SDI-kaabli maksimaalne pikkus: töökaugused eri kiiruste ja kaablitüüpide puhul
SDI-kaablitel ei ole ühtset universaalset pikkuspiirangut. Tegelik töökaugus sõltub alati kahest põhikomponendist: kasutatavast SDI-standardist (andmekiirusest) ja koaksiaalkaabli ehitusest. Näiteks madala sumbuvusega RG6-kaabel, mis edastab HD-SDI signaali muretult 150 meetri kaugusele, võib 12G-SDI signaali puhul hätta jääda juba enne 100 meetri täitumist. Õhukese vahekaabli (patch-kaabli) lagi võib aga kätte jõuda juba 45 meetri peal.
Lühidalt tasub meeles pidada: ühe kanaliga (single-link) 4K60 (12G-SDI) signaali puhul saab mini-RG59 kaabliga arvestada ligikaudu 45-meetrise ning madala sumbuvusega RG6-kaabliga (nt Belden 4794R) kuni 98-meetrise vahemaaga. HD-SDI puhul püsib kvaliteetne RG6 normi piires ka 100 meetri juures. 3G-SDI puhul tuleb esmalt kontrollida vastuvõtva seadme lubatud sumbuvusvaru (loss budget). Kindlasti tasub jätta teatud töövaru, sest tehnilistes andmetes toodud väärtused kehtivad üksnes kaablile ilma lisaühendusteta.
SDI-kaabli töökaugus kiiruse ja kaablitüübi järgi
Iga uuem SDI põlvkond töötab märgatavalt suuremal bitikiirusel. Mida suurem on sagedus ja andmekiirus, seda kiiremini signaal kaablis sumbub ning seda lühemaks jääb sama kaabliga saavutatav vahemaa. Edastuskiirused on fikseeritud SMPTE standarditega, nagu nähtub ka AMD standardite ülevaatest: SD-SDI kiirus on 270 Mb/s (ST 259), HD-SDI kiirus 1,485 Gb/s (ST 292), 3G-SDI kiirus 2,97 Gb/s (ST 424), 6G-SDI kiirus 5,94 Gb/s (ST 2081) ja 12G-SDI kiirus 11,88 Gb/s (ST 2082).
Allolevas tabelis on toodud maksimaalsed töökaugused meetrites ainult kaabli kohta. RG6 näitajad põhinevad Beldeni edastuskauguste tabelil. Mini-RG59 andmed pärinevad Belrami tootelehelt ning painduva RG59 andmed 1505F tehnilisest spetsifikatsioonist.
| SDI kiirus | Belden 1694A (RG6) | Belden 4794R (madala sumbuvusega RG6) | Belden 4855R (mini-RG59) | Belden 1505F (painduv RG59) |
|---|---|---|---|---|
| HD-SDI (1.5G) | 113 m | 151 m | 67 m | 68 m |
| 3G-SDI | 78 m (155 m) | 105 m (209 m) | 47 m (94 m) | 46 m (91 m) |
| 6G-SDI | 105 m | 144 m | 66 m | 60 m |
| 12G-SDI | Pole ette nähtud | 98 m | 45 m | Pole märgitud |
3G-SDI puhul on märgitud kaks väärtust, kuna Belden arvestab kahe erineva sumbuvustasemega. Väiksem number eeldab vastuvõtjat, mis talub poole taktsageduse juures kuni 20 dB sumbuvust. Sulgudes toodud näitaja eeldab aga 40 dB sumbuvustaluvust. Seetõttu tuleb alati kontrollida kasutatavate seadmete täpseid tehnilisi andmeid.
Miks standardid ei määra kindlat maksimaalset pikkust?
SMPTE standardid ei sätesta otsesõnu kaabli maksimaalset füüsilist pikkust. Selle asemel määratletakse lubatud signaalisumbuvus, millega vastuvõtja peab suutma veatult toime tulla. Belden teisendab selle sumbuvuse eelarve meetriteks, võttes arvesse iga konkreetse kaablitüübi sumbuvusnäitajaid eri sagedustel, nagu selgitatakse tootja videokaablite jõudlust käsitlevas artiklis.
Sellest tulenevalt lubavad seadmetootjad sageli märksa lühemaid töökaugusi kui kaablitootjate teoreetilised tabelid. Näiteks märgib Barco 12G-SDI puhul Belden 1694A kaabli töökauguseks kuni 50 meetrit. Samal ajal ei näita Beldeni enda ametlik tabel 1694A kaablile 12G puhul üldse lubatud kaugust. Lühikestel vahemaadel võib signaal küll kohale jõuda, kuid süsteemil puudub igasugune töövaru.
