【摘要】 本文结合SDI信号的特性和眼图，分析数字视频系统在验收、检测工作过程中所遇到的一些问题,并提出几点个人的见解。
【关键词】 通道指标 眼图 SDI EDH
一. 关于通道指标测量，数字视频系统和模拟视频系统存在着本质区别 模拟视频通道是按电路分段分配指标的，传输、接收、制作环节都有不同的指标,主要原因是模拟信号传输过程中波形失真和噪声是逐级累积，其表征通道性能的五大类指标（介入增益、信噪比、反射损耗、线性失真、非线性失真）的优劣同图像质量有很大直接关系，即在模拟域，客观测量同主观评价相关度很高，因此行业中通常以甲、乙、丙三个等级来评估模拟通道的性能。
数字视频通道是基于SDI信号传输，SDI信号经过各个设备和电缆传输后所引入的ISI(符号间干扰)、高频衰减、抖动和噪声会使SDI信号模拟波形产生失真，但其失真并不是逐级累积。因为SDI信号通过各个设备时，它通过PLL（锁相环路）电路自动均衡幅度与修正抖动，判决再生0和1。从SDI信号的物理特性来看，SDI信号在传输层中是一种数据“载波”，而0、1数据流则表示视频信息，眼图是传送数据的模拟信号的示波器显示。虽然SDI信号波形失真对传输层产生影响，但对其所携带图像内容（数据层）并没有损伤，即基于SDI接口数字视频通道，信号质量的好坏同图像质量没有直接对应关系，因此“模拟视频通道”分等级评价和五大类指标概念在数字视频通道测量中不适用。数字视频通道一般采用“眼图”的特性来表征其传输能力。
数字视频通道的特点是“有则优，无则劣”，这是数字基带传输的优点。而对于数字视频通道的模拟测量，即Y，R-Y，B-Y三个模拟分量的特性检测，其特性指标由源头信号A/D和测试端的D/A质量决定，同数字视频通道特性无关，可以说数字视频通道是个透明的无损传输通道，所以在系统验收和检测时，不必对数字视频通道进行模拟特性测试。
二. 系统工程实施过程中，可通过眼图查找SDI物理层问题
基于SDI接口数字视频系统，在本质上属于数字基带传输系统。评价基带传输系统性能的一种定性而方便的方法是观察接收端的基带信号波形——眼图。因此数字视频通道采用SDI信号的模拟波形——眼图特性来表征其传输能力。眼图特性可由幅度、上升/下降时间、过冲、抖动等基本参量来表述。抖动测量是同时钟恢复带宽有关，分为定时抖动和校准抖动。图1为眼图主要技术指标。
下面分析眼图基本参数技术指标对信号的影响：
（1）幅度
信号幅度是重要的，因为它同噪声有着相对关系，还有，接收机估算必需的高频补偿（均衡）时，是基于信号到达时剩余的半时钟频率能量，这也与信号幅度密切相关。若发送端提供不正确的幅度可能会导致接收端施加不正确的均衡，从而引起信号失真。
（2）上升时间
对于ECL逻辑器件而言,上升时间的测量是幅度的20%至80%处进行的，不正确的上升时间也可能引起信号失真,例如振铃和过冲。如果上升过于缓慢,可能会减少在眼图中抽样的可用时间。
（3）过冲
有可能是不正确的上升时间引起，不过更多情况下则可能是由于阻抗的不连续或者接收端或发送端的终结不良以及反射损耗太低所引起。在HD-SDI 系统中，由于信号的时钟速率高，因此正确的终接尤为重要。不适当的终接意味着被接收终端即接收器件所吸收的并非是全部能量，剩余的能量则被终端反射沿着电缆返回，从而产生失真的波形。这种反射可能会产生信号中的振铃，用户从波形监视器的眼图显示中可以观察到过冲和下冲，如图2所示。
（4）抖动
在理想情况下，SDI信号中跳变点之间的时间间隔应当是单元间隔（UI）的整数倍。然而，在实际系统中，SDI信号中的跳变点是会随时间而变化并偏离其理想位置。这种偏离称为时间间隔错误（TIE），通常就称为抖动。这种定时偏离可能由频率、幅度以及与相位相关的因素的变化所引起。
