Guía de diseño digital

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1 Guía de diseño digital Vídeo digital para sistemas de AV profesional Segunda edición

2 Guía de diseño digital de Extron a industria AV se encuentra actualmente en medio de una importante transición de tecnologías de presentación del vídeo analógico al digital. Como empresa líder en la fabricación de productos para el mercado AV comercial, Extron tiene una larga experiencia en el desarrollo de soluciones digitales, remontándonos casi una década atrás en el tiempo al lanzamiento de muchos de los primeros productos de la industria en cuanto a distribución y extensión de. En los últimos cinco años, nuestra línea de productos ha crecido considerablemente e incluye ahora el portofolio más completo de la industria AV de conmutadores, cables y adaptadores digitales, así como extensores de par trenzado y de fibra óptica. Y lo más importante, Extron fabrica las interfaces y productos de conversión de la señal necesarios para hacer posible la transición de los formatos analógicos a cualquier formato digital disponible, incluyendo,, DisplayPort y HD-SDI. Esta Guía de diseño digital trata del principal reto de la industria AV en su transición de analógica a digital; cómo estos nuevos tipos de señal y topologías de sistemas son integrados en los sistemas de presentación AV que cumplen los requisitos de comunicación de nuestros clientes. Proporciona una referencia para los diseñadores de sistemas de AV que buscan saber más sobre la fusión de estas tecnologías y las opciones disponibles, con un enfoque práctico de la integración en sistemas de presentación nuevos y ya existentes. En esta guía se muestra una visión general de los formatos de vídeo digital utilizados más comúnmente en aplicaciones AV comerciales. Además, encontrará ejemplos de diseño de sistemas de AV, desde un aula sencilla hasta un centro de operaciones de una red informática, que describen los aspectos prácticos de estos sistemas de AV de transición, el tipo de equipos que son necesarios y el flujo de la señal de un dispositivo a otro. Tras la sección de diseño de sistemas descubrirá un catálogo abreviado de productos Extron diseñados para la integración de esta tecnología digital. Al final de la guía verá un completo glosario de términos relacionados con el mundo del vídeo digital en las aplicaciones de AV profesional. Oficinas de ventas en el mundo EE.UU.- Oeste EE.UU.- Este Europa Oriente Medio India Asia Japón China

3 TABA DE CONTENIDO Vídeo digital para sistemas de AV profesional a conexión digital... Formatos de la señal de vídeo digital... 8 Estructura de una señal de vídeo digital Entender EDID - Ampliación de los datos de identificación de la pantalla DM para el profesional de AV... 0 Diseño de sistemas digitales Sala de videoconferencia y presentaciones HD Actualización de un sistema analógico existente a digital Aula de escuela/universidad... 3 Centro de control de redes Sala de formación corporativa Sala de tribunal municipal Sala de conferencias Auditorio de la universidad de aprendizaje a distancia... 4 Soluciones con productos para vídeo digital de Extron XTP Systems Extensores Amplificadores de distribución Conmutadores Matrices de conmutación Conversión de la señal Productos de AV streaming Generadores de patrones y medición Conectividad arquitectónica... 9 Cables y adaptadores Glosario Glosario de AV digital

4 a conexión digital El predominio de los distintos formatos de señal digital en la industria AV profesional presenta oportunidades y retos para la integración. a industria AV se encuentra actualmente en medio de una importante transición de tecnologías y aplicaciones de vídeo analógico a digital. Cada día, los diseñadores de sistemas se enfrentan al reto de integrar señales de vídeo digital y analógico en sistemas AV nuevos y en los previamente instalados. Debido a que el vídeo digital se asocia a la tecnología AV punta, existe un creciente entusiasmo de los integradores y sus clientes por incorporar el vídeo digital en sus sistemas. Una amplia gama de puertos de vídeo digital, incluyendo,, DisplayPort y HD-SDI, están presentes de alguna manera en casi cualquier componente nuevo que se encuentra en el mercado hoy día. Además, existe una amplia base de hardware y contenido analógico ya instalada, que debe mantenerse viable incluso dentro de los nuevos diseños de sistemas. a predicción para el futuro, por tanto, es que la mayoría de los entornos de presentación requerirán la mezcla de productos y tecnologías de vídeo analógico y digital. Vídeo digital Mucho más que Aunque la transición digital es actualmente un tema candente, el vídeo digital no es nuevo para la industria AV profesional. os sectores de emisión, teleproducción y alquiler/eventos adoptaron el vídeo digital serial, SDI, hace más de 0 años, y HD-SDI se ha utilizado ya durante más de una década. En los sectores médico, visual y de infografía, ha sido el formato establecido desde 999. a evolución continua dentro de la industria informática, de emisión y ahora de los productos electrónicos de consumo ha llevado la conectividad de la señal digital a la vanguardia con la introducción de los dos estándares de vídeo digital más recientes, para productos para el consumidor, y DisplayPort, para la informática y otras tecnologías relacionadas. El predominio de estos formatos de señal digital presenta oportunidades y retos para la integración de sistemas AV profesionales. y DisplayPort son comunes para ordenadores de sobremesa y portátiles, y son el estándar de muchos dispositivos de visualización profesional y proyectores de gama alta. se encuentra principalmente en productos HDTV como los reproductores Blu-ray Disc, videoconsolas, DV y receptores por cable y satélite. Aunque se diseñaron para el consumidor y aplicaciones residenciales, algunos productos equipados con se utilizan también ahora en aplicaciones comerciales. El vídeo digital de alta definición ha encontrado un lugar en muchas otras aplicaciones, más allá de los estudios de emisión, como medio para capturar, distribuir y mostrar el contenido de alta definición, llegando incluso a iglesias y entornos de alquiler y eventos. Casi cualquier dispositivo de visualización disponible hoy día tiene algún tipo de capacidad para el vídeo digital. Tanto si se trata de la pantalla de escritorio de un ordenador, un proyector de montaje en techo o una pantalla plana CD grande montada en pared, lo más posible Imagen -. a transmisión digital puede alcanzar una reconstrucción perfecta de la señal Dispositivo de fuente digital Dispositivo de visualización digital Funciones digitales internas Serializar Deserializar Funciones digitales internas Píxeles de vídeo digital original Píxeles de vídeo digital reconstruidos perfectamente Vídeo digital en la salida del serializador A la entrada del deserializador, distorsiones causadas por el cableado, etc pueden corregirse de forma práctica Guía de diseño digital de Extron

5 es que tengan un conector, o DisplayPort disponible para aceptar las señales entrantes de dispositivos fuente digitales. Por qué digital? a puesta en marcha de tecnologías de AV digital promete múltiples ventajas con respecto a las tecnologías analógicas. En primer lugar, para los fabricantes de ordenadores y dispositivos de visualización existe la posibilidad de eliminar una cantidad considerable de circuitos de procesamiento del dispositivo. Como las señales ya son digitales en el interior de los dispositivos electrónicos de casi todos los productos AV, la mayoría, si no toda, la conversión analógico-digital y/o digitalanalógico puede eliminarse, obteniendo como resultado una reducción del coste de fabricación y permitiendo precios más competitivos. En segundo lugar, en comparación con los dispositivos y sistemas de base analógica, las señales digitales, por naturaleza, no tienen pérdida, por lo que permiten la distribución de píxel perfecto e imágenes de calidad constante e impecable al mismo tiempo que reducen el tiempo y esfuerzo requeridos para el ajuste del sistema y el dispositivo (vea la imagen -). Finalmente, una infraestructura digital puede diseñarse para acomodar las altas resoluciones de hoy día, como 90x00 y HDTV 080p, y ofrece un apoyo para las tasas mayores que se avecinan. Elegir: analógico, digital o ambos? Una parte esencial de cualquier transición es la incertidumbre, el miedo a lo desconocido y el deseo de buscar la ayuda y asistencia de los expertos en la toma de decisiones. En su posición como gerente del departamento de tecnologías de la información audiovisual, consultor o integrador de sistemas AV, sus clientes dependen de usted para que les ayude a hacer la mejor elección. Frente a la amplia gama de diferentes productos y tecnologías, los clientes requieren asesoramiento durante la fases del diseño y la puesta en marcha para asegurarse de que los sistemas AV cumplen con sus necesidades de funcionalidad y rendimiento, no sobrepasan el presupuesto e, idealmente, ofrecen la posibilidad de crecimiento y cambios futuros de la tecnología. a elección se complica al saber que, mientras que se presentan nuevas tecnologías y tipos de señales AV de forma continua, no todas ellas sobreviven, y las que lo hacen normalmente no sustituyen de forma inmediata a los formatos ya existentes. Por ejemplo, muchos dispositivos de fuente digital incorporan gran variedad de salidas de vídeo analógico, incluyendo vídeo compuesto, S-video y vídeo por componentes. De la misma manera, la mayoría de los dispositivos de visualización digital nuevos aún están equipados con entradas analógicas. Puede que se pregunte por qué los fabricantes hacen un esfuerzo extra y aceptan un coste adicional para proporcionar esta variedad de conectores en sus productos? En una palabra: compatibilidad. a mayoría de los fabricantes saben que las fuentes y dispositivos de visualización rara vez se sustituyen al mismo tiempo. as nuevas fuentes, como los reproductores Blu-ray Disc y los ordenadores y portátiles de gama alta, necesitan mantener la compatibilidad con los dispositivos de visualización anteriores. os dispositivos de pantalla plana y proyectores nuevos de alta definición, por otro lado, necesitan ser compatibles con las fuentes ya existentes, como las grabadoras VHS y reproductores de DVD que se conservan para utilizar el contenido existente. os diseños de sistemas para instalaciones de formación y presentación, por tanto, tienen frecuentemente espacio para híbridos que mezclan funciones analógicas y digitales, proporcionando así soporte para los formatos de vídeo analógicos existentes, al mismo tiempo que se incorporan tipos de señales más recientes como,, DisplayPort y, en algunas ocasiones, HD-SDI. as señales digitales, por naturaleza, no tienen pérdida, por lo que permiten la distribución de píxel perfecto e imágenes de calidad constante e impecable, al mismo tiempo que reducen el tiempo y esfuerzo requeridos para el ajuste del sistema y el dispositivo de visualización. Extron SW4 A Plus Conmutador con ecualización de cable seleccionable 3