Praktiline rusikareegel: lähtuge süsteemi projekteerimisel esmalt seadmetootja soovitustest ning võtke kaablitootja spetsifikatsioonid aluseks alles järgmise sammuna.
Tegurid, mis lühendavad tegelikku töökaugust
Kauguste tabelid arvestavad eranditult vaid kaablit ennast. Pistikud, seinaläbiviigud (bulkhead) ja kommutatsioonipaneelid tekitavad täiendavat sumbuvust, mida need arvud ei sisalda. Päriselus koosneb aga iga kaabliliin vähemalt kahest pistikust ning sageli mitmest vaheühendusest.
Enne kaabelduse valimist tasub hinnata nelja olulist tegurit:
- Pistikud. SMPTE ST 424 nõuab standardseid 75-oomiseid BNC-pistikuid. 50-oomine BNC-pistik võib küll pesasse sobida, kuid tekitab kõrgetel SDI sagedustel tugevaid signaalipeegeldusi. Ka Barco rõhutab, et tavalised BNC-pistikud ei sobi 12G sagedustele ning lühendavad oluliselt toimivat kaablipikkust. 12G ühendustes tuleb kasutada spetsiaalselt 12 GHz sagedusele sertifitseeritud komponente, näiteks Gigatronix 12G BNC paneeli läbiviik-pesa.
- Vahelülid ja jaotuspunktid. Iga läbiviik, jätk või paneelühendus vähendab liini signaalivaru. Mida vähem vahelülisid trassile jääb, seda kindlam on pildi püsimine.
- Kaabli painderaadius. Liiga järsk painutamine moonutab kaabli sisegeomeetriat ja lainetakistust. Näiteks Belden 4694R puhul on minimaalne lubatud painderaadius 69,9 mm.
- Digitaalne kaljuefekt (cliff edge). Erinevalt analoogsignaalist ei muutu SDI pilt signaali nõrgenedes järk-järgult mürarikkamaks, vaid kaob hetkega. Pilt võib olla sekundi murdosa vältel veatu ja järgmisel hetkel täielikult kadunud. Seetõttu ei tohi süsteemi kunagi projekteerida piiripealsetele näitajatele. WireFlow soovitab võtta aluseks spetsifikatsiooni väärtuse ning lahutada sealt maha pistikute ja jaotuspunktide tekitatud kaod.
Praktiline näide: 60 m kaabliliin 4K60 videopuldi juurde
Oletame, et vajate 12G-SDI ühendust kaamera asukohast 60 meetri kaugusel asuva videopuldini ning trassil on üks seinaläbiviik.
- Belden 1694A: pole 12G jaoks ette nähtud. Barco välja toodud 50 m jääb 60 meetrile juba alla – see kaabel ei sobi.
- Mini-RG59 (4855R): piir on 45 meetri juures, mistõttu jääb vahemaa liiga pikaks.
- Madala sumbuvusega RG6 (4794R): tabeli järgi kuni 98 m. 60-meetrine trass moodustab sellest ligikaudu 60%, mis jätab piisava varu läbiviigu ja pistikute tekitatud kadude katmiseks.
Hea rusikareegel vaheühendustega trasside planeerimisel on piirduda umbes 70 protsendiga tabelis toodud teoreetilisest kaugusest. Tegemist on praktilise ohutusvaruga, mitte range standardiga. Selles näites on 70% 98 meetrist umbes 69 meetrit – seega mahub 60-meetrine liin turvaliselt piiridesse.
Kui distants oleks aga 90 meetrit, ei jääks sama kaabli puhul mingit töövaru ning vaja läheks vahevõimendit või optilist pikendit.
Õige kaabli valik vastavalt kasutusotstarbele
Peenemaid kaableid on mugavam käsitseda ja vedada, kuid nende töökaugus on tunduvalt lühem. Valige kaabel alati vastavalt töökohale ja kasutusviisile:
- Kaamerakomplektid (rig) ja lühikesed ühendused (alla 10 m). Kasutage võimalikult painduvat ja kerget kaablit, kuna lühikestel vahemaadel ei teki signaali ulatusega probleeme. Belden 4855R 12G SDI kaabel tagab 12G toe kuni 45 meetrini ning Belden 1505F pakub suurepärast paindlikkust 6G signaalile kuni umbes 60 meetri ulatuses.
