HD-SDI 高清串行接口標(biāo)準(zhǔn)概述
來(lái)源:高清互動(dòng)網(wǎng) 編輯:數(shù)字音視工程 2009-03-04 00:00:00 加入收藏
1982年,原國(guó)際無(wú)線電咨詢委員會(huì)(CCIR)以歐洲廣播聯(lián)盟(EBU)與美國(guó)電影電視電視工程師協(xié)會(huì)(SMPTE)的機(jī)關(guān)提案為基礎(chǔ),發(fā)布了CCIR 601號(hào)建議書,以13.5 MHz的取樣頻率,8位量化與4:2:2色度亞取樣統(tǒng)一了525/60和625/50兩種電視掃描系統(tǒng)的數(shù)字化參數(shù)。1986年,CCIR以EBU Tech.3246與SMPTE 125標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ),發(fā)布了CCIR 656建議書,提出了一種可以傳輸CCIR 601規(guī)格信號(hào)的并行接口,使用11對(duì)雙絞線與25針D型連接器,部分早期數(shù)字設(shè)備曾使用這種接口,但因傳輸距離較短,連接較復(fù)雜等原因,不適合大規(guī)模使用。其實(shí),CCIR 656還包含了EBU于1983年提出的EBU Tech.3247串行數(shù)字接口標(biāo)準(zhǔn),采用8/9分組編碼,比特率為243 Mb/s,但只支持8比特量化,而且不容易設(shè)計(jì)出穩(wěn)定,廉價(jià)的接口芯片。1983年,CCIR成為國(guó)際電信聯(lián)盟無(wú)線電通信部(ITU-R)。1994年,ITU-R發(fā)布了BT.656-2建議書,吸納了EBU Tech.3267與SMPTE 259M中定義的新型串行數(shù)字接口,該接口采用10比特傳輸與非歸零反向(NRZI)編碼。在傳送ITU-R BT.601(A部分)4:2:2級(jí)別信號(hào)時(shí),其時(shí)鐘還率為270 Mb/s,這就是如今大名鼎鼎的SDI。75歐姆同軸電纜與75歐姆BNC連接器(IEC 60169-8)的使用使電視臺(tái)內(nèi)部原有的大量已敷設(shè)電纜在數(shù)字化系統(tǒng)中得以再利用,后來(lái),SDI逐漸成為數(shù)字設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置,在此基礎(chǔ)上終于實(shí)現(xiàn)了演播室、主控、播控系統(tǒng)的數(shù)字化。我國(guó)也參照上述標(biāo)準(zhǔn)制訂了相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)BG/T 17953。為了滿足高質(zhì)量節(jié)目制作對(duì)ITU-R BT.601(A部分)4:4:4級(jí)別圖像與色鍵等的需求,EBU Tech.3268,SMPTE RP145與ITU-R BT .799分別提出了雙鏈接的概念,即同時(shí)通過(guò)兩個(gè)SDI通道傳輸R’G’B’/4:4:4圖像與另外一路寬帶信號(hào)。我國(guó)廣電總局參考ITU-R BT.799-3制訂的相應(yīng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為GY/T 159-2000。此外,SMPTE 344M還定義了一種時(shí)鐘頻率為540 Mb/s的串行數(shù)字接口。
1990年,ITU-R BT.709建議書發(fā)布,高清晰度電視技術(shù)加速發(fā)展,采用串行數(shù)字接口傳輸高清信號(hào)已在行業(yè)內(nèi)達(dá)成共識(shí),為此,SMPTE在292M標(biāo)準(zhǔn)中定義了時(shí)鐘頻率達(dá)1. 5 Gb/s級(jí)別的串行數(shù)字接口,相應(yīng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為ITU-R BT .1120,GY/T 157-2000為我國(guó)根據(jù)ITU建議書制訂的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),這便是大家所熟知的HD-SDI。除時(shí)鐘頻率提升到270 Mb/s的5.5倍即1.485 Gb/s外,HD-SDI與SDI也存在著一些差別,例如HD-SDI將亮度與色差信號(hào)分別放置在兩個(gè)流中,并將它們復(fù)用并加擾后進(jìn)行傳輸,而且編碼后的行號(hào)與校鹼碼附在有效視頻結(jié)束(EAV)后。因沿用了75歐姆電纜與連接器,加之有了SDI的成功經(jīng)驗(yàn),因此HD-SDI很快就取代了之前應(yīng)用的并行接口。與SDI類似,為了滿足演播室與1080p50/59.94格式內(nèi)容的傳輸,SMPTE在372M標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)雙鏈接HD-SDI進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。
高速接口芯片技術(shù)的進(jìn)步使3 Gb/s級(jí)別的串行接口成為可能。2005年,ITU-R在BT.1120-6建議書中給出了2.97 Gb/s串行接口的規(guī)范,物理介質(zhì)仍然沿用了75歐姆同軸電纜和IEC 60169-8標(biāo)準(zhǔn)連接器。此外,SMPTE 424M也給出了類似的3 Gb/s級(jí)別接口的定義。3 Gb/s串行接口的出現(xiàn)解決了之前需要雙鏈接HD-SDI的場(chǎng)合,如4:4:4/12bit或1080p50/59.94格式的節(jié)目制作等。目前,已有廠家宣布推出3 Gb/s的串行接口芯片產(chǎn)品。
在一些需要遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膱?chǎng)合,如連接兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的演播室,銅纜就顯得有些力不從心了,此時(shí),光纜自然就成為銅纜的替代者。ITU-R BT.1367、SMPTE 297M與我國(guó)的GY/T 164-2000等都是利用光纜傳送串行數(shù)字信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn),以ITU-R BT.1367為例,在傳輸高清信號(hào)時(shí),只允許使用單模光纖與相應(yīng)的光連接器,光-電、電-光轉(zhuǎn)換則由相應(yīng)的光接收器與光發(fā)射器完成。
新興的數(shù)字電影具有較高清晰度圖像更高的分辨率、更豐富的色彩(例如SMPTE 428-1K PGYQR 4096×2160 4:4:4/X’Y’Z’/12-bit@24P),在數(shù)字電影設(shè)備(如數(shù)字投影機(jī)與服務(wù)器)之間需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量更大,因此,SMPTE N26技術(shù)委員會(huì)正在制訂435M系列標(biāo)準(zhǔn)—一種時(shí)鐘頻率為10.692 Gb/s的串行數(shù)據(jù)接口,其物理介質(zhì)為符合IEC 60793-2標(biāo)準(zhǔn)的光纜與符合IEC 61754-20標(biāo)準(zhǔn)的光連接器。這種10 Gb/s級(jí)別的接口可將多至8個(gè)HD-SDI數(shù)據(jù)流復(fù)用在一起,也可以將現(xiàn)有的1.5 Gb/s與3 Gb/s數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)映射至10 Gb/s接口上。
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