Seriel digital grænseflade

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 22. maj 2015; checks kræver 14 redigeringer .

Serial Digital Interface ( SDI ) er en  familie af professionelle digitale videogrænseflader standardiseret af Society of Motion Picture and Television Engineers .

Historie

• Den første udgave af standarden blev udviklet af ITU-R i 1986 som anbefaling CCIR-656, som definerede serielle og parallelle grænseflader til tv-studieudstyr til transmission af 4:2:2 digital komponentvideo. [1] Anbefaling ITU-R BT.656 (tidligere CCIR-656) blev også revideret og suppleret i 1992, 1994, 1995, 1998, 2007. [2] .
• Også i 1986 blev den første digitale serielle grænseflade demonstreret på en udstilling i Houston, Texas. [en]
• En videreudvikling af egenskaberne for implementering af serielle grænseflader blev offentliggjort af European Broadcasting Union i 1991 i EBU Tech. 3267. [3]
• Specifikationen af ​​standarden og udviklingen af ​​nye indbyrdes forbundne standarder blev allerede udført af Society of Film and Television Engineers SMPTE . Den første standard, SMPTE 259M , der blev vedtaget i 1993 (og efterfølgende revideret i 1997), specificerede transmissionen af ​​4:2:2 komponent- og sammensatte digitale videosignaler i 525-linjers og 625-linjers tv-systemer over en seriel digital grænseflade. [4] .
• Senere kom der standarder, der beskrev transmissionen af ​​high-definition signaler. I 1996 blev SMPTE-292M udgivet, der beskriver en seriel digital koaksial og fiberoptisk grænseflade til HDTV-komponentsignaler fra 1,3 til 1,5 Gbps. Det blev udbredt som HD-SDI.
• I 2002 blev SMPTE 372M-standarden for 1080i/p high-definition videotransmission over to 1,5 Gbps links offentliggjort.
• Den nye 3G-SDI-standard, som tillader 1080p50-videotransmission over et enkelt kabel , blev offentliggjort i 2005 i Recommendation ITU-R BT.1120, og i 2006 blev den vedtaget som SMPTE ST 425:2006-standarden. [5] .
• I 2006 blev SMPTE ST 297:2006 standarden vedtaget, der beskriver det optiske interface for alle SDI-streams fra 143 Mbps til 3 Gbps. [5]
• Siden 2013 er der udviklet standarder til transmission af ultra-high-definition tv-signaler over elektriske og optiske grænseflader. 32NF-70-arbejdsgruppen er ved at udvikle ST-2081-, ST-2082- og ST-2083-standarderne for henholdsvis 6 Gb/s, 12 Gb/s og 24 Gb/s SDI. Estimeret færdiggørelsesdato 30. juni 2015. [6] [7]

Arter

Der er flere SDI-standarder:

• SD-SDI - til transmission af digital videoudsendelseskvalitet standard definition;
• ED-SDI (Enhanced Definition Serial Digital Interface) - til transmission af digital video af forbedret kvalitet med progressiv scanning;
• HD-SDI (High-Definition Serial Digital Interface) - SDI til high-definition tv (HDTV) giver en datastrøm på 1485 Mbps;
• Dual Link HD-SDI - til progressivt HDTV, giver dig mulighed for at overføre op til 2970 Mbps gennem to fysiske HD-SDI-forbindelser;
• 3G-SDI - til transmission af HD med progressiv scan-stream op til 2970 Mbps via et enkelt koaksialkabel.

Standarder under udvikling:

• 6G-SDI - til transmission af ultra-high definition tv -signaler (UHDTV) op til 2160/30p ved 5,94 Gbps
• 12G-SDI - Til transmission af UHDTV-signaler op til 2160/60p ved 11,88 Gbps

Disse standarder bruges til transmission af ukomprimerede og ukodede digitale videosignaler (kan også have indlejret lyd- og/eller tidskodestrømme) i professionelt tv-udstyr. Datastrømtransmission på 2970 Mbps er mulig i en afstand på op til 300 m via koaksialkabel.

