Interfaz Nbase-T como Turbo para GigE Vision

GigE Vision ha sido durante mucho tiempo una parte integral del mundo del procesamiento de imágenes. Sin embargo, el rendimiento de transferencia de 120 MB / s de GigE ralentiza las cámaras actuales. "Nbase-T" de Rauscher aumenta el rendimiento de transferencia sin compresión de 1 Gbps a 5 Gbps cuando se utilizan los mismos cables y el mismo software.

Tras el lanzamiento de GigE Vision en el año 2006, hoy, tras un estudio de AIA sobre 50, el% de todas las cámaras nuevas están equipadas con la interfaz GigE Vision. Por supuesto, todas las demás interfaces de cámara tienen sus aplicaciones y mercados. Sin embargo, para una amplia gama de aplicaciones, hoy se prefiere GigE Vision. Las ventajas de la interfaz rentable en términos de cableado, estabilidad, idoneidad para configuraciones de múltiples cámaras, estandarización independiente del fabricante y costos son bien conocidas.

Conmutadores Ethernet | El controlador de datos en la red.

Lo que 10 ha demostrado ser bueno y estable en todo el mundo durante años, sin embargo, está comenzando a revelar cierta debilidad en las nuevas aplicaciones de hoy. El rendimiento de transferencia de aproximadamente 120 MB / s antes de 10 años era igual a los requisitos de ancho de banda de los sensores anteriores. Sin embargo, especialmente en los últimos años, el desarrollo del sensor ha dado grandes saltos y las tendencias de los nuevos sensores alimentan el requisito de ancho de banda. Cada vez más resolución, el cambio de CCD a sensores CMOS rápidos y una mayor aparición de color o incluso sensores hiperespectrales hacen que GigE alcance su límite de rendimiento cada vez con más frecuencia. Los sensores CMOS actuales de Sony y Onsemi se encuentran en áreas de 400 MB / s y GigE Vision los estrangula en consecuencia.

Acelerar la visión GigE

Para no ser ralentizado por el rendimiento de transferencia limitado de 120 MB / sy seguir utilizando GigE Vision con sus ventajas, algunos fabricantes de cámaras han estado ofreciendo tecnologías de compresión desde hace algún tiempo: los datos de imagen se comprimen en la cámara y se transmiten como contenido codificado a través de GigE estándar. Según los fabricantes, el factor 2 a 4 se puede utilizar para presionar más datos en el ancho de banda 1 Gbps de GigE. Sin embargo, esta compresión siempre depende del contenido de la imagen y, por supuesto, del lado de la PC, debe realizarse una descompresión del software antes del análisis de la imagen.

Para cerrar la brecha de ancho de banda entre GigE y los sensores actuales, sin tener que comprimir datos de imagen y sin tener que cambiar a una nueva interfaz, entra en juego un estándar llamado Nbase-T.

Nbase-T es un estándar de Ethernet que funciona en la misma capa física que GigE, pero se acelera por el factor 2.5 o 5.0. Por lo tanto, los datos se transmiten a través del mismo conector RJ45, a través del cableado CAT5e / CAT6 existente hasta 100 m de longitud sin comprimir con el protocolo GigE Vision sin cambios hasta 500 MB / s.

¿Quién está detrás de Nbase-T?

Por supuesto, el estándar Nbase-T no está impulsado por la industria de la imagen, sino por un consorcio de más de compañías 60, incluidos nombres destacados como Intel, Cisco, Xilinx, Marvell, Qualcom. La necesidad de velocidades de transmisión más altas que el cableado CAT5e / CAT6 existente se da de la misma manera en el entorno de TI por los aproximadamente 700 mm km de cables de cobre que se colocan hoy en complejos de oficinas, centros de investigación, áreas residenciales, etc. Después de construir conexiones inalámbricas para el próximo punto de acceso con hasta 5 Gbps utilizando dispositivos móviles hoy en día, se han convertido en cuellos de botella 1GBps en la infraestructura de red existente. Así que aquí hay una gran necesidad de un aumento significativo en el ancho de banda. Sin embargo, 10 GigE requiere transmisión de fibra óptica o cableado CAT6a para aprovechar al máximo 100 m. Cambiar los medios físicos para 10GigE costaría una enorme cantidad de dinero y costos, por lo que el objetivo de la industria es aumentar significativamente el ancho de banda para los medios existentes. Por lo tanto, Nbase-T es impulsado por una gran industria con un gran mercado objetivo.

