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Wo 10GigE seine Vorteile ausspielt – Broadcasting

Wo 10GigE seine Vorteile ausspielt – Broadcasting

Die Vorteile der 10GigE-Technology im Broadcasting

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Was ist 10GigE?

10GigE – kurz für 10 Gigabit Ethernet – ist ein Datenübertragungsstandard für Hochgeschwindigkeitnetzwerke, der durch das IEEE
802.3 Komitee entwickelt und verwaltet wird. Er ist die Weiterentwicklung des bekannten und zuverlässigen GigE Vision Standards,
welcher zusammen mit USB3 Vision führend in der industriellen Bildverarbeitung ist. 10GigE bietet eine 10-fach höhere Bandbreite und
damit mögliche Bildrate gegenüber GigE. Er erreicht 10Gbps oder 1250Mbyts/s, wovon effektiv ca. 9,5Gbps / 1180Mbyts/s nutzbar
sind. GigE Vision over 10GigE eignet sich für Kabellängen bis 100m über Kupfer und bis zu 10km über Glasfaser.

Die neueste Generation Bildsensoren bietet eine hohe Auflösung bis 50 Megapixel, schnelle Bildraten über 300 fps sowie eine größere
Bittiefe und einen hohen Dynamikbereich. Die damit verbundenen Zuwächse an Datenmengen können nur durch eine enorme Steigerung
der Bandbreite zuverlässig übertragen werden. 10GigE ist die Antwort auf die Anforderungen der Vision Industrie nach Hochgeschwindigkeit
in der Datenübertragung.

 

Anwendungen

• Broadcasting
• Wissenschaft
• Telekommunikation
• Datenkommunikation
• Industrie mit schnellen bewegten Objekten
• Entertainment und Sport
• Militärbereich

 

Balltracking_84812185_M_edited_kindleBall-Verfolgung

Im Tennis entscheidet der Linienrichter, ob ein Ball im Aus oder gerade noch auf der Linie gelandet ist. Das sofortige Verfolgen eines Balls und seine exakte Position zu einem bestimmten Zeitpunkt ist ebenfalls sehr wichtig für die Steuerung von Live-Übertragungen, eine präzise abgestimmte Produktion von Sportsendungen, ein exaktes Video Management, die digitale Produktion zur Online-Berichterstattung sowie das Coaching von Sportlern mit Bewegungsanalysen und die Auswertung von Forschungsversuchen an Sportgeräten in der Entwicklungsphase.

Timing und Synchronisation der Kameras sind die Hauptkriterien für präzises Tracking aus detaillierten Bewegungsdaten in Kombination mit einer genauen Zeitgebung. In typischen 10GigE-Systemen sorgen integrierte IRIG Module und Dual Sync Karten im Zusammenspiel für höchste Synchronisationspräzision. Programmierbar über das SDK können mehrere Kameras über jeweils ein Kabel direkt an den Processing-PC angeschlossen werden. Auslösegeschwindigkeiten und Frame Rates sind so einheitlich mit geringer CPU-Auslastung und geringen Latenzen synchronisierbar. Nutzbar mit allen Kabelarten und -längen ist das IRIG-Triggern aus Kosten- und Performance-Gesichtspunkten die flexibelste Lösung für synchronisierte Hochgeschwindigkeitsanwendungen.

 

Fotolia_136067852_L_editedTorlinienüberwachung

Hat der Ball nun die Torlinie überquert oder nicht? Bei dieser spielentscheidenden Frage helfen parallel zur Torlinie angebrachte 10 GigE Kameras. In Fernsehqualität beobachten sie das Tor und den Ball mit Full HD-Auflösung (1920 x 1080) und je nach Lichtverhältnissen mit Frameraten bis zu 300 Bildern pro Sekunde. Das ermöglicht die scharfe Aufnahme von schnell bewegten Szenen in hoher Zeitauflösung und ohne Bewegungsverzerrungen. Dank sofortiger Wiederholung und exakten Auswertung der Torszene kann der Schiedsrichter in Echtzeit eine faire Entscheidung treffen.

Für die Verbindung zwischen den kompakten Kameras und PC sorgt ein einziges Glaserfaserkabel mit SFP+ Anschluss. Die Kamera am Tor ist ganzjährig „outdoor“ installiert und ohne zusätzliche Framegrabber mit dem Übertragungswagen oder der Auswertestation in maximal 10km Kilometer Entfernung verbunden. Die Kosten für ein 10 GigE Kamerasystem sind gegenüber Camera Link oder CoaxPress mit einer geringeren Anzahl verbauter Komponenten und weniger Kabeln signifikant günstiger. Vor Ort genügt ein Techniker und die Dauer der Inbetriebnahme sowie der Serviceaufwand für das Betreiben des Kamerasystems wird deutlich verkürzt. Mit der Datenverarbeitung über im PC integrierte NICs erreicht die CPU-Nutzung unter 1%. Geringe Latenzen zwischen 5 und 50 μs sorgen für ruckel- und verzögerungsfreie Wiedergabe der Torszene.

