xhdi-front-foc16-kanalige Ein- und Ausgangskarte für eingebettete Audiodaten eines digitalen seriellen Videosignals nach SMPTE 259M (SD), SMPTE 292M (HD) und SMPTE 424M/425M (3G), Metadaten Embedder und De-Embedder nach SMPTE 2020

  • kombinierte Ein- und Ausgangskarte für 16 Audio­kanäle
  • bietet »De-Embedding«, »Embedding«, »Replacing« und »Deletion« der Audiosignale nach SMPTE 272M-AC (SD), SMPTE 299M (HD) und SMPTE 424M/425M (3G)
  • bietet »De-Embedding« und »Embedding« von je 2 Metadaten-strömen nach SMPTE 2020-1/-2
  • direkter Link zu Dolby Dekoder (XDED) und Enkoder (XDEE) zum De-embedden und Embedden asynchroner Audio- und Dolby-Signale
  • freie Kanalzuordnung und Routing der Audiodaten und Metadatenströme im NEXUS
  • interner DSP für Signalbearbeitung der Audiodaten
  • einstellbares Video-Delay von 0 bis 15 Frames (SD) / 0 bis 8 Frames (HD/3G)
  • einstellbares Delay für Audio- und Metadaten-Sendekanäle 0 bis 170ms (@48 kHz)
  • Re-Quantisierung von Quellformaten mit 20- oder 24-Bit-Auflösung auf 16 Bit bei Bedarf möglich, mit Dithering und Noiseshaping
  • integrierter Video-Testpatterngenerator
  • EDH-Check und Einfügen nach SMPTE RP165 (SD), CRC-Check und Korrektur für HD/3G-Formate
  • Bypass Mode, auch zur Havarieabsicherung
  • BNC oder optischer Steckverbinder (LC, Singlemode)
  • optionales SRC-Modul XSRCA 02 für alle Audiokanäle
  • zertifiziert von Dolby® zur Übertragung von Dolby-E-Signalen

Dolby und das Doppel-D-Symbol sind eingetragene Warenzeichen von Dolby Laboratories.

pdf Datenblatt (243 KB)

xhdi-2-fotoDie XHDI unterstützt neben den Videoformaten SD und HD auch HD-3G-Formate. Die XHDI ermöglicht es dem NEXUS-System Audiosignale, die in einem nach SMPTE 259M (SD), SMPTE 292M (HD) und SMPTE 424M/425M (3G) spe­zi­fi­zier­ten digitalen seriellen Videodatenstrom transportiert werden können, zu empfangen, hinzuzufügen und zu bearbeiten. Die XHDI 02 kann Metadatenströme embedden und de-embedden, die vor allem beim Transport und der Verarbeitung von Mehrkanal-Audiosignalen benötigt werden. Zum einfachen Ausgleich von Laufzeitunterschieden zwischen Video- und Audiosignalen verfügt die Karte über ein einstellbares Video-Delay. Und sie stellt neben einem Videoeingang auch einen Videoausgang zur Verfügung, sodass Videosignale ohne weitere Hardwarekomponenten durchgeschleift werden können. Sollen nur Audiodaten oder Metadaten aus einem Videosignal extrahiert werden, ist auch eine Nutzung als reine Eingangskarte möglich.
Die XHDI wurde als universelles SD- und HD/3G-Interface konzipiert. Sie bietet eine Vielzahl von Möglichkeiten, Audiodaten aus einem Videodatenstrom zu lesen beziehungsweise dem Datenstrom hinzuzufügen:

De-Embedding Audiosignale lassen sich beliebig aus dem Video­sig­nal extrahieren und können im NEXUS-Audionetzwerk normal ge­nutzt und übertragen werden. Da der Video­daten­strom dabei nicht beeinflusst wird, bleiben die Audiodaten für das ausgegebene Video­signal er­halten.

Embedding Beliebige Audio­signale des NEXUS-Systems lassen sich in den Video­daten­strom einbetten. Dabei ist frei wählbar, welche Datenblöcke und Kanäle des SDI-Signals geschrieben werden sollen. Audio­daten anderer Blöcke, die zu­vor im Video­daten­strom enthalten waren, bleiben erhalten. Ka­nä­le des gleichen Blocks können übernommen werden.

› Replacing Der Replacing-Modus erlaubt, einzelne Audiokanäle in nicht normgerechten Datenströmen auszutauschen. In diesem Modus werden nur reine Audiodaten in bestehende Datenstrukturen eingepasst. Diese können unterschiedlich angelegt sein.

