Interface SDI, una solución mono-cable para audio y vídeo

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Durante los años 80, se produjo la inexorable implantación de los sistemas digitales en las instalaciones de producción y postproducción de vídeo. Uno de los factores que más contribuyó a este hecho fue el desarrollo de un interfaz de comunicación que, mediante el uso del cableado coaxial existente, era capaz de transportar la información de video en formato digital sin pérdidas ni compresión, era el SDI o Serial Digital Interface”.

Desde el primer estándar CCIR-601 de 1982, válido para PAL y NTSC, hasta el moderno SMPTE 424M capaz de transmitir señales HD a 1080p, los principios básicos han permanecido invariables, siendo la evolución de electrónica y cables lo que ha hecho posible que los 270Mbps originales hayan llegado a ser 3Gbps.

Capa física, los cables

En todo interface se define un medio físico por el que se transmite la señal. En el caso deSDI, estaba claro desde el principio que la capa física debía ser la misma que se utilizaba para las señales de vídeo analógico, es decir, el cable coaxial de vídeo de 75Ohm tipo RG59, que en los 80 inundaba las instalaciones de los Broadcasters. De este modo, la integración de dispositivos era “directa”, utilizando los mismos cables. Con el tiempo se comprobó que esta afirmación no era realista, si que facilitó en cierto modo la expansión del SDI ya que con un cable estándar, éramos capaces de llevar a 300 metros señal PAL digital, pero no era tan sencillo.

A medida que la cantidad de datos a transmitir se ha ido incrementando con el desarrollo de la Alta Definición (HD), se incrementaba igualmente la frecuencia que el cable debía manejar, acortando la distancia máxima aún a pesar de las evoluciones de diseño. Hoy en día, un cable de sección similar al RG59, trabajando a 1080p, ronda los 125 metros de alcance punto a punto.

En el diseño del cable para señales digitales de vídeo hay que tener en cuenta varios factores que influyen drásticamente en el alcance de la señal. Los parámetros a evaluar que están relacionados entre sí son:

- Impedancia

- Pérdidas de retorno

- Coeficiente de reflexión

La impedancia característica del cable debe mantenerse tan próxima a 75Ohm como sea posible, con el fin de minimizar las pérdidas por reflexión. Es práctica común de los instaladores, el uso de bridas de nylon para sujetar los cables, pues bien, la finalidad de las bridas es sujetar, ni aplastar ni estrangular. En términos generales, la impedancia de un cable está determinada por la distancia entre vivo y pantalla, si apretamos tanto la brida que conseguimos modificar esta distancia, estaremos generando un punto con impedancia distinta a la nominal y por tanto, una fuente de reflexiones que afectarán drásticamente al alcance nominal del cable.

Un detalle importante y no bien conocido sobre las características del cable para HD-SDI es que su apantallamiento debe ser el adecuado a las frecuencias con las que trabaja, no solo porque interferencias externas puedan afectar a la señal que transporta, sino también por la radicación que partiendo del vivo, puede afectar a los equipos o cables colindantes. Si la pantalla no es aislante al 100% en frecuencias de 1,5GHz, esta o sus armónicos pueden afectar a señales próximas.

 Capa de datos: cómo y en qué formato

Ya hemos visto las peculiaridades más importantes acerca del cable como objeto físico, ahora vamos a echar un vistazo a la cantidad de información que circula por él y cómo lo hace.

La comunicación es en un solo sentido, de fuente a destino. Esto hace que no haya ningún canal de retorno de información y por tanto, no hay manipulación de derechos, haciendo del SDI una señal que se puede distribuir sin limitaciones. Es por esto que cuando utilizamos un conversor HDMI a SDI, salvo que la señal sea totalmente libre, no se producirá la conversión.

El estándar de transmisión incluye, junto a la codificación de datos, un sistema de transporte de la señal de reloj necesaria para la recuperar las palabras que componen el streaming de datos. Los datos se codifican según el estándar NRZI (Non Return to Zero Inverted o No Retorno a Cero Invertido) que mediante los procesos adecuados logra que el cable no acumule contínua, que impediría la transmisión  y que el reloj se pueda extraer de la propia señal, sin necesidad de un cable auxiliar.

Transporta palabras de datos de 10 bits, correspondientes al muestreo de una señal de componentes YCbCr con la “Crominancia muestreada” a la mitad de la frecuencia de Luminancia, conocido como muestreo 4:2:2.

El interface tiene capacidad para transportar 16 canales de audio en dos grupos de 8 canales estéreo además de código de tiempos y un paquete de datos auxiliares a disposición del usuario.

Incorpora varios sistemas de protección de datos que convierten a la señal SDI en una de las más robustas en caso de pérdida parcial de información. Los datos perdidos pueden ser recuperados a partir de los datos restantes y de sus códigos CRC.

Todas estas características han convertido al SDI en el formato de conexión más habitual en los entornos Broadcast y mientras que el cable coaxial sea capaz de transportar las señales HD de los distintos formatos, seguirá siendo la base del cableado de cualquier centro de televisión.

¿Quieres más información sobre tema u otro relacionado?contacta con nuestro tecnico@avacab.es

Alternativas al cable: la fibra óptica

Cuando la distancia a recorrer es superior a los 150 metros o cuando hay que pasar por Patch Panel, es necesario plantear alternativas fiables al coaxial y la solución es la fibra óptica. Con los equipos conversores de medio adecuados, podemos enviar SDI hasta 10 Kilómetros si utilizamos fibra monomodo.

Desde Avacab te proporcionamos, tanto los cables de mejores prestaciones para conectar los equipos mediante coaxial, como los equipos necesarios para realizar la conversión a fibra y viceversa.

PERCON, fabricante nacional de cables de reconocido prestigio internacional,  dispone de una gran variedad de cables como el VK6, capaz de enviar a 120 metros la señal 3G-SDI siempre utilizando los conectores adecuados, que también puedes encontrar en nuestra tienda.

Por otro lado, AJA dispone de mini-convertidores a fibra, como el FiDO-T-SC que mediante una fibra monomodo con conectores SC puede enviar la señal SDI de nuestro equipo a 10 Kilómetros sin sufrir ningún tipo de degradación. 

Como alternativa más económica y de reducido tamaño, el GEFEN EXT-3GSDI-FOSM llega a 2 Kilómetros con el tamaño de una pila de 9V.

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