Interfaccia Nbase-T come Turbo per GigE Vision

GigE Vision è da tempo parte integrante del mondo dell'elaborazione delle immagini. Tuttavia, le prestazioni di trasferimento di 120 MB / s di GigE rallentano le fotocamere attuali. "Nbase-T" di Rauscher aumenta le prestazioni di trasferimento senza compressione da 1 Gbps a 5 Gbps quando si utilizzano gli stessi cavi e lo stesso software.

Dopo il lancio di GigE Vision nell'anno 2006, oggi, a seguito di uno studio AIA su 50,% di tutte le nuove telecamere sono dotate di interfaccia GigE Vision. Naturalmente, tutte le altre interfacce delle telecamere hanno le loro applicazioni e mercati. Per un'ampia gamma di applicazioni, tuttavia, oggi si preferisce GigE Vision. I vantaggi dell'interfaccia economica in termini di cablaggio, stabilità, idoneità per configurazioni multi-camera, standardizzazione indipendente dal produttore e costi sono ben noti.

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Ciò che 10 ha dimostrato di essere buono e stabile in tutto il mondo per anni, tuttavia, sta iniziando a rivelare una certa debolezza nelle nuove applicazioni oggi. Le prestazioni di trasferimento di circa 120 MB / s prima degli anni 10 erano pari ai requisiti di larghezza di banda dei sensori precedenti. Soprattutto negli ultimi anni, tuttavia, lo sviluppo dei sensori ha fatto passi da gigante e le tendenze dei nuovi sensori alimentano i requisiti di larghezza di banda. Sempre più risoluzione, il passaggio da sensori CCD a sensori CMOS veloci e una maggiore presenza di sensori di colore o persino iperspettrali fanno sì che GigE raggiunga il suo limite di prestazioni sempre più spesso. Gli attuali sensori CMOS di Sony e Onsemi si trovano in aree di 400 MB / se sono limitati di conseguenza da GigE Vision.

Accelera GigE Vision

Per non essere rallentati dalle limitate prestazioni di trasferimento di 120 MB / se utilizzano ancora GigE Vision con i suoi vantaggi, alcuni produttori di fotocamere offrono tecnologie di compressione da tempo: i dati delle immagini vengono compressi nella fotocamera e trasmessi come contenuto codificato tramite GigE standard. Secondo i produttori, il fattore da 2 a 4 può essere utilizzato per stampare più dati sulla larghezza di banda GigN 1 Gbps. Tuttavia, questa compressione dipende sempre dal contenuto dell'immagine e naturalmente sul lato del PC, prima dell'analisi dell'immagine deve avvenire una decompressione del software.

Al fine di colmare il divario di larghezza di banda tra GigE e i sensori attuali, senza dover comprimere i dati delle immagini e senza passare a una nuova interfaccia, entra in gioco uno standard chiamato Nbase-T.

Nbase-T è uno standard Ethernet che funziona sullo stesso livello fisico di GigE, ma è accelerato dal fattore 2.5 o 5.0. Quindi i dati vengono trasmessi tramite lo stesso connettore RJ45, su cavi CAT5e / CAT6 esistenti fino a 100 m di lunghezza non compressi con il protocollo GigE Vision invariato fino a 500 MB / s.

Chi c'è dietro Nbase-T?

Naturalmente, lo standard Nbase-T non è guidato dal settore dell'imaging, ma da un consorzio di oltre 60 aziende, inclusi nomi di spicco come Intel, Cisco, Xilinx, Marvell, Qualcom. La necessità di velocità di trasmissione più elevate rispetto ai cavi CAT5e / CAT6 esistenti è data allo stesso modo nell'ambiente IT dai circa 700 mm km di cavi in ​​rame che vengono posati oggi in complessi di uffici, centri di ricerca, aree residenziali, ecc. Dopo aver creato connessioni wireless al prossimo punto di accesso fino a 5 Gbps utilizzando dispositivi mobili oggi, si sono evoluti in colli di bottiglia di 1GBps nell'infrastruttura di rete esistente. Quindi ecco un enorme bisogno di un aumento significativo della larghezza di banda. Tuttavia, 10 GigE richiede la trasmissione in fibra ottica o il cablaggio CAT6a per sfruttare appieno 100 m. La modifica dei supporti fisici per 10GigE costerebbe un'enorme quantità di denaro e costi, quindi l'obiettivo del settore è aumentare significativamente la larghezza di banda rispetto ai supporti esistenti. Nbase-T è quindi guidato da una grande industria con un enorme mercato di riferimento.