Deletion Audioblöcke, die bereits im Video­daten­strom enthalten oder zur Löschung markiert sind, lassen sich vollständig entfernen und über­schreiben.

xhdi02-front-bncMetadaten können embedded und de-embedded werden. Es werden zwei Metadatenströme je Richtung unterstützt. Ihre Zuordnung und Position kann durch den Nutzer bestimmt und überprüft werden. Ein Replace-Modus existiert hier nicht und es ist nur die Löschung aller in einem Videostrom enthaltenen Metadaten möglich. Bereits vorhandene Metadatenströme können überschrieben werden.
Ein umfangreiches Software-Paket erlaubt alle Funktionen der XHDI von jedem PC aus abzurufen.

Vielfältige Varianten

Die Baugruppe XHDI 02 verarbeitet Signale entsprechend den Standards SMPTE 259M (4 : 2 : 2, Component, 270 MBit), SMPTE 292M (4 : 2 : 2, Com­po­nent, 1485/1483.5 MBit) und SMPTE 425M (4 : 4 : 4 bzw. 4 : 2 : 2 2970/2967 MBit). Der Standard und die darin möglichen un­ter­schied­lichen Formate werden automatisch erkannt.

Folgende Video-Formate werden unterstützt:

Video-Norm

Video-Format

SD/HD

Testgenerator

SMPTE 425M 4:2:2 1920x1080 / 60p 3G ja
  1920x1080 / 50p   ja
SMPTE 425M 4:4:4 1920x1080 / 60i   -
  1920x1080 / 30p (PsF)   -
  1920x1080 / 30p   -
  1920x1080 / 50i   -
  1920x1080 / 25p (PsF)   -
  1920x1080 / 25p   -
  1920x1080 / 24p   -
  1280x720 / 60p   -
  1280x720 / 50p   -
  1280x720 / 25p   -
  1280x720 / 24p   -
SMPTE 296M 1280x720 / 60p HD ja
  1280x720 / 50p   ja
  1280x720 / 30p   -
  1280x720 / 25p   -
  1280x720 / 24p   -
SMPTE 274M 1920x1080 / 60i HD ja
  1920x1080 / 30p   ja
  1920x1080 / 50i   ja
  1920x1080 / 25p   ja
  1920x1080 / 25p   ja
  1920x1080 / 24p   ja
  1920x1080 / 30p (PsF)   -
  1920x1080 / 25p (PsF)   -
  1920x1080 / 24p (PsF)   -
SMPTE 260M 1920x1035 / 60i HD -
SMPTE 259M 1920x1080 / 50i HD -
SMPTE 260M 1440x487 / 60i
(oder x507)
SD ja
  1440x576 / 50i   ja

Audiodaten - PCM

Die Standards SMPTE 272M-AC (SD) und SMPTE 299M (HD/3G) definieren den Transport von Audio in Videosignalen und sehen maximal vier Blöcke mit Audiodaten vor, die aus jeweils vier 20/24-Bit-Audiokanälen bestehen. Beide Standards werden durch die XHDI 02 voll unterstützt. Einzelne oder mehrere Kanäle lassen sich gleichzeitig aus dem Datenstrom lesen oder hinzufügen.
Die Spezifikation SMPTE 272M-AC (SD) erlaubt unterschiedliche Arten der Einbettung von Audiodaten in einen Videodatenstrom. Das kann in einer weitreichenden Übertragungskette zu Problemen führen und unter Umständen das weitere inkrementelle Einbetten von Audiodaten verhindern. Deshalb ermöglicht die XHDI-Baugruppe, bestehende Datenstrukturen neu zu ordnen und – gegebenenfalls mit den hinzugefügten Audiodaten – vollständig neu zu schreiben. Laut SMPTE 299M (HD/3G) gibt es in Bezug auf Embedding keine Einschränkungen mehr. Daher sind keine Kompatibilitätsprobleme als Folge unterschiedlicher Embedding-Algorithmen zu erwarten.
Zur Rekonstruktion des systembedingt isochronen Audiodatenstroms dienen FIFO-Zwischenspeicher, deren Puffergröße bei Problemen dem empfangenen Signal angepasst werden können.
Die XHDI hat im HD/3G-Modus eine Sonderfunktion: Sie versucht im Embedding/De-Embedding-Modus (nicht Replace) eine identische Laufzeit für alle Blöcke zu erreichen. Sinnvoll ist diese Funktionalität bei Mehrkanalanwendungen, die die maximale Kanalzahl von 4 pro Audioblock überschreiten. Voraussetzung für diese Sonderfunktion ist eine identische Struktur des bereits eingebetteten Audios. Verwendet man diese Funktion rein zum Embedding (ohne De-Embedding), so kann die XHDI eine identische Laufzeit garantieren.
Sind die zu verarbeitenden Audiodaten asynchron zum NEXUS-System, kann optional ein Sample Rate Converter (SRC) als Modul bestückt werden. Dieser passt sowohl die 16 Sendekanäle als auch die 16 Empfangskanäle an den NEXUS-Systemtakt an.
Zum Ausgleich von Laufzeitdifferenzen zwischen Video und Audio haben alle Sendekanäle ein einstellbares Audio-Delay. Ergänzend kann auch das Videosignal um bis zu 15 Bilder (max. 8 bei HD/3G) verzögert werden.
Das NEXUS-System kann auf das Videosignal und bei asynchronem Audio auf den im Datenstrom kodierten Audio-Wordclock (nur HD/3G) synchronisiert werden.
Die in den Audiodaten enthaltenen Zusatzdaten (kompatibel zu AES-3) werden für die Auswertung durch die Software zur Verfügung gestellt. Beim Sender können Zusatzdaten transparent von AES-3-kompatiblen Signalquellen übernommen oder durch die XCPU neu generiert werden.

