сигнал передается со скоростью до 360 Мбит/с, а сжатый до 200 Мбит/ с, то есть в 4 раза быстрее, чем сжатый компонентный 4:2:2 (50 Мбит/с). Передача происходит быстрее реального времени. Стандарт предусматривает 8 каналов аудио, тайм-код и пр. В качестве среды распространения используется такой же коаксиальный кабель, как и в SDI, а также оптоволоконные линии. Первая версия формата – SDT – сочетала в себе основные особенности интерфейсов DVCAM и Betacam SX (Sony) и DVCPRO (Panasonic). SDTI обладает односторонней совместимостью с SDI (компоненты стандарта SMPTE-305M корректно работают с SMPTE-259M), что обеспечивает преемственность оборудования и дает возможность плавного перехода с одного формата на другой без глобальной замены.

Структура сигнала SDTI в целом та же, что и у SDI, но данные в области активного видео пакетируются. Между метками EAV и SAV (т.е. в служебной области) в каждой строке присутствуют специальные коды, оповещающие приемную сторону о том, что данная строка содержит информацию в формате SDTI.

Источник

HD-SDI системы видеонаблюдения

До недавнего времени самыми передовыми технологиями для систем видеонаблюдения были решения на основе IP. IP камеры и сопутствующее оборудование, действительно имеют ряд плюсов, по сравнению с аналоговыми системами:

  • Настоящее цифровое качество картинки
  • Интегрированная функция аудиозаписи
  • Более низкая стоимость комплексных решений
  • Более надежный и экономичный способ питания по Ethernet-сети
  • и др.

Но, как в случае с IP, так и в случае с аналоговыми камерами, качество изображения, к сожалению, оставляло желать лучшего. В наше время, когда даже смартфоны среднего уровня имеют высокочеткие дисплеи, HD камеры – это уже не прихоть, а реальная необходимость. И дело тут не в комфорте. Ведь чем лучше качество изображения, чем оно четче и качественней, тем больше мелких деталей на видеозаписи можно разглядеть: номер автомашины, лицо нарушителя, номиналы денежных купюр и т.п.

Настоящее HD качество в системы видеонаблюдения смогли привнести лишь новые технологии, основанные на стандарте SDI.

Расскажем подробнее о том, что нужно знать о HD-SDI CCTV системах.

Что такое HD?

Начнем с самого начала. Ну, мало ли, кто-то не знает )

High Definition Television (сокращенно HDTV) переводится как телевидение высокой четкости, и предполагает разрешение изображения 1280 на 720 пикселей. Разрешение еще более высокого качества – 1920×1080 – называют Full HDTV.

Разрешение HD бывает 720P (эквивалентно 1 мегапикселю) и 1080i/P (эквивалентно 2 мегапикселям).

Теперь уже есть 2K (до 2048×1080), 4K (до 4096 × 3112), 5K (до 5120 × 2880) и даже 8K (до 10080 × 4320), но такие разрешения в системах видеонаблюдения на момент написания данного материала не поддерживаются.

Итак, в данной статье речь пойдет о HD разрешениях до 1280х720 и 1920х1080 пикселей.

В чем отличие 1080i и 1080p?

Для сигналов разрешением изображения FullHD (1920×1080) существуют два разных формата записи кадра:

  • 1080p – прогрессивный (progressive);
  • 1080i – чересстрочный (interlaced), когда один кадр состоит из двух полукадров.

1080i – это наиболее употребляемый HDTV формат, он используется большинством вещательных телевизионных станций, кабельных и спутниковых точек в качестве стандарта формата вещания. Чересстрочное разрешение 1080i представляет 1080 линий разрешения сканирований альтернативных полей (четных и нечетных строк исходного поля), состоящих из 540 линий каждое.

Прогрессивное разрешение 720p и 1080p представляет 720 или 1080 соответственно линий разрешения, сканируемых последовательно.

Что лучше – 720P или 1080i?

Как говорилось выше, прогрессивное разрешение 720P представляет 720 линий разрешения, сканируемых последовательно. Другими словами, все линии прогрессивной развертки сканируются, позволяя получить на выходе более детальное изображение высокой четкости в сравнении с технологией чересстрочной развертки того же разрешения, где сканируются поля по 540 линий, а потом совмещаются вместе, что приводит к мерцанию кадра. Прогрессивное сканирование снижает необходимость предотвращения мерцания путем применения фильтров, поэтому четкость разрешения намного более высока, чем число сканируемых линий позволяет предположить.

Однако стоит отметить, что мерцание кадра будет наблюдаться не всегда – только на движущихся объектах. Если же наблюдение ведется за местами, где движения быть не должно в нормальном режиме (например, заборы, где люди через колючую проволоку перелезают «раз в 100 лет»), то 1080i может быть предпочтительнее – разрешение больше, и в 99% времени мерцания не наблюдается.

