ГОСТ Р 54457-2011. Национальный стандарт Российской Федерации. Цифровая система телевидения высокой четкости. Цифровые интерфейсы. Основные параметры
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 28.09.2011 № 407-ст)
Примечание
Документ введен в действие с 01.12.2012.
Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 сентября 2011 г. № 407-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА ТЕЛЕВИДЕНИЯ ВЫСОКОЙ ЧЕТКОСТИ. ЦИФРОВЫЕ ИНТЕРФЕЙСЫ
Digital high-definition television. Digital interfaces. Basic parameters
Дата введения 1 декабря 2012 года
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Научно-исследовательский институт телевидения» (ФГУП «НИИТ»)
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 сентября 2011 г. № 407-ст
4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений Рекомендаций Международного союза электросвязи (МСЭ-Р):ITU-R BT.1120-7 (2007), BT.1364, BT.1367, ANSI/SMPTE 274M, ANSI/SMPTE 292M, ANSI/SMPTE 295M
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
Настоящий стандарт определяет цифровые интерфейсы, основные параметры и основные требования к интерфейсам для цифрового телевидения высокой четкости.
В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения международных стандартов и документов [1] - [11] и национальные стандарты по цифровому телевидению высокой и повышенной четкости.
Настоящий стандарт распространяется на систему цифрового телевидения высокой и повышенной четкости и определяет основные параметры и технические характеристики параллельных и последовательных цифровых интерфейсов телевидения высокой и повышенной четкости.
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 52210 Телевидение вещательное цифровое. Термины и определения.
ГОСТ Р 53533-2009 Цифровое телевидение высокой четкости. Основные параметры цифровых систем телевидения высокой четкости. Общие требования.
ГОСТ Р 53535 Цифровое телевидение высокой четкости. Аналоговое и цифровое представление сигналов. Цифровые интерфейсы. Технические требования.
ГОСТ Р 53536 Цифровое телевидение повышенной четкости. Основные параметры цифровой системы с построчным разложением. Аналоговые и цифровые представления сигналов. Параллельный цифровой интерфейс.
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины, определения и сокращения
3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 52210.
3.2 В настоящем стандарте приняты следующие сокращения:
КАС — конец цифровой активной строки;
НАС — начало цифровой активной строки;
ТВЧ — телевидение высокой четкости;
ТПЧ — телевидение повышенной четкости;
ФАПЧ — фазовая автоподстройка частоты,
ЦТВЧ — цифровая система телевидения высокой четкости;
ЦТС — цифровой телевизионный сигнал без сжатия цифрового потока;
ЦТПЧ — цифровая система телевидения повышенной четкости.
3.3 Системой телевидения высокой четкости (ТВЧ) называется телевизионная система, параметры которой выбраны исходя из расстояния наблюдения, равного трем высотам наблюдаемого изображения.
3.4 Цифровой системой телевидения высокой четкости (ЦТВЧ) называется телевизионная система высокой четкости, которая для передачи изображений использует цифровое представление телевизионного сигнала.
3.5 Системой телевидения повышенной четкости (ТПЧ) называется телевизионная система, параметры которой выбраны исходя из расстояния наблюдения, равного четырем высотам наблюдаемого изображения.
3.6 Цифровой системой телевидения повышенной четкости (ЦТПЧ) называется телевизионная система повышенной четкости, которая для передачи изображений использует цифровое представление телевизионного сигнала.
4 Интерфейсы для цифровых сигналов телевидения высокой и повышенной четкости
В настоящем стандарте определяются цифровые интерфейсы для систем телевидения, перечисленных в таблице 1.
Основные параметры систем телевидения
4.1 Цифровое представление сигналов
Сигналы, предназначенные для перевода в цифровую форму, должны иметь характеристики, соответствующие тем, что описаны в Рекомендации МСЭ-Р BT.709 [1], Часть 2.
Цифровое представление сигналов R, G, B, Y, CR и CB может быть получено с использованием следующих соотношений:
Rd = [Int{(219 x D) x ER/ + (16 x D) + 0,5}]/D;
Gd = [Int{(219 x D) x EG/ + (16 x D) + 0,5}]/D;
Bd = [Int{(219 x D) x EB/ + (16 x D) + 0,5}]/D;
Yd = [Int{(219 x D) x EY/ + (16 x D) + 0,5}]/D;
CBd = [Int{(224 x D) x ECB/ + (128 x D) + 0,5}]/D;
CRd = [Int{(224 x D) x ECR/ + (128 x D) + 0,5}]/D,
где D = 1 или 4 для 8- и 10-битового представлений соответственно;
EG/, EB/, ER/ и EY/ — аналоговые сигналы R, G, B и сигнал яркости, которые были предварительно нормализованы и приведены к диапазону от 0,0 до 1,0;
ECR/ и ECB/ — аналоговые цветоразностные сигналы, которые были предварительно нормализованы и приведены к диапазону от — 0,5 до + 0,5.
4.2 Основные параметры кодирования
Параметры цифрового кодирования указаны в таблице 2.