- Püsipaigaldised ja pikad magistraalliinid. Eelistage jämedamat, madala sumbuvusega RG6-kaablit. See on küll jäigem, kuid tagab vajaliku töökauguse ja stabiilsuse.
- Liikuvad kaamerad (operaatoritöö). Seadke painduvus ja mehaaniline vastupidavus esikohale ning hoidke kaabliliinid võimalikult lühikesed.
Tutvuge meie kogu koaksiaalkaablite tootevalikuga, kust leiate 12G, 6G, painduvad ja spiraalsed BNC-kaablid. Vajadusel valmistame Belden 4855R ja 1505F mudelitest ka eritellimusel täpselt sobiva pikkusega kaablid.
Mida teha, kui koaksiaalkaabli piir tuleb ette?
Kui vajalik vahemaa ületab kaabli võimekuse, ei tasu kohe otsida veelgi jämedamat koaksiaalkaablit. Kaaluda tasub kolme töökindlat alternatiivi:
Signaalikorrektoriga (equalizer) või taktisageduse taastajaga (reclocking) seadmed. Mitmed vastuvõtjad ja jaotusvõimendid suudavad nõrgenenud signaali taastada. Saavutatav kaugus sõltub konkreetsest kiibist ja signaali andmekiirusest. Näiteks toob Texas Instruments ühe oma korrektori puhul Belden 1694A kaablil välja töökaugused 12G juures kuni 75 m, 6G juures 120 m, 3G juures 200 m ja HD juures lausa 300 m. Need näitajad ületavad märgatavalt passiivseid tabeleid. Kuna teiste seadmete võimekus võib olla tagasihoidlikum, tuleb alati tutvuda seadme spetsifikatsiooniga.
Trassi keskele lisatud repiiter (vahevõimendi) jagab pika liini kaheks lühemaks lõiguks. Näiteks suudab Atomos Connect Repeat SDI vahendada 3G-, HD- ja SD-SDI signaale tavalisel koaksiaalkaablil rohkem kui 200 meetri kaugusele.
Valguskaabel. Suurte vahemaade ja kiirete andmevoogude korral on kindlaim valik fiiberoptika. Optiline pikendi muudab SDI-signaali valguseks ning vastuvõtjas tagasi elektriliseks signaaliks. Näiteks võimaldab Muxlabi 12G süsteem ühemoodilisel valguskaablil (single-mode) kuni 10 km töökaugust kõigil kiirustel – võrdluseks suudab koaksiaalkaabel 12G puhul pakkuda vaid kuni paarkümmend meetrit. Lisaks on optiline kaabel täiesti tundetu elektromagnetiliste häirete suhtes. AVMATRIX FE1121-12G optiline pikendi toetab sujuvalt 12G-, 6G- ja 3G-SDI signaale.
Juhtmevaba videoülekanne. Liikuvate kaamerate puhul võib kaablitrassi ehitamine osutuda ebapraktiliseks. Lähemalt saate tutvuda võimalustega meie juhendis juhtmevabade videoedastussüsteemide kohta.
Kui kaalute pikemate vahemaade puhul SDI ja HDMI vahel valimist, leiate lisainfot mõlema tehnoloogia eripäradest artiklist HDMI-kaablite valimine videotootmisse.
Olulisemad järeldused
- Ükski SMPTE standard ei määra kindlat maksimaalset kaablipikkust. Töökaugus sõltub alati SDI kiirusest ja valitud kaabli sumbuvusnäitajatest.
- 12G-SDI puhul tuleks arvestada ligikaudu 45 meetriga mini-RG59 kaablil ja kuni 98 meetriga madala sumbuvusega Belden 4794R kaablil (üksnes kaablit arvestades). Populaarne Belden 1694A pole ametlikult 12G jaoks sertifitseeritud.
- Tehniliste tabelite väärtused ei arvesta pistikute, läbiviikude ega kommutatsioonipaneelide kadusid. Liinile tuleb alati jätta turvaline töövaru, sest digitaalsignaali katkemine toimub järsult.
- Kasutage alati 75-oomiseid BNC-pistikuid, mis vastavad teie süsteemi töösagedusele ja SDI standardile.
- Kui kaabli töökaugusest jääb puudu, kasutage riskantsete katsetuste asemel signaalikorrektorit, repiiterit või optilist fiiberpikendit.
Võtke meiega ühendust ning täpsustage oma süsteemi SDI kiirus, vajalik trassi pikkus ja ühenduspunktide arv. MediaGeari spetsialistid aitavad valida teie projektile tehniliselt sobivaima kaabli või pikenduslahenduse.
