병렬, 직렬 디지털 비디오 인터페이스

안녕하세요. 방송실 희동이입니다.

오늘은 병렬, 직렬 디지털 비디오 인터페이스에 대해서 포스팅하려고 합니다.

많은 관심과 사랑 부탁드립니다.

디지털 비디오를 전송하는데는 직렬전송과 병렬 전송방식이 있습니다.

■ 직렬 전송

디지털 비디오 신호는 통상적으로 기기 내부에서는 병렬로서 처리되지만 외부 기기와 연결할 때는 문제가 발생합니다. (휘도신호 10비트, 색신호 10비트, 클럭신호 1비트, 동기신호 1비트) 합계 22비트 구성된 디지털 병렬 신호의 경우 최소 22가닥의 케이블이 필요하게 되어 취급이 어려울 뿐만 아니라 신호 데이터와 클럭 간의 위상간섭 등의 문제가 발생하여 장거리 전송이 불가능하게 됩니다. 하지만 SDI는 휘도신호, 색신호, 동기신호, 클럭정보 등 모든 것을 직렬화하여 하나의 케이블에 전송하므로 장거리 전송이 가능해집니다. 하나의 문자를 구성하는 각 비트들이 하나의 전송선을 통하여 순서적으로 전송되며 정보통신에 있어서 대부분 직렬 전송방식을 사용합니다. 대표적인 직렬 디지털 영상신호는 SDI 신호입니다.

☞ SDI

SDI는 직렬 디지털 인터페이스를 의미하며 압축하지 않은 디지털 비디오 신호를 직렬화하여 1개의 동축 케이블(75옴)을 이용하여 전송하는 인터페이스입니다. 동축 케이블을 사용하기 때문에 SD영상 전송방식의 하나인 Composite처럼 Analog 신호로 생각하지만 엄연한 디지털 신호입니다. 디지털 신호이기 때문에 전송거리에 따라 신호의 변형/감쇠가 발생하는 아날로그 신호와 달리 일정한 거리마다 Equalization과 Reclocking을 통하여 변형이 없이 무한의 거리까지 전송이 가능합니다.
SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers)에서 비디오 표준으로 규정하였으며 이 시리얼 신호는 RG59 또는 RG6 Coaxial Cable로 전송됩니다. SDI는 270Mbps에서 2.97Gbps의 데이터 전송률을 가지며 IP 카메라처럼 MPEG 등의 압축신호가 아니라 비압축 신호를 사용하기 때문에 압축신장에 따른 화질의 노화, 지연(최소 200msec라고 합니다)되는 일이 없습니다.

SDI 연결을 통해 전송되는 신호
            

SDI는 진정한 의미에서는 시리얼입니다. SDI 케이블 양쪽 끝에는 한 개의 물리적 연결이 있습니다.
- 별도의 클럭 라인이 없어 타이밍은 전송된 데이터에서 복구됩니다.
- 데이터 전송 속도는 SDI 270Mbps, HD-SDI는 1.485Gbps, 3G-SDI는 2.97 Gbps까지 도달할 수 있습니다.
- 활성 비디오 데이터 라인 양쪽 끝에 SAV 및 EAV 패킷이 배치됩니다. 이 패킷들에는 고유한 비트 패턴이 포함되며 타이밍 기준, 라인 번호 할당, 그리고 오류 검사에 사용됩니다.
- 기본 color space는 4:2:2 YCbCr입니다. 3G-SDI는 추가로 4:4:4 YCbCr 및 4:4:4 RGB를 지원합니다.

SDI 연결은 주로 전문가용 방송 및 비디오 프로덕션 장비에 사용되며 라이브 이벤트, 의료 영상, 디지털 시네마, 원격 영상회의 카메라, 비디오 녹화 장치에도 사용할 수 있습니다. SDI 기반 비디오 인프라는 저렴한 케이블 비용 또는 기존 케이블의 활용, 손쉬운 단자 처리, HD-SDI 및 3G-SDI의 경우 최대 100/70미터의 전송 거리로 인해 AV신호 분배용으로 유용합니다.

SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers) SDI 표준

                                                     

■ 병렬 전송

병렬 전송에서는 각 비트들이 여러 개의 전송선을 통해여 동시에 전송됩니다. 가령 하나의 문자가 8비트로 구성되어 있다면 병렬 전송에 필요한 전송선은 최소한 8개가 있어야 합니다. 일반적으로 컴퓨터와 주변기기 사이의 데이터 전송을 위해서 사용되며 거리가 멀어지면 전송로의 비용부담 때문에 거의 이용되지 않고 있습니다. 대표적인 병렬 디지털 영상 신호는 HDMI, DVI, Displayport 등이 있으며 전송거리가 매우 짧습니다. HDMI, DVI, Displayport 등은 이전에 포스팅을 하였으니 참고 부탁드립니다.

이상으로 병렬, 직렬 디지털 비디오 인터페이스 포스팅을 마치겠습니다.

감사합니다.