Herausforderungen bei den 12G-SDI-Entfernungen für Medien- und AV-Projekte

Die Nachfrage nach Bandbreite steigt rasant, da die Welt der Broadcast-, AV-, Medien- und Unterhaltungsbranche Trends wie Cloud Computing, Big Data und künstliche Intelligenz sowie hochauflösende Videoformate wie 4K und 8K für sich entdeckt.

Während Anwendungen mit 3G-SDI- und 6G-SDI-Bandbreiten auch heute noch weit verbreitet sind, hat sich ein neuer SDI-Standard für Broadcast durchgesetzt. 12G-SDI unterstützt eine Datengeschwindigkeit von etwa 12 Gbit/s und ermöglicht Technologien wie 4K- und 8K-Videoübertragung.

In Bezug auf Planung, die Geräte und die Bereitstellung waren 3G-SDI- und 6G-SDI-Anwendungen ziemlich einfach. Projekte, die 12G-SDI-Unterstützung erfordern, wie z. B. solche mit professionellen Kameras und Displays, Produktions-/Postsystemen und Formatkonvertern, Routern und Servern, können jedoch zu Problemen im Zusammenhang mit der Entfernung führen und müssen vor Investitionen in das Design und die Geräte berücksichtigt werden.

Kabellängen für 12G-SDI-Anwendungen

Einige Entwickler verwenden Glasfaserkabel, um größere Entfernungen in 12G-SDI-Anwendungen zu erreichen, aber es gibt eine ganze Reihe von Anwendungen, bei denen Koaxialkabel immer noch die beste Lösung sind. Koaxialkabel für SDI-Signale werden in verschiedenen Varianten angeboten – Riser, Plenum, LSZH, hochflexible, Gelblock-Außenversionen usw. – sowie in vielen Größen, von Miniatur-RG-59 bis RG-11.  

Bei all diesen Auswahlmöglichkeiten benötigen Entwickler jedoch eine Möglichkeit, um zu bestimmen, über welche Entfernung sie jeden Kabeltyp verlegen können. Um Ihnen dabei zu helfen, haben wir ein Diagramm der geschätzten Übertragungsentfernung bei seriellen Datenraten erstellt, das auf den Kabelverlustwerten für bestimmte Formate basiert, wie von SMPTE angegeben. Das Diagramm zeigt die geschätzten Entfernungen, die Belden-Kabel in Broadcast- und AV-Anwendungen unterstützen können.

Die tatsächlichen Kabelentfernungen können jedoch je nach verwendetem Gerät kürzer oder länger sein. Sobald neue Formate und neue Versionen von Kabeln verfügbar sind, wird die Tabelle aktualisiert.

So verwenden Sie das Diagramm mit der geschätzten Übertragungsentfernung

Basierend auf der Dämpfung oder dem Signalverlust bei der Hälfte der Signalfrequenz, wie sie durch SMPTE und Signaltyp angegeben wird, definiert das von uns erstellte Diagramm zur geschätzten Übertragungsentfernung nur Werte für Kabel. Nicht enthalten sind Steckverbinder, Schotten oder andere Gegenstände für die Verbindung von Kabeln, die zu Verlusten führen.

Diese Tabelle ist zwar hilfreich, aber nicht das A und O. Folgende wichtige Einschränkung muss berücksichtigt werden: Wenn sich die berechneten Entfernungen nähern, kann die Bitfehlerrate (BER) dramatisch variieren. Die BER hängt von der Konstruktion des Empfängers und den Verlusten des verwendeten Koaxialkabels ab.

Obwohl die Kabelleistung mit einer Entfernung verbunden ist, die in der Entfernungstabelle aufgeführt ist, können aktive Geräte über oder unter dem Standardverlust liegen.

