Interfaz digital en serie
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La interfaz digital en serie ( SDI) es una familia de interfaces de video digital profesional estandarizadas por la Society of Motion Picture and Television Engineers .
Historia
- La primera edición del estándar fue desarrollada por ITU-R en 1986 como Recomendación CCIR-656, que definió interfaces seriales y paralelas para equipos de estudio de televisión para la transmisión de video componente digital 4:2:2. [1] La Recomendación UIT-R BT.656 (anteriormente CCIR-656) también fue revisada y complementada en 1992, 1994, 1995, 1998, 2007. [2] .
- También en 1986, se demostró la primera interfaz serial digital en una exhibición en Houston, Texas. [una]
- La Unión Europea de Radiodifusión publicó en 1991 un desarrollo adicional de las características para implementar interfaces seriales en EBU Tech. 3267. [3]
- La especificación del estándar y el desarrollo de nuevos estándares interrelacionados ya fueron realizados por la Sociedad de Ingenieros de Cine y Televisión SMPTE . El primer estándar, SMPTE 259M , adoptado en 1993 (y posteriormente revisado en 1997), especificaba la transmisión de señales de video digital compuesto y componente 4:2:2 en sistemas de televisión de 525 y 625 líneas a través de una interfaz digital en serie. [4] .
- Posteriormente, surgieron estándares que describían la transmisión de señales de alta definición. En 1996, se publicó SMPTE-292M, que describe una interfaz de fibra óptica y coaxial digital en serie para señales de componentes HDTV de 1,3 a 1,5 Gbps. Se generalizó como HD-SDI.
- En 2002, se publicó el estándar SMPTE 372M para transmisión de video de alta definición 1080i/p sobre dos enlaces de 1,5 Gbps.
- El nuevo estándar 3G-SDI, que permite la transmisión de video 1080p50 a través de un solo cable , se publicó en 2005 en la Recomendación ITU-R BT.1120 y en 2006 se adoptó como el estándar SMPTE ST 425:2006. [5] .
- En 2006, se adoptó el estándar SMPTE ST 297:2006, que describe la interfaz óptica para todos los flujos SDI de 143 Mbps a 3 Gbps. [5]
- Desde 2013, se han desarrollado estándares para transmitir señales de televisión de ultra alta definición a través de interfaces eléctricas y ópticas. El grupo de trabajo 32NF-70 está desarrollando los estándares ST-2081, ST-2082 y ST-2083 para SDI de 6 Gb/s, 12 Gb/s y 24 Gb/s, respectivamente. Fecha estimada de finalización 30 de junio de 2015. [6] [7]
Especies
Hay varios estándares SDI:
- SD-SDI - para la transmisión de definición estándar de calidad de transmisión de video digital;
- ED-SDI (Interfaz digital en serie de definición mejorada): para la transmisión de video digital de calidad mejorada con escaneo progresivo;
- HD-SDI (interfaz digital en serie de alta definición): SDI para televisión de alta definición (HDTV) proporciona un flujo de datos de 1485 Mbps;
- Dual Link HD-SDI: para HDTV progresiva, le permite transferir hasta 2970 Mbps a través de dos conexiones físicas HD-SDI;
- 3G-SDI: para la transmisión de HD con flujo de escaneo progresivo de hasta 2970 Mbps a través de un solo cable coaxial.
Estándares en desarrollo:
- 6G-SDI: para transmitir señales de televisión de ultra alta definición (UHDTV) hasta 2160/30p a 5,94 Gbps
- 12G-SDI: para transmitir señales UHDTV de hasta 2160/60p a 11,88 Gbps
Estos estándares se utilizan para la transmisión de señales de video digital sin comprimir y sin codificar (también pueden tener flujos de audio y/o código de tiempo incrustados) en equipos de televisión profesionales. La transmisión de flujo de datos de 2970 Mbps es posible a una distancia de hasta 300 m a través de un cable coaxial.
