SDI, HD-SDI, 3G-SDI, 6G-SDI, 12G-SDI y 24G-SDI: La guía definitiva

Actualizado el 18 de abril de 2023

La interfaz digital serial , abreviatura de SDI, se usa ampliamente en codificadores SDI, convertidores SDI y otros equipos, incluidos escenarios de campos de radio y televisión y monitoreo de seguridad. Hemos sido testigos del desarrollo del estándar de video con el estándar de ultra alta definición desde SD-SDI y HD-SDI hasta 3G-SDI, 6G-SDI, 12G-SDI y 24G-SDI. Este artículo se centrará en el tema IDE y será una guía definitiva para usted.

Tabla de contenido

¿Qué es la interfaz digital serie (SDI)?

Serial Digital Interface (SDI) es una familia de interfaces de vídeo digital estandarizadas por primera vez por SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers) en 1989. Es un estándar para transmitir vídeo y audio digital sin comprimir mediante cables coaxiales o de fibra óptica.

La interfaz SDI no puede transmitir directamente la señal digital comprimida. Por lo tanto, el sistema debe descomprimir la señal comprimida grabada por grabadoras de video digital, discos duros y otros equipos, y luego ingresar al sistema SDI para viajar.

Sin embargo, la descompresión y compresión repetidas provocarán una degradación de la calidad de la imagen y un aumento de la latencia. Por lo tanto, diversos formatos de grabadoras de vídeo digitales y sistemas de edición no lineales tienen sus propias interfaces para la transmisión directa de señales digitales comprimidas.

La siguiente tabla muestra el historial de evolución de los estándares SDI.

Estándar	Nombre	Introducido	Tasas de bits	Formatos de vídeo de ejemplo
SMPTE 259M	SD-SDI	1989	270 Mbit/s, 360 Mbit/s, 143 Mbit/s y 177 Mbit/s	480i, 576i
SMPTE 344M	ED-SDI	2000	540 Mbit/s	480p, 576p
SMPTE 292M	HD-SDI	1998	1,485 Gbit/s y 1,485/1,001 Gbit/s	720p, 1080i
SMPTE 372M	Doble enlace HD-SDI	2002	2,970 Gbit/s y 2,970/1,001 Gbit/s	1080p60
SMPTE 424M	3G-SDI	2006	2,970 Gbit/s y 2,970/1,001 Gbit/s	1080p60
SMPTE ST-2081	6G-SDI	2015	6 Gbit/s	2160p30
SMPTE ST-2082	12G-SDI	2015	12 Gbit/s	2160p60
SMPTE ST-2083	24G-SDI	2020	24 Gbit/s	2160p/4k@120,8k@60
	48G-SDI		48 Gbit/s	4320p/8k@120,8k@60

Lista de estándares IDE

SD-SDI

El estándar SD-SDI admite una velocidad de bits de 270 Mb/s. SD-SDI transmite vídeo compatible con PAL de baja resolución 720 * 576 @ 25 fps y utiliza una velocidad de reloj de 27 MHz. En 1994, el UIT-R (anteriormente Comité Consultivo Internacional de Radiocomunicaciones) publicó la Recomendación BT.656-2, incorporando la nueva interfaz digital en serie definida en EBU Tech.3267 y SMPTE 259M, que utiliza transmisión de 10 bits y reversa distinta de cero (NRZI). ) codificación. La velocidad del reloj fue de 270 Mb/s al transmitir una señal de nivel 4: 2: 2 desde ITU-R BT. 601 (parte A), el estándar SD-SDI se definió como el SDI actual.

HD-SDI

El estándar HD Serial Digital Interface (HD-SDI) está estandarizado en SMPTE 292M; Aunque este estándar se conoce como interfaz de 1,5 Gb/s, las velocidades de bits soportadas por HD-SDI son 1.485 Gb/s y 1.485/1.001 Gb/s. HD-SDI se utiliza ampliamente en el campo de la vigilancia de alta definición. HD-SDI es único en su capacidad de proporcionar vídeo de alta definición con una resolución de 1080p a una velocidad de fotogramas de 25 o 30, conservando al mismo tiempo todos los detalles del vídeo con una latencia casi igual a la de los sistemas analógicos.