6 a conexión digital Preguntas básicas que debe hacerse antes de diseñar un sistema: Necesitará el sistema ambos formatos, analógico y digital? Se trata de una actualización de un sistema analógico ya existente? Se espera que el sistema cubra muchos años de vida tecnológica? a primera cuestión a la que hay que responder, por tanto, es la más difícil, ya que va directamente al centro de la transición. Debería: permanecer, por el momento, con el diseño analógico de una probada calidad? crear un sistema híbrido digital/analógico que incorpore una mezcla de tecnologías? o crear hoy un sistema para el futuro con un diseño totalmente digital con alguna provisión para los productos analógicos existentes? a respuesta es, como para muchas otras decisiones y elecciones: Depende. Algunos sistemas probablemente permanecerán analógicos durante algún tiempo, con conversores de señal que se añadirán para que puedan acomodar nuevos dispositivos de visualización y dispositivos fuente digitales. Por ejemplo, el presupuesto para tecnología en una clase de instituto normalmente no permite una actualización completa del sistema de comunicación solamente para acomodar una nueva tecnología. Integrar una nueva fuente de reproducción equipada con, sin embargo, no necesita nada más que el extensor digital apropiado y una conexión directa a la entrada digital del proyector. Otros sistemas, como los de aulas universitarias y salas de junta de empresas, han comenzado a incorporar la tecnología de vídeo digital de una manera más amplia, a una escala más sistemática para adaptarse a las necesidades en constante evolución de las presentaciones multimedia digitales, al mismo tiempo que mantienen la compatibilidad con el contenido y los equipos de reproducción analógicos existentes. a posibilidad de entrada digital puede añadirse cambiando el conmutador o escalador central por uno que acepte señales analógicas y digitales; del mismo modo, los dispositivos de visualización digital pueden adaptarse utilizando un conmutador o escalador que envíe señales digitales. Finalmente, aplicaciones especializadas como las de visualización, simulación, militares y de imágenes médicas, y centros de mando y control, adoptan una propuesta totalmente digital que puede entregar una calidad máxima, con imágenes de muy alta resolución uno de los mayores beneficios del vídeo digital. Estos diseños de sistemas están basados en una matriz de conmutación o un conmutador totalmente digital, que adapta una serie de fuentes analógicas ya existentes utilizando un conversor analógico-digital. El resultado final es que, al igual que el vídeo sustituyó a las películas y los DVD sustituyeron a las cintas VHS, la tecnología digital sustituirá con el tiempo, en una o más formas, a la tecnología analógica en la mayoría de aplicaciones. os sistemas de presentación típicos en empresas y en el sector educativo tendrán que adoptar un diseño totalmente digital en el futuro, pero de momento, un diseño de sistema híbrido que admita tanto señales digitales como analógicas, cubre un amplio margen de necesidades para presentaciones y tecnologías y, a largo plazo, es la propuesta más prudente y rentable. Más adelante en esta guía se proporcionan ejemplos de aplicaciones y diseños de sistemas reales utilizados para satisfacer las necesidades concretas del cliente o el entorno de presentación. Adaptación de la tecnología a las necesidades Antes de realizar un diseño de sistema, es necesario tener un conocimiento total de las necesidades y expectativas del cliente. Una vez que la pregunta principal de analógico, digital o ambos? haya sido respondida, quedan muchas otras preguntas que hacerse. Es un requisito que haya interoperabilidad entre componentes digitales y analógicos? Dependiendo del contenido de la fuente, esto puede ser posible o no debido al gestión de derechos digitales, como HDCP. Se trata de una actualización de un sistema ya existente? En este caso, hay necesidad de adaptar los dispositivos existentes y proporcionar la flexibilidad para una posible futura actualización? a antigüedad del sistema es también un punto clave a considerar para determinar la solución con el producto adecuado. Se espera que el sistema cubra muchos años de vida tecnológica? Si es así, quizás 4 Guía de diseño digital de Extron

7 debe considerarse una infraestructura totalmente digital compatible con una evolución continua de las resoluciones de vídeo. El tamaño y ámbito del sistema también determinan la viabilidad operativa. Entender los requisitos operativos reales de cualquier sistema durante la fase de diseño ayudará a controlar posteriores posibles excesos en los costes. Por ejemplo, si existen requisitos HDCP, el contenido protegido tiene que verse en todos los dispositivos de visualización dentro del sistema o solamente en algunos de ellos en concreto? Conocer la operatividad del sistema será de gran ayuda para cumplir tanto con los requisitos como con el presupuesto del cliente. Cuestión de distancia os profesionales del AV se enfrentan a tres retos principales al operar con las señales digitales y la gestión de su distribución para asegurar un funcionamiento sólido y fiable. El primero es mantener la total integridad de la señal desde la fuente a su destino. as señales de vídeo digital son considerablemente diferentes en comparación con las analógicas. as señales de vídeo digital no se degradan linealmente como las de vídeo analógico. Para las señales analógicas, los efectos relacionados con pérdidas del cable empeoran gradualmente con la longitud de este, pero para las señales digitales el impacto es normalmente mucho más notable y brusco, con brillos, imágenes intermitentes o una pérdida total de la imagen, según la longitud del cable aumente por encima del umbral de caída digital. Tecnologías como, y DisplayPort están principalmente diseñadas para conexiones cortas de punto a punto, por ejemplo desde un ordenador a un monitor de escritorio, o desde un reproductor de Blu-ray Disc a una televisión de pantalla plana. a distancia en estas aplicaciones es relativamente corta y, en vista de que las tasas de datos son muy altas y se desea reducir el coste y consumo de energía, los dispositivos fuente digitales raramente transmiten una señal más de unos metros. El uso de cables de alta calidad y rendimiento puede ayudar en cierto grado y, en algunos casos, puede proporcionar una transmisión de la señal fiable hasta unos 5 m. Aunque adecuada para la mayoría de las aplicaciones de consumo, esta limitación de distancia puede tener un serio efecto en instalaciones de AV profesional en las que las señales deben enrutarse decenas o cientos de metros, desde la fuente a su destino. Para compensar esta limitación, pueden utilizarse productos de acondicionamiento de la señal como los ecualizadores para recuperar y restablecer una señal a distancias de hasta 60 m. Para distancias de cable aún mayores, o para cables que deben ir a través de conductos, las señales digitales pueden convertirse y distribuirse utilizando cables estándar de par trenzado CATx o tecnología de fibra óptica. En segundo lugar, existen parámetros de rendimiento y sincronización muy específicos que deben mantenerse a lo largo de todo el recorrido de la señal. Por ejemplo, en, las líneas de vídeo GB, o canales, deben sincronizarse con exactitud para el manejo y reproducción precisos por todo el sistema. Términos como ecualización, temblor y resincronización en el mundo digital sustituyen a términos familiares para el mundo analógico como nivel y pico. os requisitos de acondicionamiento de la señal para señales digitales son también diferentes y deben entenderse como corresponde antes de diseñar un sistema. El tercer reto para una satisfactoria integración de los sistemas de AV digitales es poder conmutar, distribuir y enrutar señales de forma íntegra. Algunas conexiones de vídeo digital, incluyendo, y DisplayPort, requieren comunicación bidireccional entre una fuente y un dispositivo de visualización. Si se interrumpe esta comunicación, por una desconexión, cambio de fuente o división de la señal, la imagen de la pantalla puede retrasarse o incluso perderse completamente. En muchos casos, el contenido utilizado también tiene un efecto directo en esta comunicación. Por ejemplo, algunos de los primeros reproductores de DVD con salida no permitían el uso de un repetidor, por lo que la señal terminaba en la entrada del conmutador y no se transmitía al dispositivo de visualización. Más adelante en esta guía, conocerá al detalle las dos principales formas de comunicación bidireccional: la comunicación EDID - Extended os efectos de las pérdidas relacionadas con los cables en señales digitales son mucho más notables y bruscos, con brillos, imágenes intermitentes o la pérdida total de la imagen. 5