Параметры цифрового кодирования
| Параметр | Система | |||
| ЦТВЧ-1 | ЦТВЧ-2 | ЦТВЧ-3 | ЦТПЧ | |
| 1 Кодированные сигналы Y, CB, CR или R, G, B | Сигналы формируются из сигналов с предварительной гамма-коррекцией: EY/, ECB/, ECR/ или ER/, EG/, EB/ | |||
| 2 Отсчеты дискретизации — R, G, B, Y | Ортогональные, линейные и повторяющиеся от кадра к кадру | |||
| 3 Отсчеты дискретизации — CB, CR | Ортогональные, линейные и повторяющиеся от кадра к кадру, совмещенные друг с другом и с чередующимися <1> Y отсчетами | |||
| 4 Число активных строк | 1080 | 720 | ||
| 5 Частота дискретизации: - сигнала EY/ fdy <2> - сигналов ECR/ и ECB/ fdc <3> и допуски, %, не более | 148,5 74,25 | 74,25 37,125 | ||
| +/- 0,0001 | ||||
| 6 Число отсчетов в строке: | ||||
| - R, G, B, Y; | 2376 | 1800 | ||
| - CB, CR | 1188 | 900 | ||
| 7 Число активных отсчетов в строке: | ||||
| - R, G, B, Y; | 1920 | 1280 | ||
| - CB, CR | 960 | 540 | ||
| 8 Положение первых активных отсчетов Y, CB, CR относительно аналогового опорного синхросигнала Oн <4> (см. рисунок 1) | 192 T | 261T | ||
| 9 Формат кодирования | Импульсно-кодовая модуляция с равномерным квантованием для каждого компонента видеосигнала — 8 или 10 битов на отсчет | |||
| 10 Распределение уровней квантования <5>: | ||||
| - видеосигнала, | 1,00 — 254,75 | |||
| - синхросигнала | 0,00 и 255,75 <6> | |||
| 11 Уровни квантования <7> | ||||
| - уровень черного R, G, B, Y; | 16,00 | |||
| - нулевой уровень сигналов цветности CB, CR, | ||||
| - номинальное пиковое значение сигналов; | 128,00 | |||
| - R, G, B, Y; | 235,00 | |||
| - CB, CR. | 16,00 и 240,00 | |||
| 12 Характеристики фильтров | См. ГОСТ Р 53533-2009 «Цифровое телевидение высокой четкости. Основные параметры цифровых систем телевидения высокой четкости. Общие требования» | |||
| Примечания <1> Первые активные цветоразностные отсчеты совмещены с первым активным отсчетом Y. <2> Частота строк должна быть синхронизирована с частотой дискретизации. <3> Частота дискретизации CB, CR равна половине частоты дискретизации сигнала яркости. <4> T — период частоты дискретизации сигнала яркости. <5> При совместном использовании 8-битовых и 10-битовых систем два младших бита в 10-битовых системах считаются дробными битами. Шкала квантования в 8-битовой системе распределяется между значениями от 0 до 255 с шагом 1, а в 10-битовой от 0,00 до 255,75 с шагом 0,25. Если в 10-битовой системе представляется слово из 8 битов, то к 8-битовым словам добавляется два нулевых младших бита. <6> В 8-битовых системах используются 8 старших битов. <7> Номинальные уровни видеосигнала. | ||||
Интерфейс обеспечивает однонаправленное соединение между источником и получателем. Сигналы данных в форме бинарной информации кодируются следующим образом:
- видеосигнал (8-битовые или 10-битовые слова);
- синхросигнал и коды идентификации (8-битовые или 10-битовые слова);
- служебные данные (см. Рекомендацию МСЭ-Р BT.1364 [2]).
Сигналы Y, CB и CR обрабатываются как 20-битовые слова путем мультиплексирования во времени компонентов CB и CR. Каждое 20-битовое слово соответствует цветоразностному отсчету и отсчету сигнала яркости. Мультиплексированный сигнал формируется в такой последовательности:
где Y обозначает активный отсчет в строке, а CB и CR обозначают цветоразностные отсчеты компонентов CB и CR, размещенных совместно с отсчетом Y.
Индекс Y цветоразностных отсчетов принимает только нечетные значения, поскольку цветоразностные сигналы квантуются с половинной частотой дискретизации. Слова данных, соответствующие цифровым уровням от 0,00 до 0,75 и от 255,00 до 255,75, зарезервированы для целей идентификации данных и не должны появляться в видеосигнале. Сигналы R, G, B обрабатываются как 30-битовые слова в дополнение к вышеописанным 20-битовым словам для сигналов Y, CB, CR.
4.3 Основные параметры синхронизации для систем с построчным и чересстрочным разложением
Цифровая строка занимает m периодов дискретизации. Она начинается за f периодов дискретизации до опорного перехода (Oн) аналогового синхросигнала на соответствующей строке. Активная цифровая строка начинается через g периодов дискретизации после опорного перехода (Oн). Значения m, f и g показаны в таблице 3. Временные параметры синхронизации на интервале строки показаны на рисунке 1 и приведены в таблице 3.