Тип разрешения обычно выбирается из специфики объекта: в одних случаях оптимально будет использование разрешения 720P, в других – 1080i.

Что такое CCTV?

Ну, сосем для новичков ) Заглянем в Википедию.

CCTV (Сlosed Circuit Television) – Система Телевидения Замкнутого Контура. Она предназначена для визуального мониторинга и контроля видеоизображения или его автоматического анализа с использованием оптических электронных устройств и компонентов.

Система CCTV представляет собой аппаратно-технический комплекс из видеокамер, регистраторов, мониторов, объективов, усилителей сигнала и других устройств, широко представленными на отечественном рынке видеонаблюдения. Основной задачей данного комплекса является осуществление видеоконтроля как на локальных т.е. местных или ограниченных в пространственном плане, так и обширно-распределенных или удаленных объектах. Среди функций CCTV можно выделить защиту от преступлений, обеспечение нормального функционирования предприятий и прочих объектов, а также видеоконтроль за работниками, посетителями офиса или магазина, контроль деятельности вне зависимости от целевого назначения и отраслевой принадлежности объекта.

Что такое HD CCTV?

Интерфейс для передачи сигнала высокой четкости был разработан обществом инженеров теле- и кино- индустрии и получил название High Definition Serial Digital Interface (сокращенно HD-SDI). В переводе на русский это цифровой последовательный интерфейс высокого разрешения. Уникальность технологии заключается в том, что по данному интерфейсу сигнал передается в HD качестве без какого-либо сжатия и с постоянной скоростью 30 кадров в секунду. Уже несколько лет оборудование с данным интерфейсом широко применяется в профессиональной видеосъемке, во время трансляции телевизионных каналов, спортивных мероприятий и прочих событий.

В последнее время видеосигнал высокого разрешения стали обретать популярность в системах безопасности и видеонаблюдения. Там, где требуется видеть картинку HD разрешения, замечать и распознавать все мелочи и детали, возможностей аналоговых камер уже не хватало.

Первые системы видеонаблюдения, которые предложили пользователям работу с видеосигналом высокой четкости, стали IP системы видеонаблюдения. Однако, при всех своих плюсах, и этих технологий уже не достаточно. На данный момент самыми прогрессивными и технологичными являются решения на основе HD CCTV.

HD CCTV, так же, как и технология IP видеонаблюдения, предлагает пользователю передачу видеосигнала разрешением от 1280×720 пикселей. Однако, в отличие от IP технологии, здесь передача сигнала идет не по «витой паре», а по стандартному для аналоговых систем видеонаблюдения коаксиальному кабелю (75 Ом). За получение и обработку полученных от камер изображений, отвечают специальные видеорегистраторы.

Данная технология имеет большие перспективы в индустрии видеонаблюдения, и является не просто альтернативой для IP CCTV, где применение IP технологий по каким-либо причинам нецелесообразно или нежелательно, а полноценной и более качественной заменой.

Что такое SDI?

SDI – это последовательный цифровой интерфейс для передачи цифрового сигнала посредством коаксиального кабеля. Стандартная скорость передачи данных равна 270 мегабит в секунду, но, теоретически, она может быть увеличена до 540. Для передачи сигнала используется стандартный кабель сопротивлением 75 Ом – это такой же кабель, как и большинство стандартных телевизионных кабелей.

Напомню, что о HD-SDI камер мы уже писали: Что такое HD-SDI камеры

HD CCTV – это IP?

Нет, HD CCTV не имеет ничего общего с IP стандартом и IP камерами. Основные отличительные особенности:

  • Другой тип кабеля (HD SDI не использует Ethernet)
  • Другое оборудование, на котором обрабатывается сигнал (HD регистраторы)
  • Гораздо большие расстояния передачи сигнала, в том числе за счет возможность использования повторителей
  • Более высокое качество изображения
  • Не требуется подсчет пропускной способности канала
  • Отсутствует какое-либо сжатие изображения в процессе передачи
  • Отсутствие задержки изображения, даже при большой длине кабеля
  • Простота настройки. HD-SDI камеры в большинстве своем имеют привычное OSD меню для управления дополнительными функциями и настройками, а регистраторы HD-SDI по внешнему виду и по структуре меню не отличить от аналоговых.

Можно ли установить HD CCTV камеру в аналоговый DVR?

Нет. Для этого потребуется DVR, который способен принимать HD-SDI сигнал. Это видеорегистраторы специально созданные для новой технологии.

А вот подключить аналоговые камеры к некоторым HD-SDI видеорегистраторам можно! Обратите внимание на технические характеристики регистратора. Некоторые из них принимают как HD CCTV сигнал, так и обычный аналоговый сигнал и могут переключаться между ними!

Какой тип кабеля нужно использовать в HD-SDI системах?