抖动一般分为定时抖动和校准抖动两种：
（A）定时抖动 当信号跳变的位置发生偏离时，如果它的发生速率高于规定频率（典型值为10Hz或略低）为定时抖动；低于此规定频率的位置偏离则称为漂移（在从10Hz延伸到时钟频率的1/10的带通中测量的抖动）。
（B）校准抖动 以从信号本身提取的时钟为参考，信号跳变位置相对于该时钟（在时间轴上）的偏离称为校准抖动。时钟提取过程的带宽决定了校准抖动的低端频率的下限。在从1KHz延伸到时钟频率的1/10的带通中测量的抖动。对于SD系统，校准抖动的下限频率为1KHz；对于HD 系统，校准抖动的下限频率为100KHz。
数字标清信号允许的定时抖动为0.2UI（即数字分量525格式和625格式的定时抖动允许值为740ps），数字高清晰度格式允许的定时抖动为1.0UI（673.4ps或674ps）。对于校准抖动，按照规定，SD系统在1KHz以上和HD系统在100KHz以上的允许值均为0.2UI。
实际系统可能会超出或达不到图1所示的眼图指标规定，数字视频系统仍然可以很好地工作，不过，在某些点上可能会失效，究竟什么时候出现这种失效点，却难于提供其特性。因此，在系统工程实施过程中，尤其是HD系统，由于HD-SDI数据率较高，对电缆使用和终端终结的要求严格，工程技术人员需要对波形监视器上的眼图和抖动显示的进行深入分析，确定与SDI信号传输的有关问题，保持SDI信号的正常工作状态是至关重要的，防止因幅度过低、抖动过大等因素而导致数字系统跌落至“数字悬崖”的边缘。一旦系统竣工投入使用后，通常都无须对眼图进行检测，除非系统改动。
三. 数字视频通道指标不直观，给系统验收和运营维护带来不便
电视领域的数字视频系统中，常见的视频通道有：数字演播室、数字转播车、非线性编辑、硬盘播出、制作播出服务器系统等,这些视频通道都可用如下图3数字视频通道模型来表示。
下表为行业标准中关于数字视频通道的眼图指标
如上表所示，数字视频通道特性检测标准中，并没有像模拟通道标准中给出等级评价来评估通道特性，只给出数字视频通道中A、B、C、D、E各点眼图参量指标的范围,但在实际测试和验收工作中如何分析和应用这些参量指标呢？下面谈谈几点体会：
（1）基于SDI接口的数字视频通道为数字基带传输系统，根据数字基带传输系统的特性，数字信号可判决重生的原则，可以说整个数字视频通道的眼图指标可由最后一级的设备决定。通常在系统验收和系统维护时，对数字演播室、数字转播车、数字播控系统等视频通道测量时，一般选择D点的测量结果作为整个通道的眼图指标。
（2）数字设备选型时经常需要检测SDI接口的特性，目前虽然没有规定相应数字设备的眼图指标，考虑到眼图均为设备输出口处所测和数字基带信号可再生特点，个人认为可把数字视频通道中各点眼图指标作为相应设备的SDI接口眼图特性评估基准，具体划分如：A点可作为数字视频矩阵、数字视频分配器等设备的SDI接口参考眼图指标；B点可作为切换台、视频服务器、非线性编辑设备、字幕机、数字录像机等设备的SDI接口参考眼图指标；C点作为选路开关、键控器等设备的SDI接口参考眼图指标；D点作为数字帧同步、行同步、重定时数字视频分配器等设备的SDI接口参考眼图指标。
（3）在实际工作中，不好从眼图参量指标中评估出数字视频通道性能的好坏，眼图指标稍差一点，但是看到的图像质量仍是很好。另外实际所测到的眼图是设备输出的信号，因此只能从测出眼图的参量来估算该通道还有多大的传