12G-SDI-Anwendungen folgen dem Standard SMPTE ST 2082-1:2015 (12 Gb/s Signal/Data Serial Interface - Electrical). Sie legt die Anforderungen für digitales Hochgeschwindigkeitsvideo (12G) unter Verwendung von SDI-Standards fest und beschreibt die geeigneten elektrischen und physikalischen Eigenschaften eines 12G-SDI-Koaxialkabels. Typische Verlustbeträge für Empfänger (z. B. Kameras, zentrale Steuergeräte usw.), die innerhalb eines 12G-SDI-Kanals arbeiten, sind ebenfalls in der Norm definiert: bis zu -40 dB bei der halben Taktfrequenz (6 GHz). Mit anderen Worten, um Leistungsprobleme zu vermeiden, sollte der Dämpfungsverlust entlang des Kanals vom Sender zum Empfänger nicht höher als -40 dB sein.

Der Standard SMPTE ST 2082-1 erlaubt aber auch Abweichungen von diesem Schwellenwert von -40 dB. Darin heißt es: „…Empfänger, die für mehr oder weniger Signaldämpfung ausgelegt sind, sind jedoch akzeptabel.“ Zwar sind -40 dB typisch für Empfänger, jedoch sind Geräte, die mit höheren oder niedrigeren Verlusten arbeiten, gemäß dem SMPTE-Standard ebenfalls akzeptabel.

Diese Abweichung von der -40 dB-Empfehlung war für frühere Technologien wie 3G-SDI, das einen Pegel von -20 dB aufwies, kein großes Problem, da die Geräte nicht annähernd von der digitalen Klippe fielen – die Geräte arbeiteten weit über dem Schwellenwert, was plötzliche Ausfälle verhinderte. Bei 12G-SDI-Anwendungen ist dies jedoch nicht der Fall.

Wenn Sie mit 12G senden, nähern Sie sich schnell dem Grundrauschen des Geräts (der Menge an Rauschen, die es ohne Signal erzeugt) und erreichen diese digitale Klippe. Da es keine Standards für Interoperabilitätstests gibt, mit denen die Funktion von Broadcast-Geräten innerhalb bestimmter Dämpfungsparameter überprüft werden kann, ist es wichtig zu wissen, womit Sie es bei der Arbeit mit 12G-SDI-Anwendungen zu tun haben.

Wenn ein Kabel gemäß der Tabelle der geschätzten Übertragungsentfernung eingesetzt wird, aber kein Signal empfängt (oder stark gedämpft wird), hat das Kabel das Leistungsproblem mit großer Wahrscheinlichkeit nicht verursacht (sofern es korrekt installiert und nicht beschädigt ist). Stattdessen unterstützt das gewählte Gerät den Schwellenwert von -40 dB nicht.

Der Weg zu 12G-SDI: Wie weit können Ihre Kabel verlegt werden?

Um die Auswirkungen dieser Situation zu erläutern und darzulegen, wie Sie bei der Entwicklung und Investition in Geräte damit umgehen können, haben wir ein hilfreiches Whitepaper ausgearbeitet, das Ihnen als Leitfaden dienen kann.

In diesem Whitepaper erfahren Sie, ob Ihr Gerät die empfohlenen Kabelentfernungen unterstützt, die in der Tabelle zur geschätzten Übertragungsentfernung angegeben sind. Es wird auch ein genauer Blick darauf geworfen, was unsere Dämpfungstests über die Kabelentfernung in 12G-SDI-Anwendungen ergeben.

Um den vollständigen zu lesen, laden Sie unten das Whitepaper herunter. Wenn Sie Hilfe bei der Bestimmung geeigneter Kabelabstände für Ihre 12G-SDI-Anwendung benötigen, um die digitale Klippe zu vermeiden, denken Sie daran: Belden ist für Sie da.

Passende Ressourcen:

• Der Weg zu 12G-SDI: Wie weit können Ihre Kabel verlegt werden?
• 12G-SDI
• Denken Sie, dass 12G-SDI über Koaxialkabel nicht möglich ist? Denken Sie noch einmal darüber nach!