Чаще всего используют коаксиальный кабель RG-6. Также можно использовать RG-59 и RG-11. Можно даже взять оптоволокно, но использование коаксиального кабеля экономически выгоднее.

Какие характеристики кабеля стоит учитывать при подборе?

Помните, что кабели могут отличаться не только своими характеристиками, но и качеством, поэтому не стоит использовать дешевые кабели для HD CCTV. Кабель должен как минимум соответствовать следующим требованиям:

Источник

Системы видеонаблюдения стандарта HD-SDI

Предпосылки появления SDI-решений на рынке охранного видеонаблюдения
Обратимся к прошлому и вспомним, что до 2008 г. основным трендом было использование аналогового видеонаблюдения. А потом этот казавшийся непоколебимым тренд начал меняться: с увеличением производства началось стремительное снижение цен на системы IP-видеонаблюдения, причем цены снижались и на системы в целом, и на их компоненты. Это, естественно, повысило конкурентные позиции IP-систем на рынке. Многие эксперты всерьез заговорили о скором полном замещении аналоговых систем IP-системами, а появление и активное внедрение гибридных систем, ориентированных на использование как IP-, так и аналоговых камер, рассматривалось чуть ли не как последний рубеж обороны аналогового вчера рынка CCTV. Но реальность, как это часто случается, существенно подкорректировала прогнозы.
Примерно на стыке 2010–2011 гг. появилось достаточное количество инсталляторов, ориентированных на новый, доминирующий ныне IP-тренд, но не имеющих при этом достаточной квалификации и опыта для установки и настройки IP-систем. Рынок достаточно оперативно отреагировал на проблему: ведущие производители IP-оборудования начали очень тщательно разрабатывать техническую документацию, организовывать и проводить для монтажников обучающие семинары. Но так или иначе, массовое внедрение IP вызывало определенные сложности, связанные прежде всего с недостатком опыта и знаний тех, кто устанавливает (речь идет, естественно, о знаниях сферы IT). А это, согласитесь, проблема, которую быстро не решить.

Читайте также:  Оборудование для пайки латуни

Вот этот разрыв между желаемым (высоким разрешением систем видеонаблюдения) и действительным (далеко не всегда имеющейся возможностью устанавливать IP-системы) и стал одной из самых весомых предпосылок появления на рынке стандарта, который используется в профессиональном телевидении (Broadcast TV), когда цифровой несжатый видеосигнал на основе так называемого SDI-стандарта передается по коаксиальным проводам. В 2010 г. для рынка CCTV это было абсолютно новым явлением, но времена меняются, и на сегодняшний день данный подход постепенно набирает популярность.
Процесс идет достаточно медленно, но неуклонно. Ведущие эксперты считают, что это интересно, это заслуживает внимания, но прорывов ожидать не нужно. Не случайно производители и инсталляторы, словно сговорившись, не форсируют продвижение данного подхода. Общая тенденция – постепенность, и в ее русле следуют сейчас все.
Был и есть ряд корейских и тайваньских компаний, которые вложили значительные ресурсы в разработку и продвижение данного направления. Правда, при этом они не забывали и о развитии своих традиционных направлений: IP- и аналоговых систем.

Стандарт SDI: ограничения и преимущества
Как и любое новое решение, оборудование SDI было поначалу дорогим. Это касалось как отдельных компонентов, так и систем в целом. Сегодня этот недостаток практически устранен, массовое производство позволило существенно снизить стоимость оборудования. Стоимость SDI-камер существенно ниже аналогичных IP-камер. Достаточно дороги SDI-регистраторы, но это проходящая проблема, тенденция к уменьшению стоимости наблюдается достаточно устойчивая.
Вторая проблема: поскольку для передачи сигнала используется коаксиальный кабель, есть ограничения дальности передачи. Как правило, если мы говорим о передаче full HD- разрешения, т. ею о стандарте SMPTE 424M (3G-SDI), то здесь ограничения порядка 100–150 м. То есть во многих случаях нужно использовать дополнительное оборудование – ретрансляторы SDI-сигнала, что, конечно, приводит к некоторому удорожанию системы в целом. При этом, поскольку речь идет о передаче цифрового сигнала, можно использовать большое количество ретрансляторов без каких-либо потерь. Есть к тому же обходные пути, например, использование SDI-оптических передатчиков и передача сигнала по оптоволокну. Но опять же нужно задействовать дополнительное оборудование и, соответственно, дополнительные материальные ресурсы.
Еще одна проблема – записывающие устройства, т. е. SDI-видеорегистраторы. На рынке уже представлен ряд моделей 4-, 8-, 16-канальных как в варианте Stand-alone, так и в виде плат видеоввода. Нужно понимать, что запись сигнала высокого разрешения диктует необходимость использования больших дисковых пространств. Это общая проблема как для SDI-камер высокого разрешения, так и для мегапиксельных IP-камер, просто ее нужно знать и быть готовым к ее решению. Ограничение преодолимо, рынок постоянно обновляет предложение по объемам жестких дисков, стоимость систем хранения данных неуклонно снижается.