Рисунок 1 — Формат данных и соответствие синхронизации видеосигнала аналоговому сигналу на временном интервале строки
Спецификация временных параметров строки
| Символ | Параметр | Система | |||
| ЦТВЧ-1 | ЦТВЧ-2 | ЦТВЧ-3 | ЦТПЧ | ||
| Значение параметра для форматов | |||||
| 1250/50/1:1 | 1250/50/2:1 | 1250/25/1:1 | 825/50/1:1 | ||
| Число активных отсчетов Y на строке, выраженное в периодах T частоты дискретизации fdY, T | 1920 | 1280 | |||
| Частота дискретизации сигнала яркости fdY, МГц | 148,5 | 74,25 | |||
| a | Интервал гашения аналоговой строки в периодах, T (согласно рисунку 1) | 456_{- 0}^{+ 12} | 520_{- 0}^{+ 12} | ||
| b | Активная часть аналоговой строки, T | 1920_{- 12}^{+ 0} | 1280 | ||
| c | Аналоговая строка (число отсчетов сигналов яркости Y), T | 2640 | 1800 | ||
| d | Интервал между окончанием активной части аналогового видеосигнала и началом КАС, T | От 0 до 6 | |||
| e | Интервал между окончанием НАС и началом активной части аналогового видеосигнала, T | От 0 до 6 | |||
| f | Интервал между началом КАС и аналоговым синхросигналом Oн, T | 264 | 260 | ||
| g | Интервал между аналоговым синхросигналом Oн и окончанием НАС, T | 192_{- 0}^{+ 6} | 260_{- 0}^{+ 6} | ||
| h | Блок видеоданных, T | 1928 | 1308 | ||
| i | Интервал КАС, T | 4 | |||
| j | Интервал НАС, T | 4 | |||
| k | Интервал гашения цифровой строки, T | 456 | 520 | ||
| l | Активная часть цифровой строки, T | 1920 | 1280 | ||
| m | Цифровая строка, T | 2376 | 1800 | ||
| Примечания 1 Значение параметра c обозначает номинальную величину. 2 T — длительность тактового импульса сигнала яркости или величина, обратная частоте дискретизации сигнала яркости. | |||||
Для систем с чересстрочным разложением и с передачей сегментированных кадров начало цифрового поля/сегмента определяется отсчетом времени, соответствующим началу цифровой строки. Временные параметры синхронизации на интервале поля/сегмента показаны на рисунке 2 и приведены в таблице 3.
Рисунок 2 — Эталонные коды синхронизации видеосигнала КАС и НАС на интервале времени передачи кадра для систем с чересстрочным разложением и с передачей сегментированных кадров
Для систем с построчным разложением начало цифрового кадра определяется отсчетом времени, соответствующим началу цифровой строки. Временные параметры синхронизации на интервале кадра показаны на рисунке 3 и приведены в таблице 3.
Рисунок 3 — Эталонные коды синхронизации КАС и НАС на интервале времени передачи кадра для систем с построчным разложением
Существует два эталонных кода синхросигнала, один — в начале каждого блока видеосигнала — начало активного изображения — НАС, другой — в конце каждого блока видеосигнала — окончание активного изображения — КАС. Эти коды являются смежными с видеосигналом и не прерываются на протяжении интервала гашения поля/кадра/сегмента, как показано на рисунках 2, 3. Каждый код представляет собой последовательность из четырех слов. Распределение битов в слове показано в таблице 6. Первые три слова — это коды синхронизации, а четвертое слово содержит информацию, которая определяет идентификацию поля (F), интервал гашения поля/кадра (V) и интервал гашения строки (H). В 8-битовом варианте используются биты с номерами со 2 по 9 включительно. Биты F и V изменяют свое состояние синхронно с КАС в начале цифровой строки. Значения защитных битов с P0 по P3 зависят от F, V и H, как показано в таблице 7. Такое распределение битов позволяет корректировать однобитовые ошибки и обнаруживать двухбитовые ошибки на приемнике, но только в 8-битовом варианте, как показано в таблице 8.
Спецификации временных параметров для систем с чересстрочным и построчным разложением представлены в таблицах 4 и 5.
Спецификация временных параметров поля/сегмента для систем с чересстрочным разложением и с передачей сегментированных кадров
Спецификация временных параметров кадра для систем с построчным разложением
Распределение битов в эталонных кодах синхронизации видеосигнала и защитные биты для КАС и НАС представлены в таблицах 6 и 7.
Распределение битов в эталонных кодах синхронизации видеосигнала
| Слово | Номер бита | |||||||||
| 9 (СЗБ) | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 (МЗБ) | |
| Первое | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Второе | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Третье | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Четвертое | 1 | F | V | H | P3 | P2 | P1 | P0 | 0 | 0 |
| Система с чересстрочным разложением и с передачей сегментированных кадров | F = 1 в течение поля/сегмента № 2 F = 0 в течение поля/сегмента № 1 | V = 1 в течение интервала гашения поля/сегмента; V = 0 в другое время | H = 0 в течение НАС; H = 1 в течение КАС | |||||||
| Система с построчным разложением | F = 0 | V = 1 в течение интервала гашения кадра; V = 0 в другое время | H = 0 в течение НАС; H = 1 в течение КАС | |||||||
| Примечание — Биты P0, P1, P2, P3 в четвертом слове являются защитными битами (см. таблицу 7) | ||||||||||
Защитные биты для конца активной цифровой строки (КАС) и начала активной цифровой строки (НАС)
| Биты КАС/НАС | Защитные биты | ||||||||
| Бит 9 (фикс.) | 8 (F) | 7 (V) | 6 (H) | 5 P3 | 4 P2 | 3 P1 | 2 P0 | 1 (фикс.) | 0 (фикс.) |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
Коррекция ошибок с использованием защитных битов P3 — P0
4.4 Служебные данные
Служебные данные передаются в виде пакетов и вводятся в интервал гашения цифрового интерфейса в соответствии с Рекомендациями МСЭ-Р BT.1120-7 [3] и МСЭ-Р BT.1364 [2].
Скорости цифрового потока служебных данных соответствуют частотам дискретизации сигналов яркости, приведенным в таблице 1.
Пакеты служебных данных могут передаваться в каждом из Y/; CB/, CR каналов. Интервал гашения по строке между окончанием КАС и началом НАС используется для передачи служебных пакетов служебных данных. Сразу после сигнала КАС передается номер строки.
Во время интервала гашения поля при чересстрочном разложении и интервала гашения кадра при построчном разложении между окончанием НАС и началом КАС пакеты служебных данных передаются при построчном разложении: с 7-й по 41-ю строку включительно, при чересстрочном разложении с 7-й по 20-ю строку включительно, а также во время строк с 632-й по 646-ю включительно.
