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25GigE: Wenn Hochgeschwindigkeit zählt und das Processing den Unterschied macht

25GigE: Wenn Hochgeschwindigkeit zählt und das Processing den Unterschied macht

Die neue 25GigE-Vision-Schnittstelle, welche in den neuesten Flächen- und Zeilenkameras von Emergent Vision Technologies (EVT) zum Einsatz kommt, hebt die Schnelligkeit und die Datenkapazität von Vision-Systemen in eine neue Dimension.

Der kanadische Kamerahersteller Emergent Vision Technologies (EVT) hat 10GigE Vision-Kameras in der Bildverarbeitung marktfähig gemacht. Nun hat das Unternehmen die Erweiterung seiner Produktpalette um 25GigE-Kameras bekannt gegeben. Der 10GigE-Standard bietet sämtliche Vorteile von GigE Vision und ist dank damit verbundenem IP-Trust, verschiedener Kabel-Optionen und der einfachen Synchronisation mehrerer Kameras die führende Schnittstelle für Machine-Vision-Anwendungen. Der kürzlich vorgestellte Nachfolger 25GigE Vision bietet ebenfalls sämtliche GigE-Vorteile, hat aber eine 2,5-mal höhere Datenübertragungs- und Bildrate als 10GigE. Die BOLT- und ACCEL-Kameras von Emergent Vision verfügen mit ihrer 25GigE-Schnittstelle über die Antwort auf die immer höheren Anforderungen an Auflösung und Geschwindigkeit – durch welche die Fortschritte in der industriellen Automatisierung und zukunftsweisende Vision-Systeme im Consumer-Bereich erst möglich werden.

Sich stetig verbessernde Analysen in Verbindung mit steigenden Geschwindigkeiten für noch akkuratere Echtzeitoperationen waren und sind die treibenden Faktoren der Bildverarbeitung. Angesichts von AR/VR/MR-Anwendungen und Vision-Systemen, die sich mit intelligenten Algorithmen zu einem wesentlichen Bestandteil ‚sehender und denkender Maschinen‘ entwickelt haben, sind Auflösung und Geschwindigkeit wichtiger denn je. Neue Bildsensoren mit einer Auflösung von bis zu 50 Megapixeln werden inzwischen serienmäßig produziert. Sie kommen in innovativen High-End-Anwendungen in Entertainment, Sport und TV zum Einsatz, welche von der Kombination aus höherer Auflösung und schnellerer Datenübertragung profitieren. Für Engpässe sorgen damit aktuell eher die Bandbreite und die Datenverarbeitung, da eine höhere Auflösung stets eine höhere Bandbreite impliziert, um in der Applikation dieselbe Bildrate und Geschwindigkeit aufrecht zu erhalten. Bilddaten müssen jedoch nicht nur übertragen, sondern auch effizient verarbeitet werden. Die neuen 25GigE-Schnittstellen bieten eine souveräne Antwort auf die Herausforderungen bei der schnellen Übertragung extrem hoher Datenmengen.

25GigE punktet mit der Kombination aus Geschwindigkeit, Handhabung und Zuverlässigkeit
Emergent Vision Technologies hat als Pionier für 10GigE-Kameras die damals via USB3 verfügbare Übertragungsgeschwindigkeit verdreifacht. Nun bietet das Unternehmen mit den 25GigE-Geräten eine Schnittstelle mit einer Geschwindigkeit von 3,125 Mbyte/s, die den Durchsatz von Echtzeitanwendungen auf Hochgeschwindigkeit maximiert. Bislang ließ sich eine solche Schnelligkeit nur mit Vierkanal-CoaXPress-Verbindungen erzielen. Während für die CoaXPress-Lösung vier Kabel benötigt würden, ist mit 25GigE nur ein einziges Glasfaserkabel erforderlich. Die 25GigE-Kameras erlauben die Verwendung von SFP28-Glasfaserkabeln und mit zusätzlichen Step-up-Transceivern Kabellängen von bis zu zehn Kilometern. Zusätzlich werden die Handhabung und die Integration deutlich einfacher und kostengünstiger. Die 25GigE-Schnittstelle bietet damit eine großartige Kombination hinsichtlich Geschwindigkeit und den realisierbaren Distanzen. Somit können Anwender alle Vorteile der neuesten Generation Hochleistungssensoren mit extrem hohen Auflösungen und schnellen Bildraten bei gleichzeitig sehr niedriger Latenz nutzen. 25GigE empfiehlt sich als eine ideale Lösung für Echtzeit-Videoanwendungen wie markerloses Motion-Tracking, immersive Sport-Applikationen, TV-Übertragungen, Videokonferenzen sowie die berührungslose Detektion und Inspektion in der Industrie.