Основное преимущество применения стандарта SDI – простота решений. Удобство внедрения систем SDI действительно уникально. Фактически любой объект с проложенным коаксиальным кабелем можно оснастить SDI-камерами. Это технически гораздо проще и дешевле, нежели создание системы IP-видеонаблюдения.
Подключение SDI-камер – это просто подключение BNC-коннектора к специальному SDI-выходу камер. Не требуется установка IP-адреса, создание соответствующей инфраструктуры, использование специальных коммутаторов, маршрутизаторов.
По коаксиальному же кабелю осуществляется и питание камер. Правда, требуется специальное оборудование – SDI-ресиверы либо инжекторы питания. В функции данных устройств входит также возможность передачи аудиосигнала и сигналов управления, если мы имеем дело с поворотными камерами. Это существенное преимущество перед аналоговыми системами и аналогично IP-системам.
Что очень важно – SDI-камеры формируют цифровой некомпрессированный видеосигнал, лишенный артефактов сжатия. Отсутствует латентность – от момента самого действия до появления изображения на экране проходит 0 секунд. Есть ряд применений, когда какие-либо задержки недопустимы. Например, в медицине, казино.
То, что камера передает некомпрессированный сигнал, это большой плюс с точки зрения отображения видео. Но когда мы говорим о создании системы, то надо иметь в виду, что необходимо предусмотреть и систему записи. На этом этапе нужно обеспечить компрессию сигнала. Впоследствии при воспроизведении мы уже наблюдаем декодированный сигнал, подвергнутый компрессии при записи. То есть все преимущества высокого качества, отсутствие артефактов сжатия и латентности актуальны только на этапе живого просмотра.
Еще одно ограничение, которое было у SDI-решений, – отсутствие на раннем этапе коммутирующего оборудования. Для SDI-камер долгое время такового не было, и можно было вести речь только о создании небольших систем, насчитывающих 4, 8, 16 каналов. Но сегодня уже предложен ряд решений по SDI-коммутации. Это еще один шаг по завоеванию доли рынка и серьезная конкуренция аналоговым решениям.
Отсутствие компрессии в камерах позволяет существенно снизить цену. Но при этом давайте не будем забывать, что в записывающих устройствах компрессия необходима, стоимость SDI-регистратора поэтому выше, чем соответствующих систем записи видео от IP-камер (NVR).
Почему SDI-подход не составит реальной конкуренции IP-решениям? Дело в том, что стандарт SDI объединяет несколько субстандартов, ориентированных на передачу разрешения разного уровня. Это обычный HD-SDI 720p (SMPTE 292M) и так называемый 3G-SDI (SMPTE 424M), ориентированный на передачу full HD-разрешения (1080p). Кстати говоря, последний более требователен к коммуникациям, дальность до репитера составляет 100–150 м. Но мы не видим перспектив к дальнейшему повышению разрешения в рамках стандарта SDI. В то время как IP-системы ежегодно обновляются, появляются новые модели с разрешением 3, 5, 9 мегапикселей, SDI-решения с точки зрения разрешения будут в положении отстающих и догоняющих.
Но все равно их появление на рынке охранного телевидения – шаг вперед, качественный скачок с точки зрения разрешения и, соответственно, информативности видео по сравнению с аналоговыми.

На что необходимо обращать внимание при выборе SDI-камер
Коль скоро мы имеем дело с несжатым потоком, все детали видео становятся отлично видны при живом подключении «камера-монитор». Но и все формируемые камерой шумы могут быть также хорошо видны. Поэтому важно обращать внимание на соотношение сигнал/шум и всегда самостоятельно оценивать работу камеры в условиях пониженной освещенности.
На сегодняшний день в SDI-камерах в основном используются матрицы CMOS от трех основных производителей: Sony, OmniVision, Aptina. Очень многое определяется сенсором. Скажем, такая базовая характеристика, как минимальная освещенность. Выбор хорошей камеры – это выбор хорошего сенсора.
Но это не все. Очень важны электроника камеры, используемые процессоры. При сравнении двух камер разных производителей, построенных на одном и том же сенсоре, мы можем иметь разный результат. В камерах используются свои процессоры цифровой обработки, которые могут обеспечить разные характеристики: точность цветопередачи, чувствительность, динамический диапазон. Это три ключевых момента. И, конечно, возможности камер с точки зрения интерфейса подключения. Если, например, мы говорим про камеры «день-ночь», должен быть контрольный вход «день-ночь» для синхронизации работы камеры с ИК-прожектором.

