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Novas resoluções e os desafios em conectividade

Nº 142 – Junho 2014

Por José Antônio S. Garcia – EBC/SET

Análise

Como já era previsto, este ano predominaram na NAB soluções para resoluções 4K e propostas de cabeamento

nova onda aguardada de imagens 4K na verdade foi um tsunami. São imagens que fascinam, não só pela resolução, quatro vezes maior que o HDTV, mas também pela melhor reprodução das cores. Enquanto o HDTV atinge 36% da capacidade da percepção humana, o 4K atinge os 76%.
Vimos lançamentos de produtos de vários fabricantes, para qualquer orçamento. São câmeras, editores, switchers, servidores, gráficos, displays, encoders, e interfaces.

Maior Desafio: cabeamento para produções ao vivo
Apesar da oferta de equipamentos profissionais com tecnologia 4K e de alguns deles estarem disponíveis por quase dois anos, o padrão de cabeação e distribuição para estes sistemas ainda não está estabelecido. As taxas de um sinal 4K/4:2:2/10bit/60p exigem o uso de 4 cabos 3G SDI nas interconexões. Assim, após a decomposição da imagem em quatro quadrantes, cada cabo trafega ¼ da imagem em 3 GBPS até o destino, onde novamente a imagem é recomposta. Isto significa um número de cabos enorme, maior peso e complexidade para o processamento das imagens.
Felizmente estão surgindo alternativas para o cabeamento com cabo único, conhecido como ‘single link’, tratando o sinal como uma só imagem.

Conexão HDMI 2.0
Já nos acostumamos a encontrar a interface HDMI no mundo dos equipamentos profissionais. Como exemplo temos as ligação da câmera até o gravador ou ao monitor. A ligação para aquele monitor do diretor de cena ou para o cliente, que precisam acompanhar a captação sem ficar olhando o visor da câmera por sobre os ombros do cinegrafista. São distâncias curtas em que a conexão HDMI, com seus 19 pinos, fazem bom trabalho. Em sua versão 2.0 a interface HDMI provê suporte para o 4K/60P.

Conexão SDI ‘Single Link’
Para ligações com um só cabo e maiores distâncias, os fabricantes começam a entrega de chips desenvolvidos para a interface 12G UHD-SDI, que utiliza cabos coaxiais. A melhoria nestes chips, permitem que as distâncias de cabos, recomendadas pelo SMPTE nos anos 1990, possam ser reavaliadas e aumentadas. A referência de -20dB em ½ clock, foi estabelecida como razoavelmente segura nos anos 90, com a tecnologia dos chips disponíveis àquela época.
No entanto, 20 anos de melhorias nos projetos dos chips, permitem que se altere este cálculo. A tecnologia atual é capaz de tolerar maiores atenuações dos sinais digitais que trafegam pelos cabos. Com este argumento, uma proposta de alteração no cálculo de distância, está sendo submetida aos grupos de trabalho do SMPTE.
Durante o congresso realizado no marco da NAB, Steve Lampen, gerente de tecnologia da Belden, uma das maiores fornecedoras de soluções de conectividade, disse acreditar que uma nova referência teórica, de -40 dB em ½ clock, seja uma referência apropriada e segura para os dias atuais. E no mundo real, os fabricantes consideram que com novas melhorias na qualidade e consistência dos cabos, podem ir ainda mais adiante.
Com os fornecedores de cabos coaxiais trabalhando duro para atingir as taxas de 12GBPS e com estes cabos podendo suportar estas altas frequencias, a boa notícia é que ainda vão continuar a existir em tempos de 4K. São cabos robustos e permitem uma conexão simples.

Conexão Ethernet
Estão surgindo interfaces que permitem o tráfego das imagens por cabo único do tipo 12G Ethernet. São muitas as vantagens desta conexão do tipo IP: redução do número de cabos BNC; fácil instalação; roteamento IP de uso geral; escalabilidade; flexibilidade, com formato agnóstico para suportar futuros formatos; manutenção e monitoração remota, ou outros serviços adicionados na rede.
Embora alguns fabricantes ainda estejam utilizando técnicas e protocolos privados, o transporte destes sinais digitais de vídeo 4K em redes de dados padronizadas não está distante.
A Sony propõe um protocolo IP para sistemas de produção, onde trafegam controles, áudio, vídeo, metadados e arquivos.
Dentro deste conceito seria possível criar aplicações com transmissão em tempo real de áudio e vídeo sobre IP, não apenas dentro dos estúdios, mas utilizando uma WAN para conectar a um local remoto onde acontece o evento. Steve Lampen acredita que “a solução real deverá ser a Ethernet AVB (Audio-Video Bridging), que é o vídeo em redes de alta velocidade. Redes de 40GbaseT estão para chegar, provavelmente em cobre e fibra. Depois serão redes de 100GbaseT, em fibra somente.
Quando? Um ano ou dois para 40GbaseT, provavelmente cinco anos para 100GbaseT.”
O AVB é baseado em novos padrões de ethernet IEEE.
É aberto e interoperável, assim qualquer fabricante pode adotar. Entre outras vantagens, AVB apresenta baixa latência de transmissão, imprescindível para produção ao ‘vivo’. AVB também irá rodar em Cat 6 para 12 G.
Enquanto as padronizações não chegam, a comunidade de produção, que não pode esperar para usar estas novas ferramentas, seguem com a indagação: “Como todos estes equipamentos em 4K serão cabeados e conectados?”. Tudo indica que a resposta será: “Os cabeamentos e conexões terão soluções híbridas”.

Referências:http://www.blog.beldensolutions.com/talking-about-cable-technologies/#more-1674
http://www.blog.beldensolutions.com/all-you-need-to-know-about-4k-ultra-hd/
https://pro.sony.com/bbsc/ssr/show-highend/resource.solutions.bbsccms-assets-show-highend-F55.shtml
http://www.hdmi.org/manufacturer/hdmi_2_0/index.aspx
• Notas de apresentações no Congresso

José Antônio S. Garcia Membro da SET e gerente de Engenharia da EBC em São Paulo