Elektrisk grænseflade

Forskellige serielle digitale grænsefladestandarder bruger et (eller flere) 75 ohm koaksialkabel med BNC-stik . Det samme kabel bruges til analog kompositvideo , men kabler af højere kvalitet foretrækkes til digital streaming. Signalsving 800 mV (±10%). Signaldæmpning ved transmission over lange afstande kan kompenseres på modtagersiden, hvilket gør det muligt at transmittere en stream på 270 Mbps over en afstand på op til 300 m. For HD-streams er afstanden normalt ikke mere end 100 m.

For at transmittere et digitalt komponent ukomprimeret videosignal, bruges kanalkodning med en modificeret ikke-retur til nul (NRZC) kode i kombination med scrambling . Interfacet er selvsynkroniserende. Rammesynkronisering udføres af en speciel synkroniseringsdatapakke, der består af en sekvens på 10 enere og 20 nuller i træk (20 enere og 40 nuller for HD).

Standarder

Standard	Navn	Bitrate	Eksempler på videoformat
SMPTE 259M	SD-SDI	270 Mbps, 360 Mbps, 143 Mbps og 177 Mbps	480i, 576i
SMPTE 344M	ED-SDI	540 Mbps	480p, 576p
SMPTE 292M	HD-SDI	1.485 Gbps og 1.485/1.001 Gbps	720p, 1080i
SMPTE 372M	Dual Link HD-SDI	2.970 Gbps og 2.970/1.001 Gbps	1080p
SMPTE 424M	3G-SDI	2.970 Gbps og 2.970/1.001 Gbps	1080p
SMPTE ST-2081	6G UHD-SDI	6 Gbps	4Kp30
SMPTE ST-2082	12G UHD-SDI	12 Gbps	4Kp60

Datahastigheder

Følgende bithastigheder bruges til SDI-transmission:

• For SD-videoenheder, som specificeret af SMPTE 259M- standarden , er streams på 270 Mbps, 360 Mbps, 143 Mbps og 177 Mbps mulige. Den mest almindelige bithastighed er 270 Mbps, men en 360 Mbps-grænseflade (brugt til standardopløsnings widescreen-video) støder også lejlighedsvis på. 143 og 177 Mbit/s grænsefladerne er beregnet til transmission af sammensat video ( PAL eller NTSC ) i digital form og anses nu for at være forældede.
• Til transmission af progressiv digital video i forbedret kvalitet (primært 525p) er der installeret adskillige 540 Mbps interfaces, herunder et interface bestående af to fysiske forbindelser på 270 Mbps interfaces. Det forekommer ret sjældent.
• For HDTV-enheder er SDI-grænsefladen defineret af SMPTE 292M-standarden. To streams er installeret - 1.485 Gb/s og 1.485/1.001 Gb/s. Faktoren 1/1.001 er introduceret for at give SMPTE 292M mulighed for at understøtte videoformater med billedhastigheder på 59,94 Hz, 29,97 Hz og 23,98 Hz, for opadgående kompatibilitet med eksisterende NTSC-systemer. 1.485 Gb/s-versionen af ​​standarden understøtter også andre almindeligt anvendte formater ved 60 Hz, 50 Hz, 30 Hz, 25 Hz og 24 Hz. Ved en nominel bithastighed på 1,5 Gbps kan begge versioner af standarden således transmitteres.
• For ultra-high-definition tv-enheder, der kræver højere definition, billedhastighed eller farvedybde, end det er muligt med et HD-SDI-interface, definerer SMPTE 372M-standarden en grænseflade med to fysiske forbindelser. Denne grænseflade består af to SMPTE 292M-forbindelser, der fungerer parallelt. Især er 1080p (4:2:2, 10-bit) understøttet ved 60Hz, 59,94Hz og 50Hz, samt 12-bit farvedybde, RGB-kodning og 4:4 farvesampling. :fire.
• Interfacet, der omtales som 3 Gbps (mere præcist 2,97 Gbps, men mere almindeligt omtalt som "3 Gbps") er standardiseret af SMPTE 424M. Standarden understøtter alle de funktioner, der understøttes af et dobbelt 1,485 Gb/s-interface, og der kræves kun et kabel til transmission, ikke to.

Yderligere data

SMPTE 259M, SMPTE 292M inkluderer understøttelse af yderligere data i henhold til SMPTE 291M-standarden. De yderligere data er en standardiseret datastrøm, der skal transmitteres som en del af en digital seriel grænsefladestrøm. Ud over video kan indlejret lyd, undertekster, tidskode, fejldetektionssignaler (EDH) og andre typer metadata inkluderes i en SDI-stream.

