Sdi или hdmi что лучше

Обновлено: 03.07.2024

Не один год идут споры по поводу целесообразности использования HD-SDI в CCTV системах. Есть как сторонники этой технологии, так и ярые противники, считающие это направление тупиковым. И тем не менее, пока идут обсуждения и споры, продажи оборудования HD-SDI продолжают расти. Целью данной статьи является не агитация за или против оборудования высокой четкости, а попытка простым языком объяснить, что такое системы HD-SDI, как использовать возможности этой технологии и как понять, в каких случаях целесообразно строить систему видеонаблюдения на этой базе и на что обратить внимание при выборе оборудования.

Итак, HD-SDI (High-Definition Serial Digital Interface) или SMPTE 292M, а по-простому, последовательный цифровой (обратите внимание на это слово) интерфейс высокой четкости или разрешения. Сразу хотелось бы прояснить ситуацию с аналоговым сигналом - его там нет. От камеры до оборудования регистрации идет цифровой поток 1,485 Гб/с, а вот средой передачи является, как правило, коаксиальный кабель, который наиболее часто применяется в аналоговых CCTV системах и наиболее приемлем для передачи высокочастотного сигнала. «А витая пара?» - спросит любой профессиональный инсталлятор. Витая пара напрямую использоваться не может по причине своей низкой пропускной способности (до

100МГц 5-я категория и 200MГц 6-я категория), которой явно недостаточно для HD-SDI потока. При необходимости передачи по витой паре необходимо использовать специализированные передатчики.

Что входит в систему HD-SDI?

Видеокамера HD-SDI
Мегапиксельный объектив (с четкими углами)
Коаксиальный медный кабель RG6
Стандартные BNC разъемы
Видеорегистратор HD-SDI или гибрид (HD-SDI+аналог)
Кабель HDMI
Монитор с разрешением Full HD и разъемом HDMI
Переходник HD-SDI – HDMI (при отсутствии видеорегистратора)

Разрешение

Главной причиной, по которой стоит обратить внимание на данную технологию, - это Full HD разрешение, получаемое в системах HD-SDI, а именно 1920х1080, что значительно (

в 5 раз) отличается от привычного нам разрешения 720(704)х576 в аналоговых системах и позволяет заменить одной HD-SDI камерой до 5 аналоговых камер. Иными словами, любимая лужайка за домом, производственные цеха, офис или парковка с вашей машиной будут выглядеть так же четко и красиво, как и любая передача, которые вы смотрите на HD канале на вашем телевизоре (если в нем есть поддержка Full HD).

Детализация

Вооружившись калькулятором (кто не помнит), без труда можно посчитать, что Full HD разрешение 1920х1080 приблизительно равно 2MП. При этом, если параллельно поставить ту же IP камеру с аналогичным разрешением, мы получим изображение на порядок хуже. Причина такого парадокса кроется в том, что в отличие от IP камеры, HD-SDI никакой компрессией и соответственно отбрасыванием «лишней» информации не занимается. От камеры идет просто упакованный в цифровые пакеты сигнал, а уже мощные процессоры на регистрирующем оборудовании обрабатывают изображение и формируют столь приятную по детализации картинку. В связи с этим, решение таких задач, как определение номеров автомобилей и распознавание лиц, становится гораздо проще и позволяет обойтись минимальным количеством камер.

Объективы

Естественно, если стоит задача получить максимально качественное и детализированное изображение, никак не обойтись без соответственного объектива. Через объектив на матрицу камеры поступает сфокусированный, дозированный световой поток и чем лучше объектив, тем выше чувствительность, меньше паразитных засветок и выше детализация изображения (не только в центральной зоне, а и по всему полю кадра). В целом можно сказать, что от объектива зависит от 30% до 50% качества изображения. В виду того, что камеры HD-SDI обладают Full HD разрешением, вместе с ними просто необходимо использовать мегапиксельные объективы с высоким разрешением. Поэтому при выборе камер HD-SDI под объектив надо обязательно выбирать объективы известных производителей (наилучшим образом себя зарекомендовали объективыTamron), а что касается камер со встроенным объективом – надо обращать внимание на разрешение не только по центру, т.к. при подборе некачественного объектива исчезает весь смысл HD-SDI системы (например, номер автомобиля, находящегося в углу изображения, нельзя будет определить, если объектив мылит изображение по углам).