8 a conexión digital Para que la presentación de contenido protegido sea fiable dentro de un sistema, todos los recorridos importantes de la señal deben ser totalmente compatibles con HDCP. Display Identification Data (ampliación de los datos de identificación de la pantalla) y, cuando sea aplicable, DM - Digital ights Management (gestión de derechos digitales). Ambas son aspectos extremadamente importantes de los formatos de señal digital y pueden afectar de forma importante a la integridad de un sistema si no se llevan a cabo y se adaptan de forma adecuada. En pocas palabras, EDID está relacionado con la comunicación de la capacidad de rendimiento de un dispositivo de visualización, como su resolución nativa y las resoluciones admitidas, con la fuente conectada a él. EDID simplifica la configuración del sistema, el dispositivo de visualización le dice a la fuente la tasa de píxeles y la resolución preferida, y la fuente envía así la tasa y resolución óptimas para el dispositivo de visualización, dando como resultado, generalmente, imágenes perfectas píxel a píxel. DM es la protección de la propiedad intelectual, de la que HDCP - High-bandwidth Digital Content Protection (protección de contenido digital de elevado ancho de banda) es la más utilizada. a encriptación HDCP se encuentra en discos comerciales Blu-ray, televisión por cable y satélite digital de alta definición, contenido descargable y más. DM es el principal motivo de preocupación en aplicaciones residenciales en las que la piratería del contenido es un gran problema para los propietarios de los derechos de reproducción, como los estudios de cine, que pierden millones cuando el contenido se ha creado con la posibilidad de hacer copias no autorizadas. Para que la presentación de contenido protegido sea fiable dentro de un sistema de entretenimiento residencial, todos los recorridos importantes de la señal deben ser totalmente compatibles con HDCP y cumplir reglas específicas. Esto es relativamente sencillo en el típico caso en que un reproductor Blu-ray Disc está directamente conectado a un dispositivo de pantalla plana, pero tanto los sistemas AV comerciales como los residenciales tienen normalmente la necesidad de enviar señales desde múltiples fuentes a múltiples destinos (vea la imagen -). a diferencia principal entre los sistemas AV residenciales y los profesionales, sin embargo, es el tipo de contenido que se distribuye y muestra regularmente. En un entorno doméstico, casi todo el contenido procede de fuentes comerciales con derechos de reproducción: películas en Blu-ray, emisión por satélite o sacada de Internet; juegos en Blu-ray, DVD o memoria volátil; y deportes u otros entretenimientos en directo de fuentes como la televisión a la carta por satélite o por cable. Para proteger los derechos legales de los propietarios de este contenido, la gestión de derechos digitales en general, y HDCP en particular, será lo común. El contenido utilizado normalmente en aplicaciones profesionales de AV, por otro lado, casi siempre se genera localmente. Esto incluye mayoritariamente la muestra de aplicaciones de Microsoft como PowerPoint o Excel, vídeos de producción institucional para formación, demostración o presentaciones de ventas Imagen -. Sistema AV digital profesional con HDCP Blu-ray Proyector Dispositivo de pantalla plana DV PC Matriz de conmutación 4x4 Proyector Proyector Dispositivo de pantalla plana Dispositivo de pantalla plana PC Fuente HDCP epetidor HDCP eceptor HDCP DA x4 Dispositivo de pantalla plana 6 Guía de diseño digital de Extron

9 y aplicaciones de software, a la medida o patentadas, diseñadas especialmente para funciones institucionales o necesidades de control. En muy pocas ocasiones se utiliza el contenido en aplicaciones profesionales con encriptación HDCP. Normalmente, el contenido con derechos de gestión está limitado al uso ocasional de materiales grabados comercialmente, por ejemplo cuando un gerente de ventas desea arengar a las tropas mostrando una escena de su película favorita. a clave está en seleccionar productos digitales basados en los requisitos del día a día de la aplicación para la que el sistema ha sido diseñado. En todas las aplicaciones, la gestión adecuada de la comunicación EDID es imprescindible. Para aplicaciones residenciales, el cumplir con DM, como HDCP, también es obligatorio para todos los componentes de sistemas. Y para aplicaciones comerciales, DM también debe tenerse en cuenta dentro del diseño del sistema para permitir el uso ocasional de contenido comercial, pero puede no ser necesario para todos los componentes del sistema o recorridos de la señal dentro del diseño global del sistema. Soluciones digitales de Extron os sistemas de AV profesional están altamente personalizados, cada uno diseñado para cumplir con un conjunto específico de requisitos de presentación. Superar los retos presentados por las diferentes tecnologías, necesidades de los clientes o parámetros medioambientales es la meta de todos los diseñadores de sistemas. a puesta en marcha de las señales digitales no cambia el hecho de que los proyectores siguen montados en techos con cables enrutados a larga distancia o por conductos. No todos los sistemas utilizan matrices de conmutación, pero casi todos los sistemas AV están diseñados para satisfacer la necesidad de separar o conmutar señales, o proporcionar la conversión de la señal necesaria para incluir señales analógicas en un sistema digital, o viceversa. Extron ofrece una amplia variedad de productos que responden a las necesidades de vídeo digital de todos los sectores del mercado. a diversidad de la línea de productos proporciona flexibilidad y elección, dando a los diseñadores la oportunidad de dirigir los sistemas a todos los niveles. Aumentar un sistema ya existente con entradas digitales y la posibilidad de su distribución puede ayudar a mantener bajos los costes de actualización, al mismo tiempo que sigue cubriendo las necesidades del cliente. os sistemas con mezclas de formatos se consiguen fácilmente y pueden emplearse en sistemas grandes y pequeños con requisitos de recorrido desde distancias cortas a extremadamente largas. Un sistema completamente digital e integrado puede diseñarse con diferentes niveles de funcionalidad, utilizando productos con características de rendimiento que cumplan las necesidades exactas del integrador. Extron ofrece una amplia variedad de productos que responden a las necesidades de vídeo digital de todos los sectores del mercado. 7

10 no es el único estándar de vídeo digital disponible en entornos de AV comercial. os formatos de vídeo digital más habituales incluyen: DisplayPort SDI HD-SDI 3G-SDI Conector Conector 8 Guía de diseño digital de Extron El mercado del vídeo está actualmente dominado por los dispositivos de visualización de pantalla plana de plasma y CD de alta resolución, junto con los proyectores CD y DP. Estos dispositivos de visualización ya presentan un funcionamiento, estructura y diseño digitales. Del mismo modo, la mayoría de las fuentes que transmiten a estos dispositivos de visualización, incluidos los ordenadores, reproductores de DVD y Blu-ray Disc, grabadoras de vídeo digital de alta definición o DV y receptores AV, son intrínsecamente digitales. Estos productos contrastan con los dispositivos de visualización y fuentes de vídeo analógico tradicionales, como grabadoras VHS, televisiones de tubos de rayos catódicos o monitores de datos que utilizan interfaces de señal como vídeo compuesto o GBHV. Para que una fuente de vídeo digital inicie la transmisión de una señal analógica, las señales de salida digitales deben convertirse a vídeo analógico, proceso que se conoce como conversión digital a analógico, o DAC. En el extremo receptor, el dispositivo de visualización digital debe convertir estas señales analógicas de nuevo en digitales, proceso que se conoce como conversión analógico a digital, o ADC. Cada conversión DAC y ADC implica la introducción de errores y distorsiones en la señal de vídeo. Utilizando una transmisión completamente digital se pueden eliminar estos errores innecesarios, así como el coste adicional de los circuitos ADC y DAC. Vea la imagen -. Existen varios formatos de señal estándar en uso para la transmisión de vídeo digital entre fuentes y dispositivos de visualización. Estos incluyen: - Digital Visual Interface - High Definition Multimedia Interface DisplayPort SDI - Serial Digital Interface Imagen -. as conversiones DAC/ADC pueden degradar las señales transmitidas Dispositivo de fuente digital Funciones digitales internas Píxeles de vídeo digital original Conversión innecesaria cuando tanto la fuente como el destino son digitales de forma nativa DAC ADC Vídeo analógico transmitido con errores debido a la no linealidad de DAC Dispositivo de visualización digital Funciones digitales internas Píxeles de vídeo digital reconstruidos con distorsiones adicionales debido a los errores de cuantificación de ADC Algunos, como SDI, se utilizan desde hace años, mientras que otros, como y DisplayPort, son más recientes y se actualizan constantemente mediante el proceso de revisión de estándares. Aún es demasiado pronto para predecir si alguno de estos formatos acabará dominando el AV profesional. Cada formato presenta sus propias ventajas técnicas, así como capacidades únicas para cumplir determinados requisitos de integración en la industria AV. Examinemos más detenidamente cada una de ellos. - Digital Visual Interface (interfaz visual digital) y están basados en un esquema de señal común para vídeo conocido como TMDS - Transition Minimized Differential Signaling, señalización diferencial con minimización de transiciones. Un enlace TMDS está formado por tres canales de datos serie, uno para cada color (rojo, verde y azul), más un cuarto canal que lleva la frecuencia de reloj del píxel que proporciona la referencia temporal que mantiene los tres canales de color sincronizados. Todos los datos TMDS y líneas de reloj son diferenciales, o balanceados, y se transmiten mediante par trenzado a través de cables. Para admitir los distintos requisitos de resolución, la especificación proporciona uno o dos enlaces de vídeo por conector, comúnmente conocidos como single link o dual link, respectivamente. a tasa de píxeles máxima para single link es de 65 MHz, lo que corresponde a 4,95 Gbps, que es más que suficiente para WUXGA 90x00 y HDTV 080p/60, con una profundidad de color de 8 bits por color. Se pueden admitir resoluciones más altas y mayores profundidades de color mediante el uso de dual link, que maneja tasas de píxeles de hasta 330 MHz y resoluciones de hasta 3840x400. a especificación también proporciona dos líneas adicionales de comunicación que son esenciales para una correcta transmisión de entre dispositivos (consulte la tabla -). DDC Display Data Channel (canal de datos de pantalla) es una conexión en serie para la comunicación HDCP y EDID. El pin HPD (Hot Plug Detect) permite la puesta en marcha de la detección de conexión en caliente, haciendo posible que un ordenador, por ejemplo, detecte

