升級(jí)至4K超高清12G-SDI接口時(shí)需要考慮的三件事

超高清 (UHD) 顯示器時(shí)代來(lái)了! YouTube、Netflix和Amazon Instant Video等大型流媒體公司開(kāi)始提供4K內(nèi)容，毫無(wú)疑問(wèn)，越來(lái)越多的內(nèi)容將可以隨時(shí)隨地獲取。正因如此，廣播和專業(yè)視頻內(nèi)容供應(yīng)商就會(huì)持續(xù)升級(jí)他們現(xiàn)有的傳輸接口，以滿足更高分辨率的視頻內(nèi)容所帶來(lái)的不斷增長(zhǎng)的帶寬需求(請(qǐng)見(jiàn)圖1)。

圖1：高分辨率視頻

如果你是一名系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員，研究廣播或?qū)I(yè)視頻設(shè)備，例如視頻切換器、顯示器、路由器、格式轉(zhuǎn)換器或具有串行數(shù)字視頻接口 (SDI) 的分布式放大器等，你很有可能考慮過(guò)以下這三個(gè)問(wèn)題：

1. 傳輸接口：SDI還是基于IP的視頻(10千兆以太網(wǎng))?

多年來(lái)，廣播公司和其他內(nèi)容提供商使用SDI進(jìn)行未壓縮的視頻傳輸，并且形成了一整套的基礎(chǔ)架構(gòu)來(lái)支持其運(yùn)行;然而，以太網(wǎng)接口上的IP(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)傳輸變得越來(lái)越普遍。有一款現(xiàn)成可用的IP解決方案可以降低成本，提供靈活的基礎(chǔ)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)方式=，并且增加了更高數(shù)據(jù)速率的可擴(kuò)展性，這一切都得益于以太網(wǎng)在數(shù)據(jù)中心和其它通信基礎(chǔ)架構(gòu)應(yīng)用中的普及。

電影電視工程師學(xué)會(huì) (SMPTE)定義了針對(duì)4K視頻傳輸、基于SDI(用于12G-SDI的ST-2082)和10G以太網(wǎng) (SMPTE-2022-5/6) 的接口。還有少數(shù)幾個(gè)通過(guò)IP提議進(jìn)行傳輸?shù)?、基于工作室的視頻，其中包括索尼NMI、Evertz ASPEN和AIMS，它們打算充分利用SMPTE正在標(biāo)準(zhǔn)化的管理的視頻服務(wù)論壇 (VSF) TR-03/04。系統(tǒng)接口的選擇取決于市面上的目標(biāo)基礎(chǔ)架構(gòu)。在大多數(shù)情況下，系統(tǒng)既需要支持使?jié)撛谑袌?chǎng)最大化的接口，又需要支持能滿足客戶對(duì)于異構(gòu)視頻網(wǎng)絡(luò)要求的接口。在這樣的情況下，比較明智的做法就是使你的硬件設(shè)計(jì)既能支持SDI，又能支持IP，然后使用軟件來(lái)選擇合適的傳輸接口。

TI的LMH1218電纜驅(qū)動(dòng)器和LMH1219電纜均衡器是業(yè)內(nèi)首款在同一器件內(nèi)同時(shí)支持SDI和10G以太網(wǎng)數(shù)據(jù)速率和電氣規(guī)格的器件。

2. 傳輸介質(zhì)：同軸電纜還是光纖?

使用12G-SDI(或用于IP視頻傳輸?shù)?0千兆以太網(wǎng))進(jìn)行較高速的數(shù)據(jù)傳輸會(huì)增加傳輸介質(zhì)中的損耗，并且減少視頻源與接收端之間的總通信電纜長(zhǎng)度。為了應(yīng)對(duì)12Gbps產(chǎn)生的插入損耗和高頻抖動(dòng)，應(yīng)該使用均衡器、時(shí)脈重整器和電纜驅(qū)動(dòng)器等信號(hào)調(diào)節(jié)組件來(lái)將同軸電纜的長(zhǎng)度延長(zhǎng)至100米。

需要更長(zhǎng)傳輸距離時(shí)，光纖可以作為另一種傳輸介質(zhì)，不過(guò)系統(tǒng)成本也更高。在使用常見(jiàn)的外形尺寸時(shí)，比如說(shuō)SFP+(增強(qiáng)型小型可插拔組件)，您可以使用專門(mén)設(shè)計(jì)支持亂序SDI視頻幀的組件，其中包括常見(jiàn)病態(tài)數(shù)據(jù)，以及符合SFF-8431技術(shù)規(guī)格，即通過(guò)IP傳輸?shù)?、基?0G以太網(wǎng)視頻的組件。

TI的LMH1218電纜驅(qū)動(dòng)器和LMH1219電纜均衡器(這兩個(gè)器件都具有時(shí)脈重整器)支持針對(duì)同軸電纜的75Ω接口，以及針對(duì)同一器件中光學(xué)組件的100Ω SFF-8431兼容接口。VIDIO，一個(gè)配有LMH1218和LMH1219的4K FMC開(kāi)發(fā)組件，擁有支持分辨率支高達(dá)4Kp60的12G SDI (75Ω BNC) 和 IP (SFP+) 接口。

3. 傳輸速度：3G-SDI還是12G-SDI?

目前，有三種方法可以通過(guò)SDI接口來(lái)傳輸4K內(nèi)容。其中一個(gè)比較笨的方法是利用4個(gè)電纜接口，每個(gè)接口承載3G視頻數(shù)據(jù);第二種方法將12G數(shù)據(jù)壓縮到單個(gè)3G接口;而第三種方法是通過(guò)12G-SDI接口傳輸未經(jīng)壓縮的視頻。

除非您是一個(gè)提供端到端解決方案的供應(yīng)商，或者能夠靈活地將使用12G-SDI的系統(tǒng)設(shè)計(jì)推銷到較低端、但仍然廣受歡迎的3G-SDI市場(chǎng)，否則，你需要設(shè)計(jì)多個(gè)SKU(庫(kù)存單位)來(lái)滿足不同的價(jià)格預(yù)期。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的時(shí)間已經(jīng)很緊迫，還要花費(fèi)額外的時(shí)間和精力來(lái)設(shè)計(jì)并保持多個(gè)SKU，以支持12G-SDI和3G-SDI接口。重新使用現(xiàn)有硬件設(shè)計(jì)，并且根據(jù)正在被組裝的SKU，在生產(chǎn)線上插入針對(duì)3G-SDI或12G-SDI的SDI組件，可以最大限度地節(jié)約成本，并且優(yōu)化性能。

TI的電纜驅(qū)動(dòng)器(LMH1218和LMH0318)與電纜均衡器(LMH1219和LMH0324)是100%引腳兼容的，并且采用同樣的封裝/引腳分配，以實(shí)現(xiàn)輕松升級(jí)。