SDI接口及信號(hào)介紹

SDI接口介紹1SDI接口--定義SDI接口：全稱是“數(shù)字分量串行接口（SerialDigitalInterface）”按速率分為：標(biāo)準(zhǔn)清晰度SD-SDI、高清標(biāo)準(zhǔn)HD-SDI和3G-SDI，對(duì)應(yīng)速率分別是270Mb/s、1.485Gb/s和2.97Gb/s。其標(biāo)準(zhǔn)由移動(dòng)圖像和電視工程師協(xié)會(huì)(SMPTE)制定，在當(dāng)今的廣播和視頻產(chǎn)品領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。SDI標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了怎樣通過視頻同軸電纜在產(chǎn)品設(shè)備之間傳送未經(jīng)壓縮的串行數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。人們常在SDI信號(hào)中嵌入數(shù)字音頻信號(hào)，也就是將數(shù)字音頻信號(hào)插入到視頻信號(hào)的行、場(chǎng)同步脈沖（行、場(chǎng)消隱）期間與數(shù)字分量視頻信號(hào)同時(shí)傳輸。SDI接口不能直接傳送壓縮數(shù)字信號(hào)，數(shù)字錄像機(jī)、硬盤等設(shè)備記錄的壓縮信號(hào)重放后，必須經(jīng)解壓并經(jīng)SDI接口輸出才能進(jìn)入SDI系統(tǒng)。傳輸輔助設(shè)備：SDI的光纖傳輸器、SDI音頻解嵌器等。2SDI接口--連接器SDI是以數(shù)字為骨,CCTV為形的概念運(yùn)行,也就是以遵循SDI規(guī)范的數(shù)字信號(hào)在視頻線/BNC接口上面?zhèn)鬏斘磯嚎s的視頻/音頻以及控制/電源于一條視頻線上,且安裝方式與CCTV完全相同,對(duì)于代理/經(jīng)銷/工程商的部份不需要額外的學(xué)習(xí)成本以及投入如網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控般的售后服務(wù)費(fèi)用/人力。SDI設(shè)備大部分是采BNC接口走視頻線輸出,但也有直接采光纖接口,光纖的應(yīng)用在高清時(shí)代預(yù)計(jì)會(huì)大幅的成長(zhǎng),它的頻帶寬、耗損低、抗干擾、重量輕以及擴(kuò)展性也高,這個(gè)趨勢(shì)值得關(guān)注。

3SDI接口--傳輸信號(hào)格式信號(hào)格式傳輸方式有效碼率1080/60i1080/60i1244.16Mbps1080/30P1080/30P或1080/30Psf1080/50i1080/50i

1036.8Mbps

1080/25P1080/25P或1080/25Psf1080/24P1080/24P或1080/24Psf

995.328Mbps720/60P720/60P(不支持720/60Psf)1105.92Mbps4SDI接口--原理簡(jiǎn)介一串行接口是把數(shù)據(jù)字的各個(gè)比特以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)通過單一通道順序傳送的接口，不能直接傳送壓縮數(shù)字信號(hào)，數(shù)字錄像機(jī)、硬盤等設(shè)備記錄的壓縮信號(hào)重放后，必須經(jīng)解壓并經(jīng)SDI接口輸出才能進(jìn)入SDI系統(tǒng)，人們常在SDI信號(hào)中嵌入數(shù)字音頻信號(hào)，也就是將數(shù)字音頻信號(hào)插入到視頻信號(hào)的行、場(chǎng)同步脈沖（行、場(chǎng)消隱）期間與數(shù)字分量視頻信號(hào)同時(shí)傳輸。目前已進(jìn)入高清時(shí)代，所以在此著重介紹HD-SDI。對(duì)于HD-SDI來說，高清的亮度信號(hào)的帶寬是30MHz，色差信號(hào)（CB、CR）的帶寬是亮度信號(hào)帶寬的一半，也就是15MHz。根據(jù)取樣定理，取樣頻率必須在帶寬的2倍以上。廣電部門規(guī)定Y信號(hào)的取樣頻率為74.25MHz，CB、CR信號(hào)的取樣頻率為37.125MHz，量化位數(shù)為10比特(1024階調(diào))。這就意味著用74.25MHz取樣的話，Y信號(hào)、CB、CR信號(hào)各取樣一次就行。也就是說一個(gè)樣點(diǎn)包含了二個(gè)分量數(shù)字信號(hào)（CB，Y）或（CR，Y），數(shù)據(jù)寬度為20比特。將此數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，即構(gòu)成串行傳輸信號(hào)，其傳輸速率為：74.25MHz×20=1.485Gb/s。HD-SDI信號(hào)里，除了有效視頻信號(hào)之外，在視頻信號(hào)消隱區(qū)間里還疊加有其他信息。如有效視頻的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)EAV/SAV、行數(shù)信息LN、冗余校正碼CRC、輔助數(shù)據(jù)ANC等信息。5SDI接口--原理簡(jiǎn)介二在傳輸上，由于HD-SDI的傳輸速率高達(dá)1.485Gb/s，其頻譜分布一般在4GHz以上，所以在HD-SDI信號(hào)傳輸時(shí)必須使用高頻衰減較少的特性阻抗75Ω專用電纜，否則將無法正確接收數(shù)字信號(hào)。對(duì)于短距離電纜，頻率特性幾乎是平坦的；對(duì)于長(zhǎng)距離電纜，頻率越高衰減量增大。評(píng)估電纜所能傳輸?shù)淖畲缶嚯x為頻率750MHz時(shí)，電纜衰減量為20dB的長(zhǎng)度，大約為110m。最大長(zhǎng)度還和輸出端信號(hào)的幅度、抖動(dòng)量、接收端的均衡能力有關(guān)。目前，所使用的電纜一般為Belden1694A或5CFB。為了便于電纜傳輸，HD-SDI信號(hào)通過電纜驅(qū)動(dòng)器（數(shù)據(jù)率在SD-SDI270Mb/s時(shí)，驅(qū)動(dòng)75Ω的電纜，最大傳輸距離為350m）來進(jìn)行連接和傳輸。還可以利用光纖對(duì)HD-SDI信號(hào)進(jìn)行傳輸，有不少公司已經(jīng)開發(fā)出其光傳輸系統(tǒng)，主要由發(fā)送端設(shè)備和接收端設(shè)備組成：發(fā)送端接收75Ω的同軸輸入，轉(zhuǎn)化成光信號(hào)，接收端將光信號(hào)轉(zhuǎn)化成BNC輸出。在支持的信號(hào)格式上面，前面已經(jīng)提及：目前高清晰度數(shù)字電視制作設(shè)備之間的主要連接方式是串行數(shù)字分量接口HD-SDI。根據(jù)SMPTE292M標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定HD-SDI的碼率為1485Mbps，它支持有效視頻碼率低于1485Mbps的信號(hào)格式傳輸：1080/60i、1080/30p、1080/50i、1080/25p、1080/24p、720/60p。另外，SDI和HD-SDI串行數(shù)字接口傳輸4:2:2的亮度和色差分量信號(hào)Y/R-Y/B-Y，傳送4:4:4的RGB信號(hào)時(shí)SDI和HD-SDI必須采用雙鏈接方式，需要使用兩條電纜。

