BNC vs HDMI videokaabel: kumba valida?

BNC-kaabel (mis kannab reeglina SDI-signaali) on ainuõige valik siis, kui videosignaali tuleb vedada enam kui mõne meetri kaugusele, pistik ei tohi mingil juhul pesast lahti tulla või töös kasutatakse professionaalset ringhäälingutehnikat. HDMI sobib seevastu suurepäraselt lühikesteks ühendusteks monitoride, sülearvutite ja tarbijaelektroonikaga. Enamikus professionaalsetes tootmiskeskkondades läheb vaja mõlemat standardit ning nendevaheliseks sidumiseks videomuundureid.

Kõige levinum segadus tuleneb terminoloogiast: BNC tähistab üksnes pistikutüüpi, samas kui HDMI märgib nii füüsilist liidest kui ka signaalistandardit. BNC-kaablid kannavad videotootmises valdavalt SDI-signaali (Serial Digital Interface), mis on professionaalse ringhäälingu peamine standard. Seega taandub sisuline valik küsimusele: kas koaksiaalkaablil SDI või HDMI?

BNC (SDI)	HDMI
Pistik	Lukustuv bajonettühendus (BNC)	Lukustuseta (saadaval ka kruvilukustusega versioonid)
Tavapärane töökaugus	Koaksiaalkaablil kümnetest meetritest kuni ~100 meetrini	Passiivsel vaskkaablil 4K60 juures ~5 m
Lahendus pikkadele vahemaadele	SDI üle optilise kaabli	Aktiivne optiline kaabel (AOC)
Max video ühe kaabliga	12G-SDI: 2160p60	HDMI 2.1: 8K60, 4K120
Koopiakaitse (HDCP)	Puudub	Olemas
Parim kasutusala	Kaamerad, videopuldid, stuudiod ja lavatehnika	Monitorid, sülearvutid, salvestid, lühikesed ühendused

Mida need kaablid endast tegelikult kujutavad?

SDI on SMPTE välja töötatud digitaalvideo standard professionaalseks kasutuseks. See edastab pakkimata videot ja põimitud heli mööda ühte 75-oomist BNC-pistikutega koaksiaalkaablit. Eraldusvõimete kasvades on standardit järjekindlalt edasi arendatud:

• HD-SDI ribalaius on 1,485 Gb/s.
• 3G-SDI ribalaius on 2,97 Gb/s (toetab 1080p60 signaali).
• 6G-SDI ribalaius on 5,94 Gb/s (toetab 2160p30 signaali).
• 12G-SDI ribalaius on 11,88 Gb/s (toetab 2160p60 signaali).

Need andmeedastuskiirused põhinevad Altera loetletud SMPTE standarditel ning resolutsioonide vastavused 12G-SDI jaotusvõimendi tehnilistel andmetel.

HDMI loodi esialgu koduelektroonika tarbeks, kuid on aastatega teinud läbi tohutu arenguhüppe. HDMI 2.0 toetab kuni 18 Gb/s ribalaiust ning 4K-videot sagedusel 50/60 Hz. HDMI 2.1 pakub juba kuni 48 Gb/s ribalaiust koos 8K60 ja 4K120 toega. Paberil ületab HDMI ribalaius SDI oma mitmekordselt, mistõttu on see asendamatu tippklassi monitoride ja mänguriseadmete ühendamisel.

Pelk ribalaius ei räägi aga kogu tõde. Professionaalses videotootmises loevad eelkõige kaablitrassi pikkus ja töökindlus reaalsetes võtteoludes.

Tööraadius: BNC vaieldamatu eelis

Vaskkaablis nõrgeneb signaal pikkuse kasvades paratamatult ning mida kõrgem on sagedus, seda kiiremini sumbumine toimub. Just sellest füüsikalisest piirangust saigi alguse SDI väljatöötamine.

SDI. Cypress Technology toob Belden 1694A koaksiaalkaabli puhul testitud töökaugusteks välja 100 m (3G-SDI), 80 m (6G-SDI) ja 60 m (12G-SDI). Leidub ka konservatiivsemaid hinnanguid: Barco juhend märgib Belden 4855R kaablil 12G-SDI maksimaalseks töökauguseks 30 m. Belden ise rõhutab, et SMPTE standardi pikkusetabelites esitatud numbrid on arvutuslikud väärtused, mitte reaalses elus garanteeritud kaugused. Tootjate lubatud pikkusi tasubki võtta teoreetilise ülemmäärana: kavandage trassid alati teatava varuga ja kontrollige kindlasti konkreetse kaablimudeli andmelehte.

HDMI. Kuigi HDMI spetsifikatsioon ei määra kaablile kindlat pikkuspiirangut, seab füüsika passiivsetele vaskkaablitele karmid piirid. Amphenol Socapex märgib oma andmetes, et HDMI 2.0 signaali kvaliteet vaskkaablis hakkab langema juba 5 meetri juurest. Kodukinoseadmete juhendites tuuakse välja, et sertifitseeritud 48 Gb/s passiivkaablite reaalne piir on umbes 3 meetrit. Pikemate vahemaade läbimiseks vajab HDMI aktiivset optilist kaablit (AOC). Amphenoli andmelehe kohaselt suudab nende HDMI 2.0 AOC edastada signaali kuni 100 meetri kaugusele, kuid sellised näitajad sõltuvad alati konkreetsest tootest ega kehti automaatselt kõigile optilistele kaablitele.