Они могут передаваться на строках за пределами вертикальных границ изображения, указанных выше, не используемых для передачи сигналов гашения полей или кадров, которые могут быть представлены в аналоговой области прямым цифроаналоговым преобразованием.
Слова данных в интервалах гашения, которые не используются для передачи слов КАС и НАС или служебных данных, заполняются словами, соответствующими следующим уровням гашения, различаемым внутри мультиплексированных данных <*>:
<*> Шкала квантования при 8 разрядах квантования использует уровни, обозначаемые от 0 до 255 с шагом, равным 1, а при 10 разрядах квантования — уровни, обозначаемые от 0,00 до 255,75 с шагом 0,25. В случае представления в 10-битовой системе слова с 8 разрядами квантования к нему добавляются 2 нулевых младших бита.
5 Параллельные цифровые интерфейсы
5.1 Основные параметры параллельных цифровых интерфейсов
Технические требования к параллельным цифровым интерфейсам определяются требованиями Рекомендации МСЭ-Р BT.1120 [3].
Для параллельной передачи сигналов яркости и мультиплексированных во времени компонентных цветоразностных сигналов CB/CR используется двадцать пар проводников в соответствии с Рекомендациями МСЭ-Р BT.1120 [3]. Тридцать пар проводников используются для раздельной передачи потока Y, CR, CB (или R, G, B) со служебным каналом для передачи данных.
Сигнал синхронизации с частотой дискретизации 148,5 МГц для параметров разложения системы ЦТВЧ-1 и 74,25 МГц для параметров разложения систем ЦТВЧ-2, ЦТВЧ-3, ЦТПЧ передаются по экранированной паре.
Данные передаются кодом без возврата к нулю (БВН) в реальном масштабе времени. Форма сигнала синхронизации и соотношения параметров синхронизации и данных приведены на рисунке 4 и в таблице 9.
Рисунок 4 — Соотношения параметров синхронизации сигнала и данных
Спецификация сигнала синхронизации для параллельных интерфейсов
Общая схема соединения источника сигналов, линии передачи и приемника сигналов представлена на рисунке 5.
Рисунок 5 — Соединение источника сигналов и приемника сигналов
Основные электрические характеристики источника сигналов представлены в таблице 10. Основные электрические параметры приемника сигналов представлены в таблице 11. Допуски на электрические параметры нормируются глазковой диаграммой, приведенной на рисунке 6.
Рисунок 6 — Идеализированная глазковая диаграмма, соответствующая минимальному уровню входного сигнала
Примечание - Ширина окна глазковой диаграммы, в пределах которого данные должны быть правильно детектированы, включает в себя фазовое дрожание сигнала тактовой частоты +/- 0,4T, синхронизацию данных +/- 0,075T и скос за счет распространения в проводящих парах +/- 0,18T. Tmin = 0,3T; Vmin = 100 мВ.
Характеристики источника сигналов для параллельного интерфейса
| Наименование параметра | Значение параметра |
| Выходное сопротивление, не более, Ом | 110 |
| Напряжение синфазного сигнала, <*> В | - 1,29 |
| допуски, %, не более | +/- 15 |
| Амплитуда сигнала, <**> В | От 0,6 до 2,0 |
| Время нарастания и спада сигнала <***> | <= 0,15 T ck |
| Разница между значениями времен нарастания и спада сигнала | <= 0,075 T ck |
| <*> Измерено относительно земли. <**> Измерено на резистивной нагрузке, имеющей сопротивление, равное номинальному сопротивлению предполагаемых к использованию кабелей, т.е. 110 Ом. <***> Измерено между точками 20% и 80% на резистивной нагрузке, имеющей номинальное сопротивление предполагаемого к использованию кабеля. Примечание — T ck — период тактовой частоты. | |
Характеристики приемника сигналов для параллельного интерфейса
| Наименование параметра | Значение параметра |
| Входное сопротивление, Ом | 110 +/- 10 |
| Максимальное напряжение входного сигнала, В | 2,0 |
| Минимальное напряжение входного сигнала, мВ | 185 |
| Максимальное напряжение синфазного сигнала <*>, В | +/- 0,3 |
| Дифференциальная задержка Tmin <**> | 0,3 T ck |
| <*> Учитывает интерференцию в диапазоне от постоянного тока до частоты строк. <**> Данные должны быть приняты правильно, если дифференциальная задержка между сигналом синхронизации и сигналом данных лежит в этих пределах. Примечание — Tck — период тактовой частоты. | |
5.2 Механические характеристики физического соединителя параллельного интерфейса
В параллельном интерфейсе используются многоконтактные разъемы. Разъемы крепятся двумя винтами на кабельном разъеме и двумя резьбовыми болтами к оборудованию. В кабельных разъемах применены штыревые контакты, а в разъемах на оборудовании — гнездовые контакты. И разъемы, и кабели обязательно экранируются. Число контактов в разъеме равно 93. Расположение контактов показано в таблицах 12 и 13 и на рисунках 7, 8. На рисунке 9 представлен корпус разъема параллельного интерфейса.
Может использоваться многоканальный кабель двух типов — с 21 или с 31 каналами, в зависимости от набора передаваемых сигналов (см. таблицу 13). Кабель состоит из витых пар с отдельным экранированием каждой пары. Он также имеет общий экран. Номинальное характеристическое сопротивление каждой витой пары составляет 110 Ом. Кабель должен иметь такие характеристики, которые соответствовали бы условиям глазковой диаграммы, показанной на рисунке 6 при длине кабеля до 20 м для систем, использующих тактовую частоту синхронизации 74,25 МГц, и до 14 м для систем, использующих тактовую частоту синхронизации 148,5 МГц.