Чувствительность

При переходе от аналоговых систем к IP решениям одним из неприятных сюрпризов является крайне низкая чувствительность IP камер в случаях неудовлетворительной освещенности на объекте ( за исключением специализированных камер, которые стоят от 2000$). Что касается HD-SDI камер, то уже на сегодняшний день существуют модели (ТМ Balter), которые максимально приближены по чувствительности к аналоговым системам, при этом технологии постоянно развиваются и не исключено, что в ближайшем будущем системы HD-SDI будут такие же или даже лучше, чем аналоговые системы по чувствительности. Так же стоит повторить, что чувствительность системы зависит не только от камеры, но и от объектива, и, применяя светосильные объективы, можно добиться значительного улучшения показателей.

Динамический диапазон

Одним из ярких преимуществ HD-SDI в сравнении с аналогом и IP системами является наличие моделей (ТМ Balter) с настоящим режимом WDR (широкий динамический диапазон). Под настоящим подразумевается не цифровая обработка, а реальное двойное сканирование изображения со смещением экспозиции в светлую и темную сторону и последующим объединением кадров в одно изображение. При этом обычно объединение кадров сопровождается появлением различных артефактов (вплоть до потери четкости), что в камерах ТМ Balter абсолютно исключено и выполнено достаточно корректно благодаря обработке изображения как при помощи матрицы, так и процессором.

Передача сигнала

По сравнению с IP системами в системе HD-SDI исключены любые задержки передачи видеосигнала, связанные с ограничением канала передачи или затратой времени на обработку видео в самой камере. Это особо актуально для систем со скоростными поворотными камерами, где критична задержка отображения события даже в несколько секунд.

Дальность передачи

Дальность передачи сигнала в системах HD-SDI напрямую зависит от типа используемого кабеля. Следует заметить, что в силу своей природы сигнал от камеры до регистрирующего оборудования передается фактически без потери качества и только при критичном затухании в среде передачи он просто не доходит. Т.е. он либо есть, либо его нет. Заявленные по стандарту расстояния передачи по RG6 -100 м и RG 59 – 50 м на практике могут быть гораздо больше и доходить до 300 метров в первом случае и 130 метров во втором. При этом надо использовать качественный кабель с медной центральной жилой (с не заниженным диаметром сечения) и медным экранирующим слоем. Можно использовать магистральный коаксиальный кабель RG-8/11 и разогнать дальность передачи до 400-500 метров, но применение такого кабеля зачастую нецелесообразно из-за неудобства монтажа. Обычно для удлинения линии передачи сигнала HD-SDI используют повторители (ретрансляторы HD-SDI сигнала), которые позволяют увеличить дальность на 200 метров относительно существующего расстояния. При этом количество таких ретрансляторов в линии не ограничено.

Помехозащищенность

Благодаря цифровым «корням» HD-SDI системы, еще одним из ее преимуществ является ее высокая помехозащищенность по сравнению с аналоговым сигналом (например, нет таких часто встречающихся помех как земляная петля, импульсные и другие наводки).

Система регистрации и отображения

Для регистрации в системе HD-SDI необходимо использовать специальный HD-SDI видеорегистратор, который ничем не отличается от аналоговой модели кроме поддержки HD-SDI сигнала и наличия специальных функций для его обработки. Для отображения HD-SDI сигнала необходим монитор с поддержкой Full HD разрешения и наличием входного разъема HDMI. Так же существует возможность подключить камеру HD-SDI непосредственно на монитор без видеорегистратора, применив при этом специальные переходники HD-SDI сигнала в HDMI.

Работа по сети

Если необходим удаленный доступ к одной или нескольким системам, его достаточно легко организовать, как и в аналоговых системах, при помощи бесплатного программного обеспечения CMS. При этом необходимо применять только те HD-SDI видеорегистраторы, которые могут по сети передавать изображение в разрешении Full HD 1920x1080. Хотим обратить внимание, что на рынке существуют модели с передачей сигнала по сети в разрешении HD 1024х720, однако в таком случае теряется смысл приобретения всей HD-SDI системы в целом.

Простота использования

Это пункт интересен тем людям, которые привыкли устанавливать аналоговые системы или пользуются своей уже давно существующей аналоговой системой и хотят сделать ее апгрейд на систему с разрешением Full HD, но не готовы изучать все нюансы IP систем. Никакого дополнительного обучения кроме ознакомления с меню устройством не потребуется. Что бы не рассказывали производители IP относительно простоты использования их систем, откровенно говоря, не все так просто. Зачастую разбираться в настройках сетей, потоках, серверах, дополнительном оборудовании и пр. простому пользователю или инсталлятору, привыкшему работать с аналоговой системой, просто нет возможности или времени. Кроме этого, велика вероятность ошибиться в просчетах и получить IP систему, которая в лучшем случае работает нестабильно.

