Die Vorteile der 10GigE-Technology im Broadcasting

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

Ball-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.

Torlinienüberwachung

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.

Wetterfeste 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