SDI vs IP
Due tecnologie dell'attuale panorama broadcast a confronto, tra vantaggi e prospettive future.
di Marina Baglivo
Nel mondo broadcast, l’SDI è una di quelle tecnologie così ben consolidate e onnipresenti che può essere quasi data per scontata. È un pilastro tecnologico sia negli studi televisivi sia nei furgoni delle trasmissioni esterne (OB Van). Ma, come molti altri formati del passato, anche l’SDI sta arrivando a un punto in cui il suo dominio inizia a vacillare, in un mercato tecnologico attraversato da cambiamenti significativi che necessitano di soluzioni nuove. L'IP è da lungo tempo considerato il successore dell’SDI, ma non sarà una transizione facile e si parla ancora di SDI, nonostante il crescente numero di nuovi studi e OB van che vengono costruiti con basi IP piuttosto che con il suo più vetusto concorrente. Ma cosa rende l’SDI una tecnologia così longeva e perché l’IP è considerato “il” cambiamento tecnologico?
33 Anni di SDI
L'interfaccia digitale seriale, per dare all’SDI il suo nome completo, è stata sviluppata per la distribuzione di video, audio e metadati. Standardizzato nel 1989 dalla SMPTE, l’SDI è stato un importante passo avanti rispetto al video component analogico, che, con il composito, era stato uno dei due formati principali nel video trasmesso degli anni '80. A quei tempi le installazioni dei centri TV richiedevano molto più spazio e cablaggi di adesso. Ciò era in gran parte dovuto alla necessità di due sistemi di routing: uno per il video, uno per l'audio. Come conseguenza di questo, ogni dispositivo doveva essere collegato da tre o quattro cavi coassiali per trasportare i diversi elementi video e audio. Il vantaggio dell’SDI risiedeva nella capacità di trasportare video a componenti digitali e audio digitale su un unico cavo coassiale. Era necessario un solo router perché l'audio era incorporato nel segnale video. A tale riguardo, l’SDI è stata una tecnologia trasformativa, ma forse ingegneri e tecnici che ci hanno lavorato con essa negli anni 90 non immaginavano che l'avrebbero utilizzata ancora nel 2022. Il che non significa che l’SDI non si sia evoluta negli ultimi 33 anni: il bit-rate per l’SDI ha continuato a crescere regolarmente per supportare risoluzioni video continuamente in aumento (HD, UHD, 4K, 8K). Oggi l’SDI è classificato da più standard: SDI, HD-SDI, 3G-SDI, 6G-SDI, 12G-SDI e 24G-SDI. Sebbene tutti questi siano importanti, forse il più comune è il 3G-SDI, caratterizzato da un bit-rate di 3 Gbit/s (sebbene, realisticamente, sia di 2,97 Gbit/s). Dal 3G si è passati al 6G e poi al 12G in rapida successione. L’ultima versione, il 24G, supporta risoluzioni fino a 8k 120p.
IP: i vantaggi
Quando parliamo di IP ci riferiamo al Video over Internet Protocol - a volte indicato anche come network video o AV-over-IP: in pratica, la trasmissione di segnali audio, video e di controllo su un'infrastruttura di rete. Nel video over IP, un intero flusso di dati che include video, audio e dati ausiliari (come sottotitoli o timecode), viene decostruito in diversi flussi e quindi trasportato su IP come singoli pacchetti di dati anziché tramite un cavo SDI. Una volta che i pacchetti raggiungono la loro destinazione, vengono rimessi insieme da una tecnologia di sincronizzazione chiamata Precision Time Protocol o PTP. Il tutto è stato standardizzato dall’SMPTE in una suite di standard, nota come SMPTE ST 2110.
I vantaggi dell’IP rispetto all’SDI sono molteplici. Innanzitutto, a differenza dell’SDI, l’IP permette di usare più formati nella stessa rete, nonché di superare il limite, proprio dell’SDI, di dover estrarre l'audio da un segnale video mediante demultiplexing. Un altro vantaggio è il fatto che il flusso di informazioni nell’IP è bidirezionale, una caratteristica incompatibile con l’SDI. I flussi di lavoro IP, inoltre, consentono un routing più denso rispetto ai tipici flussi di lavoro SDI, insieme alla possibilità di trasmettere e ricevere segnali praticamente da qualsiasi punto all'interno di una rete condivisa. La pacchettizzazione dell’IP consente inoltre il trasporto su distanze maggiori senza degradazione, rispetto a quanto sia possibile con l’SDI. Infine, la scalabilità dei sistemi di routing SDI può essere molto limitante, soprattutto se pensiamo che la produzione e la distribuzione di contenuti si evolve verso UHD e HDR su larga scala. Rispetto all’SDI, l’architettura IP piuttosto che essere vincolata da un numero fisso di punti di incrocio (crosspoints) e un numero limitato di strade che riconducono al router, ha una topografia di rete che può crescere ragionevolmente ed è vincolata dalla larghezza di banda, non dai commutatori. Uno dei più grandi fattori che hanno portato all’uso dell'IP è stata la disponibilità di hardware di rete IP 10 GbE. Oggi sono necessari quattro cavi HD SDI per trasportare un singolo segnale 4k. Con il 10GBE si può trasportare quel segnale usando un solo cavo. L’architettura dell’IP, quindi, è in grado di supportare nuovi formati emergenti con facilità, con costi minori e un’infrastruttura più agile.
Altri standard per l’IP
Oltre all’ST 2110, il video over IP è regolato anche da altri standard. Primo fra tutti, l’NDI della Newtek, che a differenza dell’ST 2110 opera con video leggermente compresso. L’NDI può essere usato su reti da 1 GbE e aggira la complessità dell’ST 2110 di dover usare switch di alto livello, come quelli a 10 GbE. Il suo obiettivo è quello di consentire alle aziende "normali" di essere in grado di beneficiare rapidamente dei vantaggi che i flussi di lavoro IP apportano rispetto all’SDI. Da menzionare anche il protocollo SRT, sviluppato da Haivision e utilizzato per trasportare flussi H.264 e HEVC compressi su Internet (non su reti locali come NDI e ST2110). SRI è adatto in situazioni come la produzione remota (REMI) per lo streaming di video a bassa latenza e a larghezza di banda ridotta, da e verso flussi di lavoro di produzione ST 2110.
In conclusione, i vantaggi del passaggio all'IP sono paragonabili a quelli quelli del passaggio dai nastri fisici ai file virtuali, aprendo la strada a nuovi flussi di lavoro e funzionalità. È vero che IP ed SDI coesisteranno ancora a lungo e il passaggio avverrà adattando via via ambienti misti IP/SDI. I sistemi basati su IP stanno diventando la norma per progetti di grandi dimensioni o per importanti aggiornamenti di strutture già esistenti. Tuttavia, per sistemi su scala ridotta, l'infrastruttura IP potrebbe non offrire un vantaggio operativo o un risparmio sui costi rispetto a un'architettura tradizionale basata su SDI. In tutti gli altri casi, il passaggio sarà attraverso le cosiddette “isole di IP”. I gateway, ovvero i dispositivi che forniscono la conversione tra il trasporto SDI e IP, faranno da collante tra le isole di IP e l’SDI, fornendo ad esempio il buffering del segnale per garantire un corretto allineamento temporale o includendo codec per risparmiare larghezza di banda. Con il tempo, possiamo aspettarci che il “mare di SDI”, in cui sono collocate oggi le isole di IP, si “ritirerà” a favore di spazi completamente IP.
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