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Segnale video SDI

Segnale video SDI

La Serial Digital Interface (comunemente chiamata SDI) è un’interfaccia digitale seriale utilizzata per il trasporto di segnali video in ambito professionale e broadcast. Permette maggior qualità di ripresa perché evita l’intervento dei codec di compressione impiegati nella registrazione su supporti, integrati nelle videocamere (nastro, cassetta, schede di memoria). Essa è standardizzata come ITU-R BT.656 e SMPTE 259M. La larghezza di banda di questo collegamento è di 270 Mbit per secondo. Questa implementazione è studiata per la trasmissione di segnali televisivi PAL e NTSC (quella che oggi chiamiamo definizione standard) per cui si associa spesso la sigla SD (standard definition) alla sigla SDI (SD-SDI).

Esiste una versione per trasmettere segnali ad alta definizione, conosciuta come High Definition Serial Digital Interface (HD-SDI) contemplata dallo standard SMPTE 292M. La versione HD-SDI ha una capacità di banda di 1.485 Gbit per secondo.
Per alcune applicazioni, come nel caso della cinematografia digitale, tale banda può non essere sufficiente. Per tale motivo si utilizza una modalità conosciuta come dual link definita dalle specifiche SMPTE 372M. Tale versione, come dice il nome stesso, prevede l’utilizzo di due connessioni HD-SDI contemporanee. Essa è capace di una larghezza di banda nominale di 3 Gbit per secondo. L’utilizzo della modalità dual link richiede un secondo cavo tra i due apparati e questo, nel caso di installazioni complesse, può creare problemi relativi alla complessità del cablaggio e al costo.
Una versione di questa interfaccia, definita 3G-SDI, standardizzata come SMPTE 424M, in cui, su un singolo cavo, è possibile ottenere la larghezza di banda di 3 Gbit per secondo.

L’interfaccia SDI è un sistema di trasmissione di segnali digitali non compressi e non criptati ed è di larghissimo impiego all’interno delle infrastrutture di produzione televisiva. È possibile, come opzione, trasferire anche segnali audio integrati all’interno del flusso video.

L’interfaccia è progettata per operazione su distanze brevi, a causa dell’elevato bitrate. Sia la SDI che la HD-SDI sono interfacce disponibili solo su apparecchiature di tipo professionale, a causa di alcuni accordi di licenza che non prevedono l’uso di segnali digitali non criptati su apparecchi di classe domestica, anche se esistono box esterni con ingressi compatibili e schede video idonee, per il collegamento a computer. Al pari esistono alcune modifiche per lettori DVD per implementare un’interfaccia SDI.

Sia la versione SD che quella HD dell’interfaccia contengono 16 canali di audio integrato. È utile notare, ai fini letterari, che il termine inglese embedded’ viene spesso reso in italiano come embeddato, seguendo un’usanza tipica dei termini tecnici.

Le due interfacce usano un differente metodo di incapsulamento, rispettivamente lo SMPTE 272M per la SD e lo SMPTE 299M per la HD. In ognuno dei due casi, un segnale SDI può contere fino a sedici canali (8 coppie) di audio digitale a 48 kHz, 24 bit, insieme al video. Normalmente viene usato audio PCM a 48 kHz a 24 bit (20 nella versione SD), in una maniera direttamente compatibile con l’interfaccia audio digitale AES3. I canali audio sono posizionati nei periodi di cancellazione orizzontale, dove il segnale SDI non contiene niente di utile, poiché l’apparato ricevente rigenera i propri sincronismi dal TRS.

I canali audio sono suddivisi in gruppi, ognuno dei quali è numerato da uno a quattro e contiene quattro canali. La loro numerazione è univoca, per esempio il canale 5 sarà sempre il primo canale del secondo gruppo.

Le varie versioni dell’interfaccia digitale seriale supportano numerosi formati video.

    L’interfaccia a 270 Mb/s supporta video interlacciato a 525 linee con una frequenza di campo di 59.95 Hz (29.97 fotogrammi al secondo), e video interlacciato a 625 linee con frequenza di 50 Hz. Questi formati sono ampiamente compatibili rispettivamente con NTSC e PAL, e questi termini sono spesso usati per riferirsi (incorrettamente) ad essi. (Non va dimenticato che NTSC e PAL sono schemi di codifica colore su video composito, e la SDI, al di là degli obsoleti formati a 143 e 177 Mb/s, è un’interfaccia a componenti).
L’interfaccia a 360 Mb/s supporta schermi panoramici a 525 e 625 linee. Se si usa la codifica 4:2:0, può anche supportare il 525p.
Le varie interfacce a 540 Mb/s supportano i formati 525p e 625p.
L’interfaccia nominale a 1.5Gb/s supporta la maggior parte dei formati ad alta definizione, inclusi:
1080i60,
1080i59.94,
1080i50,
1080p30,
1080p29.97,
1080p25,
1080p24,
1080p23.98,
720p60,
720p59.94,
720p50,
diversi formati 1035i (uno standard giapponese obsoleto),
standard 720p a banda dimezzata, come 720p24 (utilizzato in qualche conversione cinematografica, ed inconsueto in quanto ha un numero dispari di campioni per linea),
vari formati 1080psf (scansione progressiva, fotogramma segmentato).

I fotogrammi segmentati contengono video a scansione progressiva suddiviso in due semiquadri segmentati. Questo sistema viene utilizzato per supportare monitor e TV analogici, la maggior parte dei quali non è in grado di agganciarsi a frequenze di quadro basse come 24 e 30 Hz. Inoltre è di un certo impiego per produzioni a scansione progressiva utilizzando apparecchiature che supportano solo i formati interlacciati.

    L’interfaccia dual link supporta i formati 1080p60, 1080p59.94 e 1080p50, così come la codifica 4:4:4, maggiore profondità cromatica, codifica RGB, canali alpha e risoluzioni non standard (frequentemente utilizzate nella computer grafica e nella cinematografia digitale).
L’interfaccia 3G supporta gli stessi formati della versione dual link, ma utilizzando un unico cavo.

Osvaldo

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