11 VGA - VESA E-DDC host assignment la presencia de un dispositivo de visualización sin intervención del usuario. as especificaciones de incluyen -D, el conector estándar, y -I, que transporta señales de vídeo GBHV analógico y señales de vídeo digital. Cada uno de estos tipos de conectores se ofrecen en versiones que soportan señales single link o dual link, habiendo un total de cuatro tipos de conectores disponibles. es un estándar libre de licencias y cánones creado por DDWG - Digital Display Working Group. a versión.0 de la especificación se presentó en abril de 999, y no ha habido ninguna revisión posterior. - High Definition Multimedia Interface (interfaz multimedia de alta definición) El formato incorpora la funcionalidad de vídeo TMS de y amplía el TMS para transmitir audio digital e información de control. Gracias a la consolidación de vídeo de alta definición, audio y control en un único conector compacto, ha tenido un gran éxito en el mercado de vídeo/audio de consumo (consulte la tabla -). El conector más común es el de 9 pines de tipo A, que contiene TMDS single link y líneas DDC y HPD. También se proporciona una línea de alimentación de 5 V. Además, los conectores incorporan la línea CEC- Consumer Electronics Control (control de productos electrónicos de consumo), que se utiliza para el control integrado de múltiples dispositivos en un sistema AV. Actualmente, los protocolos de control CEC pertenecen a los fabricantes de equipos, y la compatibilidad CEC entre fabricantes es limitada. Sin emabrgo, existen pautas de aplicación de CEC, y los fabricantes están empezando a trabajar juntos para desarrollar un control estandarizado. También está disponible una variante del conector. El tipo C es un conector en miniatura diseñado para equipos portátiles, como videocámaras y cámaras S digitales de consumo. a licencia y la especificación las administra icensing, C. A diferencia de, la especificación ha pasado por varias revisiones de estándares. a versión.0 de la especificación se presentó en junio tipo A Tabla -. Configuraciones de pines de Pin Función Pin Función DisplayPort Datos TMDS + lado de la fuente Protección de reloj TMDS Protección de eloj TMDS - datos TMDS 3 Datos TMDS - 3 CEC 4 Datos TMDS + 4 Datos HEAC - 5 Protección de datos TMDS de 00. a versión más difundida es.3, presentada en agosto de 006 En comparación con las versiones anteriores,.3 dobla la frecuencia máxima del reloj de TMDS single link hasta 340 MHz, lo que corresponde a 0, Gbps (tabla -3). El mayor ancho de banda de.3 admite hasta 6 bits por color (conocido como Deep Color), un espacio de color ampliado, los formatos más actuales de sonido surround de alta resolución para Blu-ray Disc y resoluciones de vídeo de hasta WQXGA 560x600. a versión.3 también dispone la inclusión de High-Bandwidth Digital Content Protection o HDCP, un esquema de gestión de derechos digitales que impide la copia de contenido de vídeo y audio digital. -I Dual ink analógico y digital Pin Nombre de la señal -D Dual ink solo digital Tabla -. Configuraciones de pines de Pin Nombre de la señal -I Single ink analógico y digital -D Single ink solo digital C Verde analógico C4 Sincronización horizontal analógica tipo A Pin Nombre de la señal Datos TMDS - 9 Datos TMDS - 7 Datos TMDS 0- Datos TMDS + 0 Datos TMDS + 8 Datos TMDS 0+ 3 Protección datos TMDS /4 5 SC 6 Datos TMDS - 6 SDA 7 Datos TMDS 0 7 Masa DDC/CEC 8 Protección de datos TMDS 0 8 Alimentación +5 V 9 Datos TMDS 0-9 Detección de conexión en caliente/ 0 eloj TMDS + Datos HEAC + Protección datos TMDS /3 9 Protección datos TMDS 0/5 4 Datos TMDS 4- Datos TMDS 3-0 Datos TMDS 5-5 Datos TMDS 4+ 3 Datos TMDS 3+ Datos TMDS 5+ 6 eloj DDC [SC] 4 Alimentación +5 V Protección de reloj TMDS 7 Datos DDC [SDA] 5 Masa VGA -(para VESA+5 V) E-DDC host assignment 3 eloj TMDS + 8 Sincronización 6 Detección de 4 eloj TMDS - vertical analógica conexión en caliente C ojo analógico C5 etorno de masa analógico: (analógico, G, B) Tabla -3. Tabla Parámetros de funcionamiento básicos endimiento: - Compatible con MHz - Hasta 0, Gbps de velocidad de datos - Profundidad de color: 4 bits, más 30, 36 y 48 bits de Deep Color - Espacio de color: ITU- BT709-5, xvycc Sencilla conexión plug and play Solamente se requiere un cable Vídeo, audio y protección del contenido integrados Alto nivel de control del consumidor Auto lip-sync o sincronía de labios.4 Funcionalidad mejorada Canal Ethernet : - Canal de datos bidireccional que admite conectividad Ethernet de 00 Mbps - Permite que múltiples dispositivos compartan una conexión a la red Canal de retorno de audio: - Devuelve el stream de audio desde el sintonizador interno de un dispositivo de visualización a un receptor Admite resoluciones máximas más altas: x60 a 4 Hz, 5 Hz y 30 Hz x60 a 4 Hz Compatibilidad con 3D hasta 080p Compatibilidad con espacio de color adicional: - Proporciona precisión del color mejorada con cámaras digitales Nuevo conector Micro: - Aproximadamente un 50% más pequeño que el actual conector mini C3 Azul analógico 9

