易飞扬Gigalight

 

6G SDI/12G SDI 基带信号无压缩传输方案介绍

 

认知数字像素分辨率:
 
首先从分辨率(数字像素)角度来讲,从标清时代走到高清,从720x576到现在的1920x1080,宽高比从4:3到16:9,这个是我们比较熟悉的,4K实际上是建立在高清基础之上的,我们称之为“超高清”UltraHD,从720x576的40万像素,到高清1920x1080的两千万左右像素。到了4K来讲,我们的分辨率在高清基础上上升了4倍,从1920x1080(1080p60)变成了3840x2160(2160p60),也就是水平是1920x2,垂直是1080x2,分辨率整整上升了4倍,什么没有变呢,就是宽高比没有变,还是16比9,为什么叫QFHD,Q是QUAD,它指的是4倍,F就是FULL,就是全4倍的全高清。
 
 
 
目前市场上主流的4K超高清基带信号有两种:
 
面向电影工业的6G/12G-SDI数字串行超高清基带信号,例如面向广播级市场,应用场景多在电视台,演播室等;面向消费类终端的并行HDMI1.4/2.0 超高清基带信号,例如消费级别摄像机,游戏机,高清数字机顶盒等数字视频输出,以下对数字视频SDI接口重点介绍。
 
数字视频SDI 接口:
Digital video SDI interface: 
SDI接口是数字分量串行接口(serial digital interface)的首字母缩写,是由SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers)组织制定的一种数字视频接口标准。SMPTE是一个专门负责编制SDI标准的国际组织,目前所有的SDI标准都是由它制定的。
 
该串行接口是把数据字的各个比特以及相应的数据通过单一通道顺序传送的接口。由于串行数字信号的数据率很高,在传送前必须经过处理, 它属于数字基带信号。SMPTE组织在2015年正式发布了串行数据接口的6G-SDI和12G-SDI。6G-SDI面向2160p30的应用,对应每秒30帧画面的刷新。而12G-SDI面向2160p60(俗称真4K)的应用,对应着每秒60帧画面的刷新。
 

标准

Standard

名称

Name

发布时间

Release Time

工作速率

Operating Rate

数字视频格式

Digital Video Format

SMPTE 424M

3G-SDI

2006

2.97 Gbit/s

1080p60

SMPTE ST-2081

6G-SDI

2015

6 Gbit/s

2160p30

SMPTE ST-2082

12G-SDI

2015

12 Gbit/s

2160p60(真4K

2160p60 (true 4K)

 
4K超高清电视生态系统包括:
 
 
4K 超高清基带信号的应用场景,4k片源制作过程:
 
电影工业和广播电台等场景进行4K节目录制的时候,多数采用专业的4K高清摄像和编制系统,目前市面上的高清4K专业摄像机多数采用4路BNC同时传送12G SDI高清信号,属于4x 3G-SDI并行模式,如SONYPMW-F55 4K摄像机目前均采用这样的数字视频接口。目前是4K高清视频,在转播中试过60米优质电缆还是能满足传送,一路的3G SDI信号拉到60米就接近极限,否则影像质量会有问题。
 
 
 
为什么选用易飞扬的 4x 3G-SDI 光纤延长器?
 
测试中,应关注基带信号在SDI上的映射格式的合规性、SDI间的传输时延量的合理性、SDI接口电气特性的合规性。
 
基带信号的传输通常采用SDI接口或光纤接口,包括单链路、双链路、4链路等多种形式,现阶段,我国4K基带数字信号多数采用4链路3Gbps SDI的传输形式,因此,测试主要针对3Gbps SDI信号中的数据格式、接口电气特性指标以及4个3Gbps SDI通道之间间的延时差,由于信号的处理以及物理传输等环节的细微差异,可能造成4个3Gbps SDI通道间的信号未能完全同步,严重时可能导致画面异常,因此,易飞扬严格测试和保证各通道间的信号相对延时在相对合理范围之类。
 
4X 3G-SDI 光延长器之间的4路光纤,可采用易飞扬的3G CWDM 光模块和自制的CWDM 无源复用模块,非常容易的实现采用一个光纤进行传输,易飞扬可以提供整套的光纤传输解决方案。
 
面向4K超高清基带应用,易飞扬同时开发了单路6G SDI 光模块/电模块,和单路12G-SDI光模块/电模块, 将广泛应用于无压缩传输系统中,例如,4K数字矩阵,4K光传输设备,甚至4K摄像机中,如下图所示。