Другое оборудование
Выбор кабеля. Обширная тема, скажу кратко: выбор проводки для передачи SDI-сигнала необходимо выполнять гораздо внимательнее, нежели в аналоговых системах. Требования к качеству кабеля гораздо выше. Опять же не будем забывать об ограничении по дальности.
Другие компоненты SDI-систем – разветвители сигнала – устройства, позволяющие распределить поток от камер на несколько потребителей. SDI-приемники выполняют целый ряд функций: производят регенерацию сигнала, имеют HDMI-выход для подключения монитора. Кроме того, они являются инжекторами питания по коаксиальному кабелю. К ним можно также подключать системную клавиатуру, с помощью которой очень удобно входить в меню настроек, управлять поворотными камерами.
К промежуточным устройствам также можно отнести передатчики SDI по оптоволокну, матричные коммутаторы.

Записывающая часть
Здесь два основных направления: Stand-alone видеорегистраторы и платы видеозахвата для SDI-интерфейса. У Stand-alone SDI-регистраторов имеется ограничение, связанное с процессорной мощностью. Ведь они имеют дело с потоком высокого разрешения 1920 х 1080. На сегодняшний день большинство моделей пока еще не обеспечивает запись в реальном времени на максимальном разрешении. Но есть возможность выбора промежуточного разрешения 720p. В этом случае видео может быть записано практически в real time. В ближайшей перспективе новые устройства, которые обеспечивают запись в real time большого количества каналов.
Гибридные системы основаны, как правило, на компьютерных платформах. Имеются SDI-платы видеоввода, ориентированные на создание PC-based регистраторов. Их применение позволяет в составе одной системы сочетать произвольное количество аналоговых, IP- и SDI-камер. Гибридная SDI/аналоговая/IP-система – очень перспективное, на мой взгляд, направление на нашем рынке.

Насколько готов рынок к широкому использованию SDI-решений?
Ситуация любопытная: никто не хочет быть революционером, брать на себя риски по активному продвижению SDI-стандарта в охранном наблюдении, делать эту тему доминирующей. В то же время к теме SDI подключилось очень большое количество компаний. Многие разработчики считают интерес к этой теме несколько синтетическим – повсеместные разговоры не являются подтверждением существования серьезной доли рынка. Пока она, особенно в России, очень мала, но нужно отдавать себе отчет в том, что она будет расти. Вряд ли можно говорить о возможной серьезной конкуренции с IP. Конкуренция будет с аналоговыми системами. Произойдет ли какое-то замещение, отберут ли SDI-решения серьезную долю рынка у аналоговых систем, сейчас сказать сложно, но то, что конкуренция будет, – это факт.

В обзорной части материала читатели могут познакомиться с представленными на рынке SDI-решениями.

Камера HD-SDI формата Full HD SCB-6000 (Samsung Techwin)
Модель SCB-6000 – это мегапиксельная цифровая камера HD-SDI. Данная камера использует технологию HD-SDI для передачи мегапиксельных изображений HD без прерывания сигнала или запаздывания видеосигнала. Она предназначена для видеонаблюдения с целью обеспечения повышенной безопасности, например в казино, банках и отелях. Модель SCB-6000 может передавать видео в режиме реального времени с разрешением Full HD (1920 x 1080) на расстояние до 100 м со скоростью 30 кадров в секунду. Кроме того, она оснащена встроенными функциями «день-ночь», SSDR и SSNRIII.
Высокое разрешение Full HD (1920 x 1080, 30 кадр/с), HD (1280 x 720, 60 кадр/с). Минимальная освещенность – 1 лк при F1.2 (цвет), 0,1 лк (ч/б). SSNRIII (3D+2D), RS-485, два вида питания.

Всепогодная ИК-камера формата HD-SDI JTW-HD1080TDN-V212IR (Jetek Pro)
Предназначена для построения профессиональных систем видеонаблюдения.
Матрица – 1/3″ Panasonic Progressive Scan Color CMOS Sensor. Формат сигнала: HD-SDI 1080P/30fps. Чувствительность – 0,02 Lux(увеличение чувствительности DSS x 60).
Блок светодиодов – 63 шт., макс. – 80 м. Вариофокальный объектив f = 2,8

12 мм с внешней регулировкой, автодиафрагма. «День-ночь» (TND, механический ИК-фильтр). 3D DNR. Цифровой зум х64.
OSD (экранное меню), BLC(компенсация засветки), AWB (автоматический баланс белого), приватное маскирование. Питание – 12 В. Габаритные размеры: 230 (W) x170 (H) x 100 (D) мм.