OPTCORE proporciona una línea completa de transceptores SFP HD-SDI para aplicaciones de vigilancia particulares.

3G-SDI

Este estándar es la interfaz de 3 Gb/s, pero las velocidades de bits reales son 2,97 Gb/s y 2,97/1,001 Gb/s. 3G-SDI admite varios niveles de mapeo, como se describe en el estándar SMPTE ST425-1. Estos niveles se denominan A, B-DL y B-DS. Al igual que el estándar HD-SDI, el 3G-SDI admite la generación y verificación de CRC 3G-SDI, así como la inserción y captura de números de línea.

El estándar 3G-SDI se ha utilizado ampliamente en la industria de la radiodifusión y muchos fabricantes en el mercado pueden ofrecer productos relacionados. Al mismo tiempo, a medida que la industria de la seguridad continúa desarrollándose, se están explorando gradualmente las ventajas de la tecnología digital sin comprimir de alta velocidad. Los proveedores han lanzado muchos productos de la serie 3G-SDI, incluidos transceptores ópticos 3G-SDI, equipos de conversión, equipos de matriz de conmutación digital y divisores. Estos dispositivos adoptan señales 3G-SDI y también son compatibles con señales 1.5G para transmisión de larga distancia para satisfacer las diversas necesidades de los usuarios.

6G-SDI

El estándar 6G-SDI define una estructura de datos en serie de bits, una señal eléctrica y una interfaz de cable coaxial para transportar señales con una carga útil total de 5,940 Gb/s o 5,940/1,001 Gb/s. Esta norma también especifica las características eléctricas y físicas de los cables y conectores coaxiales. Este estándar define varios modos de mapeo para el transporte de formatos de imagen de 2160 líneas y 1080 líneas y datos auxiliares asociados en una interfaz serial de bits SDI de enlace único de 6 Gb/s [nominal].

12G-SDI

12G-SDI es un estándar SDI desarrollado para admitir mayor resolución, velocidad de fotogramas y fidelidad de color. Proporciona cuatro veces el ancho de banda de 3G-SDI, con 12 Gbps, lo que lo hace ideal para el formato 4K 60p. Esto no es nuevo. UG ha sido desarrollado 6G / 12G desde 2012, pero no ha sido aprobado por el organismo rector de estándares SMPTE (Sociedad de Ingenieros de Cine y Televisión) bajo el nombre preliminar SMPTE ST-2082.

La mayoría de las cámaras, endoscopios médicos y monitores profesionales 4K utilizan cuatro conectores BNC que transmiten simultáneamente señales 12G-SDI. Algunas cámaras, como la cámara portátil todo en uno Sony PXW-Z280, ahora incluyen conectores de salida 12G-SDI a medida que avanza la tecnología; sin embargo, sólo un cable SDI cumple con el estándar de transmisión 12G-SDI y puede transportar directamente señales 4K 60p.

Algunos proveedores de transceptores de vídeo también lanzaron transceptores 12G-SDI para satisfacer el uso del mercado de televisión y radiodifusión de mayor resolución.

24G-SDI

24G-SDI también conocido como UHD-2 o 24G UHD-SDI, definido en SMPTE ST-2083, este estándar admite una resolución de 8k 120p. Es la última generación de SDI para
aplicaciones de interfaces de medios de transmisión en tiempo real UHDTV específicas. 24G-SDI utiliza ocho líneas de SMPTE ST 2083, lo que permite transferir señales de vídeo a velocidades de hasta 24 Gbps.

48G-SDI

48G-SDI es un término nuevo que proponen algunos líderes de la industria pero que no se ha definido en SMPTE. Al mezclar cuatro canales 12G-SDI independientes, 48G-SDI admite una señal de 8K (48G) a través de cable de fibra. Es ideal para transmitir múltiples flujos SDI sin comprimir o señales UHD de calidad de transmisión 8K.