Надежность и ресурс

Еще одним плюсом HD-SDI cистем является высокая степень надежности и ресурсоемкость системы, что достигается за счет высокой сбалансированности всех элементов системы в целом. Например, камеры не задействованы такой дополнительной работой, как компрессия в различные кодеки, прорисовка WEB интерфейса и прочее, поэтому в сравнении с IP исключаются поломки, например, связанные с перегревом элементной базы камеры из-за постоянной нагрузки на процессор и т.д. Так же нет вспомогательного сетевого оборудования, которое является дополнительным элементом ненадежности в IP системе, не требуется защита сервера от вирусов и несанкционированного доступа через интернет.

ИТОГО

Как видно, системы видеонаблюдения, построенные на HD-SDI, имеют множество плюсов при использовании, которые мы кратко изложили в данной статье. Естественно, все достоинства легко превратить в недостатки, если использовать некачественное оборудование в погоне за ценой. Поэтому самой главной рекомендацией будет использование оборудования только тех производителей, в качестве оборудования которых вы уверены.

Что касается HD-SDI систем ТМ Balter, то хочется отметить, что оборудование данной торговой марки отличается от других HD-SDI систем следующим:

Главным достоинством HD CVI/TVI/AHD является возможность передачи сигнала высокого качества по «обычному» коаксиальному кабелю на расстояние до 500 м. По крайней мере так обещают производители.

Мало того использование обычного коаксиального кабеля для передачи сигнала на столь большое расстояние также вызывает сомнение. Причина проста, в России совсем не те кабели, чем в США или Европе. На наших кабелях новое оборудование не только не даст качественный сигнала, а вообще не будет работать.

Коаксиальные кабеля для HD CVI/TVI/AHD попросту не подходят. Нужен кабель, идентичный тому, который используется в системе SDI, чтобы выполнить заявленную производителями дальность передачи сигнала.

Для стандарта SDI не нужен какой-то определенный вид соединения, но все же во многих случаях не обойтись без коаксиальных кабелей. Благодаря им SDI стали использовать в различных сферах, в том числе в производстве систем видеонаблюдения.

Чтобы показать все преимущества такого стандарта, сравним аналоговые системы с SDI. Часто во время передачи сигналов появляются различные ошибки в виде помех, недостаточной яркости, которые негативно сказываются на качестве изображения.

Данные в аналоговом сигнале включены по модуляции, амплитуде и частоте. Их нужно деколировать после завершения передачи, чтобы получить хорошее изображение. У сигнала SDI же нет искажения изображения. При этом HD-SDI в отличие от HD-видео осуществляет передачу данных во много раз быстрее.

Чтобы не пользоваться многочисленными кабелями для просмотра видео и используют конвертеры HD-SDI. Они имеют высокую надежность, например, у него есть резервный вход и если основной сигнал пропадет по какой-то причине, переход на него будет происходить автоматически. Зачастую это происходит из-за того, что кабель начинает работать некорректно из-за повреждений различного характера.

Те, кто знаком с практикой передачи аналогового сигнала знает, что его качество ухудшается постепенно при увеличении расстояния. Прежде, чем сигнал окончательно исчезнет с экрана монитора, на нём будут появляться различные артефакты, такие как полосы, пропадание цветности и т.п.

Да HDMI может передавать высокое разрешение видеосигнала и более высокого качества, чем аналоговые сигналы. Кабели HDMI в основном используется для передачи видеопотока. Аналоговые кабели не могут передавать 4K видео, а HDMI поддерживает передачу видео столь высокого качества.

Более того, HDMI отлично справляется с передачей аудио и объемного звука. Причем, не нужно подключать отдельный кабель для передачи звука – это возможно в HDMI.

Кабель HDMI состоит из экранированных и собранных воедино четырех проводов и передает данные со скоростью до 10,2Гбит/с. В норме максимальная длина кабеля достигает пятнадцати метров, но его можно увеличивать до тридцати метров и более при помощи повторителей либо усилителей. Он передает сигналы управления, а также видео и аудио сигналы.

Отличающиеся компактностью HDMI получили широкое распространение в наши дни и заняли место основных разъемов в видеонаблюдении. Их популярность связана с предоставляемым интерфейсом высоким разрешением.