6HD-SDI接口與其它高清接口的對(duì)比真正意義上的高清接口包括HD-SDI、YPbPr、HDMI、DVI這幾種，而從下表中可以很清晰地看到，在目前的高清數(shù)字接口中HD-SDI接口的綜合優(yōu)勢(shì)。HD-SDI接口是目前比較好的高清接口，同時(shí)HD-SDI接口也是目前廣電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的高清接口。7HD-SDI攝像機(jī)

為何出現(xiàn)HD-SDI攝像機(jī)？隨著安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字化、高清化的節(jié)奏加快，高清網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品亦有不俗的表現(xiàn)，但即便如此，依然不能忽視其不盡如意的地方，比如延遲、編解碼損耗、高帶寬等。對(duì)此，廠家和用戶除無奈外，仍在不斷尋求更好的高清解決方案。在此需求下，產(chǎn)生了新的應(yīng)用——將廣播級(jí)標(biāo)準(zhǔn)SDI引入到安防應(yīng)用領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn)真正意義上的實(shí)時(shí)高清，基于HD-SDI標(biāo)準(zhǔn)接口的高清攝像機(jī)即為其中的代表。HD-SDI攝像機(jī)與IPCamera相比，主要有以下四大優(yōu)點(diǎn)。未壓縮：HD-SDI數(shù)字信號(hào)是未經(jīng)壓縮的格式在視頻線上傳輸,不像網(wǎng)絡(luò)傳輸容易掉張/破張,可靠度較高;低延遲：HD-SDI比起網(wǎng)絡(luò)高清有較低的傳輸延遲性,是實(shí)時(shí)監(jiān)控較好的方案;易安裝：對(duì)工程商或用戶而言，其安裝設(shè)定與操作與傳統(tǒng)CCTV無異,沒有學(xué)習(xí)上的額外成本;低成本：由模擬升級(jí)到高清的總成本較低,使用已有視頻線從D1升級(jí)到HD,只需更換前后端設(shè)備，不需重新布線。8其它與SDI相關(guān)的設(shè)備其它與SDI相關(guān)的設(shè)備還有：SDI視頻矩陣切換器、SDI光端機(jī)、SDI音頻嵌入器、SDI音頻解嵌器、各種SDI轉(zhuǎn)換器（例如：SDI轉(zhuǎn)HDMI、SDI轉(zhuǎn)DVI、VGA轉(zhuǎn)SDI、分量轉(zhuǎn)SDI等）、SDI信號(hào)分配器、SDI監(jiān)視器等。9應(yīng)用環(huán)境及需求客戶在那些要求高清與實(shí)時(shí)監(jiān)控的場(chǎng)合,比如賭場(chǎng)、實(shí)況轉(zhuǎn)播等。以標(biāo)清轉(zhuǎn)高清的角度來看,原本采用CCTV的小區(qū)可以直接