Praktilised stsenaariumid kaamera ühendamisel videopuldiga

• 8 m, 1080p60: kvaliteetse ja eelnevalt kontrollitud HDMI-kaabliga teostatav, kuigi SDI on töökindlam.
• 40 m, 1080p60: passiivse HDMI võib välistada. 3G-SDI koaksiaalkaabel saab selle vahemaaga mängeldes hakkama.
• 60 m, 4K60: 12G-SDI koaksiaalkaabel töötab oma võimete piiril. Mõistlikum on kasutada SDI-optikamuundureid või optilist HDMI-kaablit (AOC), kui seadmetel on HDMI-pesad.
• 150 m või rohkem: mõlema standardi puhul tuleb minna üle fiiberoptikale.

Pikkadeks SDI-ühendusteks sobib suurepäraselt fiiberoptiline pikendi, näiteks AVMATRIX FE1121-12G, mis kannab optilise kaabli kaudu üle kuni 12G signaali.

Liidese füüsiline kindlus ja signaali kätlemine

BNC-liitmik kinnitub kindlalt veerandpöördega: pesa kaks nukki lukustuvad pistiku soontesse. Nii lukustatud ühendus peab vastu ka sellele, kui keegi võtteplatsil juhtmele komistab või seda sikutab.

Tavaline HDMI-pistik püsib pesas vaid hõõrdejõu abil. Osadel kaablitel on küll haardumist parandavad vedrumehhanismid ning vibratsiooniohuga kohtades soovitab Eaton kasutada kruvilukustusega liideseid. Gimbalil, kraanal või kontserdilaval kujutab lukustamata HDMI endast pidevat ohtu. Kui kaameral on üksnes HDMI-väljund, tuleks alati kasutada kaabliklambriga puuri või lukustuvaid ühenduslahendusi.

Teine HDMI kitsaskoht on seadmetevaheline kätlemine (handshake). Ühenduse loomisel vahetavad seadmed EDID-infot (ekraani parameetrid) ning kontrollivad HDCP koopiakaitset. Extron rõhutab oma analüüsis, et video kuvamiseks peavad mõlemad sammud laitmatult õnnestuma. CEDIA toob levinumate tõrkepõhjustena välja vigased EDID-andmed, signaali moonutavad jaoturid või pikendid, seadmete ebasobiva sisselülitusjärjekorra ning liiga pikad või ebakvaliteetsed kaablid. Just seepärast võib HDMI-ühendus katkeda või pildi mustaks lüüa, kui ahelas taaskäivitatakse kasvõi üks seade.

SDI edastab krüpteerimata signaalivoogu, kus koopiakaitsega seotud tõrked puuduvad sootuks. Otseülekannetes hoiab see ära terve rea ootamatuid ühendusekatkestusi.

BNC-kaablite olulised erinevused

Kaablit ei tasu valida üksnes BNC-pistiku järgi – praktikas tehakse sageli kaks kulukat viga.

50 oomi vs 75 oomi. BNC-pistikuid toodetakse mõlema nimitakistusega. Need sobivad omavahel küll mehaaniliselt, kuid ei ühildu elektriliselt kõrgete sageduste ja kiire andmeside juures. Videosignaal ja SDI nõuavad eranditult 75-oomist takistust. 50-oomised BNC-ühendused on mõeldud raadiosageduslikeks (RF) rakendusteks ja antennidele, nagu need, mida kasutatakse näiteks Sennheiser AC41 antennikombinaatori juures. Kui ühendada 50-oomine kaabel SDI-seadmesse, tekivad signaali peegeldused ja pildihäired. Seetõttu tuleb need kaks kaablitüüpi hoida alati rangelt lahus ja selgelt märgistatuna.

Kaabli ja pistiku sagedusvõimekus. 1080p signaalile mõeldud kaabel ei pruugi tulla toime 4K edastamisega. 12G-SDI jaoks tuleb valida spetsiaalselt selle sageduse jaoks sertifitseeritud kaablid ja pistikud, näiteks Belden 4855R kooste. Barco hoiatab oma materjalides, et tavalised BNC-pistikud ei talu kõrgeid sagedusi, mis kahandab oluliselt kaabli tegelikku töökaugust. 3G ja 6G jaoks pakuvad suurepärast paindlikkust Belden 1505F kaablid. Täieliku valiku leiate meie koaksiaalkaablite tootekategooriast.

Kaamerakomplektis kohapealsete lühikeste ühenduste tegemiseks on mugav kasutada ruumisäästlikke nurkpistikutega lahendusi, näiteks SHAPE 25 cm spiraalset SDI-kaablit, mis hoiab ära liigse pinge kaamera pesadele.

Kas HDMI-kaabli saab ühendada otse BNC-pessa?

