Semtech在BlueRiver這video over IP技術的研發過程中, 一直在努力實現對各種不同影音訊號傳輸類型的支援, 其中一種影音訊號傳輸類型就是SDI(Serial Digital Interface), SDI介面通常用於影音訊號的傳輸, 使用同軸電纜來實現長距離, 低延遲的影音訊號傳輸.
Semtech在SDI影音訊號傳輸技術的支持, 從最早480i 270Mbps的SD-SDI, 到現在的4K 12Gbps的12G UHD-SDI, 一直都是處於領導地位, 使SDI可以經過100M的同軸電纜來傳輸影音訊號, 而SDI使用的BNC connector, 這種穩固且能鎖定的特性, 非常適合在醫療及廣播設備上使用, 能夠避免移動或不經意踢到線材, 導致畫面中斷的意外.
與SDI這種點對點的傳輸解決方案相比, Semtech BlueRiver的video over IP的技術具有更高的靈活性及可擴展性, 因為BlueRiver使用了基於Ethernet的設計方法, 來做到HDMI的訊號切換及HDMI訊號分配, 若將Semtech BlueRiver的video over IP技術與SDI訊號傳輸來進行整合應用, 讓SDI訊號可以通過10G Ethernet進行傳輸, 不被局限於單純的點對點傳輸, 從而實現靈活性及擴展性, 在傳統的SDI傳輸, 必需搭配昂貴的SDI Switcher才能達到相同的功能, 這樣的SDI over IP方式, 使得影像和聲音訊號的傳輸方面, 具有更高的靈活性和擴展性.
將SDI傳輸技術與video over IP的技術整合起來, 這樣能做到的功能, 會比單純只使用SDI傳輸來得更有彈性, 例如下圖, 原本在現場直播或音樂會等製作, 會使用12G-SDI的4K PTZ camera, 或是在醫療設備上, 使用的內視鏡應用, 會因為需要使用較細而輕的同軸電纜, 以避免在精密手術過程中阻礙或限制動線, 這樣會使得SDI的傳輸距離反而受限, 若此時先使用Semtech GS12170 SDI/HDMI bridge, 將12G-SDI訊號轉成HDMI, 再搭配一對Semtech video over IP的產品, 即可將HDMI訊號透過10G Ethernet來傳輸, 這樣就可以使用Semtech BlueRiver video over IP的特點來做到matrix switch的功能, 這樣可以省去使用昂貴的12G-SDI專用的matrix switch, 改以10G Ethernet switch來替代, 另外雖然在SMPTE也有定義 ST 2110 - based 影音傳輸網路, 但這使用了更昂貴的25G Ethernet, 需要搭配更昂貴的25G Ethernet switch, 在使用成本上會更高.
下圖為使用可遠端控制的4K PTZ camera, 使用SDI來連接SDVoE transmitter, 經過10G Ethernet network來傳輸, 再經由SDVoE receiver轉換回SDI介面, 以連接到後端SDI AV Switcher, 這樣就可以整合使用的SDI傳輸技術與BlueRiver video over IP技術, 雖然下圖只顯示了一個可遠端控制的4K PTZ camera, 但它可以很容易的擴展, 通過10G Ethernet switch連接的多個4K PTZ camera.
圖片來源: Semtech
憑藉影音傳輸網絡的靈活性和擴展性, 多媒體製作可以簡單的從四台camera拍攝, 快速的擴展到數百台camera拍攝, 包括SDI介面的camera和HDMI介面的camera, 所有這些都使用SDVoE API的強大功能來進行控制; 透過API server提供的設備控制程式, 來做到影像及聲音的分配, 系統操作員只需要用滑鼠點擊GUI, 即可添加遠程影音訊號源, 以及分配使用RS232來控制各個可遠端控制的4K PTZ camera.
Semtech提供免費的 BlueRiver AV Manager 軟體管理程式GUI, 利用Semtech的BlueRiver技術平台來做到影音分配控制, 提供直覺式的人機界面及簡單的系統設定分配. 該工具為影音軟體開發人員提供範例, 基於BlueRiver的SDVoE客制化的軟體, 可使用平板電腦和觸控螢幕來做到直覺式的控制.
在Camera端的SDVoE transmitter裡, 使用SDI輸入到Semtech 12G UHD-SDI EQ GS12341, 連接SDI轉HDMI的GS12170 SDI/HDMI bridge, 使用TMDS連接到BlueRiver設備.
圖片來源: Semtech
在SDVoE receiver裡, 使用與transmitter相反的配制, GS12170 SDI/HDMI bridge設定為HDMI轉SDI, 經由SDI 12G UHD-SDI cable driver GS12281輸出, 僅需幾個主要IC, 即可提供高性能SDI傳輸, 享有低延遲及使用10G Ethernet的視覺無損影音分配功能.
在上圖中, 需要注意的一件事是, SDI會發送ANC輔助數據, 這是SDI影像和聲音內容的關鍵訊息, 通常稱為meta data, 會需要從SDI訊號源到SDI目的地的整個SDI介面中保存; SDVoE transmitter中的GS12170可以提取此ANC輔助數據並傳遞給外部主機設備, 例如使用MCU, 將此ANC輔助數據, 轉換為UART RS232串行協議; 同樣的在SDVoE receiver中, 使用GS12170可以將ANC輔助數據, 重新嵌入到SDI訊號輸出中, 所有數據都保存在整個影音分配網絡中, 這樣的SDI傳輸技術與Video over IP的技術整合, 可以讓影音傳輸有更多元化的生態系統.
Q&A 1
Q: SDI最大的優勢為何?
A: SDI使用同軸電纜來傳輸完全無壓縮, 長距離且低延遲的影音訊號, 搭配BNC connector可以提供穩固的連接, 對於有移動需求, 醫療及Live直播不能有任何畫面中斷需求, 提供可靠的影音傳輸.
Q&A 2
Q: Semtech BlueRiver video over IP的最大優勢為何?
A: 目前市場上唯一使用10G Ethernet來傳輸的ASIC方案, 可以在影音傳輸應用做到靈活性及擴展性, 並使用輕壓縮來達到畫質, 延遲及頻寬的最佳平衡.
Q&A 3
Q: 使用12G UHD-SDI與使用BlueRiver video over IP的最長的傳距離為何?
A: 使用12G UHD-SDI搭配Belden 1694A的傳距離約70 – 80M, 而搭配Canare 5.5C的距離是可以達100M;而BlueRiver video over IP是使用10G Ethernet, 若搭配Cat6A 23AWG cable可以達100M, 若是使用fiber, 則是與SFP+ transceiver module有關, SR SFP+ transceiver可以達300M.
Q&A 4
Q: 12G UHD-SDI與BlueRiver video over IP的最大差異為何?
A: 12G UHD-SDI是使用coax cable來傳輸完全無壓縮的影音訊號, 但只能做單向傳輸, 而BlueRiver video over IP是使用Cat6A雙絞線, 影音訊號在4K/50, 60f會做視覺無損壓縮, 但可以做到雙向傳輸.
Q&A 5
Q: 12G UHD-SDI與Semtech BlueRiver video over IP的晶片是否要分TX與RX?
A: 12G UHD-SDI部份會使用到GS12170 SDI/HDMI bridge, 同一顆晶片可做到TX與RX, 備貨上較輕鬆, 但TX會需要搭配CD GS12281, 而RX會需要搭配EQ GS12341; 在Semtech BlueRiver video over IP則是同一顆晶片可做到TX與RX, 在量產上並不需要備不同的IC, 可以降低備貨及庫存控管成本.
評論