12 Formatos de la señal de vídeo digital.4 añade dos nuevos canales de comunicación: canal Ethernet o HEC y canal de retorno de audio o AC. a versión actual,.4 (tabla -4) se presentó en mayo de añade dos nuevos canales de comunicación: canal Ethernet o HEC y canal de retorno de audio o AC. Ethernet proporciona una comunicación IP estándar de los dispositivos conectados. Esto permite conectar los componentes AV a un red y acceder a servicios avanzados a través de Internet. a integración de Ethernet en el cable elimina la necesidad de conmutadores y cables Ethernet a los componentes AV con capacidad IP. El canal de retorno de audio permite enviar una señal de audio digital desde el dispositivo receptor, como un dispositivo de pantalla plana, de nuevo al dispositivo fuente. De esta forma se elimina la necesidad de conectar un cable aparte para el audio digital. datos HEC diferenciales a alta velocidad, por lo que la especificación.4 requiere que los hilos del cable sean de par trenzado. a nueva especificación también introduce nuevos tipos de conectores, D y E, que transportan todas las señales del conector de tipo A. os conectores de tipo D, también conocidos como conectores Micro, son aún más pequeños que el ya compacto tipo C. os conectores de tipo E están diseñados para aplicaciones automovilísticas..4 no especifica ningún aumento en la frecuencia del reloj de TMDS, que permanece en 340 MHz, pero se añaden nuevos formatos de vídeo. Estos incluyen los nuevos formatos de vídeo 4k x k a 3840x60 píxeles y hasta 30 fotogramas por segundo, y 4096x60 píxeles a 4 fotogramas por segundo, así como formatos para la transmisión de vídeo 3D estereoscópico. Para transportar estos canales,.4 especifica la activación de un pin nuevo en el conector. Aunque las dimensiones físicas del conector tipo A ya existente siguen siendo las mismas, el nuevo estándar introduce una señal polivalente en el pin 4, que estaba desconectado en las versiones anteriores. Esta señal polivalente y la señal Hot Plug Detect - HPD (detección de conexión en caliente) ya existente en el pin 9 se usan para transportar HEC y AC. Juntos, los pines 4 y 9 se conocen como Ethernet y canal de retorno de audio, o HEAC. os cables anteriores no admiten funciones HEAC, ya que el pin 4 está desconectado. os pines 4 y 9 transportan El mecanismo de protección del contenido permanece prácticamente sin cambios para.4. a especificación hace referencia a la revisión.4 de HDCP, presentada en julio de 009. a principal diferencia entre HDCP.4 y HDCP.3 reside en la definición de la detección de conexión en caliente. HDCP.4 hace referencia a un estado de la detección de conexión en caliente denominado HDCP_HPD, mientras que las versiones anteriores hacen referencia a la línea HPD física. Por lo demás. las operaciones, algoritmos de encriptación y restricciones en la distribución de señales de HDPC.4 son idénticas al estándar HDPC.3 existente. os principales cambios incorporados Tabla -5. Características obligatorias y opcionales de las distintas versiones de Obligatorio ESOUCIÓN DE VÍDEO 480p a 59,94/60 Hz Tasa de datos eloj de píxeles 74,5 MHz (,3 Gbps) POFUNDIDAD DE COO 8 bits/color (4 bits/píxel) ESPACIO DE COO GB 4:4:4 canales PCM a 3 khz, 44, khz, 48 khz HDTV - 70p, 080i PCM multicanal Opcional Otras tasas de vídeo dentro de la tasa de datos máxima del dispositivo, p. ej. 90x00 Tasa máxima hasta 340 MHz (0, Gbps).3 Otras 4K x60 a profundidades - 3,98/4 Hz.4 0 bits/color (30 bits/píxel), Formatos 3D.4 6 bits/color (48 bits/píxel).3 Deep Color - YCbCr 4::, bits/color YCbCr 4:4:4, (36 bits/píxel).3 xvycc.3 Tasas de muestreo más altas - 88, khz, 96 khz, 76,4 khz, 9 khz, 768 khz Flujo de bits, p. ej. Dolby Digital, DTS, Dolby TrueHD, DTS-HD Master Audio.3.3 Característica opcional de.3.4 Característica opcional de.4 0 Guía de diseño digital de Extron

13 en HDPC.0, presentado en octubre de 008, no se han adoptado en.4. Al igual que con las versiones anteriores de, muchas capacidades avanzadas, como resoluciones de vídeo mayores, Deep Color, tasa de bits alta, audio sin pérdidas, etc., son opcionales y, por tanto, no deben implementarse completamente en todos los productos que sean compatibles con el estándar. Cada versión de añade nuevas características, pero la mayoría de ellas son opcionales, lo que da lugar a productos con distintas aplicaciones de las características, posiblemente incompletas o incompatibles. os diseñadores de sistemas de vídeo deben ser conscientes de que la compatibilidad con una versión determinada de no significa que el producto disponga de todas las características asociadas con esa especificación. Si un sistema requiere una característica determinada, como una profundidad de color de 48 bits, el diseñador deberá comprobar que todos los componentes en el recorrido de la señal son realmente compatibles con dicha característica. a tabla -5 muestra las características obligatorias y opcionales de las distintas versiones de El de enero de 0, la organización comenzó a aplicar activamente las directrices de uso del logo y la marca registrada ( Adopted Trademark and ogo Usage Guidelines ) como medida frente a la confusión existente en el mercado sobre la compatibilidad con. Estas directrices requieren la retirada de cualquier referencia numérica a una versión concreta del estándar, eliminando así posibles implicaciones sobre el rendimiento que el producto podría no cumplir. El nuevo requisito exige a los fabricantes que promocionen solo las características de compatibles con cada producto. a única manera de asegurarse de que un producto determinado es compatible con las características de necesarias para usted es consultar atentamente las especificaciones del fabricante. DisplayPort DisplayPort es una interfaz digital libre de licencias entre fuentes y dispositivos de visualización que se está abriendo paso como una alternativa de bajo coste a para fabricantes de equipamiento informático. DisplayPort utiliza un esquema de transmisión de vídeo digital que difiere de TMDS y por tanto no es directamente compatible con y. Sin embargo, el conector DisplayPort de 0 pines, con características similares a los conectores de tipo A y tipo C, puede utilizarse para pasar señales, siempre que el dispositivo admita (consulte la tabla -6). Por ejemplo. si una fuente de vídeo solo tiene conector DisplayPort, pero también tiene capacidad para señales -I Dual ink, entonces analógico es posible y digital utilizar un adaptador de DisplayPort a para conectar la fuente a un dispositivo de visualización equipado con. Tales conexiones DisplayPort, conocidas como modo dual o multimodo, se representan mediante el logo de DisplayPort y dos signos + para indicar esta capacidad: as señales de vídeo y audio DisplayPort se transportan a través de cuatro vías de hilos diferenciales, cada una a,6,,7, o 5,4 Gbps para una tasa de datos máxima de,6 Gbps. Al igual que para, DisplayPort admite Deep Color, audio multicanal de alta resolución y resoluciones de vídeo muy por encima de WUXGA 90x00 y HDTV 080p/60. De forma similar al canal DDC para, los conectores DisplayPort proporcionan un canal auxiliar diferencial para la comunicación EDID. Además, DisplayPort incorpora una gestión de derechos digitales similar a HDCP conocida como DisplayPort Content Protection o DPCP. Además de carecer de cargo por licencia, DisplayPort está diseñado para reducir aún más los costes mediante la unificación de las señales de interfaz de las conexiones internas y externas dentro de un dispositivo, como la conexión entre la placa base y la pantalla de un ordenador portátil. a asociación VESA - Video Electronics Standards Association - presentó la versión inicial del estándar DisplayPort en 006. a versión más reciente,., se presentó en diciembre de 009. Al igual que con, algunas características y capacidades de DisplayPort son opcionales. Estas incluyen soporte de audio, profundidad de color por encima de 4 bits por píxel y soporte para la -D Dual ink solo digital Al igual que con las versiones anteriores de, muchas capacidades avanzadas, como resoluciones de vídeo mayores, Deep Color, tasa de bits alta, audio sin pérdidas, analógico y digital etc., son opcionales y, por tanto, no deben implementarse completamente en todos los productos que sean compatibles con el estándar. VGA - VESA E-DDC host assignment Conector DisplayPort tipo A DisplayPort lado de la fuente Tabla -6. Configuración de pines de DisplayPort (lado de la fuente) -I Single ink Pin Función Pin Función M_ane 0 (p) GND GND M_ane 3 (n) 3 M_ane 0 (n) 3 GND 4 M_ane (p) 4 GND 5 GND 5 AUX CH (p) 6 M_ane (n) 6 GND 7 M_ane (p) 7 AUX CH (n) 8 GND 8 Detección de conexión en caliente 9 M_ane (n) 9 etorno 0 M_ane 3 (p) 0 DP_Power D

14 Formatos de la señal de vídeo digital os sistemas AV con frecuencia constan de componentes que incorporan una gran mezcla de formatos de vídeo. Normalmente es necesario convertir los diferentes formatos para alcanzar la funcionalidad del sistema deseada. protección de contenido. Como ya se ha dicho, es responsabilidad del diseñador del sistema asegurarse de que todos los componentes son compatibles con las funciones deseadas. SDI - Serial Digital Interface (interfaz digital serie) SDI es un conjunto de estándares de vídeo, definido por la Society of Motion Picture and Television Engineers o SMPTE para la transmisión serial de vídeo y audio a través de cable coaxial G59 o G6 estándar (consulte la tabla -7). El estándar SDI comprende distintas tasas de datos, desde 70 Mbps a,97 Gbps por enlace. Se utilizan principalmente en equipos de producción de vídeo y emisión profesional, y de manera secundaria en eventos en directo, alquiler y eventos, sistemas de imágenes médicas, cine digital, y dispositivos de grabación y cámaras de telepresencia. as infraestructuras de vídeo con base SDI son cada vez más populares para la distribución de señales AV, gracias a las ventajas del cable existente o de bajo coste, la facilidad de terminación y la capacidad de transmisión a distancias de hasta 00 metros para las señales HD-SDI y 3G-SDI. SDI es un protocolo estrictamente serial y unidireccional para vídeo, audio y metadatos como superposición de hora y fecha o coordenadas GPS, sin disposiciones para otras comunicaciones auxiliares. Compatibilidad de formatos de vídeo os sistemas AV con frecuencia constan de componentes que incorporan una gran mezcla de formatos de vídeo. Normalmente es necesario convertir los diferentes formatos para alcanzar la funcionalidad del sistema deseada. Dichas conversiones de formato debe seleccionarse atentamente, ya que pueden afectar de forma significativa a los costes y rendimiento del sistema. En función de los formatos de vídeo que convertir, puede que sean necesarios conversores electrónicos activos o que baste con adaptadores mecánicos de bajo coste. a tabla -8 resume los requisitos para la conversión entre formatos de vídeo VGA,,, DisplayPort y SDI. Tabla -7. Estándares SDI de SMPTE Society of Motion Picture and Television Engineers Estándar Nombre Tasa de datos Formato de vídeo Codificación del color Distancias coax SMPTE 59M-C SDI 70 Mb/s 480i, 576i 4:: YCbCr 300 metros SMPTE 9M HD-SDI,485 Gb/s 70p, 080i, 080p/30 4:: YCbCr 00 metros SMPTE 37M HD-SDI dual link,97 Gb/s 080p/60, K Varios 00 metros SMPTE 44M 3G-SDI,97 Gb/s 080p/60, K Varios 00 metros Tabla -8. Conversión entre formatos de la señal de vídeo VGA -I -D DisplayPort SDI VGA Compatible Adaptador mecánico Conversión electrónica 3 Adaptador mecánico 4 Conversión electrónica 3 Adaptador mecánico 4 Adaptador mecánico 4 Conversión electrónica 3 Adaptador Dual-mode,,4 Adaptador Dual-mode, Adaptador Dual-mode, Conversión electrónica 3 Conversión electrónica 3 Conversión electrónica 3 Conversión electrónica 3 Conversión electrónica 3 -I Compatible -D Compatible Compatible DisplayPort Compatible SDI Compatible Notas: os adaptadores sencillos solo funcionan con dispositivos que admiten DisplayPort de modo dual Sin audio a menos que sea específicamente admitido por el fabricante del dispositivo 3 a interconexión de estos tipos de señales activa la conversión de formato electrónica 4 os adaptadores sencillos solo funcionan con la sección digital de un conector -I Guía de diseño digital de Extron

