SDI(Serial Digital Interface，串行数字接口)是一种专为专业视频领域设计的数字信号传输标准，主要用于广播、电影制作、医疗成像、安防监控等对信号质量和实时性要求极高的场景。其传输的信号类型和特点如下：
一、SDI接口传输的核心信号类型
未压缩的数字视频信号
SDI的核心功能是传输未压缩的原始数字视频信号。这种信号保留了完整的图像信息，避免了因压缩导致的画质损失或延迟问题。支持的视频格式包括：
标清（SD）：如720×576(PAL)、720×480(NTSC)，对应SD-SDI(270 Mbps)。
高清（HD）：如1080p 30/60fps，对应HD-SDI(1.485 Gbps)和3G-SDI(2.97 Gbps)。
超高清（UHD）：如4K 60fps、8K，对应6G-SDI(5.94 Gbps)和12G-SDI(11.88 Gbps)。
3D视频：通过双链路SDI或高带宽版本实现立体视频传输。
嵌入式数字音频信号
SDI支持将数字音频信号嵌入视频信号中同步传输，无需额外音频线缆。音频通道数量因标准而异：
标清/高清SDI：通常嵌入8-16个音频通道。
3G/6G/12G-SDI：理论上可支持32个音频通道，但实际应用中多限制为16通道。
音频编码采用线性PCM格式，采样率为48kHz，位深为24位。
辅助数据信号
SDI可携带与视频相关的元数据和控制信息，例如：
时间码（Timecode）：用于视频与音频的同步对齐。
元数据（Metadata）：包括色彩空间(如4:2:2 YCbCr)、HDR信息、帧率等。
控制信号：如设备状态检测、错误校验(CRC)等。
二、SDI接口的技术特性与传输限制
信号格式要求
非压缩性：SDI仅支持未压缩视频，压缩格式(如H.264、H.265)需先解码为基带信号再传输。
编码方式：采用NRZI(Non-Return to Zero Inverted)编码和扰码技术，减少低频分量和电磁干扰，确保时钟恢复稳定性。
传输介质与距离
同轴电缆（BNC接口）：最常用介质，标称阻抗75Ω，支持距离为：
标清(270 Mbps)：最长300米。
高清(1.485 Gbps)：约100米。
超高清(12Gbps)：需使用高质量电缆或光纤扩展。
光纤：用于长距离传输(如千米级)，需配合光电转换器。
协议标准与兼容性
SMPTE标准：如SMPTE 259M(SD-SDI)、292M(HD-SDI)、424M/425M(3G-SDI)等。
向下兼容：高速率接口(如3G-SDI)可兼容低速信号(如HD-SDI)。
三、SDI与其他接口的对比
| 特性 | SDI | HDMI | DisplayPort |
|---|---|---|---|
| 信号类型 | 未压缩数字视频+音频+元数据 | 压缩/未压缩视频+音频 | 压缩/未压缩视频+音频 |
| 最大带宽 | 12Gbps（12G-SDI） | 48Gbps（HDMI 2.1） | 80Gbps（DP 2.1） |
| 传输距离 | 100-300米（同轴） | 15-30米（铜缆） | 3-15米（铜缆） |
| 主要应用 | 广电、医疗、安防 | 消费电子、家庭影院 | PC、显示器、VR设备 |
| 抗干扰能力 | 高（同轴屏蔽设计） | 中 | 中 |
四、典型应用场景
广播电视制作
摄像机与切换台、录像机之间的信号传输。
多机位直播中确保低延迟、高同步性。
医疗成像
内窥镜、超声设备的高清影像实时传输，避免压缩导致的细节丢失。
安防监控
长距离传输未压缩视频，适用于机场、地铁等大型场所。
工业检测
高精度视觉系统的实时图像采集与处理。
五、未来发展趋势
IP化与网络融合
SDI over IP技术(如SMPTE ST 2110)逐步替代传统基带传输，支持更灵活的组网。
超高清扩展
12G/24G-SDI推动8K视频在广电领域的普及。
光纤化与无线化
光纤接口和无线SDI(如5G传输)提升部署灵活性。
总结
SDI接口的核心价值在于其传输未压缩数字视频、嵌入式音频及辅助数据的能力，结合长距离、高可靠性和低延迟的特点，成为专业视频领域的黄金标准。随着技术迭代，SDI在保持传统优势的同时，正向IP化、超高清化方向演进。