Audiodaten – komprimiert, SDI-Link

xhd02i_bnc-fotoIn die SDI-Signale können auch komprimierte Audiosignale (z.B. Dolby-D/E) eingebettet sein. Sind diese synchron zum NEXUS-System, werden die Signale herkömmlich de-embedded bzw. embedded und über den NEXUS-Bus zu den Enkodern bzw. Dekodern geleitet. Sind die SDI-Signale jedoch asynchron zum NEXUS ist die Verfahrensweise in der Regel komplizierter, denn komprimierte Daten dürfen nicht mit SRC verarbeitet werden. Aber die XHDI bietet für dieses Problem eine Lösung: Über einen speziellen SDI-Link wird die XHDI mit den Dolby-Enkodern und -Dekodern verbunden. Nachdem die komprimierten Audiodaten asynchron de-embedded worden sind, werden sie auf der Dekoder-Baugruppe (XDED) asynchron dekodiert. Die nun diskreten Signale können durch die auf der XDED vorhandenen SRCs auf den NEXUS-Bus synchronisiert werden.
Für den Ausgleich von Latenzen beim Embedding ist der Videotakt auf der Dolby-Encoder-Karte (XDEE) verschiebbar, um die strengen Phasenvorgaben eines Dolby-E-Signals zu gewährleisten. Bei der Korrektur von Laufzeitunterschieden und Phasenversätzen helfen auch das Audio-Delay auf den Dolby-Karten und das Video-Delay auf der XHDI  (in Kombination) .
Durch diese Möglichkeiten bietet sich die XHDI als Lösung für alle denkbaren Einsatzfälle an.

Signalprozessor

Die XHDI ist serienmäßig mit einem DSP ausgestattet, der eine Signalanpassung und -bearbeitung unabhängig von weiteren Baugruppen ermöglicht. Die Ein- und Ausgangspegel können getrennt voneinander eingestellt werden. »Verpolte« Signale lassen sich mit dem Phasentausch korrigieren.
Sollen Audiosignale statt mit der NEXUS-internen 24-Bit-Auflösung, nur mit 16 oder 20 Bit ausgegeben werden, kann die Signalqualität durch zuschaltbares »Dithering« deutlich verbessert werden. Zusätzlich lässt sich durch »Noiseshaping« die entstehende Rauschenergie in Fre-quenzbereiche transformieren, auf die das menschliche Gehör unempfindlicher reagiert.
Liegen die Audiodaten in komprimierter Form vor, können die Möglichkeiten des Signalprozessors nicht genutzt werden.

Mxhdi02-sfp-fotoetadaten

Die Standards SMPTE 2020-1 und SMPTE 2020-2 erlauben neun mögliche Datenströme pro Videosignal. Die XHDI kann zwei Metadatenströme de-embedden und zwei weitere gleichzeitig embedden. Der Anwender wählt aus, mit welchen Daten er arbeiten möchte. Metadatenströme werden den Audio-Stereo-Paaren zugeordnet. Diese Zuordnung erfolgt beim Sender durch den Nutzer, beim Empfänger werden alle zur Auswahl stehenden Datenströme angezeigt.
Metadaten können auf zwei verschiedene Arten zur XHDI gelangen oder von ihr ausgegeben werden: über das optionale Schnittstellenmodul XDEM in Form von RS232- bzw. RS422-Signalen oder als XTI-Signal. Auch Kombinationen sind möglich. Vorteil der XTI-Signale - Metadaten können wie Audiodaten im NEXUS geroutet und verteilt werden. Sie können direkt mit den Dolby-Karten (XDED, XDEE) oder über eine XTI-Karte mit externen Geräten ausgetauscht werden.
Das Metadaten-Delay ermöglicht eine Verzögerung der Sendekanäle (wie beim Audio).
Metadaten müssen zum Videosignal synchron sein. Da es keine Synchronität zum NEXUS-Systemtakt gibt, ist der Einsatz von SRCs nicht notwendig und der Signalpfad der Metadaten kann unabhängig von der Synchronität der Audiodaten immer derselbe bleiben.