15 Estructura de una señal de vídeo digital as señales de vídeo digital son considerablemente diferentes en comparación con las señales de vídeo analógico tradicional, con un rendimiento y requisitos de sincronización específicos que deben mantenerse a lo largo de todo el recorrido de la señal. Términos como ecualización, temblor y resincronización en el mundo digital sustituyen a términos familiares para las señales analógicas como nivel y pico. os requisitos de acondicionamiento de la señal para señales digitales son también diferentes y deben entenderse como corresponde antes de diseñar un sistema AV digital. Todos los formatos de señal de vídeo digital estándar, incluyendo SDI,, y DisplayPort son sincrónicos, es decir, el valor de una señal digital sincrónica puede cambiar solo en intervalos específicos determinados por una señal de referencia conocida como reloj. as señales de vídeo digital son binarias por naturaleza; la señal puede estar en un nivel alto o bajo, con transiciones rápidas entre ellos (vea la imagen 3-). a cantidad de tiempo que le lleva a una señal digital pasar de bajo a alto se conoce como tiempo de subida, y el tiempo que le lleva a la señal pasar de alto a bajo se conoce como tiempo de bajada. a diferencia entre el valor alto y bajo del nivel de la señal se llama amplitud de la señal. El intervalo de tiempo mínimo permitido entre transiciones se conoce como periodo del reloj. Debido a que es binaria, una señal digital es fundamentalmente fuerte, ya que un receptor solo necesita distinguir entre los niveles alto y bajo de cada periodo del reloj para reconstruir completamente la transmisión original. Sin embargo, esto cada vez está siendo más difícil según la amplitud de la señal disminuye y la sincronización se hace menos precisa. os tiempos de subida y bajada, la amplitud de la señal y la precisión de sincronización están sujetos a la degradación en la transición de la señal digital causada por la atenuación del cable, la capacitancia del mismo, el desajuste de impedancia, acoplamiento del ruido, crosstalk (diafonía) y así sucesivamente. Es importante cuantificar la cantidad de degradación de la señal para poder definir estándares de integridad de la señal. Si la señal se ha degradado más allá de la capacidad del receptor de distinguir valores de señales altos y bajos con la sincronización correcta, la salida del receptor Nivel alto Nivel bajo Amplitud de la señal Incertidumbre en el nivel de la señal Amplitud de la señal útilizable Incertidumbre en el nivel de la señal Tiempo de subida Periodo del reloj Signal Swing Temblor de sincronización/ incertidumbre Tiempo de bajada Periodo del reloj Imagen 3-. Parámetros de datos digitales se convierte repentinamente en insignificante y la señal desaparece, lo que se conoce también como efecto de caída. Esto contrasta con la transmisión analógica, donde las salidas de los receptores se degradan gradualmente según la señal empeora, pero permanecen visibles incluso en un estado degradado. Una de las claves que contribuyen a los errores de sincronización es el temblor (jitter). El temblor se define como una variación del periodo del reloj con respecto a la señal del reloj de referencia. El temblor puede producirse en cables de largo recorrido y baja calidad, o a través del efecto acumulativo causado por varios dispositivos Clock Period digitales utilizados High en cascada entre la fuente y evel Periodo del reloj el destino. os diagramas de ojo son útiles para cuantificar Máscara la integridad de la señal digital. de apertura Pueden realizarse de ojos en un osciloscopio ow al muestrear mínima una serie de evel pulsos digitales sucesivos y superponer las ise Fall Time Time muestras en el dispositivo de visualización del osciloscopio (vea la imagen 3-). Temblor de sincronización/ incertidumbre Puede producirse temblor en cables de largo recorrido y baja calidad, o a través del efecto acumulativo causado por varios dispositivos o cables digitales utilizados en cascada entre la fuente y el destino. Clock Period Imagen 3-. Un diagrama de ojo está formado por un muestreo repetido de una señal digital. 3

16 Estructura de una señal de vídeo digital a salida directa de la señal del dispositivo fuente es normalmente buena, pero solo un adaptador o un cable de baja calidad pueden degradar la señal hasta el punto que no se muestre ninguna imagen. 4 Guía de diseño digital de Extron Incertidumbre en el nivel de la señal Amplitud de la señal útilizable Incertidumbre en el nivel de la señal Periodo del reloj Máscara de apertura de ojos mínima Temblor de sincronización/ incertidumbre Temblor de sincronización/ incertidumbre El diagrama resultante muestra los niveles totales y las características de sincronización de la señal que está siendo transmitida (vea la imagen 3-3). as regiones con forma de ojo abiertas entre las formas de onda dan al diagrama de ojo su nombre. Para determinar si el valor de la señal es alto o bajo, la señal debe capturarse a intervalos que correspondan a los puntos medios de estas regiones. Estos intervalos también son los puntos medios temporales entre las transiciones de la señal. Cuanto más pequeña sea la abertura del ojo, más difícil será determinar con precisión el valor de la señal. as especificaciones del formato de vídeo digital incluyen los valores de apertura del ojo requeridos como estándares mínimos de integridad de la señal. Estos valores pueden superponerse en los diagramas de ojo como una referencia o máscara límite al tomar medidas de calidad de la señal. Mantenimiento de la integridad de la señal digital Un recorrido limpio de la señal digital es crucial para la integridad de la señal. as longitudes de los cables no deben exceder la capacidad de transmisión de fuentes con señal digital, ya que la capacitancia y atenuación del cable degradarán el tiempo de subida y amplitud de la señal según la longitud del cable aumente. Debido a que las Valoración de la integridad de la señal utilizando una máscara estándar de apertura de ojos mínima Imagen 3-4. Fallido Imagen 3-3. Parámetros del diagrama de ojo Imagen 3-5. Correcto señales, y DisplayPort se transmiten a través de cables de par trenzado, el skew (retardo) se da en cables de largo recorrido debido a las variaciones de la tasa de trenzado de los pares individuales de cableado, lo que produce un impacto en la sincronización relativa entre las líneas de datos de vídeo. El diagrama de ojo comprometido de la imagen 3-4 muestra la distorsión resultante causada por las pérdidas de atenuación y los errores de sincronización relacionados con el skew (retardo) en cables de largo recorrido. a forma de onda resultante invade la máscara límite, lo que potencialmente lleva a imágenes irregulares o a la ausencia de imagen. El acondicionamiento de la señal puede aplicarse al equipamiento de vídeo digital a través de funciones como la ecualización de la señal de entrada y la resincronización de la señal de salida. Estas características avanzadas proporcionan compensación por las pérdidas experimentadas a través de la cadena de la señal. Es importante saber que tales pérdidas no están limitadas al recorrido de la señal, sino que también pueden estar relacionadas con el dispositivo fuente en sí. a salida directa de la señal del dispositivo fuente se suele asumir como buena, pero este no es siempre el caso. Ser consciente de esto es la clave para gestionar la integridad del sistema en general. En situaciones en las que los cables de largo recorrido no se pueden evitar, se pueden utilizar ecualizadores de cable activos para restablecer la integridad de la señal y ampliar las distancias de envío. os ecualizadores activos han sido diseñados para compensar los efectos de cables de largo recorrido. os amplificadores y filtros especiales configurados según las pérdidas del cable restablecen la amplitud de la señal, así como los tiempos de subida y bajada. El circuito del reloj y recuperación de datos puede eliminar el temblor y restablecer la sincronización del reloj, resultando en una abertura apreciable del diagrama de ojo de la señal. a imagen 3-5 muestra el resultado del acondicionamiento de la señal aplicado por el extensor de par trenzado 0xi de Extron al diagrama de ojo distorsionado de la imagen 3-4. as funciones de acondicionamiento de la señal, incluyendo la ecualización de entrada y la resincronización de salida, son comunes a muchas soluciones con productos digitales de Extron.

