SDI a ti druzí, aneb na čem frčí profíci

SDI

Serial Digital Interface (sériové digitální rozhraní) představuje standard používaný pro přenos digitálního videosignálu v rámci televizních společností. Jelikož dokáže přenést velký objem dat bez nutnosti komprimace, je tento formát vhodný především pro video ve vysokém rozlišení. V současnosti je SDI rozhraní používáno primárně v profesionální videotechnice.

„Koaxiál“ nebo optika

Přenos signálu mezi přístroji v SDI rozhraní zajišťuje vysoce kvalitní koaxiální kabel a BNC konektor s teflonovou izolační vrstvou a impedancí 75 . V podstatě jde o stejný typ „koaxiálu“, jaký se používá u analogového videa, což teoreticky usnadňuje jejich nahrazení. Nespornou výhodou je přenos informací na větší vzdálenost (signál ve standardním rozlišení (SD) – až 300 m, HD – 100 m). Pro HD formát (standard SMPTE 292M, 424M) je také možné použit optických kabelů na dlouhé i krátké vzdálenosti. Hlavní předností tohoto způsobu přenosu je odolnost vůči elektromagnetickému rušení, což umožňuje použít HD-SDI v širokopásmových technologiích.

Orientační tabulka mezních přenosových vzdáleností:

SDI formát využívá k přenosu nekomprimovaný signál a vlastní synchronizaci mezi vysílačem a přijímačem. Na přenášená data se aplikuje detekce chyb a obnova ztracených dat v podobě Hammingova kódování s paritou a paritním bitem, umožňující nejen detekci chybějících datových jednotek, ale i určení jejich pozice při přenosu.
Pět formátů

SDI rozhraní poskytuje maximální datový tok 3 Gbit/s (přesněji 2,97 Gbit/s), což představuje vyšší přesnost a rozlišení než nabízí běžné komerční HDTV. Využití přenosového SDI formátu u profesionálních zařízení je omezeno pomocí licenční smlouvy a přímo zakázáno v uživatelských přístrojích. V současné době existuje několik verzí SDI rozhraní podporujících odlišnou kvalitu videa:

• SD-SDI: Standard Definition (standardní rozlišení)
• ED-SDI: Enhanced Definition (vylepšené rozlišení)
• HD-SDI: High Definition (vysoké rozlišení)
• Dual-link HD-SDI: dvě HD linky
• 3G-SDI: obdoba Dual-link, ale využívá jednu místo dvou linek

Všechny SDI formáty spadají do rodiny SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers) standardů (definuje více než 400 standardů, doporučené postupy a techniky pro televizi, film, zvuk nebo zdravotnictví). Tyto formáty jsou kompatibilní se systémy používanými v Severní Americe, Asii a Evropě, navíc zvládají nestandardní rozlišení typická pro digitální kina a počítačové grafiky. SD a ED přenos využívá desetibitový datový formát, zatímco Dual-link HD a 3G dvacetibitový datový formát, rozdělený do dvou 10bitových částí. Nastal čas podívat se na HD-SDI a 3G-SDI rozhraní trochu podrobněji, především jejich využití a porovnání s HDMI.


HD-SDI

Standard známý jako SMPTE 292M je určený k přenosu nekomprimovaného HD signálu na kratší vzdálenosti. V případě použití optického kabelu dojde k mírnému vylepšení. Rychlost přenosu dat činí 1,5 Gbit/s, abych byl přesný, standard uvádí dvě přenosové rychlosti:

• 1,485 Gbit/s: podporuje běžně používané snímkovací frekvence 60 Hz, 50 Hz, 30 Hz, 25 Hz a 24 Hz.
• 1,485/1,001 Gbit/s: umožňuje podporu video formátů se snímkovací frekvencí 59.94 Hz, 29.97 Hz a 23.98 Hz, což má za následek větší kompatibilitu se staršími NTSC systémy (analogové video).

Rozšíření HD-SDI

• Dual-link HD-SDI: spadá pod standard SMPTE 372M a využívá se pro aplikace ve velmi vysokém rozlišení. V podstatě se skládá ze dvou SMPTE 292M linek a přenosová rychlost se zvedá na hodnotu 2,970 Gbit/s (rozhraní pro HDTV 1080p a digitální kina).
• 3G-SDI: neboli SMPTE 424M, jde o náhradu Dual-link rozhraní s využitím jedné sériové linky o rychlosti 2,970 Gbit/s.

Použití a výhody

HD-SDI rozhraní má široké využití v televizním průmyslu, avšak výhody v podobě přenosu nekomprimovaných HD dat bez ztráty kvality se využívají i mimo vysílací studia. Uveďme si některé příklady:

• Přenos dat z kamer v televizních studiích
• Pojízdné vysílací systémy a další venkovní zařízení
• HD projekce prezentací a přednášek
• Operační sály a lékařské přístroje
• Vojenské zařízení
• Výrobní průmyslové procesy, např. monitorování výrobní linky
• Bezpečnostní kamery a sledovací zařízení

Díky vyšší dostupnosti se HD-SDI a 3G-SDI rozhraní uplatňuje v širším spektru aplikací a je snazší na implementaci. Na rozdíl od nižších standardů (MPEG, běžné SDI) netrpí úbytkem kvality, jenž nastává při komprimaci dat.