Ei. Lihtsa passiivse üleminekukaabliga HDMI-st BNC-sisendisse pilti ei saa. Erinevad on nii füüsilised pistikud kui ka edastatavad signaaliprotokollid. Pildi edastamiseks on vaja aktiivset videomuundurit, mis toetab vajalikku signaalitüüpi ja konverteerimissuunda.

Kõigepealt tuleb selgeks teha, millise BNC-pesaga on tegu:

• SDI BNC (kaamerad, videopuldid, professionaalsed monitorid): vajab HDMI/SDI videomuundurit.
• Analoog-CCTV BNC (CVBS, AHD, TVI, CVI): tegemist pole SDI-ga. Vaja läheb spetsiaalset CCTV-HDMI muundurit, mis toetab kaamera analoogvormingut, nagu märgivad valvekaamerate tootjad. Tavalised SDI-seadmed seda signaali ei tuvasta.

SDI ja HDMI vahel saab signaali teisendada mõlemas suunas. Black Box pakub muundureid mõlemat pidi ja SDI poolel kasutatakse 75-oomist BNC-d. Töökindlad lahendused vastavalt vajadusele:

• Mõlemasuunaline konverteerimine ühes kestas: Blackmagic Micro Converter SDI/HDMI 12G BiDirectional muundab signaali mõlemat pidi, olles asendamatu abimees igas võttekomplektis.
• HDMI-kaamera ühendamine 4K SDI süsteemi: AVMATRIX SC1221-12G teisendab 4K60 HDMI 2.0 signaali 12G-SDI-ks ning pakub ka HDMI läbiviiku (loop-out).
• Kompaktne lahendus 1080p jaoks: AVMATRIX SC1221 minimuundur on lihtne ja töökindel tööriist HDMI viimiseks 3G-SDI-le.

Professionaalne rusikareegel on lihtne: hoidke HDMI lühikesteks lülitusteks seadmete vahetus läheduses, vedage pikad vahemaad SDI-koaksiaaliga ning paigutage ahelasse vajadusel muundurid. Lisaseadmetega saab tutvuda meie signaalitöötluse tootekategoorias.

Kontroll-leht: kuidas valida õige kaabel?

Enne kaablite valimist tasub vastata neljale küsimusele:

1. Kui pikk on kaablitee? 4K60 signaali puhul muutub tavaline vask-HDMI ebakindlaks juba üle 5 meetri pikkustel liinidel. Valige kohe SDI või optiline HDMI (AOC).
2. Millised pesad on seadmetel? Kasutage võimalusel samu liideseid. Kui seadmete pesad erinevad, lisage ahelasse vastav muundur – ärge lootke passiivsetele üleminekutele.
3. Kas kaabel võib võtte käigus liikuda? Kui kaablile pääsetakse ligi või seade liigub, valige kindlasti mehaaniliselt lukustuv BNC või fikseeritav HDMI-pesa.
4. Kas signaal liigub läbi jaoturite ja lülitite? SDI-l puudub HDCP koopiakaitse, mis teeb selle jaotamise muretuks. HDMI puhul tuleb arvestada EDID ja HDCP kätlemisega ning kogu ahelat enne otse-eetrit kindlasti testida.

HDMI on omal kohal siis, kui ühendustee on lühike ja koosneb tarbijaseadmetest – näiteks hübriidkaamera ühendamisel lisamonitoriga või sülearvuti viimisel videohõivekaarti. Meie juhend HDMI-kaabli valimisest videotootmisse selgitab täpsemalt ribalaiuse nõudeid ja pesade mehaanilist kaitsmist. Otseülekannete seadistamisel tasub lugeda ka meie videohõivekaartide ostujuhendit, milles võrreldakse HDMI ja SDI sisendeid. Kui kaableid pole üldse võimalik vedada, tutvuge soovitustega teemal, kuidas valida juhtmevaba videoedastussüsteemi.

Kokkuvõte

• BNC on lukustuv pistikutüüp, mis kannab reeglina SDI-signaali. HDMI tähistab korraga nii pistikut kui ka signaalistandardit. Sisuline tehniline võrdlus käib SDI ja HDMI vahel.
• Pikkadel vahemaadel ja kriitilistes ühenduskohtades kasutage SDI-d. HDMI sobib lühikesteks lülitusteks monitoride, arvutite ja salvestite juures.
• Kaablitootjate lubatud SDI töökaugused on teoreetilised maksimumid. Arvestage alati reserviga, eriti 12G-SDI puhul.
• SDI vajab 75-oomist kaablit ja pistikuid. 50-oomised BNC-kaablid on mõeldud raadiosideks ega sobi videosignaalile.
• HDMI-kaablit ei saa ühendada otse BNC-pessa – signaali teisendamiseks on vaja aktiivset muundurit. Enne ühendamist tehke kindlaks, kas BNC-pesas jookseb digitaalne SDI või analoogne CCTV-signaal.

Kui vajate abi oma seadmetele sobiva kaablilahenduse või muundurite leidmisel, võtke julgelt ühendust – aitame panna kokku toimiva ja töökindla komplekti. Vaadake lähemalt meie HDMI-kaablite ja koaksiaalkaablite tootevalikut.