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更新 2024-09-23
デジタルビデオケーブルの最大伝送距離
映画テレビ技術者協会(SMPTE)は、用途に応じたさまざまな規格を発行しています。これらの規格は、伝送されるクロック(信号)周波数の1/2で許容される最大損失をそれぞれ定めています。
SMPTE 259M (PAL, ワイドスクリーン): クロック周波数の1/2で30dBの損失
SMPTE 292M (HD-SDI 1080i): クロック周波数の1/2で20dBの損失
SMPTE 425M (3G-SDI シングルリンク): クロック周波数の1/2で40dBの損失
SMPTE ST2081 (UHD 4K デュアルリンク): クロック周波数の1/2で40dBの損失
SMPTE 2082 (UHD 4K シングルリンク): クロック周波数の1/2で40dBの損失
ケーブルの損失はその長さに直接関係しています。
各規格で許容される損失は異なるため、同じケーブルを使用した場合、SMPTE 2082(UHD 4K シングルリンク)の伝送距離は、SMPTE 292M(HD-SDI 1080i)よりも長くなります。
12G-SDIアプリケーションにおけるケーブル長の算出
特定の周波数でのケーブルの減衰量がわかれば、そのケーブルの概算伝送距離を簡単に計算することができます (いくつかの注意点については後述します)。
ここからは、SMPTE 2082(UHD 4K シングルリンク)に焦点を当てて説明します。
Gigatronix 12G-SDI-6デジタルビデオケーブルを例に挙げます。このケーブルは、6GHzで100メートルあたり50dBの減衰があります。シングルリンク12Gb/sのアプリケーションの場合、クロック周波数の1/2は6GHzとなります。許容される最大損失は40dBです。
以下は、Gigatronix 12G-SDI-6同軸ケーブル 80m の挿入損失(減衰)のグラフです。
マーカー「M2」は、クロック周波数の1/2における減衰を示しており、-39.647dBと確認できます。
SMPTE 2082、SMPTE 2083 - シングル リンク 12Gb/s で定義されている半クロック周波数での信号損失に基づいて、以下に示す伝送距離表はケーブルのみの値を定義します。システム内のその他のコンポーネント (コネクタ、パッチ パネルなど) によって損失が増加します。
チップセットとアクティブ機器の開発における大幅な改善により、今日のアプリケーションの伝送距離ははるかに長くなりました。実際のアプリケーションでは、以下の表に示される推奨距離をはるかに超えることもよくあります。
ケーブルタイプ別推奨最大伝送距離
ビットエラーレート(BER)は、計算された距離に近づくにつれ、または超えた場合、大幅に変動するため、受信機、分配機、ルーティング機器のメーカーに、半クロック周波数での-40dB(またはそれ以上)の損失に対応しているか確認する必要があります。
SMPTEはケーブル損失の最大値を-40dBと規定していますが、アクティブ機器のメーカーがこの値に対応することを義務付ける標準は発行していません。
機器が-40dBに対応していれば、伝送距離表に記載されている距離に確実に到達できます。機器が最大-30dBの損失にしか対応していない場合は、ケーブルの長さを短くする必要があります。
注:このページに示された計算では、送信機と受信機の間にケーブル(および1対のコネクタ)のみが存在する前提としています。 実際には、最新のイコライザは、規格で定義されたレベルを下回る信号も回復することができます。
SMPTE 259M (PAL, ワイドスクリーン): クロック周波数の1/2で30dBの損失
SMPTE 292M (HD-SDI 1080i): クロック周波数の1/2で20dBの損失
SMPTE 425M (3G-SDI シングルリンク): クロック周波数の1/2で40dBの損失
SMPTE ST2081 (UHD 4K デュアルリンク): クロック周波数の1/2で40dBの損失
SMPTE 2082 (UHD 4K シングルリンク): クロック周波数の1/2で40dBの損失
ケーブルの損失はその長さに直接関係しています。
各規格で許容される損失は異なるため、同じケーブルを使用した場合、SMPTE 2082(UHD 4K シングルリンク)の伝送距離は、SMPTE 292M(HD-SDI 1080i)よりも長くなります。
12G-SDIアプリケーションにおけるケーブル長の算出
特定の周波数でのケーブルの減衰量がわかれば、そのケーブルの概算伝送距離を簡単に計算することができます (いくつかの注意点については後述します)。
ここからは、SMPTE 2082(UHD 4K シングルリンク)に焦点を当てて説明します。
Gigatronix 12G-SDI-6デジタルビデオケーブルを例に挙げます。このケーブルは、6GHzで100メートルあたり50dBの減衰があります。シングルリンク12Gb/sのアプリケーションの場合、クロック周波数の1/2は6GHzとなります。許容される最大損失は40dBです。
以下は、Gigatronix 12G-SDI-6同軸ケーブル 80m の挿入損失(減衰)のグラフです。
マーカー「M2」は、クロック周波数の1/2における減衰を示しており、-39.647dBと確認できます。
SMPTE 2082、SMPTE 2083 - シングル リンク 12Gb/s で定義されている半クロック周波数での信号損失に基づいて、以下に示す伝送距離表はケーブルのみの値を定義します。システム内のその他のコンポーネント (コネクタ、パッチ パネルなど) によって損失が増加します。
チップセットとアクティブ機器の開発における大幅な改善により、今日のアプリケーションの伝送距離ははるかに長くなりました。実際のアプリケーションでは、以下の表に示される推奨距離をはるかに超えることもよくあります。
ケーブルタイプ別推奨最大伝送距離
SMPTE規格 |
425 | ST-2081 | ST-2082 |
データレート | 3G | 6G | 4K/12G |
アプリケーション | UHDTV1, UHDTV2, クアッドリンク | UHDTV1, UHDTV2, デュアルリンク | UHDTV1, UHDTV2, シングルリンク |
HD75-M59 | 91 m | 62 m | -- |
HD75-59 | 130 m | 87 m | -- |
HD75-0628 | 101 m | 65 m | -- |
UHD75-179D | 47 m | 31 m | 22 m |
UHD75-M59 | 97 m | 64 m | 44 m |
UHD75-M59XF | 97 m | 64 m | 44 m |
UHD75-0729 | 102 m | 71 m | 49 m |
UHD75-59 | 133 m | 91 m | 61 m |
UHD75-59XF | 91 m | 60 m | 41 m |
UHD75-6 | 166 m | 114 m | 80 m |
UHD75-6XF | 130 m | 86 m | 56 m |
ビットエラーレート(BER)は、計算された距離に近づくにつれ、または超えた場合、大幅に変動するため、受信機、分配機、ルーティング機器のメーカーに、半クロック周波数での-40dB(またはそれ以上)の損失に対応しているか確認する必要があります。
SMPTEはケーブル損失の最大値を-40dBと規定していますが、アクティブ機器のメーカーがこの値に対応することを義務付ける標準は発行していません。
機器が-40dBに対応していれば、伝送距離表に記載されている距離に確実に到達できます。機器が最大-30dBの損失にしか対応していない場合は、ケーブルの長さを短くする必要があります。
注:このページに示された計算では、送信機と受信機の間にケーブル(および1対のコネクタ)のみが存在する前提としています。 実際には、最新のイコライザは、規格で定義されたレベルを下回る信号も回復することができます。