17 Según aumentan las resoluciones de vídeo y las frecuencias de la señal asociada, la señal se hace más y más susceptible a la discontinuidad a lo largo del cable. Tal discontinuidad causa reflejos que degradarán la señal. Por tanto, los radios de doblez de los cables deben mantenerse tan grandes como sea posible, y los empalmes, juntas o adaptadores de cables deben evitarse. a imagen 3-6 muestra la importante degradación causada simplemente al insertar un adaptador entre dos cables. En este ejemplo, el diagrama de ojo muestra el resultado de una señal fuente de 90x00 pasando por un cable de,8 m, a continuación, a través de un acoplador hembra a hembra y finalmente un cable de,8 m. Esto enfatiza la importancia de unas consideraciones de diseño adecuadas para la gestión de todas las señales digitales de alta resolución. as interconexiones del sistema deben permanecer al mínimo, y el equipamiento de distribución de la señal debería disponer siempre de capacidades para acondicionar la señal, para poder acomodar los retos de diseño específicos que pueden afectar a la integridad de la señal de vídeo digital. Soluciones para extender señales de vídeo digital a naturaleza personalizable de los sistemas de AV profesionales presenta normalmente muchos retos para el integrador en la distribución de vídeo digital, incluyendo la necesidad de enviar señales a larga distancia. Extron ofrece una gran variedad de productos para formatos de vídeo digital específicos que ayudan a cumplir los requisitos relacionados con la infraestructura. Por ejemplo, la mayoría de las instalaciones utilizan cables de m o más, y además requieren que los cables se organicen dentro de los muros y en el espacio del techo. Esto puede ser un problema con los cables digitales estándar, ya que los conectores son frecuentemente demasiado grandes para introducirse por conductos y canaletas, y terminar cables y in situ es difícil con pocas herramientas (vea la imagen 3-7). Incluso cuando esto es posible, la mayoría de los cables estándar ofrecen un rendimiento insuficiente para enviar señales a distancias significativas. Afortunadamente, hay productos y soluciones disponibles que ofrecen flexibilidad para poder responder a las necesidades de sistemas específicos. Una conocida alternativa a los cables estándar es utilizar un par de transmisor y receptor activos Degradación de la señal importante causada simplemente al insertar un adaptador Imagen 3-6. para enviar señales digitales a través de cable de par trenzado blindado estándar CATx o cable de fibra óptica. Esta propuesta proporciona una manera práctica de enrutar cableado a través de muros y muebles, la comodidad de conectores que se pueden terminar in situ y la habilidad de enviar señales a mayores distancias. El cable de par trenzado CATx ofrece una opción económica y fácil de instalar y terminar para la transmisión de la señal digital a distancias de hasta 00 m. Para la transmisión a mayores distancias, hasta varios kilómetros, y para aplicaciones en las que la seguridad o las interferencias eléctricas externas son motivo de preocupación, los productos de fibra óptica pueden seleccionarse por varias razones: Alta calidad de la imagen endimiento píxel a píxel hasta una resolución de 90x00 Transmisión a larga distancia a calidad de la imagen puede mantenerse a distancias de hasta 30 km Inmunidad a interferencias externas Puede utilizarse en entornos en los que no se usa cableado de cobre, como ascensores o cerca de HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado) y otra maquinaria eléctrica Ideal para entornos de seguridad Adecuado para entornos gubernamentales, militares y judiciales 3,46 mm 0,3 mm Conducto de,5 cm Diá. ext. = 9,5 mm Diá. int. = 6,6 mm tipo A (hembra) Ancho = 3,9 mm Altura = 4,45 mm Imagen 3-7. Utilizar un cable pre-terminado a través de un conducto puede no ser práctico Cable de,8 m Adaptador de hembra a hembra Cable de,8 m Cable de,8 m as interconexiones del sistema deben permanecer al mínimo, y el equipamiento de distribución de la señal debería disponer siempre de capacidades para acondicionar la señal. Para obtener más información, consulte el libro blanco de Extron que puede encontrar en 5

18 Entender EDID Extended Display Identification Data El dispositivo de visualización utiliza EDID para comunicar información a un dispositivo fuente sobre las señales que admite, además de información adicional como la resolución nativa y la sincronización preferida. Tabla 4-. Evolución de EDID EDID EDID.0 EDID. EDID. EDID.3 EDID.0 E-EDID DisplayID Define la estructura de datos enviados desde un reproductor de vídeo a una fuente a través de líneas E-DDC para describir sus capacidades Define la estructura de datos original de 8 bytes (obsoleto) Define algunos usos alternativos del espacio en la estructura de datos (obsoleto) Define algunos usos alternativos del espacio en la estructura de datos (obsoleto) Definiciones actuales para los campos de datos EDID de 8 bytes Introducida una nueva estructura de datos de 56 bytes Bloques de extensión de 8 bytes extra opcionales definidos para EDID.3, con EDID.0 incorporado como extensiones opcionales Estructura de datos de longitud variable introducida 6 Guía de diseño digital de Extron Qué es EDID? El intercambio de datos EDID es una manera estandarizada de que un dispositivo de visualización comunique sus capacidades a un dispositivo fuente. El fundamento de esta comunicación es para que el dispositivo de visualización transmita sus características operativas, como su resolución nativa, a la fuente conectada y, a continuación, permita que la fuente genere las características de vídeo necesarias para satisfacer las necesidades del dispositivo de visualización. Esto maximiza la compatibilidad funcional entre los dispositivos que no requieren que el usuario los configure manualmente, y de esta manera se reducen posibles configuraciones y ajustes incorrectos que pudieran afectar a la calidad de las imágenes mostradas y la fiabilidad general del sistema. Dónde se utiliza EDID? Generalmente, el dispositivo fuente será la tarjeta gráfica de un ordenador de escritorio o portátil, pero las disposiciones son aplicables a muchos otros dispositivos, incluyendo receptores HDTV y reproductores de DV, DVD y Blue-ray Disc, e incluso videoconsolas, para poder leer EDID y transmitir vídeo según corresponda. Originalmente creado para su uso entre dispositivos de vídeo de ordenador analógico con puertos VGA, EDID se ha puesto ya en funcionamiento para, y DisplayPort. Historia EDID fue creado por VESA - Video Electronics Standards Association, que presentó la versión.0 en 994, dentro de la versión.0 del estándar DDC. Consulte la tabla 4-. Antes de la creación de EDID, los pines 4,, y 5 del conector VGA se utilizaban a veces para definir las capacidades del monitor. Estos pines de bits ID transportaban valores altos o bajos para definir las diferentes resoluciones de pantalla. VESA extendió este esquema redefiniendo los pines 9, y 5 del conector VGA como un bus serie en forma de DDC - Display Data Channel. Esto permitió el intercambio de mucha más información, de manera que EDID y otras formas de comunicación fueran posibles entre la fuente y el dispositivo de visualización. El protocolo original de DDC definió que se enviaran 8 bytes desde un dispositivo de visualización a la fuente de vídeo, con formateado de datos definido por la especificación EDID. Según aumentaron los tipos y capacidades de dispositivos de visualización, 8 bytes se convirtieron en insuficientes, y tanto EDID como DDC fueron ampliados para que múltiples bloques de datos de 8 bytes pudieran intercambiarse. Esto se conoce como E-EDID y se ha puesto en funcionamiento en muchos dispositivos de consumo. De hecho, la CEA - Consumer Electronics Association ha definido sus propias extensiones de EDID para cubrir formatos de vídeo adicionales y admitir capacidades de audio multi-canal avanzadas. Qué información EDID se intercambia entre el dispositivo de visualización y la fuente? a información EDID base de un dispositivo de visualización se transmite dentro de una estructura de datos de 8 bytes (vea la tabla 4-) que contiene datos relacionados con el fabricante y el funcionamiento. a actual versión de EDID define la estructura como sigue: Bloque de identificación del vendedor/ producto os primeros 8 bytes identifican el fabricante del dispositivo de visualización y el producto, incluyendo el número de serie y la fecha de fabricación. Versión y revisión de la estructura de EDID os siguientes bytes identifican la versión y revisión de los datos EDID dentro de la estructura. Características/parámetros básicos del dispositivo de visualización os siguientes 5 bytes definen características como si el dispositivo de visualización acepta entradas analógicas o digitales, tipos de sincronización, tamaño horizontal y vertical máximo del dispositivo, características de transferencia gamma, gestión de la alimentación, espacio de color y tiempo de sincronización de vídeo por defecto. Características de color os 0 bytes que siguen definen la técnica de conversión del espacio de color GB que utiliza el dispositivo de visualización. Sincronización establecida os siguientes 3 bytes definen las resoluciones/sincronización de vídeo establecidas por VESA que admite el