Профессиональный гибридный видеорегистратор формата HD-SDI JVR-HD9 (Jetek Pro)
Один канал HD-SDI разрешением HD (1280 x 720P) 25 к/с. Восемь аналоговых каналов разрешения D1 (720 x 480) 100 к/с. Картинка высокого разрешения, автоматический выбор соотношения сторон 4:3, 16:9. Формат сжатия H.264. Запись в реальном времени. Триплекс (одновременно запись, воспроизведение, сеть). Полная поддержка сети. USB-порт/DVDRW для резервного копирования. Контроль потери сигнала. Пред и постзапись. Функциональное воспроизведение. Поддержка дисков до 3 SATA. Встроенные сервисы ActiveX / DDNS. Поддержка 3G (Symbian, Windows mobile, Blackberry, I-Phone, Android). RS-485.

Читайте также:  Оборудование для дезинфекции систем вентиляции

Регистратор MDR-H0004C (MICRODIGITAL)
HD-SDI регистратор MDR-H0004С обладает рядом особенностей, которые ставят их в один ряд с самыми современными устройствами видеозаписи, работающими в формате HD-SDI. Запись и воспроизведение на каждый канал с качеством Full HD (1920 х 1080). ПО центрального поста наблюдения CMS Pro. Встроенный web-сервер. Сетевой клиент для iPhone, Android, Windows Mobile, Blackberry.
Видеовход – 4хHD-SDI. Видеовыход – 1HDMI (макс. 1920 x 1280p, выбор) / 1 VGA (макс. 1280 x 720p, выбор). Аудиовход/выход – 2/1 RCA. Скорость записи HD-SDI – 15 к/сек (1280 х 720) / 7 к/сек (1920 х 1080). Сеть – 10/100/1000 Ethernet.

Уличная 2.0 мегапиксельная HD-SDI видеокамера MDC-H6290F-24 с ИК-подсветкой (MICRODIGITAL)
Цифровой видеовыход 1080 p 60/50 к/сек. Компенсация задней засветки (BLC). Автоматическая регулировка усиления (AGC). Шумоподавление (DNR). Встроенные ИК-диоды и объектив. Внешняя регулировка объектива. Погодозащищенный корпус IP66. Рабочие температуры – от-30 ºС до +50 ºC.
Матрица – 2.0 Megapixel 1/3” Progressive CMOS. Разрешение – 1920 х 1080 пикс. Цифровой видеовыход – 1920 х 1080 пикс. 60/50 к/сек SMPTE-292M. Минимальная освещенность – 0,3 лк (цвет) / 0 лк (ИК-вкл). Объектив – 3,6 мм. ИК-подсветка – 24 ИК-диода.

HD-SDI цифровой видеорегистратор H.264; 16 каналов видео/аудио. Встроенный SATA HDD не менее 2 Тб (возможность установки 8 дополнительных HDD). Разрешение записи 1920 x 1080(p), 1920 x 1080 (i), 1280 x 720(p), темп записи – 240 изображений/c (1280 x 720), 120 изображений/c (1920 x 1080). Выходы монитора: главный HDMI/VGA, Spot HDMI/HD-SD. ALARM (16)/RELAY (2). Пульт ИК-ДУ в комплекте, встроенный DVD-RW. RS-232. RS-485 (телеметрия PTZ, ATM/POS), eSATA, 2 USB, сетевой (2xEthernet, 1 Gb/s). 220 В. Габариты – 440 х 132 х 480 мм. ПО SMS в комплекте.

Источник

Форматы передачи видеосигналов SDI/HD-SDI: задачи, описание и функциональность

14 октября 2019 года завершился двухлетний масштабный проект Правительства РФ – полный переход отечественного телевещания в цифровой формат. Эта реформа – закономерный результат технического прогресса в развитых странах: европейские государства активно переходят на цифровое вещание. В статье рассмотрим особенности работы с форматом SDI и тонкости перехода с аналогового формата видео на цифровое.

Форматы передачи видеосигналов SDI/HD-SDI: задачи, описание и функциональность

14 октября 2019 года завершился двухлетний масштабный проект Правительства РФ – полный переход отечественного телевещания в цифровой формат. Эта реформа – закономерный результат технического прогресса в развитых странах: европейские государства активно переходят на цифровое вещание.

Причины всеобщего перехода на «цифру»

Перспективность цифрового вещания не вызывает вопросов.

Во-первых, современное оборудование и всеобщая компьютеризация и цифровизация влияют на современный мир. Появились программные способы обработки сигналов, методы монтажа и обработки видео, недоступные для «плёнки».

Во-вторых, архивирование информации перешло на новый уровень. Нередки случаи, когда из-за неправильных условий хранения портились и навсегда утрачены уникальные записи на громоздких аналоговых носителях. Теперь же в любое время можно получить доступ к нужной записи в несколько кликов — просто переместив курсор с одного монитора на другой. При этом произойдет бесшовный переход с одной системы на другую (см. Free-Flow: технология «бесшовного» переключения).