Распределение контактов разъема
| Контакт | Сигнальная шина | Контакт | Сигнальная шина | Контакт | Сигнальная шина | Контакт | Сигнальная шина | Контакт | Сигнальная шина | Контакт | Сигнальная шина |
| 1 | Тактовая частота A | 17 | Земля | 33 | Тактовая частота B | ||||||
| 2 | XD 9A | 18 | Земля | 34 | XD 9B | 49 | YD 4A | 64 | Земля | 79 | YD 4B |
| 3 | XD 8A | 19 | Земля | 35 | XD 8B | 50 | YD 3A | 65 | Земля | 80 | YD 3B |
| 4 | XD 7A | 20 | Земля | 36 | XD 7B | 51 | YD 2A | 66 | Земля | 81 | YD 2B |
| 5 | XD 6A | 21 | Земля | 37 | XD 6B | 52 | YD 1A | 67 | Земля | 82 | YD 1B |
| 6 | XD 5A | 22 | Земля | 38 | XD 5B | 53 | YD 0A | 68 | Земля | 83 | YD 0B |
| 7 | XD 4A | 23 | Земля | 39 | XD 4B | 54 | ZD 9A | 69 | Земля | 84 | ZD 9B |
| 8 | XD 3A | 24 | Земля | 40 | XD 3B | 55 | ZD 8A | 70 | Земля | 85 | ZD 8B |
| 9 | XD 2A | 25 | Земля | 41 | XD 2B | 56 | ZD 7A | 71 | Земля | 86 | ZD 7B |
| 10 | XD 1A | 26 | Земля | 42 | XD 1B | 57 | ZD 6A | 72 | Земля | 87 | ZD 6B |
| 11 | XD 0A | 27 | Земля | 43 | XD 0B | 58 | ZD 5A | 73 | Земля | 88 | ZD 5B |
| 12 | YD 9A | 28 | Земля | 44 | YD 9B | 59 | ZD 4A | 74 | Земля | 89 | ZD 4B |
| 13 | YD 8A | 29 | Земля | 45 | YD 8B | 60 | ZD 3A | 75 | Земля | 90 | ZD 3B |
| 14 | YD 7A | 30 | Земля | 46 | YD 7B | 61 | ZD 2A | 76 | Земля | 91 | ZD 2B |
| 15 | YD 6A | 31 | Земля | 47 | YD 6B | 62 | ZD 1A | 77 | Земля | 92 | ZD 1B |
| 16 | YD 5A | 32 | Земля | 48 | YD 5B | 63 | ZD 0A | 78 | Земля | 93 | ZD 0B |
| Примечания 1 XD 9 — XD 0, YD 9 — YD 0 и ZD 9 — ZD 0 представляют каждый бит компонентных сигналов. Номер от 9 до 0 обозначает номер бита (бит 9 — СЗБ). Индексы A и B относятся к терминалам A и B на рисунке 5 соответственно. Соотношения между XD, YD, ZD и компонентными сигналами показаны в таблице 9. 2 Экран каждой пары использует контакт заземления (Земля), расположенный между контактами A и B для сигнала, например, контакт № 17 используется для экранирования сигнала тактовой частоты. Общий экран кабеля электрически присоединен к корпусу разъема, который заземлен на шасси оборудования. | |||||||||||
Передаваемый сигнал и расположение строк в сигнале
Рисунок 7 — 93-контактный разъем (вилка)
Рисунок 8 — 93-контактный разъем (розетка)
1 Проекция винта за пределами вилки.
2 Внешний диаметр: от минимум 17,5 до максимум 19,3 и от минимум 21,1 до максимум 23,3.
Рисунок 9 — 93-контактный разъем (корпус)
6 Последовательные цифровые интерфейсы
6.1 Основные параметры последовательных цифровых интерфейсов
В последовательном цифровом интерфейсе цифровой поток включает в себя видеоданные, коды синхронизации, коды обнаружения ошибки, служебные данные о номере строки. Данные представлены в виде 10-разрядных слов. Видеоданные несут информацию о сигналах Y, CB, CR, определенных в разделе 4.
Данные о номере строки состоят из двух слов, указывающих номер строки. Распределение битов в данных о номере строки показано в таблице 14. Данные о номере строки должны располагаться непосредственно после КАС.
Распределение битов в данных о номере строки
| Слово | b9 (СЗБ) | b8 | b7 | b6 | b5 | b4 | b3 | b2 | b1 | b0 (МЗБ) |
| LN0 | не b8 | L6 | L5 | L4 | L3 | L2 | L1 | L0 | R | r |
| LN1 | не b8 | R | R | R | L10 | L9 | L8 | L7 | R | R |
| Примечания 1 L0 (МЗБ) — L10 (МЗБ): номер строки в бинарном коде. 2 R: зарезервирован (установлен в ноль). | ||||||||||
Коды синхронизации передаются сигналами НАС и КАС и имеют формат, определенный в 4.3.
Два параллельных потока данных передаются по одному каналу в последовательной форме после того, как выполнены мультиплексирование слов, преобразование из параллельной в последовательную форму и скремблирование.
Два параллельных потока мультиплексируются слово за словом и объединяются в один 10-битовый поток в следующем порядке: CB, Y, CR, Y, CB, Y, CR, Y (см. рисунок 10).