¿Qué hay para el procesador de imágenes?

Una de las grandes ventajas del protocolo GigE Vision, que es bastante invisible en la aplicación práctica, es la independencia total de la capa física de Ethernet. Debido a que Nbase-T solo cambia esto, GigE Vision 100% se puede transferir de forma transparente sin necesidad de adaptar software o firmware. Un mecanismo, que ya se usa hoy, si las cámaras GigE Vision z. B. fusionarse en un conmutador 10 GigE o transmitirse de forma inalámbrica a través de Wifi.

Las ventajas son obvias: al usar solo un transmisor Nbase-T (la cámara) y un receptor Nbase-T (la tarjeta de red), se puede implementar una transferencia de imagen de alta velocidad sin comprimir, que es 100% basado en el software GigE Vision.

Por lo tanto, el software de procesamiento de imágenes se puede usar exactamente como es hoy. Una tarjeta de red Nbase-T se informa en el sistema operativo como un adaptador Ethernet estándar, una cámara Nbase-T como participante estándar de Ethernet. Todo el protocolo GigE Vision se ejecuta como de costumbre, solo con 500 MB / s. Todas las ventajas, como tendidos largos de cable, sistemas distribuidos, alimentación a través de Ethernet para la fuente de alimentación, protocolo IEEExnumx Precision Time para disparadores en tiempo real sobre la línea de datos, negociación automática de la velocidad de transmisión e incluso la operación mixta de dispositivos con diferentes velocidades o a través de diferentes medios (cable / inalámbrico) aún es posible ,

Componentes para desarrolladores y usuarios de cámaras.

Nbase-T está ganando terreno rápidamente en la industria de TI y los productos Nbase-T son estándar, como tarjetas de red, conmutadores, dispositivos PHY, analizadores de protocolos y controladores Ethernet.
Hay dos categorías de productos específicamente para el procesamiento de imágenes: Pleora, como miembro del consorcio Nbase-T, muestra una interfaz de cámara Nbase-T para OEM. Los desarrolladores de cámaras especiales u otros dispositivos de imágenes, como los detectores de panel plano, pueden integrar sin problemas la interfaz Nbase-T terminada y, por lo tanto, aumentar de inmediato el rendimiento de datos a 5 GBps. Esta tecnología Pleora también está disponible como núcleo IP FPGA si se va a integrar con 100% en su propio hardware.

E2v también ve la necesidad de un mayor rendimiento de datos: las modernas cámaras de escaneo de línea de las series Eliixa + y Uniiqa + brindan una resolución de 2k o 4k en monocromo con hasta 140 kHz (> 560 MB / s) o en color con hasta 100 kHz. Las aplicaciones con cámaras de escaneo de línea en particular a menudo requieren largos tramos de cable, y también se encuentran a menudo sistemas multicámara. Como resultado, el llamado a la transmisión en red para estas cámaras se hizo más fuerte. Sin embargo, al pasar a 10GigE con convertidores de fibra óptica CL-10Gig externos, esto solo se puede implementar a un costo elevado, o para 1GigE solo si la velocidad de la línea se reduce drásticamente. Los nuevos modelos con Nbase-T combinan todas las ventajas: alto rendimiento de transferencia y largas longitudes de cable y, al mismo tiempo, la posibilidad de seguir utilizando el software existente sin cambios utilizando cualquier biblioteca.

Rendimiento quintuplicado

Entonces, Nbase-T no es otra interfaz nueva para la Comunidad de Visión Artificial. Es una tecnología de la industria de TI, que aumenta la eficiencia de GigE Vision por el factor 5 en la infraestructura existente. Sin tener que volver a aprender o desarrollar cosas, los usuarios se benefician de la alta velocidad en combinación con el cableado elegante y económico de un cable CAT5e / CAT6 y el probado protocolo GigE Vision.