Comenzando por el 12G-SDI (I)

La mayoría de las instalaciones de transmisión y video utilizan cables de datos. De hecho, algunos profesionales dicen que estas aplicaciones eventualmente consistirán únicamente en cables de datos.

Steve Lampen*

4K es un término comúnmente utilizado para describir la resolución de la pantalla de video que es de unos 4000 píxeles. Eso es aproximadamente cuatro veces la resolución de HD en su versión más alta: 1080p. La versión broadcast de 4K, llamada UHD (ultra-alta definición), tiene una resolución de 3840 píxeles por 2160 líneas. DCI (Digital Cinema Initiative), la versión 4K de Hollywood, tiene una resolución de 4096 píxeles por 2160 líneas. Ambos tienen una velocidad de reloj de cerca de 12 GHz, de ahí el 12G-SDI. 

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Hace varios años, creamos un cable de video RG-6 (1694A) que transportaba HD a más de 370 pies (113m). Pero cuando el 3G-SDI llegó a escena, esa señal de video - también llamada 1080p / 60 o 1080p / 50 - era el doble del ancho de banda de alta definición (HD), lo cual redujo las capacidades de distancia del 1694A a 78m.

Aunque ha cambiado a lo largo de los años, la distancia mágica para los cables de video hoy es de 100m (328 pies). Siempre me he preguntado de dónde vino ese número. ¿No es eso la limitación de la distancia de los cables de datos como Categoría 5e, 6 o 6A? ¿Cómo se aplica esto al cable de video? Pero entonces se me ocurrió: La mayoría de las instalaciones de transmisión y video utilizan cables de datos. De hecho, algunos profesionales dicen que estas aplicaciones eventualmente consistirán únicamente en cables de datos. En este momento, muchas instalaciones tienen un diseño híbrido con datos y cables coaxiales, así que tal vez tenga sentido que el cable coaxial siga la misma regla.

Fue entonces cuando decidimos crear el primer cable diseñado específicamente para llevar señales 3G-SDI hasta 100m: 1794A - y lo hicimos hace unos cinco años. Era un cable levemente más grande que 1694A. Hoy en día, HD casi gobierna el mundo del video, sin embargo, el cable RG 7 que creamos no terminó siendo un super vendedor. Incluso entonces sabíamos que el siguiente paso para los cables de video implicaría 4K.

¿Pero sería posible la transmisión de señal 12G-SDI por cable coaxial? La mayoría de la gente dijo que no.

Una nota importante sobre el acantilado digital
Ahora es un buen momento para señalar que las distancias citadas en este blog no se basan en pruebas de campo. Estos son valores calculados basados en una fórmula que apareció por primera vez en SMPTE ST-259M para evitar lo que se conoce como el "acantilado digital". Cuanto más lejos vayamos en un cable, más cerca se llega al acantilado digital. La imagen se ve bien, por lo que realmente no sabemos lo cerca que estamos de dejar de recibirla. Pero cuando se instala un cable que es demasiado largo, ya no se obtiene ninguna imagen. El chip receptor no ve suficiente señal (o el ruido y las reflexiones desordenan la señal), por lo que no obtiene nada. La diferencia en longitud de una imagen perfecta a ninguna imagen podría ser sólo unos pocos pies.

Si conoces la frecuencia de reloj, o la velocidad de datos, de la aplicación, podemos determinar hasta qué punto la señal puede ir con seguridad y mantener una imagen a lo largo del cable. En cualquier sistema de datos digitales, los datos reales no pueden superar una frecuencia de la mitad del reloj. Esto se llama el límite de Nyquist. Originalmente, la fórmula para SD-SDI era -30 dB (atenuación) a ½ de la frecuencia de reloj. Usando esta fórmula, las señales digitales se podrían enviar fácilmente centenares, incluso miles de pies antes de alcanzar la distancia -30dB. Luego, con el cambio a HD, SMPTE ST 292 se escribió con una fórmula más conservadora de -20 dB a ½ la frecuencia de reloj. Eso significa que no puedes ir tan lejos. Esta distancia de seguridad era muy conservadora.
 
¿Qué tan lejos va? Con el paso del tiempo, el rendimiento del cable HD continuó mejorando, y recibimos consistentemente este tipo de comentarios de los clientes: "Fui dos veces más lejos que su gráfico de distancia" Algunos clientes incluso dijeron que podrían ir tres veces más lejos. No sólo el cable mejoraba, sino también los conectores y chips que enviaban y recibían las señales. 

Cuando parecía que 4K eventualmente se convertiría en estándar, Belden presionó al grupo de estándares SMPTE para cambiar la fórmula de distancia para estas aplicaciones. Propusimos una nueva fórmula y obtuvimos nuestro deseo: -40 dB a ½ de la frecuencia de reloj. Esto significa que, para un cable de 12 GHz, la atenuación no debe ser mayor de -40 dB a 6 GHz (½ frecuencia de reloj de 12 GHz). 

Para la versión de 6 GHz de 4K, la fórmula sería -40 dB a 3 GHz. Al comparar los datos en la tabla de distancias siguiente, esta es la razón por la cual parece que los números a veces no tienen sentido. Las fórmulas (mostradas en la parte superior de cada columna) siguen cambiando. Esto es sólo un extracto de nuestra tabla de Distancias recomendadas de Transmisión. Y muestra nuestro primer cable 4K, 4794R.

Hay bastantes cosas nuevas a recalcar en este gráfico. La primera es la columna para SMPTE ST-425, que cubre quad-link de 12 GHz para UHDTV1. Éste era el sistema de entrega original de 12 GHz, que dividía 12 Gbps en cuatro cables. En ese caso, cada cable lleva 3 Gbps / 3 GHz por un cable que ya existe. Pero, con la nueva fórmula (-40 dB a ½ de la frecuencia de reloj), van más lejos que en el anterior estándar SMPTE ST-424, a pesar de que son los mismos cables que siempre se han estado utilizando.

Si los cables bajo las fórmulas -30 dB y -20 dB pueden ir dos o tres veces la distancia mostrada, ¿dónde está el acantilado para el cable 12G-SDI - especialmente en la columna SMPTE ST 2082-1? La ubicación real del acantilado está influenciada por la calidad de la instalación, los conectores elegidos, el equipo, los chips, los conectores y todo lo demás en la línea (paneles de conexión, cables de conexión y conectores, adaptadores, feed-through, etc)
 
Un nuevo cable para la transmisión de señal 12G-SDI

Recientemente hemos lanzado un nuevo cable para 4K / UHDTV (12G-SDI): Belden 4794R. Este cable coaxial es el primero diseñado específicamente para el cable de vídeo UHD de enlace único de 4K en el mercado broadcast para la transmisión de señal de 12G-SDI. El coaxial 4794R de Belden para 4K / UHDTV (12G-SDI) ofrece un rendimiento superior, una instalación más sencilla y un peso y un espacio reducidos en comparación con los enlaces cuádruple o doble.

Si tiene preguntas o comentarios, póngase en contacto conmigo en steve.lampen@belden.com o con nuestros compañeros en Latino America (juan.cortes@belden.com)
 
*Steve Lampen se unio a Belden en 1989, siendo actualmente gerente de producto para broadcast. Antes de Belden, trabajó como ingeniero en radio, cine y televisión. Cuenta con licencia FCC, certificaciones SBE y BICSI. En 2011 fue nombrado “Mejor educador” por la Society of Broadcast Engineers. Su libro “The Audio-Video Cable Installer’s Pocket Guide" está publicado por McGraw-Hill. Sígalo en su blog www.belden.com/blog
 

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