Примечание - YD0 — YD1919 — цифровые данные сигнала яркости Y; CBD0 — CBD959 — цифровые данные цветоразностного сигнала яркости CB; CRD0 — CRD959 — цифровые данные цветоразностного сигнала яркости CR; YA0 — YA(n — 1) — служебные данные или данные гашения в потоке Y; CA0 — CA(n — 1) — служебные данные или данные гашения в потоке CB/CR
Рисунок 10 — Поток данных в цифровом контрольном поле последовательного сигнала
Младший значащий бит (МЗБ) каждого 10-битового слова в параллельном потоке мультиплексированных слов в последовательном формате должен передаваться первым.
Канальное кодирование использует инверсный код без возврата к нулю (БВН).
Последовательный поток данных должен скремблироваться с применением следующего уравнения полиномиального генератора (1)
G(x) = (X9 + X4 + 1) x (X + 1). (1)
Скремблирование производится в соответствии с генераторным полиномом (X9 + X4 + 1); генераторный полином (X + 1) применяется для преобразования кода без возврата к нулю в код без возврата к нулю с инверсией.
Входной сигнал скремблера должен быть логически позитивным. Высокое напряжение соответствует единице данных, а низкое — нулю данных.
Коды обнаружения ошибок представляют собой циклические коды проверки, которые используются для обнаружения ошибок в активной цифровой строке, КАС и данных о номере строки. Коды состоят из двух слов и имеют следующее уравнение для их генерации (2):
Начальное значение кода устанавливается равным нулю. Первое слово активной цифровой строки определяет начало цикла работы, окончание цикла осуществляется на слове данных о номере строки.
Вычисляются два кода обнаружения ошибки, один — для данных сигнала яркости (YCR) и один — для данных цветоразностных сигналов (CCR). Распределение битов в кодах обнаружения ошибки показано в таблице 15. Коды обнаружения ошибки должны располагаться непосредственно после данных о номере строки.
Распределение битов в кодах обнаружения ошибки
В таблице 6 определены тактовые частоты для последовательного сигнала, которые в двадцать раз превышают тактовую частоту для параллельного сигнала (см. таблицу 9).
Тактовая частота для последовательного сигнала
| Параметр | Значение параметра для системы | |||
| ЦТВЧ-1 | ЦТВЧ-2 | ЦТВЧ-3 | ЦТПЧ | |
| Тактовая частота для последовательного сигнала, fc, ГГц | 1,485 для двухканального режима работы 2,97 для одноканального режима работы | 1,485 | ||
Спецификация синхронизации потока данных для последовательных цифровых интерфейсов, соответствующая рисунку 10, приведена в таблице 17.
Спецификация синхронизации потока данных для последовательных цифровых интерфейсов
6.2 Интерфейсы коаксиальных кабелей
Интерфейсы коаксиальных кабелей состоят из источника и приемника соединенных последовательно. Интерфейсы коаксиальных кабелей определяют характеристики источника, приемника, линии передачи и разъемов.
В таблице 18 определены характеристики источника. Источник должен иметь несимметричную выходную цепь.
Характеристики источника коаксиального кабеля
| Наименование параметра | Значение параметра |
| 1 Выходное сопротивление (номинальное), Ом | 75 |
| 2 Смещение постоянной составляющей <*>, В | 0,0 +/- 0,5 |
| 3 Амплитуда сигнала <**>, мВ р-р | 800 |
| Допуск, % | +/- 10 |
| 4 Потери на отражение, не менее, дБ | 15 <***> 10 <*4> |
| 5 Время нарастания и спада сигнала, не более <*5>, пс | 270 (от 20 до 80%) |
| 6 Разница между значениями времен нарастания и спада сигнала, не более, нс | 100 |
| 7 Выходное фазовое дрожание <*6> | f1 = 10 Гц f3 = 100 кГц f4 = 1/10 от тактовой частоты A1 = U1 (U1 — единичный интервал) A2 = 0,2 U1 |
| <*> Определяется в точке, где сигнал имеет постоянную составляющую. <**> Измерено на резистивной нагрузке 75 Ом, присоединенной посредством коаксиального кабеля длиной 1 м. <***> В полосе частот от 5 МГц до fc/2 (f c — тактовая частота для последовательного сигнала). <*4> В полосе частот от fc/2 до fc. <*5> Измерено между точками 20% и 80% на резистивной нагрузке 75 Ом. Выбросы нарастающих и спадающих фронтов сигнала не должны превышать 10% амплитуды. <*6> 1 UI равен 1/fc. Спецификации фазового дрожания и методов измерения фазового дрожания должны соответствовать Рекомендации МСЭ-Р BT.1363 [[4]](#p101507) — Фазовое дрожание и методы измерения фазового дрожания в последовательных сигналах, соответствующие Рекомендациям МСЭ-Р BT.799 и МСЭ-Р BT.1120. Отклонения амплитуды на выходе при передаче специальных тестовых сигналов (приложение А) не должны выходить за предел 50 мВ выше или ниже средней огибающей сигнала. | |
В таблице 19 определены характеристики приемника. Приемник должен иметь несимметричную выходную цепь. Он должен правильно распознавать принятые данные, если он соединен с источником, работающим на предельно допустимых значениях напряжения, приведенных в таблице 18, и если он соединен через кабель, имеющий наихудшие параметры из допустимых, приведенных в таблице 19.