Free-Flow является запатентованной технологией британского производителя KVM-оборудования Adder Technology

Free-Flow является запатентованной технологией британского производителя KVM-оборудования Adder Technology

В-третьих, качество цифрового видео значительно превосходит аналоговое. Аналоговый сигнал при передаче сильно деформируется, в зависимости от расстояния, числа компонентов тракта, погоды. Возникали помехи в виде «полосок», «звездочек», постороннего шума, зависания видео.

В-четвертых, современная видеоаппаратура (мониторы, телевизоры, иное оборудование) может раскрыть весь свой потенциал только с «цифрой». Такие операции, как, например, набирающее популярность интерполяционное масштабирование (достижение изображения наилучшего качества в цвете и яркости пикселя, основываясь на значениях окружающих пикселей), актуальны в современном вещании. Однако они либо невозможны в сочетании с традиционными сигналами, либо возможны, но с применением преобразователей.

Но стоит понимать, что эти несомненные плюсы могут так и не стать преимуществами. Дело в том, что сигналы в процессе обработки множество раз перемещаются между студией и аппаратной, между серверами и компьютерами редакторов, монтажеров и операторов. Такие неоднократные перемещения с преобразованиями аналоговых сигналов в цифровые чреваты теми же проблемами, что и при трансляции чистого аналогового сигнала.

Производители видео- и звукозаписывающего оборудования предлагают телестудиям широкий выбор устройств, исключающих критически важные преобразования аналогового сигнала в цифровой. В идеале лучшим техническим решением было бы вовсе исключить промежуточные преобразование сигналов, кроме последнего, когда непосредственно перед эфиром необходимо преобразовать цифровой сигнал в аналоговый.

Многие телекомпании внутри себя уже начинают перестройку, отказываясь постепенно от лишних устройств ЦАП и АЦП. Главная задача — обеспечить полностью цифровой тракт от источника контента до его потребителя. То есть важно и качество воспроизводящего оборудования на стороне зрителя. Плазменные панели, DLP-проекторы, ЖК-мониторы и новейшие светодиодные экраны разработаны для поддержки цифрового сигнала. «Пузатые» телевизоры с кинескопом безвозвратно ушли в историю.

Что такое SDI

Чтобы перейти на цифровое телевещание, студиям, прежде всего, придется организовать инфраструктуру для передачи видео в «цифре» без потерь. Перепрокладывать всю кабельную сеть было бы очень дорогим и времязатратным шагом, тем более что под трансляцию цифрового сигнала можно адаптировать уже имеющиеся коаксиальные сети, ранее служившие для передачи аналогового. Для этого необходимо лишь оснастить аппаратные комплексы дополнительными устройствами без необходимости обновления уже имеющейся кабельной системы.

Вопреки устоявшемуся мнению, просто перевести аналоговый сигнал в цифровой недостаточно. Телесигнал, который передается в эфир, имеет сложную структуру: композитное видео плюс аудио в виде частотно-модулированной поднесущей. Но студийная кабельная сеть в основном однолинейная, а не трехлинейная, как это мыслится для передачи цифрового телесигнала.

Специально под эти нужды был разработан особый формат цифрового видео – SDI (Series Digital Interface). Так называемый последовательный цифровой интерфейс транслирует одновременно три сигнала: два – цветоразностных и один – яркости, – а также обеспечивает точную передачу видеосигнала на значительные расстояния.

Проблемы внедрения формата SDI

При оцифровке высокочастотных сигналов возникают трудности с обработкой данных больших объемов, что, в свою очередь, негативно сказывается на скорости передачи. Диапазон частот сигнала достигает сотен мегагерц. Нужная скорость и сохранение изначальной формы сигналов достигается расширенной полосой тракта. Полоса представляет собой выраженную синусоиду, где наглядно видно такое явление, как джиттер. Джиттер – это своего рода дрожание фронтовых фаз. Это дрожание провоцирует возникновение ошибок и помех. Низкочастотный джиттер (НЧ-дрейф) появляется на частоте ниже 10 Гц и практически не влияет на качество передачи. Высокочастотный же приводит к помехам и ошибкам. Расчет минимального значения для ВЧ-джиттера:

  • 0,2 х T: 740 пс для 270 Мбит/с, где Т — время тактового импульса — для обычного телесигнала;
  • и 135 пс для 1,485 Гбит/с для HD-TV.

При оцифровке высокочастотных сигналов возникают трудности с обработкой данных больших объемов, что, в свою очередь, негативно сказывается на скорости передачи

Проблему устраняют, как правило, восстановлением тактовой частоты сигналов. Однако стоит учесть, что существует порог деформирования сигнала, по достижении которого сигнал не восстановить без ущерба для восприятия.

В большинстве ТВ-студий и телеканалов — коаксиальная кабельная инфраструктура. Это отличная среда для передачи высоких частот, но, тем не менее, чем длиннее структура, тем меньший диапазон высоких частот можно по ней передавать. Причем какой это тип сигнала – аналоговый или цифровой – не играет роли.