 

 

Overview_Fotolia_106859300_M_edited_kindleWetterfeste Kameras für Vogelperspektive

Im Broadcasting und Sport ist der Gesamtüberblick über das Spielgeschehen aus der Vogelperspektive wichtig. 10GigE Kamerasysteme bieten eine einfache „Remote Control“-Lösung zu einem günstigen Preis-Leistungsverhältnis. Ausgestattet mit einem Canon EF Objektiv mit Birger Mount ist die Kamera dazu an exponierter Stelle über dem Spielgeschehen installiert, z.B. auf dem Stadiondach. Sensoren der neusten Generation erreichen UHD-Auflösung (3840 x 2160) und damit Fernsehqualität der nächsten Generation. Einstellungen wie Auslösezeitpunkte, Bildrate, Objektiv-Zoom, Fokus und Blende können „remote“ vom via Glasfaser / SPF+ angeschlossenen PC aus ohne einen zusätzlichen Kameramann gesteuert werden. Mit bis zu 93 fps bei 4K-Auflösung sind sowohl Zeitraffer- als auch Slow-Motion-Wiedergaben umsetzbar. Die 10GigE Kameras haben eine kompakte Größe und können in einem wetterfesten Gehäuse dauerhaft im Außenbereich installiert werden. Der einfache Aufbau mit Kamera inklusive Objektiv, Kabel, NIC und Processing-PC hält die Kosten niedrig und benötigt keine weiteren Komponenten oder zusätzliches Personal. 

 

 

Die Vorteile von 10GigE

Auflösung & Bildqualität Konkurrenzfähiges Kostenverhältnis
Hohe Sensorauflösungen in Verbindung mit hohen Frame Raten ermöglichen die Aufnahme von schnell bewegten Szenen in allen Details und ohne Bewegungsunschärfe. 10GigE leitet die datenintensiven Bilder in voller Auflösung in Hochgeschwindigkeit und mit sehr geringen Latenzen an die Processing-Einheit. Beim Einsatz von 10GigE Kameras entfallen zusätzliche Framegrabber. Bei Entfernungen bis 100 Meter kann auf günstige Standardkabel mit maßgeschneiderter Konfektionierung zurückgegriffen werden. Mit weniger Komponenten, schneller Implementierung und geringerem Fehlerrisiko sinken die Service- und Betriebskosten.
Hohe Kabellängen Hohe Akzeptanz und Verbreitung
10GigE ermöglicht bis zu 100 Meter Kabellänge ohne Repeater oder optische Extender über Standard CAT6A Kabel (unter 40 Meter auch CAT5E) mit RJ45 Konnektoren. 10GigE Kameras sind damit an jeden Computer mit 10GigE Netzwerkkarte anschließbar und mit unter 9 Euro pro Kabelmeter sowie frei definierbarer Kabellängen sehr günstig. Glasfaserkabel mit SFP+ Anschluss ermöglichen bis zu 10km Kabellänge. Vision over 10GigE abwärtskompatibel zu allen GigE Hard- und Software-Komponenten sowie Drittbibliotheken und verfügt über GenICam-Support. Damit wird die Entwicklung durch intuitive Programmierung und Produkt-Kompatibilität beschleunigt. 10GigE nutzt die 10GBase-T und die SFP+ Plattformen, welche in der IT-Welt weit verbreitet sind. Der vollständig IEEE-konforme und AIA zertifizierte Technologiestandard ist kompatibel mit Switches, Motherboards, Schnittstellenkarten, Kabeln und Kameras und damit sehr benutzerfreundlich.
Multi-Kamerasysteme über einen PC steuerbar Geringe Bandbreiten- und CPU-Belastung
Durch Verwendung von NICs können bis zu 16 Kameras über einen PC zentral gesteuert werden, die Synchronisationslatenz liegt dabei unter unter 1μs. Über IRIG Zeitgeber gelingt höchste Präzision. Die Datenverarbeitung direkt auf der NIC hält die Rechenleistung des PC typischerweise unter 1% CPU. Das sorgt für schnelles Prozessing, eine hohe PC-Performance und geringe Latenzen (5-50μm) – und damit für eine ruckel- und verzögerungsfreie Bildübertragung.
Schnelle und unkomplizierte Implementierung  
Es ist nur eine 10GigE fähige Kamera und ein passendes Kabel notwendig. Die Implementierung des Systems ist damit einfach und in kurzer Zeit realisierbar.  

 

 

 

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