Характеристики приемника коаксиального кабеля
| Параметр | Значение | |
| 1 Входное сопротивление, номинальное, Ом | 75 | |
| 2 Потери на отражение, не менее, дБ | 15 <*> 10 <**> | |
| 3 Сигнал помехи | 2,5 V max | Постоянная составляющая |
| Не более 2,5 V р-р | Менее 5 кГц | |
| Не более 100 мВр-р | От 5 кГц до 27 МГц | |
| Не более 40 мВр-р | Более 27 МГц | |
| <*> В полосе частот от 5 МГц до fc/2. <**> В полосе частот от fc/2 до fc. | ||
Характеристики линии передачи коаксиального кабеля приведены в таблице 20.
Характеристики линии передачи коаксиального кабеля
| Параметр | Значение | |
| 1 Потери передачи <*> | Не более 20 дБ на частоте, равной 1/2 тактовой частоты для работы со скоростью 1,485 Гбит/с | Не более 30 дБ на частоте, равной 1/2 тактовой частоты для работы со скоростью 2,97 Гбит/с |
| 2 Потери на отражение, не менее, дБ | 15 <**> 10 <***> | |
| 3 Сопротивление номинальное, Ом | 75 | |
| <*> Характеристика потерь в виде f1/2. <**> В полосе частот от 5 МГц до fc/2. <***> В полосе частот от fc/2 до fc. | ||
Разъем должен иметь механические характеристики, соответствующие стандартному типу BNC в соответствии со стандартом МЭК 61169 — Часть 8 [5].
6.3 Интерфейсы оптоволоконных кабелей
Оптические интерфейсы должны использовать только одномодовые режимы работы и соответствовать Рекомендации МСЭ-Р BT.1367 [6] - Последовательная цифровая оптоволоконная система для сигналов, соответствующих Рекомендациям МСЭ-Р BT.656 [7], МСЭ-Р BT.799 [8] и МСЭ-Р BT.1120 [3].
Для применения данной Рекомендации параметры сигнала должны быть следующие:
| - время нарастания и спада сигнала менее 270 пс (от 20% до 80%). | |
| - выходное фазовое дрожание (см. примечание): | f1 = 10 Гц; f2 = 100 кГц; f3 = 1/10 тактовой частоты; A1 = 0,135U1; A2 = 0,135U1. |
Входное фазовое дрожание измеряется при длине соединительного кабеля 2 м.
Примечание — Параметры фазового дрожания и методики измерения фазового дрожания должны отвечать требованиям Рекомендации МСЭ-Р BT.1363 [4].
6.4 Интерфейс для двухканального режима работы
Такой интерфейс состоит из двух однонаправленных соединений между двумя устройствами. По этим соединениям передаются данные телевизионного сигнала высокой четкости и связанные с ним данные. Эти два соединения называются линией A и линией B. Термин «линия» использован для определения последовательного потока данных, форматированного в соответствии со спецификацией, описанной в таблице 17. Суммарная скорость передачи данных двухканального интерфейса составляет 2,970 Гбит/с.
Каждая строка компоненты Y состоит из 2376 отсчетов, а строка компонент CB и CR состоит из 1188 отсчетов. Эти отсчеты обозначаются номерами от 0 до 2375 или от 0 до 1799 для компоненты Y и номерами от 0 до 1187 или от 0 до 899 для компонент CB и CR, кроме того, конкретным отсчетам присваивается индекс, например, отсчет Y135 или отсчет CB429.
Видеосигнал делится на два потока данных, передаваемых по линиям A и B. Последовательный поток данных в одной линии содержит два канала, первый (Y канал) и второй (CB/CR канал). Данные направляются в эти каналы. Термин «канал» использован для определения того, как используются первый и второй каналы линии. Размещение данных, полученных в виде структуры квантования изображения 4:2:2, показано на рисунках 11 и 12. Каждая строка исходного изображения попеременно размещается в линиях A и B двухканального интерфейса.
Биты F (номер поля в кадре), V (гасящий и активная часть поля), H (КАС или НАС), P3, P2, P1, P0 (контроль четности) и номера строк интерфейса в линии A и линии B должны быть такими, как показано на рисунках 12 и 13.
Примечание - В данном процессе на каждом интерфейсе требуется буферизация минимальной продолжительностью, равной длительности строки, в результате чего минимальное время задержки передачи равно длительности двух строк.
На рисунке 11 показано, как мультиплексируются сигнал яркости и цветоразностные сигналы в передаваемом пакете.
Примечание — Tc — период одной строки исходных сигналов со строчной разверткой и частотой кадров 50 Гц, определенных в Рекомендации МСЭ-Р BT.709 — Часть 2 [1]; частота кадров — 50; общее число слов в пакете — 2376; общее число слов данных активного изображения на один передаваемый пакет — 1920; номера слов: a — 1920; b — 2372; c — 0; d — 1919.
Рисунок 11 — Мультиплексированный поток горизонтальных данных
На рисунке 12 показана структура последовательных данных формата 4:2:2.
<*> 1250 номеров строк построчного разложения в соответствии с ГОСТ Р 53535.
<**> 1250 номеров цифровых строк чересстрочного разложения в соответствии с ГОСТ Р 53536. Номером строки при прохождении интерфейса должен быть номер строки чересстрочного разложения, а не номер строки исходного изображения.
Рисунок 12 — Нумерация и сбор в пакеты строк двухканального интерфейса
Линии A и B должны определяться идентификатором нагрузки в соответствии с Рекомендацией МСЭ-Р BT.1614 [9], которому соответствует определение в таблице 21. В спецификации линия A должна обозначаться как канал 1, а линия B как канал 2.