Эту проблему решает сжатие цифрового потока. Все алгоритмы сжатия, широко применяемые в IT, предполагают потери, и часто — существенные, как, например, MPEG-2, MPEG-4, DV и т.д. При однократном сжатии сигнала восприятие изображения не сильно теряет в качестве. В один диапазон частот укладывается до 3-6 каналов. Тот же принцип используется для уплотнения информации на физических носителях типа DVD или флеш-накопителях. Сжатый формат сигнала – это не только изображение, но и многоканальное аудио, а также дополнительные материалы, например телетекст. Самое важное — обеспечить как можно меньше сжатий информации внутри студии, поскольку из-за многочисленных декомпрессий сигналы теряют в качестве.

Современное KVM оборудование позволяет передавать сигналы видео, аудио и USB в одном пакете (по одному кабелю) без потерь практически на любые расстояния. См., например, решения:

  • IHSE Draco: традиционная система матричной коммутации KVM сигналов
  • AdderLink INFINITY — матричная коммутация IP KVM

Таким образом, интерфейс SDI решает задачу переброски данных внутри студии без потерь и многочисленных преобразований при существующей кабельной инфраструктуре (коаксиальный кабель, оптоволокно) и оборудовании телеканала. Такие устройства, как матричные коммутаторы и усилители сигнала, успешно работают и с форматом SDI — например, KVM-удлинитель IHSE Draco vario SDI.

IHSE Draco vario SDI

KVM-удлинитель IHSE Draco vario SDI — SDI и встроенное аудио передаются вместе с сигналами KVM по коаксиальному кабелю или оптике на расстояния до 10 км. KVM-удлинитель работает в конфигурации «точка-точка» или в составе решения матричной коммутации IHSE Draco tera.

Некоторые технические особенности формата SDI

Типы кабелей для передачи сигналов в формате SDI и требования к сетям

Чтобы увеличить расстояние безошибочного распространения сигнала, применяют повторители сигнала, устройства коррекции амплитудной характеристики, что важно для высоких частот, а также перетактирование.

Передача видеосигналов осуществляется в одну сторону, то есть без подтверждения приема. Вся информация отправляется в виде двоичных кодов, соответствующих компонентам видео: Y (яркость), Cb, Cr (цветоразностные сигналы). Стандартная частота выборки для кодировки сигнала Y — 13,5 МГц, для остальных – по 6,75 МГц. 10-битное разрешение для каждой составляющей пришло на смену устаревшему 8-битному. Подсчет цветовой разницы ведется относительно стандартных цветовых составляющих типа RGB. Цветовая субдискретизация определяется соотношением типа X:Y:Z. Например, вариант кодировки 4:4:4 определяется равнозначной для всех пикселей и строк. Оптимальным для сжатия и особенностей зрительного восприятия является формула 4:2:2.

Для передачи обычного телесигнала довольно выделенной полосы в 250 МГц при скорости потока 270 Мбит/с. Кодировка битов регулируется исключительно перепадами напряжения 720-880 мВ, что защищает поток сигналов от помех, а также позволяет применять как неинвертирующие, так и инвертирующие усилители.

На конечной точке передачи перемешанный цифровой сигнал восстанавливается, или дескремблируется. Это нужно для равномерного распределения сигнала и уменьшения вредного влияния на соседнюю IT-инфраструктуру.

Кроме передачи видео, формат SDI предполагает трансляцию звука (4 или больше каналов), временного кода и даже телетекст.

Формат SDTI

Для того чтобы решить проблему излишних повторных сжатий оцифрованного сигнала, разработан специальный формат, позволяющий передавать сжатые данные. Это SDTI (Serial Digital Transport Interface), стандарт SMPTE-305M, другое встречающееся название – QSDI.

Главное преимущество формата – очень высокая скорости передачи. Обычный сжатый сигнал типа 4:2:2 распространяется со скоростью 50 Мбит/с, а скорость передачи несжатого сигнала в SDTI – до 360 Мбит/с, сжатого – до 200 Мбит/ с. SDTI передает 8 каналов аудио, есть функция тайм-кода и пр. Разница в структуре передаваемого сигнала между SDI и SDTI только в пакетировании данных активного видео. Особые коды оповещают приемник, что сигнал послан в формате SDTI

Для SDTI подходит та же среда распространения, что и для SDI, то есть коаксиальный кабель или оптоволокно. Для перехода между этими форматами масштабных изменений в аппаратном комплексе производить не нужно.

Повсеместный переход на цифровое вещание – закономерный результат прогресса. Все больше жителей России и других стран могут оценить преимущества, даже не будучи специалистом в электронике: качественная картинка, четкий звук, отсутствие помех – все это доступная реальность.

Источник