Fehlererkennung

Der Status des Eingangssignals und der Baugruppe wird vielfach überprüft, um ein Maximum an Zuverlässigkeit zu erreichen. Der Nutzer wird durch die Bediensoftware über alle auftretenden Probleme informiert.
Zwei Leuchtdioden auf der Frontplatte zeigen den Baugruppenstatus an (Synchronfehler, SD/HD/3G-Mode, Test-Mode und der Zustand der Ein- und Ausgangs-PLL).
Beim Ausfall des Eingangssignals schaltet die Karte automatisch in den Testgenerator-Modus (abschaltbar). Das Format des ausgegebenen Signals kann in der Bediensoftware vorgegeben werden.
Beim Ausfall zentraler Systemkomponenten wie der XCPU schaltet die Karte automatisch in einen Bypass-Mode, sodass zumindest das Videosignal nicht unterbrochen wird. Einem Ausfall der Betriebsspannung wird durch redundante Stromversorgung der NEXUS-Basisgeräte vorgebeugt.

Steckverbinder

Die XHDI wird mit BNC oder mit optischen Steckverbindern (LC, Single-Mode) bestückt.
In der BNC-Variante gibt es einen BNC-Eingang, zwei gleichberechtigte BNC-Ausgänge und einen BNC-Through-Ausgang, der das Eingangssignal nach einem Reclocker wieder ausgibt.
Als optischer Steckverbinder (Eingang und Ausgang) wird ein SFP-Modul mit LC-Stecker eingesetzt. Die Verwendung von SFP ermöglicht das Einsetzen oder Austauschen des optischen Moduls vor Ort.
Damit sind verschiedene Applikationen (Entfernung, Wellenlänge,...) einfach adaptierbar.

Versionen

XHDI-BNC BNC Verbinder
XHDI-SFP SFP-Modul, Singlemode, 1.300 µm, > 2 km, LC, SM, DMI

 

Spezifikationen XHDI

Datenformate Video entsprechend SMPTE 259M (SD), SMPTE 292M (HD), SMPTE 424M/425M (3G), Embedded Audio entsprechend SMPTE 272M-AC (SD) und SMPTE 299M (HD/3G), EDH entsprechend SMPTE RP165 (SD), Metadaten entsprechend SMPTE 2020-1/-2
Audiodaten 16/20/24 Bit
Audiokanäle 16 Eingänge und 16 Ausgänge
Abtastfrequenz 48 kHz (Interface), 32 bis 96 kHz (System)
Metadatenkanäle 2 Eingänge und 2 Ausgänge
Metadaten-Datenrate nom. 115,2 kBaud
Video-Datenrate nom. 270/1.483,51/1.485 MBit/s oder 2.970/2.967 MBit/s
Video-Latenz <200 pixel (kein Video-Delay eingestellt)
Eingang BNC 1 BNC
Reflektionsdämpfung: >15 dB @ 5 MHz bis 1,5 GHz (typ., SMPTE 424 M)
>10 dB @ 1,5 bis 3 GHz (typ., SMPTE 424 M)
Empfohlene Kabellänge: typ. 100 m, max. 250 m bei 270 Mbit
typ. 100 m, max. 230 m bei 1.485 Mbit
typ. 100 m, max. 140 m bei 2.970 Mbit
Impedanz: 75 Ohm
Ausgänge BNC
2 BNC, parallel; 1 BNC through
Reflektionsdämpfung >15 dB @ 5 MHz bis 1,5 GHz (typ., SMPTE 424 M)
>10 dB @ 1,5 bis 3 GHz (typ., SMPTE 424 M)
Ausgangsspannung: min. 750 mVPP , typ. 800 mVPP , max. 850 mVPP
Impedanz: 75 Ohm
Eingang optisch 1 LC, Singlemode - max. 10 km Kabel, Example
optische Leistung min. -20 dBm (9/125 µm)
Gesamtdämpfung max. 15 dBm (Kabel + Stecker + Schalter)
Ausgang optisch
1 LC, Singlemode - max. 10 km Kabel, Example
mittlere Wellenlänge typ. 1.310 µm
optische Leistung min. -5 dBm (9/125 µm)

Um Ihnen ein optimales Nutzererlebnis bieten zu können, verwenden wir Cookies. Durch die Nutzung unserer Webseite stimmen Sie dem Einsatz von Cookies zu.