Cosa c'è dentro per il processore di immagini?

Uno degli enormi vantaggi del protocollo GigE Vision, che è piuttosto invisibile nell'applicazione pratica, è la completa indipendenza dallo strato Ethernet fisico. Poiché Nbase-T cambia solo questo, GigE Vision 100% può essere trasferito in modo trasparente senza dover adattare software o firmware. Un meccanismo, che si utilizza già oggi, se le telecamere GigE Vision z. B. unisci su uno switch 10 GigE o trasmesso in modalità wireless tramite Wifi.

I vantaggi sono evidenti: utilizzando solo un trasmettitore Nbase-T (la videocamera) e un ricevitore Nbase-T (la scheda di rete), è possibile implementare un trasferimento di immagini ad alta velocità non compresso, che è 100% basato sul software GigE Vision.

Il software di elaborazione delle immagini può quindi essere utilizzato esattamente come è oggi. Nel sistema operativo viene riportata una scheda di rete Nbase-T come un adattatore Ethernet standard, una telecamera Nbase-T come partecipante Ethernet standard. L'intero protocollo GigE Vision funziona come al solito - solo con 500 MB / s. Tutti i vantaggi come cavi lunghi, sistemi distribuiti, Power over Ethernet per alimentazione, protocollo IEEExnumx Precision Time per trigger in tempo reale sulla linea dati, autonegotiation della velocità di trasmissione e persino il funzionamento misto di dispositivi con velocità diverse o supporti diversi (cavo / wireless) è ancora possibile ,

Componenti per sviluppatori e utenti di fotocamere

Nbase-T sta rapidamente prendendo piede nel settore IT e i prodotti Nbase-T sono standard, come schede di rete, switch, dispositivi PHY, analizzatori di protocollo e controller Ethernet.
Esistono due categorie di prodotti specifici per l'elaborazione delle immagini: Pleora come membro del consorzio Nbase-T mostra un'interfaccia della videocamera Nbase-T per gli OEM. Gli sviluppatori di telecamere speciali o altri dispositivi di imaging come rivelatori a schermo piatto possono quindi integrare senza problemi l'interfaccia Nbase-T finita e quindi aumentare immediatamente la velocità di trasmissione dei dati a 5 GBps. Questa tecnologia Pleora è disponibile anche come core IP FPGA se deve essere integrata con 100% sul proprio hardware.

E2v vede anche la necessità di un maggiore throughput dei dati: le moderne telecamere a scansione lineare delle serie Eliixa + e Uniiqa + offrono una risoluzione 2k o 4k in bianco e nero fino a 140 kHz (> 560 MB / s) oa colori fino a 100 kHz. Le applicazioni con telecamere a scansione lineare, in particolare, richiedono spesso cavi lunghi e spesso si trovano anche sistemi multicamera. Di conseguenza, la richiesta di trasmissione in rete per queste telecamere è diventata sempre più forte. Tuttavia, quando si passa a 10GigE con convertitori in fibra ottica CL-10Gig esterni, questo può essere implementato solo a costi elevati, o per 1GigE solo se la velocità di linea è drasticamente ridotta. I nuovi modelli con Nbase-T uniscono tutti i vantaggi: elevate prestazioni di trasferimento e lunghe lunghezze dei cavi e, allo stesso tempo, la possibilità di continuare ad utilizzare inalterato il software esistente utilizzando eventuali librerie.

Performance quintuplicata

Quindi Nbase-T non è ancora un'altra nuova interfaccia per la Community di Machine Vision. È una tecnologia del settore IT, che aumenta l'efficienza di GigE Vision del fattore 5 sull'infrastruttura esistente. Senza dover riapprendere o sviluppare cose, gli utenti beneficiano dell'alta velocità in combinazione con il cablaggio elegante ed economico di un cavo CAT5e / CAT6 e il collaudato protocollo GigE Vision.