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在多媒體和音視頻項目中,如何應對12G-SDI傳輸距離的挑戰(zhàn)

在多媒體和音視頻項目中,如何應對12G-SDI傳輸距離的挑戰(zhàn)

隨著廣播、音視頻、媒體和娛樂領域迎來云計算大數據和人工智能等趨勢,以及 4K 和 8K 等高清視頻格式的應用,帶寬需求正在迅速增長。

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雖然 3G-SDI 和 6G-SDI 的應用在今天仍然很普遍,但一種新的廣播級 SDI 標準已經登場,12G-SDI 支持大約 12Gb/s 的數據速率,它支持 4K 和 8K 視頻傳輸等技術。

在項目規(guī)劃、設備的采購和部署方面,3G-SDI 和 6G-SDI 應用非常簡單。但是,需要 12G-SDI 支持的項目,例如包含專業(yè)攝像機和顯示器、制作和轉播系統(tǒng)、格式轉換器、路由器和服務器的項目,可能需要考慮線纜傳輸距離的挑戰(zhàn),在開始設計和投資設備之前需要考慮這些挑戰(zhàn)。

適用于 12G-SDI 的線纜長度

在 12G-SDI 應用中,一些設計人員使用光纖來達到更長的傳輸距離,但在相當多的項目中,使用同軸線纜仍然是最適合的方式。專為傳輸SDI 信號設計的同軸線纜有多種類型供設計人員選擇,包括 riser、plenum、LSZH、高柔性、戶外gel-block 等,以及從微型 RG-59 到 更粗的 RG-11 等。

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然而,面對眾多選擇,設計人員需要一種簡捷高效的方法來確定每種同軸線纜的傳輸距離。為了提供幫助,根據 SMPTE 指定的不同信號格式下的允許線纜的損耗值,我們創(chuàng)建了“SDI傳輸距離估算表“。該表提供了 Belden 同軸線纜在廣播和 音視頻 應用中可以支持的最長傳輸距離的估算值。

但是,線纜的實際傳輸距離可以根據設備能力而縮短或延長。同時,隨著新型號的同軸線纜的成功發(fā)布,“估算表”也將隨之更新。

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如何使用“傳輸距離估算表”

根據信號格式和 SMPTE 定義的1/2信號頻率下的衰減值,我們創(chuàng)建了“傳輸距離估算表”,該表只計算了給定條件下的線纜的傳輸距離,不包含連接器、面板或其他連接部件引起的損耗對傳輸距離的影響。

雖然此表很有幫助,但它并不是全部和最終目的,它會引起一個重要的警示:實際應用距離接近此表計算的最大距離時,誤碼率(BER)可能會有很大變化,BER 取決于接收器的設計性能和所用同軸線纜的損耗。

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雖然 “傳輸距離估算表“中所列的傳輸距離與線纜傳輸性能有關,但有源設備的實際損耗可能高于或低于設計標準損耗,從而影響線纜實際傳輸距離。

12G-SDI 的應用遵循標準 SMPTE ST 2082-1:2015 (12Gb/s Signal/Data Serial Interface – Electrical),它確定了使用 SDI 標準對高速(12G)數字視頻的要求,并描述了 12G-SDI 同軸線纜需要符合的電氣和物理特性。該標準還定義了支持單鏈路 12G-SDI 的接收器(如CCU等)允許的典型損耗量:在1/2時鐘頻率(6GHz)下最大 -40dB,換句話說,為了預防信號傳輸問題,從發(fā)射器到接收器之間的衰減損耗不應高于 -40dB。

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但 SMPTE ST 2082-1 標準也允許與此 -40dB 閾值發(fā)生差異,它指出:“… however, receivers designed to work with greater or lesser signal attenuation are acceptable.” 也就是說雖然 -40dB 是接收器的典型值,但根據 SMPTE 標準,為特殊應用場合而設計成較高或者較低衰減損耗的接收器,也是可以接受的。

對于舊的技術來說,這種偏離 -40dB 的接收器的設計建議并不會引起嚴重問題,比如 3G-SDI,它允許接收器的閾值為 -20dB,實際設備的設計和運行遠高于閾值 -20dB,從而不會導致數字懸崖效應———這就預防了突然的信號故障。然而,在 12G-SDI 應用程序中,情況并非如此。

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當傳輸 12G-SDI 信號時,很快就會接近設備的底噪(在沒有信號的情況下,設備產生的噪聲)并達到數字懸崖。由于沒有互操作性測試標準來驗證廣播設備是否會(或應該)在某些衰減參數內運行,因此在應用 12G-SDI 時,了解您面臨的問題非常重要。

如果同軸線纜按照“傳輸距離估算表”去實際布線,但沒有接收到信號(或信號有很大衰減),那么同軸線纜很可能沒有性能或者質量問題(只要線纜安裝正確且未損壞),相反,很有可能是所用設備不支持 -40dB 閾值,也就是說接收器只支持 -30dB 或者更小損耗的信號。

通往 12G-SDI 之路: 你的電纜能傳多遠?

為了解釋這種情況的影響,以及在設計和投資設備時如何應對,我們編寫了一份有用的白皮書,作為您的指南。

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本白皮書將幫助您確定您的設備是否支持 “傳輸距離估算表”中推薦的同軸線纜最大傳輸距離,它還詳細介紹了在 12G-SDI 應用中,同軸線纜的衰減測試是如何揭示線纜的傳輸距離。

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審核編輯(
王靜
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