星期三, 10月 03, 2012

類比與SDI的同軸電纜選擇應用


SDI攝影機連接器與線材設計(同軸電纜的選擇應用),主要用在攝影機內部設計需要這個參考,外部的施工安裝布線也可以使用。

同軸電纜材料名詞解釋:
BC: Bare cooper 裸銅線

Zo: 阻抗,阻抗不是用電錶量測電阻,正確是內部導體與外部絕緣的電阻、電容、電感的總值。

同軸電纜由內到外分成: Conductor:導體、Insulation: 絕緣體、Shield: 保護覆蓋層、Jacket外皮。

Conductor:導體 AWG越小表示線徑越粗。表示有BC: Bare cooper裸銅線,Silver-coated cooper: 鍍銀在銅表面。

Insulation: 絕緣體 材質有PE, PVC, FEP

Shield: 保護覆蓋層 90%BC: 裸銅線包覆90%的面積,Al foil+95% BC: 鋁箔+裸銅線包覆95%面積。叫好的材質也有銀覆銅包覆98%面積

Jacket外皮。材質有PE, PVC, FEP
多股絞線與AWG換算方法 (圓面積: 3.14x半徑x 半徑)
3C2V 導體No./mm表示為 1/0.5。表示一跟實心導體 0.5mm: 0.5x0.5x3.14/4=0.196介於24~25之間,算成25AWG。
3C-2VS 導體No./mm表示為 7/0.18。表示7根0.18mm導體組成。0.18mm: 33AWG。.18x0.18x3.14/4=0.0254x7=0.178介於24~25AWG之間,需算成25AWG。多股銅絞線, 柔軟度高, 可使用會移動的設備使用,如電梯。
AWG (American Wire Gauge) 尺寸換算可參考 http://en.wikipedia.org/wiki/American_wire_gauge

日規線跟美規線需要換算比較才知差異。一般5C2V約同等RG59。

類比攝影機的線材選擇

一般類比攝影機在6Mhz以下頻段,阻抗75 歐姆。

目前市面上有RG跟CV兩種線材,差別在哪裡呢?
 RG是美國軍方規格所以常有MIL(Military軍方)字樣。5C2V是日本規格,台灣也多習慣日本規格稱呼。
但是同軸線後來偷工減料的多了,甚至有些同軸電纜的中間導體,連銅都沒有。市面上標示的96, 112, 128, 164編線材,並不一定代表都是75歐姆傳輸阻抗,或者是認為RG58是RG59的簡易版,牛頭對不到馬嘴的情況。

常用編碼表示: 5C2VS
第一個字代表外徑的大約值mm
第二個字,C代表75阻抗歐姆,D代表50阻抗歐姆
第三個字,2表示PE絕緣,F代表發泡PE絕緣
第四個字,Shield: 保護覆蓋層,V代表單層編織包覆,W代表雙層編織包覆
第五個字,S代表Conductor導體是多股的絞線構成。

在類比攝影機使用的同軸電纜中,選擇有"C"字樣就是75歐姆就對了,若要傳的遠選擇最大的第一數字表示越遠。FB又比2V來的更好。其他64,96, 112, 128編不需要考慮。

RG線材則需要查表。

如何選擇SDI同軸電纜:

HD-SDI使用1.5GHz單一頻段,阻抗75歐姆/3G-SDI使用3GHz單一頻段,阻抗同樣75歐姆,所以SDI需選用較高品質的同軸電纜。由於SDI使用高頻RF訊號傳輸,所以以在傳輸的途徑都中,阻抗不匹配會造成反射損失(return loss),白話來說就是會降低SDI的傳輸距離。所以正確的選擇同軸線材、連接器會達到最佳的傳輸距離,反之SDI傳輸距離會下降。

高頻同軸線,使用量最大的是天線wify使用50 歐姆同軸線,而SDI需要使用75 歐姆同軸線
50 Ohm: RG178, RG174, RG316, 50 ohm 極細同軸電纜 mini coaxial cable -0.81, 1.13, 1.32, 1.37, 1.48mm
75 Ohm: RG6, RG11, RG12, RG59, RG179, RG302, RG216, 75ohm 極細同軸電纜mini coaxial cable-1.32, 1.48mm

高頻連接器有:
SMA, SMB, MCX, MMCX, BNC, TNC, 極細同軸連接器 mini coaxial cable connector: I-Pex(IPEX, IPX) MHF1(max 2.5mm height), MHF2(max 2.1mm), MHF3(1.6mm), MHF4(1.45mm). MHF1&2 使用相同的插座。
Murata GSC
Hirose U.FL Series
Sunridge MCB Series
各種接頭也有50歐姆與75歐姆的差別。
其中,在類比監控中常使用的F頭,是用在第四台 950Mhz以下的頻率傳輸,不可用在HD-SDI上面。

在SDI拉線佈線技巧中,要盡可能的減少連接點,例如直接把同軸線直接與BNC對接,不再透過F頭轉接,才有最佳的距離。


星期一, 9月 03, 2012

HD-SDI 簡介

HD-SDI 源起

HD-SDI技術在攝影棚中存在已久,只是當時類比攝影機就讓市場滿足,所以直到2008開始才有韓國廠商開始投入,不過仍然是少數、單路的產品。

時間挪到2008年,DVR台廠用智源方案,殺的韓廠無法招架,2010年後,陸廠用海思方案,殺的台廠一蹋糊塗。而2008年也是攝影機台廠、陸廠攻守分水嶺。自此之後,類比DVR跟類比攝影機已經進入成熟產業,韓廠與台廠在DVR跟攝影機的附加價值大為減弱。

韓廠早早就知道,低價不是戰場,倒的早,所以覺悟的早,在HD-SDI領域已經有所斬獲。

3G-SDI/HD-SDI跟IPCAM的優勢:
HD-SDI可以提供1920x1080P@30張不失真的影像資料。
3G-SDI可以提供1920x1080P@60張不失真的影像資料,但3G傳輸距離較短。
1) 使用同軸電纜,不須設定IP與網路設備防火牆等等,原來的工程行容易安裝、施工、升級
2) IPCAM會有影像延遲問題,SDI幾乎沒有延遲
3) SDI傳輸不壓縮的影像到DVR再決定張數與儲存。IPCAM會有資料遺失(俗稱掉張)、失真(壓縮太多)的問題。

目前有HDCCTV標準

V1.0: 720P&1080P 在RG59下傳輸超過100公尺
V2.0: 同軸上有雙向聲音、資料傳輸(包含ID、RS485用SDI傳輸)
V2.1: 用RG59傳輸300公尺、用網路線cat5e傳輸
V2.2: 光纖介面
V2.3: 帶電

目前僅有V1.0通過。目前只要是SDI影像部分,都可以互通。
但是除了V1.0之外,聲音、電源、RS485等等都不能夠互通。

1.5G-SDI 共有九種輸入解析度與張數,取樣頻率都是74.25Mhz, HDTV
1280x720--720p @ 24/25/30/50/60 fps
1920x1080---1080i @50/60 fps
1920x1080---1080p @ 25/30 fps

目前類比的訊號是取樣頻率27Mhz., SDTV
720x480i—480i—480i @ 30(NTSC),
720x576i—576i—576i @ 25(PAL)

目前SONY推的960H是36Mhz, EDTV
960x480i—480i—480i @ 30(NTSC)
960x576i—576i—576i @ 25(PAL)

這樣就可以看到EDTV(960H)有比SDTV多改善33%, 但HDTV(HDCCTV)比SDTV多改善600%(1080P), 260%(720P),而且還不計interlace跟progressive的差別改善。