Historia de la interfaz digital serie (SDI)

En 1982, el antiguo CCIR emitió el CCIR 601 basándose en las propuestas institucionales de la Unión Europea de Radiodifusión (UER) y la Sociedad Americana de Ingenieros de Cine y Televisión (SMPTE) en una frecuencia de muestreo de 13,5 MHz y cuantificación de 8 Bits y 4:2. : 2 submuestreo de crominancia unifican los parámetros digitales de los sistemas de escaneo de televisión 525/60 y 625/50.

En 1986, CCIR lanzó CCIR 656, basado en los estándares EBU Tech.3246 y SMPTE 125, y propuso una interfaz paralela que transmite las especificaciones CCIR 601 utilizando 11 pares trenzados y conectores tipo D de 25 pines. Algunos de los primeros dispositivos digitales usaban esta interfaz. Aún así, debido a la corta distancia de transmisión, la conexión es complicada y, por otras razones, no es adecuada para un uso a gran escala. El CCIR 656 también incluye el estándar de interfaz digital en serie EBU Tech.3247 propuesto por la EBU en 1983 y utiliza codificación de bloques 8/9 a una velocidad de bits de 243 Mb/s, pero solo admite cuantificación de 8 bits y no es fácil diseñar un sistema estable. chip de interfaz barato.

En 1983, el CCIR se convirtió en el Sector de Radiotelecomunicaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT-R). En 1994, el UIT-R publicó la Recomendación BT.656-2, incorporando una nueva interfaz digital en serie definida en EBU Tech.3267 y SMPTE 259M, que utiliza una transmisión de 10 bits y codificación NRZI. La velocidad del reloj es de 270 Mb/s cuando se transmite una señal de nivel 4: 2: 2 desde ITU-R BT—601 (parte A), ahora el famoso SDI.

El uso de un cable coaxial de 75 ohmios y un conector BNC de 75 ohmios (IEC 60169-8) permitió la reutilización de muchos cables existentes dentro de la estación en un sistema digitalizado, y SDI se convirtió en estándar en los dispositivos digitales. Basado en la realización final del estudio, master, sistema de control de transmisión digital. China también formuló la norma nacional correspondiente BG/T 17953 relativa a las normas anteriores. EBU Tech.3268, SMPTE RP145 y ITU-R BT .799 proponen enlace dual para satisfacer la demanda de producción de programas de alta calidad para imágenes de nivel 4:4:4 y clave cromática de ITU-R BT.601 (Parte A) Concepto que transmite tanto la imagen R’G’B’/4:4:4 como la otra señal de banda ancha por dos canales SDI al mismo tiempo.

En 1990, con el lanzamiento de la Recomendación UIT-R BT.709, el desarrollo acelerado de la tecnología de televisión de alta definición, se acordó en la industria el uso de una interfaz digital en serie para transmitir señales de alta definición, para lo cual SMPTE definió en la frecuencia de reloj estándar 292M hasta 1. La interfaz digital serial de nivel 5 Gb/s, el estándar internacional correspondiente es ITU-R BT. 1120, este es el conocido HD-SDI.

En 2005, el ITU-R especificó una interfaz serie de 2,97 Gb/s en BT.1120-6, que todavía utiliza el cable coaxial de 75 ohmios y el conector estándar IEC 60169-8. Además, SMPTE 424M también ofrece una definición similar de una interfaz de nivel de 3 Gb/s. La llegada de la interfaz serie de 3 Gb/s resuelve la necesidad anterior de programación HD-SDI de doble enlace, como la programación en formato 4:4:4/12bit o 1080p50/59.94.

Los fabricantes han introducido productos de chips de interfaz serie de 3 Gb/s. En algunas ocasiones que requieren transmisión a larga distancia, como la conexión de dos estudios distantes, el cobre resulta un poco impotente. Actualmente, el cable de fibra óptica se ha convertido en un sustituto natural del cobre. ITU-R BT.1367 y SMPTE 297M son estándares para transmitir señales digitales en serie a través de cables de fibra óptica. Tomemos como ejemplo ITU-R BT.1367. Al transmitir señales de alta definición, solo se permiten fibras ópticas monomodo y sus correspondientes conectores ópticos. Conversión eléctrica, eléctrico-óptica mediante el receptor óptico y el transmisor óptico adecuados.