19 dispositivo de visualización. Cada bit representa una sincronización establecida como 640x480/60. os últimos 3 bytes definen la sincronización reservada del fabricante, si la hubiera. Identificación de la sincronización estándar os siguientes 6 bytes definen ocho resoluciones de vídeo adicionales admitidas por el dispositivo de visualización. Estas resoluciones deben adherirse a la sincronización definida por el estándar de VESA. Descripciones detalladas de la sincronización os siguientes 7 bytes están organizados en cuatro bloques de 8 bytes que describen resoluciones de vídeo adicionales en detalle, de manera que se admiten sincronizaciones/ resoluciones de vídeo a medida. El primero de los cuatro bloques tiene por objetivo describir la sincronización de vídeo preferida por el dispositivo de visualización. os datos de sincronización pueden estructurarse según los estándares VESA GTF - Generalized Timing Formula o CVT - Coordinated Video Timings. Flag de extensión as versiones EDID.3 y superiores permiten bloques de datos de 8 bytes adicionales para describir mayores capacidades. Estos bytes indican el número de bloques de extensión adicionales disponibles. Se han definido varias estructuras para estos bloques de extensión, incluyendo DI-EXT - Display Information Extension, VTB-EXT - Video Timing Block Extension y S-EXT - ocalized String Extension. Pero la extensión más común es CEA-86, que fue definida para admitir capacidades avanzadas de dispositivos de consumo que incorporan. a importancia de la extensión CEA-86 es que tiene como objetivo tratar las discrepancias funcionales previas experimentadas con la integración de dispositivos de visualización de consumidor en sistemas AV comerciales con base en ordenadores, permitiendo la transmisión adecuada de la información EDID entre dispositivos. Protocolos EDID/DDC DDC utiliza un esquema de señalización serial estándar conocido como bus I C. I C se utiliza ampliamente con dispositivos y componentes electrónicos que necesitan intercambiar información, debido a su simplicidad, bajo número de pines y capacidad bidireccional. Un bus I C está formado por tres hilos: SDA (datos), SC (reloj) y un alto voltaje lógico CC pull-up. Para el DDC, el alto voltaje lógico está especificado como +5V. a información EDID se intercambia normalmente cuando se enciende la fuente de vídeo. as especificaciones del DDC definen la conexión de +5V para que la fuente proporcione alimentación a un circuito EDID del dispositivo de visualización de manera que haya comunicación, incluso si el dispositivo está apagado. Al inicio, la fuente de vídeo solicitará la información EDID a través del DDC. as especificaciones de EDID/DDC admiten la detección de conexión en caliente, de manera que la información EDID también pueda intercambiarse cuando un dispositivo de visualización se conecte de nuevo a una fuente de vídeo. a detección de conexión en caliente no es compatible con VGA, pero sí con interfaces digitales que incluyen, y DisplayPort. Para estas interfaces el dispositivo de visualización suministrará voltaje en un pin HPD - Hot Plug Detect para indicar al dispositivo de vídeo fuente que está conectado. a ausencia de voltaje en el pin HPD indica una desconexión. Tabla 4-. Estructura de un archivo EDID os dispositivos de visualización de consumo son frecuentes en entornos comerciales. Antes de EDID.3, los datos EDID no se comunicaban correctamente entre los dispositivos de visualización de consumo y los ordenadores. Dirección (decimal) Datos Descripción general 0-7 Encabezado Patrón fijo constante 8-9 ID del fabricante 0- Código ID del producto -5 Número de serie 6-7 Fecha de fabricación 8 Nº de versión de EDID 9 Nº de revisión de EDID 0 Tipo de entrada de vídeo Tamaño horizontal (cm) Tamaño vertical (cm) 3 Dispositivo de visualización Gamma 4 Características admitidas Identificación del producto de visualización Información de la versión de EDID Parámetros de visualización básicos: tipo de entrada de vídeo (analógico o digital), tamaño del dispositivo de visualización, gestión de alimentación, sincronización, espacio de color, capacidad y preferencias de sincronización Características del color Definición del espacio de color Tiempos de sincronización establecidos admitidos 37 Sincronización reservada del fabricante Tiempos de sincronización de EDID estándar admitidos 54-7 Bloque de descripción detallada del tiempo de sincronización 7-89 Bloque de descripción detallada del tiempo de sincronización Bloque 3 de descripción detallada del tiempo de sincronización 08-5 Bloque 4 de descripción detallada del tiempo de sincronización a información sobre sincronización para todas las resoluciones soportadas por el dispositivo de visualización queda reflejada aquí 6 Flag de extensión Número de bloques de extensión de 8 bytes (opcionales) a seguir 7 Total de control 7

20 Entender EDID Extended Display Identification Data a gestión de EDID es más importante cuando múltiples dispositivos de visualización con varias resoluciones nativas se integran en entornos AV con múltiples fuentes. Se puede evitar una salida de vídeo inconsistente utilizando productos que gestionen EDID adecuadamente. 8 Guía de diseño digital de Extron El dispositivo de vídeo fuente monitoriza el voltaje en el pin HPD e inicia la solicitud de EDID según detecta el voltaje entrante. Problemas con EDID os dispositivos de visualización pueden tener varios niveles de implementación EDID y, en algunos casos, pueden carecer totalmente de información EDID. Tales inconsistencias pueden causar conflictos funcionales que vayan desde overscan y problemas de resolución, hasta que el dispositivo de visualización no muestre el contenido de la fuente. os siguientes son ejemplos de posibles problemas de comunicación EDID, junto con las posibles causas: Problema No se muestra la imagen en el dispositivo de visualización. Posible causa El dispositivo fuente, como la tarjeta gráfica de un PC o portátil, no puede leer la información EDID del dispositivo de visualización. Como resultado, en algunos casos el PC no emitirá ninguna señal de vídeo. Problema El dispositivo de visualización pierde la imagen cuando se selecciona una nueva fuente. Posible causa Esta es una incidencia común de las fuentes VGA, debido a la carencia de detección de conexión en caliente. Mientras que la detección de conexión en caliente es compatible con, y DisplayPort, los problemas de comunicación EDID pueden surgir de inconsistencias en la implementación de la señalización HPD entre dispositivos de diferentes fabricantes. Esto se convierte frecuentemente en un problema para la integración profesional, ya que la habilidad para conmutar señales de vídeo digital es una necesidad. Problema Se muestra una imagen, pero la resolución fuente no corresponde con la del dispositivo de visualización. Posible causa El ordenador no puede leer la información EDID, por lo que se muestra en una resolución estándar, como 640x480. Si el usuario intenta posteriormente ajustar la resolución manualmente para que coincida con el dispositivo de visualización, algunos drivers de tarjetas gráficas pueden forzar la resolución predeterminada más baja y crear un escritorio desplazable/panorámico sin cambiar la resolución de vídeo. El ordenador puede leer la información EDID, pero las tarjetas gráficas limitan la resolución de salida a XGA 04x768, una resolución compatible con la mayoría de dispositivos de visualización, asegurando una imagen visible y reduciendo la probabilidad de que no haya imagen. Si no coincide con la resolución nativa del dispositivo de visualización, es probable que los caracteres visualizados sean anormalmente grandes, pequeños, o borrosos. El ordenador está conectado a múltiples dispositivos de visualización con diferentes resoluciones nativas. Dado que solo puede leer el EDID de un dispositivo de visualización, la resolución de salida no coincidirá en todos los demás dispositivos, haciendo que la imagen tenga una calidad por debajo del nivel óptimo o no se vea. Este problema es habitual en sistemas profesionales en los que es necesario distribuir o enrutar señales de vídeo digital a múltiples dispositivos. Herramientas EDID Extron ofrece una aplicación de software gratuita, EDID Manager, que puede utilizarse para determinar si el problema de visualización de la imagen se debe a una incompatibilidad de EDID. Este software permite visualizar el contenido del archivo EDID directamente en un dispositivo de visualización. Permite consultar el EDID del dispositivo de visualización y determinar si la tarjeta gráfica y el dispositivo están experimentando problemas de negociación EDID. EDID Manager puede utilizarse con dispositivos equipados con,, DisplayPort y VGA. Soluciones EDID Generalmente, los sistemas AV se componen de varios dispositivos de visualización situados a distancia y suelen incluir múltiples dispositivos fuente. Es importante tener en cuenta que esto puede contribuir a los problemas relacionados con EDID. a necesidad de conmutar, distribuir y enrutar señales desde una fuente a un dispositivo de visualización supone un reto considerable a la hora de garantizar una buena comunicación EDID y, por lo tanto, un funcionamiento fiable del sistema. A pesar de que no siempre hay una solución a todos los problemas relacionados con EDID, los productos Extron incluyen funciones que ayudan a evitar o resolver muchos de esos

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