Interfaz eléctrica
Varios estándares de interfaz digital en serie utilizan uno (o más) cables coaxiales de 75 ohmios con conectores BNC . El mismo cable se usa para video compuesto analógico , pero se prefieren cables de mayor calidad para transmisión digital. Oscilación de señal 800 mV (±10%). La atenuación de la señal durante la transmisión a largas distancias se puede compensar en el lado receptor, lo que hace posible transmitir un flujo de 270 Mbps a una distancia de hasta 300 m. Para flujos HD, la distancia no suele superar los 100 m.
Para transmitir una señal de video de componente digital sin comprimir, se utiliza la codificación de canales con un código modificado sin retorno a cero (NRZC) en combinación con la codificación . La interfaz se sincroniza automáticamente. La sincronización de cuadros se lleva a cabo mediante un paquete de datos de sincronización especial, que consta de una secuencia de 10 unos y 20 ceros seguidos (20 unos y 40 ceros para HD).
Estándares
| Estándar
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Nombre
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tasa de bits
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Ejemplos de formato de video
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| SMPTE 259M
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SD-SDI
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270 Mbps, 360 Mbps, 143 Mbps y 177 Mbps
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480i, 576i
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| SMPTE 344M
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ED-SDI
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540Mbps
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480p, 576p
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| SMPTE 292M
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HD-SDI
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1.485 Gbps y 1.485/1.001 Gbps
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720p, 1080i
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| SMPTE 372M
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Doble enlace HD-SDI
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2.970 Gbps y 2.970/1.001 Gbps
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1080p
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| SMPTE 424M
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3G-SDI
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2.970 Gbps y 2.970/1.001 Gbps
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1080p
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| SMPTE ST-2081
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6G UHD-SDI
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6 Gb/s
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4Kp30
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| SMPTE ST-2082
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12G UHD-SDI
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12 Gb/s
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4Kp60
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Tarifas de datos
Las siguientes tasas de bits se utilizan para la transmisión SDI:
- Para dispositivos de video SD, según lo especificado por el estándar SMPTE 259M , son posibles flujos de 270 Mbps, 360 Mbps, 143 Mbps y 177 Mbps. La tasa de bits más común es de 270 Mbps, sin embargo, ocasionalmente también se encuentra una interfaz de 360 Mbps (utilizada para video de pantalla ancha de definición estándar). Las interfaces de 143 y 177 Mbit/s están destinadas a la transmisión de video compuesto ( PAL o NTSC ) en forma digital y ahora se consideran obsoletas.
- Para la transmisión de video digital progresivo de calidad mejorada (principalmente 525p), se instalan varias interfaces de 540 Mbps, incluida una interfaz que consta de dos conexiones físicas de interfaces de 270 Mbps. Ocurre muy raramente.
- Para dispositivos HDTV, la interfaz SDI está definida por el estándar SMPTE 292M. Se instalan dos flujos: 1.485 Gb / sy 1.485 / 1.001 Gb / s. Se introduce el factor 1/1,001 para permitir que SMPTE 292M admita formatos de video con velocidades de cuadro de 59,94 Hz, 29,97 Hz y 23,98 Hz, para compatibilidad ascendente con los sistemas NTSC existentes. La versión de 1,485 Gb/s del estándar también es compatible con otros formatos de uso común a 60 Hz, 50 Hz, 30 Hz, 25 Hz y 24 Hz. Por lo tanto, a una tasa de bits nominal de 1,5 Gbps, se pueden transmitir ambas versiones del estándar.
- Para los dispositivos de televisión de ultra alta definición que requieren una mayor definición, velocidad de fotogramas o profundidad de color de lo que es posible con una interfaz HD-SDI, el estándar SMPTE 372M define una interfaz con dos conexiones físicas. Esta interfaz consta de dos conexiones SMPTE 292M que funcionan en paralelo. En particular, se admite 1080p (4:2:2, 10 bits) a 60 Hz, 59,94 Hz y 50 Hz, así como profundidad de color de 12 bits, codificación RGB y muestreo de color 4:4.