SD-SDI vs HD-SDI vs 3G-SDI, ¿cuál es la diferencia?

Las especificaciones eléctricas principales de HD-SDI y SD-SDI son las mismas, pero la velocidad de bits de transmisión es mucho mayor que la de SD-SDI. Dado que ITU-R BT.1120-2 especifica que la frecuencia de muestreo de luminancia de las señales de vídeo de alta definición es de 74,25 MHz y la frecuencia de muestreo de dos señales de diferencia de color es de 37,125 MHz respectivamente, la velocidad de bits primaria de HD-SDI alcanza los 1,485 Gb. /s. Teniendo en cuenta que la distribución de los parámetros del cable de transmisión de alta frecuencia afecta la transmisión de señales de vídeo de alta definición, la longitud del cable se reducirá significativamente.

El formato de transmisión de datos de HD-SDI es el mismo que el formato de transmisión de SD-SDI, y la señal de luminancia Y y las señales de diferencia de color Cb y Cr sometidas a multiplexación por división de tiempo se manejan como palabras de 20 bits. Cada palabra de 20 bits corresponde a una muestra de diferencia de color y una muestra de luminancia. Los modos de multiplexación son (Cb1Y1), (Cr1Y2), (Cb3Y3) y (Cr3, Y4).

Con la llegada de los estándares de vídeo de alta definición (HD), como 1080i y 720P, las interfaces se han adaptado para manejar velocidades de datos más altas de 1,485 Gbps, y la interfaz serie de 1,485 Gbps, comúnmente conocida como interfaz HD-SDI, se define por el SMPTE292M utiliza el mismo cable coaxial de 75 ohmios. SMPTE aprobó el nuevo estándar, SMPTE424M, que duplica la velocidad de datos SDI a 2,97 Gbps sobre el mismo cable coaxial de 75 ohmios y admite imágenes de mayor resolución, como 1080P y cine digital. 3G-SDI es una versión mejorada de HD-SDI. El sistema admite los estándares SMPTE424M, SMPTE292M, SMPTE259M, SMPTE297M, SMPTE305M y SMPTE310M.

¿Cuáles son las ventajas de la IDE?

Alta confiabilidad: SDI transmite datos de video sin compresión, lo que da como resultado una interfaz multimedia de alta definición.
Sin latencia: la señal SDI se transporta a través de cables coaxiales e imágenes HD claras, sin demoras y con señales digitales sin comprimir. Es crucial garantizar el transporte de señales en tiempo real, como monitoreo y transmisión en vivo.
Larga distancia: en comparación con la tecnología tradicional, SDI admite decenas de kilómetros de transmisión a través de cable de fibra sin degradar la calidad de la señal.
Cableado máximo: la mayoría de SDI utilizan el conector BNC compatible con cableado analógico. Por lo tanto, puede actualizar el sistema existente a SDI sin modificaciones significativas, reduciendo el costo total.

Preguntas frecuentes

P: ¿Qué es 8K?

R: 8K es un nombre genérico para una gran resolución de vídeo de 7680×4320. Tiene una relación de aspecto 16:9 y 33.177.600 píxeles. Para las demandas de transmisiones y eventos en vivo, la palabra más precisa es UltraHD2.

P: ¿Cuáles son los factores que afectan la estabilidad de un sistema IDE?
R: Los factores principales son una fuente de alimentación estable, una buena adaptación de impedancia, la reducción del efecto de la capacitancia distribuida, los conectores adecuados y las características de blindaje del cable.

P: ¿SDI lleva HDCP?

R: SDI no admite HDCP, por lo que la conversión de HDMI a SDI no transportará HDCP.

P: ¿SDI es mejor que HDMI?

R: Depende de tu situación de transmisión. Si pasas el cable a largas distancias, es mejor usar SDI, pero HDMI será la opción más económica para una distancia muy corta.

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