Так к примеру, разрешение картинки в CCTV ограничено видеовыходом. При этом если выводятся на экран картинки с VGA-выхода с девяти камер, каждое изображение будет иметь максимальное разрешение до 426×340 точек.

Интерфейс же HDMI поможет существенно увеличить данный показатель. Причем, возможности интерфейса можно расширить с помощью ряда управляющих устройств – коммутаторов, усилителей и повторителей.

Коммутаторы позволят проводить переключения между двумя и более HD-выходами. Они делятся на два типа: благодаря первому можно вывести картинку с определенного числа регистраторов на один экран, имеющий высокое разрешение.

Благодаря второму типу несколько каналов с изображением можно одновременно вывести на несколько экранов.

Усилители используют вместе с HDMI с целью увеличения мощности сигнала – с их помощью можно в два раза увеличить длину кабеля. Также их можно применять в тех случаях, когда кабель нуждается лишь в незначительном увеличении, но при условии, что требуемые параметры заранее известны. Если нужная длина неизвестна, вместо усилителя используют повторители.

Тем не менее HDMI сегодня становится фактически мировым стандартом по транспортировке несжатого цифрового видео. И в ближайшем будущем активное использование SDI будет только снижаться.

HDMI был разработан множеством компаний, производящих бытовую электронику, продюсеров фильмов и поставщиков кабельного телевидения. Основная цель всех этих компаний заключалась не только в разработке кабеля, который может передавать как аудио, так и видео в рамках одного соединения, хотя это удобно. Эти компании искали способ защиты своего контента и при этом стандартизировали использование HDCP во всех своих компонентах.

HDCP или защита цифрового контента с высокой пропускной способностью - это тип протокола безопасности, который заставляет исходное устройство (например, проигрыватель BlueRay) сгенерировать ключ безопасности, чтобы телевизор отображал ваш контент. Эта защита на самом деле требует установления связи между устройством-источником и устройством вывода, поэтому часто большинство телевизоров даже не отображают вход HDMI в своем списке источников, когда ничего не подключено.

HD-SDI был создан индустрией вещания, чтобы быть лучшим способом передачи HD-видео. Из-за этого HD-SDI не используется для HDCP.

2. HDCP медленный
HDCP замедляет скорость соединения от входа к выходу, это означает, что HD-SDI будет реагировать быстрее и плавнее при переключении видео.

3. Соединители
Соединения HDMI аналогичны соединениям USB в том, что нет возможности заблокировать соединение на месте; тогда как HD-SDI использует фиксирующие разъемы BNC, которые гарантируют, что ваш кабель не будет выдернут.

4. Стоить
HD-SDI использует стандартный коаксиальный кабель (RG-6), который значительно дешевле в производстве, чем HDMI, который использует собственный кабель.

5. Длина
Кабели HMDI могут проходить только до футов 30, прежде чем им потребуется какой-либо тип усилителя или повторителя. HD-SDI может работать на длинах метров 300, прежде чем понадобиться помощь.

6. Масштабируемость
Из-за HDCP HDMI не имеет обратной совместимости с VGA без устройства, которое генерирует ключи HDCP. HD-SDI можно легко уменьшить.

7. Временной код
HD-SDI передает видеосигнал и временной код по одному кабелю. У HDMI нет поддержки временного кода. На потребительском рынке HDMI отлично справляется со своей задачей, удерживая позицию стандартного соединения для HD-видео. В профессиональной видеоиндустрии, где такие вещи, как качество, надежность, скорость, временной код и гибкость, являются обязательными, HD-SDI - лучший выбор.

Стандарт HDMI 2.1 принёс с собой обновленную функцию HDMI ARC, которая теперь называется eARC (Enhanced Audio Return Channel). Пропускная способность расширенного реверсивного звукового канала возросла в 37 раз (с 1 Мбит/с до 37 Мбит/с), что сделало возможным передачу без сжатия звука в формате 5.1 и 7.1.

Также появилась полноценная поддержка таких стандартов многоканального звука, как Dolby Atmos и DTS:X. И если во времена HDMI 2.0 передача звука по оптическому кабелю ещё не казалась чем-то сильно устаревшим, то теперь для многих пользователей S/PDIF — это артефакт из далёкого прошлого.