- La interfaz, denominada 3 Gbps (más precisamente 2,97 Gbps, pero más comúnmente conocida como "3 Gbps") está estandarizada por SMPTE 424M. El estándar admite todas las funciones admitidas por una interfaz dual de 1,485 Gb/s, y solo se requiere un cable para la transmisión, no dos.
Datos adicionales
SMPTE 259M, SMPTE 292M incluyen soporte para datos adicionales según el estándar SMPTE 291M. Los datos adicionales son un flujo de datos estandarizados que se transmitirán como parte de un flujo de interfaz serial digital. Además del video, se pueden incluir audio incrustado, subtítulos, código de tiempo, señales de detección de errores (EDH) y otros tipos de metadatos en una transmisión SDI.
Audio incrustado
Tanto SD como HD-SDI brindan hasta 16 canales de audio integrado. El encuadre de los datos de audio es diferente entre los dos estándares: SD usa el estándar SMPTE 272M, mientras que HD usa el estándar SMPTE 299M. En ambos casos, el stream SDI puede contener hasta 16 canales de audio (4 grupos de 4 canales) con una frecuencia de muestreo de 48 kHz y cuantización de 24 bits, compatibles con el estándar AES/EBU .
Señales de detección de errores (EDH)
El protocolo de detección de errores (SMPTE RP 165-1994, ITU-R BT.1304) es opcional, pero normalmente se usa en la interfaz serie digital. El protocolo permite que el equipo receptor SD-SDI verifique que cada campo de la señal de video se recibe correctamente. El equipo de transmisión calcula dos sumas de verificación de redundancia cíclica para cada campo, una correspondiente a un cuadro completo, la otra correspondiente a un campo, y las coloca en una señal de detección de errores (EDH) en el paquete de datos adicional.
La Señal de Detección de Errores (EDH) no corrige los errores, solo los detecta. Tampoco existe un mecanismo por el cual los campos con errores identificados puedan ser reenviados.
EDH no se utiliza en el estándar de alta definición HD-SDI, ya que el estándar está diseñado para transmitir la suma del valor de verificación CRC de cada línea.
Véase también
Enlaces
Notas
- ↑ 1 2 "Informe ITU-R BT.1088-2. Interfaces para señales de video digital en sistemas de televisión de 525 y 625 líneas" . UIT-R. Consultado el 15 de abril de 2015. Archivado desde el original el 6 de marzo de 2016. (indefinido)
- ↑ "Rec. ITU-R BT.656-5. Interfaces para señales de video por componentes digitales en sistemas de televisión de 525 y 625 líneas que operan en el nivel 4:2:2 descrito en la Recomendación ITU-R BT.601" . UER. Consultado el 15 de abril de 2015. Archivado desde el original el 20 de enero de 2022. (indefinido)
- ^ "Interfaces EBU para señales de video digital de 625 líneas en el nivel 4: 2: 2 de la recomendación CCIR 601" . UER. Consultado el 15 de abril de 2015. Archivado desde el original el 3 de marzo de 2016. (indefinido)
- ^ "Señales digitales compuestas 4fsc y componentes 4: 2: 2 de 10 bits: interfaz digital en serie" . SMPTE. Consultado el 15 de abril de 2015. Archivado desde el original el 12 de mayo de 2013. (indefinido)
- ^ 1 2 "Actualización de estándares SMPTE: estándares 3G SDI" (enlace descendente) . SMPTE. Consultado el 15 de abril de 2015. Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016. (indefinido)
- ^ "SMPTE: interfaces SDI Ultra HD 32NF-70 WG" (enlace descendente) . SMPTE. Consultado el 15 de abril de 2015. Archivado desde el original el 22 de abril de 2014. (indefinido)
- ↑ Informe trimestral de estándares de marzo de 2014 (página 28) (enlace no disponible) . SMPTE . SMPTE. Fecha de acceso: 19 de septiembre de 2014. Archivado desde el original el 16 de julio de 2014. (indefinido)
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