Die neue 25GigE-Schnittstelle bietet Netzwerkunterstützung und -synchronisation über IEEE1588 und ist mit GigE Vision und Gen<I>Cam kompatibel. Die erprobte Architektur des GigE-Standards und dessen zuverlässige Synchronisierung erlauben ein problemloses Upgrade auf die 25GigE Vision-Schnittstelle, um alle Arten von Bildverarbeitungssystemen zu beschleunigen und ihnen ein Extra an Geschwindigkeit und Innovation zu verleihen.

25GigE-Kameralösungen von Emergent Vision

  BOLT Serie – Flächenkameras ACCEL Serie – Line Scan
Auflösung 12 MP / 50 MP LB-8K – 8192 Pixel horizontal
Geschwindigkeit 188fps / 30fps bei voller Auflösung 200KHz single / 100KHz bi-linear / 66KHz tri-linear

 

CPU-Auslastung war Killerfaktor – bis jetzt
Hochgeschwindigkeitsanwendungen zwingen Vision-Ingenieure, sich neuen Herausforderungen zu stellen. Eine 25GigE-Kamera schickt sehr viel mehr Daten über den Übertragungskanal. Die Schnittstelle muss dementsprechend nicht nur die benötigte Bandbreite bereitstellen, Entwickler müssen auch neue Verarbeitungsanforderungen für die erhöhte Datenmenge berücksichtigen. EVT stellt dafür dezidierte NIC-Karten bereit, die eigens für die Kameras des Unternehmens optimiert sind und das Video-Triggering und -Streaming verwalten. Dafür kooperiert Emergent Vision mit Mellanox Technologies – einem weiteren 25GigE-Pionier und Mitglied des initialen Industriekonsortiums –, um die Schnittstelle gemeinsam weiterzuentwickeln. Laut Emergent ist das nahtlose Zusammenspiel der NIC-Karten mit den BOLT- und ACCEL-Kameras eines der wichtigsten Kriterien, welches die beiden 25GigE-Linien von weiteren Lösungen auf dem Markt unterscheidet. Diese Synergie bringt Entwicklern enorme Vorteile für die problemlose Implementierung und den Betrieb einer Bildverarbeitungslösung. Intel®-basierte Netzwerkkarten lagern üblicherweise die Daten einer GigE-Kamera für die Verarbeitung durch den PC aus. Die Datenmenge und die Geschwindigkeit, mit der diese Daten von einer 25GigE-Kamera bereitgestellt werden, würden jedoch den meisten verfügbaren PCs massive Schwierigkeiten bereiten. Die EVT/Mellanox-Lösung verarbeitet die Bilddaten dagegen direkt auf der NIC-Karte. Die CPU-Auslastung bleibt bei deutlich unter 5 Prozent, die dadurch verbleibende CPU-Kapazität steht somit für andere Daten- und Informationsverarbeitungsaufgaben zur Verfügung.

Einer der schnellsten Schnittstellenstandards aktuell
Die 25GigE Vision-Schnittstelle bedeutet ein enormes Potenzial für künftige Vision-Anwendungen sowie deren innovativen Einsatz. Dank ihrer Kompatibilität mit den GigE Vision- und Gen<I>Cam- Standards und ihrer unkomplizierten Einbindung erleichtert sie den Kunden das Upgrade auf die neue Technologie. Zu den Erstanwendern zählen vor allem die AR/VR/MR-Branche sowie Unternehmen mit innovativen Entertainment und Broadcasting-Anwendungen. Hier ist eine Bildverarbeitung in Echtzeit mit verzögerungsfreier Synchronisation mehrerer Kameras ohne Latenzen enorm wichtig. Ungeachtet dessen eröffnet die 25GigE-Schnittstelle jedoch auch zahlreiche Möglichkeiten für die Fabrikautomatisierung, für reibungslose industrielle Prozesse und für Echtzeitanwendungen in der Inspektion und Robotik. 25GigE-Lösungen stellen aktuell eine der schnellsten und problemlosesten Möglichkeiten für eine ultra-schnelle Bildverarbeitung ohne Latenzen, über große Distanzen, mit einfacher Integration und einem reibungslosen Betrieb dar.

 

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