В этой статье я не хочу вдаваться в подробности работы той или иной технологии передачи звука. Вместо этого я предлагаю сконцентрироваться на практическом применении HDMI eARC и оптического S/PDIF (Toslink). Рассмотрим те факторы, которые даже в 2021 году могут склонить пользователя в сторону выбора старого-доброго оптического аудиокабеля.

Задержка звука

Задержка звука саундбара Samsung HW-A550 Задержка звука саундбара Samsung HW-Q950A

Нельзя сказать, что задержка звука во всех случаях будет ниже при подключении по Toslink. Однако во многих современных моделях саундбаров (независимо от ценового сегмента) наблюдается именно такая тенденция.

Помехи и наводки

Оптическое волокно представляет собой диэлектрический материал, поэтому кабелю Toslink не страшны электромагнитные помехи. В то же время подавляющее большинство проводов HDMI — медные. Для защиты от помех в них используется экранирование, да только качество экранирования с 2012 года существенно снизилось. Согласно данным европейских исследователей, даже покупка «премиального» кабеля HDMI вовсе не гарантирует, что он будет защищен от помех на должном уровне.

Помехи при подключении через HDMI выражаются обычно в виде произвольного моргания дисплея и «заикания» звука. В некоторых случаях сам HDMI-кабель может служить источником помех для других устройств. Чаще всего провода HDMI конфликтуют с ТВ-антеннами и WiFi-роутерами.

Конечно, существуют и оптические HDMI-кабели, которые лишены этого недостатка. Однако их массовому распространению препятствует в большей степени их высокая цена, а в меньшей — их односторонняя природа (передача сигнала возможна только в одном направлении). К вопросу цены этих проводов мы вернемся чуть позже.

Сложность монтажа

HDMI 1.4 (4 мм), S/PDIF (3 мм), HDMI 2.0 (6 мм) Toslink после монтажа в стене

Провода Toslink традиционно тоньше, чем провода HDMI. Диаметр наиболее доступных Toslink-кабелей — от 2.2 до 3 мм. Диаметр типичного медного HDMI 2.1 — около 7 мм, оптического — 5 мм. Как правило, медный кабель HDMI тем толще, чем он длиннее.

Скрытый монтаж аудиокабеля Toslink всегда будет проще. Штробить стену для его укладки не обязательно. Благодаря малой толщине провода в большинстве случаев хватит и канавки в гипсовой штукатурке, а из инструментов понадобится только канцелярский нож. Сделать это не так сложно даже после завершения ремонта, главное — в нужном месте аккуратно отклеить обои ;-)

Кабели Toslink существенно дешевле кабелей HDMI 2.1, особенно когда речь идет о большой длине. Максимальная дистанция передачи звука через интерфейс S/PDIF — 10 метров. По крайней мере, так говорится во многих источниках, включая и англоязычную Википедию. Когда-то это было правдой, но сейчас встречаются оптические аудиокабели длиной и 15, и 20, и даже 30 метров.

Кабели HDMI 2.1 длиной до 5 метров — почти всегда медные. А те, что длиннее — почти всегда оптические. Максимальная длина ограничена лишь толщиной кошелька, и найти HDMI 2.1 длиной 100 (сто) метров сейчас не является проблемой. Оптический HDMI в пересчете на 1 погонный метр стоит намного дороже медного. Таким образом, когда необходимо проложить аудиокабель на расстояние более 5 метров, выгода от выбора Toslink становится наиболее очевидной.

К примеру, самый доступный 10-метровый кабель Toslink на AliExpress продаётся за

300 рублей (см. здесь). В то же время самый дешевый 10-метровый HDMI 2.1 стоит уже

5200 рублей (см. здесь). А если вдруг есть необходимость передавать иногда звук и в противоположном направлении, то понадобится ещё и второй такой же кабель (не забываем про эту досадную особенность оптических HDMI).

Выводы

В том, что будущее многоканального звука — за HDMI, сомнений нет. Так же, как и будущее мониторов — за 4K. Однако до тех пор, пока 1080p и 1440p мониторы остаются намного более доступными, они будут иметь свою долю рынка. Тоже самое и с интерфейсом S/PDIF — он обходится в разы дешевле HDMI eARC, и к тому же имеет некоторые преимущества. Конечно, сжатый звук формата Dolby Digital 5.1 и DTS 6.1 — это его верхний предел. Однако эффект от этого сжатия можно ощутить только на дорогой акустике, а для саундбаров и простеньких домашних кинотеатров возможностей интерфейса S/PDIF большинству пользователей по-прежнему будет достаточно.