Indlejret lyd

Både SD og HD-SDI giver op til 16 kanaler med indlejret lyd. Indramningen af ​​lyddata er forskellig mellem de to standarder - SD bruger SMPTE 272M standarden, mens HD bruger SMPTE 299M standarden. I begge tilfælde kan SDI-strømmen indeholde op til 16 lydkanaler (4 grupper af 4 kanaler) med en samplinghastighed på 48 kHz og 24-bit kvantisering, kompatibel med AES/EBU -standarden .

Fejldetekteringssignaler (EDH)

Error Detection Protocol (SMPTE RP 165-1994, ITU-R BT.1304) er valgfri, men bruges typisk på det digitale serielle interface. Protokollen gør det muligt for SD-SDI-modtageudstyr at verificere, at hvert felt i videosignalet modtages korrekt. Sendeudstyret beregner to cykliske redundanskontrolsummer for hvert felt, den ene svarende til en fuld ramme, den anden svarende til et felt, og placerer dem i et fejldetektionssignal (EDH) i den yderligere datapakke.

Fejldetektionssignalet (EDH) retter ikke fejl, detekterer dem kun. Der er heller ingen mekanisme, hvormed felter med identificerede fejl kan indsendes igen.

EDH bruges ikke i HD-SDI high-definition standarden, da standarden er designet til at transmittere summen af ​​CRC check værdien for hver linje.

Se også

• SMPTE 259M

Links

• Standarder for SMPTE Arkiveret 1. februar 2009 på Wayback Machine 

Noter

1. ↑ 1 2 "Rapport ITU-R BT.1088-2. Interfaces til digitale videosignaler i 525-line og 625-line tv-systemer" . ITU-R. Hentet 15. april 2015. Arkiveret fra originalen 6. marts 2016. (ubestemt)
2. ↑ "Rec. ITU-R BT.656-5. Interfaces til digitale komponentvideosignaler i 525-linjers og 625-linjers tv-systemer, der opererer på 4:2:2 niveauet beskrevet i anbefaling ITU-R BT.601" . EBU. Hentet 15. april 2015. Arkiveret fra originalen 20. januar 2022. (ubestemt)
3. ↑ "EBU Interfaces for 625-line Digital Video Signals at the 4:2:2 Level of CCIR Recommendation 601" . EBU. Hentet 15. april 2015. Arkiveret fra originalen 3. marts 2016. (ubestemt)
4. ↑ "10-Bit 4:2:2 Composite og 4fsc Composite Digital Signals - Serial Digital Interface" . SMPTE. Hentet 15. april 2015. Arkiveret fra originalen 12. maj 2013. (ubestemt)
5. ↑ 1 2 "SMPTE Standards Update: 3G SDI Standards" (downlink) . SMPTE. Hentet 15. april 2015. Arkiveret fra originalen 4. marts 2016. (ubestemt) 
6. ↑ "SMPTE: 32NF-70 WG Ultra HD SDI Interfaces" (downlink) . SMPTE. Hentet 15. april 2015. Arkiveret fra originalen 22. april 2014. (ubestemt) 
7. ↑ Marts 2014 Standards Quarterly Report (side 28) (link ikke tilgængeligt) . SMPTE . SMPTE. Dato for adgang: 19. september 2014. Arkiveret fra originalen 16. juli 2014. (ubestemt) 

Lyd- og videostik og interfaces
Til videotransmission Kablet D-sub (VGA) display port HDMI DVI LVDS S-video SCART RCA BNC DIN Mini DIN YPbPr (komponent) MHL Trådløs Trådløs HD Trådløs HDMI Trådløs Home Digital Interface Underudnyttet ledning Mini VGA Mini-DVI Mikro-DVI DFP DMS-59 D terminal Apple skærmstik CGA MDA Tandy HGC EGA DB13W3 SDI ASI
Til lydtransmission husstand RCA TRS Donkraft 3,5 mm Donkraft 2,5 mm DIN S/PDIF Professionel XLR TRS (stik 6,35 mm) Speakon BNC D sub