Определение идентификатора нагрузки для видеосигналов 1920 x 1080 на двухканальных цифровых интерфейсах высокой четкости
Служебные данные должны быть введены в область гашения линии A и линии B и должны отвечать общим правилам Рекомендации МСЭ-Р BT.1364 [2]. Введение служебных данных в линию A должно быть выполнено до их введения в линию B.
Звуковые данные должны быть введены в область служебных данных линии A и B и должны отвечать общим правилам Рекомендации МСЭ-Р BT.1365 [10]. Введение звуковых данных в линию A должно быть выполнено до их введения в линию B.
Пример 1 — Когда на двухканальный интерфейс подается 12 каналов звуковых данных, все 12 каналов должны быть введены в линию A.
Пример 2 — Когда вводится 20 каналов звуковых данных, 16 каналов должны быть введены в линию A и 4 канала должны быть введены в линию B.
Временной код должен быть введен в область служебных данных линии A и B и должен отвечать общим правилам Рекомендации МСЭ-Р BT.1366 [11]. Введение временного кода в линию A должно быть выполнено до его введения в линию B.
6.5 Интерфейс для одноканального режима работы
Последовательный цифровой интерфейс с номинальной скоростью передачи 2,97 Гбит/с может использоваться также для передачи исходных ТВЧ сигналов, имеющих цифровой формат 4:2:2, слово YCBCR, разрядность 12 битов, частоту кадров/полей 25/50 Гц.
Для того чтобы в одноканальном режиме использовать тот же вариант введения данных, необходимо, чтобы преобразование из двухканальной формы в одноканальную было обратимым.
При выполнении преобразования из двухканального режима работы в одноканальный необходимо применять следующее правило: данные линии A мультиплексируются с данными линии B, как показано на рисунке 13 в соответствии с рекомендацией МСЭ-Р BT.1120-7 [3].
Рисунок 13 — Мультиплексирование двух линий в одну
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ КОНТРОЛЬНОЕ ЦИФРОВОЕ ПОЛЕ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ЦИФРОВЫХ ИНТЕРФЕЙСАХ ТЕЛЕВИДЕНИЯ ВЫСОКОЙ И ПОВЫШЕННОЙ ЧЕТКОСТИ
Распределение данных в контрольном поле SDI показано в таблице А.1 для различных стандартов сигнала. Конкретное распределение значений отсчетов показано в таблице А.2. В каждом поле строка, в которой определен переход сигнала от тестового сигнала эквалайзера к тестовому сигналу ФАПЧ, указывается как диапазон возможных строк, а не как одна конкретная строка. Хотя технически не имеет значения, какая конкретная строка выбрана из диапазона строк, точка перехода должна оставаться неизменной от кадра к кадру и от поля к полю (в случае форматов сигнала с чересстрочным разложением).
| КАС НАС | Вертикальный интервал гашения |
| Первая строка активного изображения Первая половина активного поля 192,00; 102,00 для проверки эквалайзера <*> | |
| Горизонтальный интервал гашения | |
| Вторая половина активного поля 128,00; 68,00 для проверки ФАПЧ <*> Последняя строка активного изображения | |
| <*> Порядок следования данных в каждой паре значения отсчетов может быть изменен на обратный. | |
Значения отсчетов контрольного поля SDI
| Параметр | Система | ||||
| ЦТВЧ-1 | ЦТВЧ-2 | ЦТВЧ-3 | ЦТПЧ | ||
| Значение параметра для форматов | |||||
| 1250/50/1:1 | 1250/25/2:1 | 1250/25/1:1 | 825/50/1:1 | ||
| Число активных отсчетов Y в строке | 1920 | 1920 | 1920 | 1280 | |
| Число активных строк для форматов кадра | 16:9 | 1080 | 1080 | 1080 | 750 |
| 4:3 | 1152 | 1152 | 1152 | ||
| Тестовый сигнал эквалайзера | Первая строка | 94 | 48 (поле 1) | 94 | 53 |
| 673 (поле 2) | |||||
| Последняя строка (диапазон) | 668 — 674 | 332 — 338 (поле 1) | 666 — 672 | 424 — 430 | |
| 957 — 963 (поле 2) | |||||
| Значения данных <*> | Отсчеты | ||||
| 192,00 CB | 0...3836 | 0...2556 | |||
| 102,00 Y | 1...3837 | 1...2557 | |||
| 192,00 CR | 2...3838 | 2...2558 | |||
| 102,00 Y | 3...3839 | 3...2559 | |||
| Слово контроля полярности | Каждый второй кадр | ||||
| Значения данных <***> 100 Y | строка 94 отсчет 1 | строка 48 отсчет 1 | строка 94 отсчет 1 | строка 53 отсчет 1 | |
| Первая строка (диапазон) <***> | 667 — 673 | 333 — 339 (поле 1) | 667 — 673 | 435 — 431 | |
| 958 — 964 (поле 2) | |||||
| Последняя строка | 1245 | 623 (поле 1) | 1245 | 820 | |
| 1248 (поле 2) | |||||
| Значения данных <*> | Отсчеты | ||||
| 128,00 CB | 0...3836 | 0...2556 | |||
| 68,00 Y | 1...3837 | 1...2557 | |||
| 128,00 CR | 2...3838 | 2...2558 | |||
| 68,00 Y | 3...3839 | 3...2559 | |||
| <*> Порядок следования данных для каждой пары значений отсчетов может быть изменен на противоположный. Если порядок отсчетов изменен относительно порядка, указанного в данной таблице, то слово контроля полярности равно 128,00 Y. <**> Слово смены полярности заменяет первый отсчет Y в области активного изображения каждого второго кадра. <***> Указывается диапазон номеров строк для перехода от одного тестового сигнала к другому. | |||||