GigE Vision fait depuis longtemps partie intégrante du monde du traitement d'image. Cependant, les performances de transfert de 120 Mo / s du GigE ralentissent les caméras actuelles. "Nbase-T" de Rauscher augmente les performances de transfert sans compression de 1 Gbps à 5 Gbps en utilisant les mêmes câbles et le même logiciel.

Après le lancement de GigE Vision au cours de l'année 2006, aujourd'hui, à la suite d'une étude AIA sur 50,% des nouvelles caméras sont équipées de l'interface GigE Vision. Bien entendu, toutes les autres interfaces de caméra ont leurs applications et leurs marchés. Cependant, pour une large gamme d'applications, GigE Vision est aujourd'hui préféré. Les avantages de l'interface économique en termes de câblage, de stabilité, d'adéquation aux configurations à plusieurs caméras, de standardisation indépendante du fabricant et de coûts sont bien connus.

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Ce que 10 a prouvé être bon et stable dans le monde entier depuis des années commence toutefois à révéler une certaine faiblesse dans les nouvelles applications. Les performances de transfert d’environ 120 Mo / s avant les années 10 étaient égales aux besoins en bande passante des anciens capteurs. Surtout au cours des dernières années, toutefois, le développement des capteurs a fait de grands progrès et les tendances des nouveaux capteurs alimentent les besoins en bande passante. De plus en plus de résolution, le passage des capteurs CCD aux capteurs CMOS rapides et l’augmentation du nombre de capteurs de couleur, voire hyperspectraux, font que GigE atteint de plus en plus souvent ses limites de performances. Les capteurs CMOS actuels de Sony et Onsemi se situent dans des zones de 400 Mo / s et sont régulés en conséquence par GigE Vision.

Accélérer la vision GigE

Pour ne pas être ralentis par les performances de transfert limitées de 120 Mo / s et continuer à utiliser GigE Vision avec ses avantages, certains fabricants d'appareils photo proposent depuis longtemps des technologies de compression: Les données d'image sont compressées dans l'appareil photo et transmises sous forme de contenu codé via GigE standard. Selon les fabricants, le facteur 2 à 4 peut être utilisé pour appliquer davantage de données sur la bande passante 1 Gbps de GigE. Cependant, cette compression dépend toujours du contenu de l'image et, du côté du PC, une décompression logicielle doit avoir lieu avant l'analyse de l'image.

Afin de réduire l'écart de bande passante entre GigE et les capteurs actuels, sans avoir à compresser les données d'image ni à changer d'interface, un standard appelé Nbase-T entre en jeu.

Nbase-T est une norme Ethernet qui fonctionne sur la même couche physique que GigE, mais qui est accélérée par le facteur 2.5 ou 5.0. Les données sont donc transmises via le même connecteur RJ45 via le câblage CAT5e / CAT6 existant jusqu'à une longueur de 100 non compressée avec le protocole GigE Vision inchangé jusqu'à 500 MB / s.

Qui est derrière Nbase-T?

Bien entendu, le standard Nbase-T n’est pas dicté par le secteur de l’imagerie, mais par un consortium de plus de sociétés que 60, notamment des noms tels que Intel, Cisco, Xilinx, Marvell et Qualcom. La nécessité de taux de transmission plus élevés par rapport aux câbles CAT5e / CAT6 existants est identique à celle de l'environnement informatique grâce aux câbles en cuivre d'environ 700 mm km actuellement posés dans les complexes de bureaux, les centres de recherche, les zones résidentielles, etc. Après avoir construit des connexions sans fil au prochain point d'accès avec jusqu'à 5 Gbps à l'aide d'appareils mobiles, ils ont évolué pour devenir des goulots d'étranglement 1GBps dans l'infrastructure réseau existante. Il existe donc un besoin massif d'augmentation significative de la bande passante. Cependant, 10 GigE nécessite une transmission par fibre optique ou un câblage CAT6a pour tirer pleinement parti de 100 m. Changer le support physique pour 10GigE coûterait énormément d'argent et coûterait beaucoup d'argent. L'objectif de l'industrie est donc d'augmenter considérablement la bande passante des supports existants. Nbase-T est donc dirigé par une grande industrie avec un marché cible énorme.

Qu'y a-t-il pour le processeur d'image?

L'un des grands avantages du protocole GigE Vision, qui est plutôt invisible dans les applications pratiques, est son indépendance totale par rapport à la couche Ethernet physique. Etant donné que Nbase-T ne change que cela, GigE Vision 100% peut être transféré de manière transparente sans qu'il soit nécessaire d'adapter le logiciel ou le micrologiciel. Un mécanisme, que l’on utilise déjà aujourd’hui, si les caméras GigE Vision z. B. fusionnez sur un commutateur 10 GigE ou transmis sans fil via Wifi.

Les avantages sont évidents: en utilisant un seul émetteur Nbase-T (la caméra) et un récepteur Nbase-T (la carte réseau), il est possible d'implémenter un transfert d'image haute vitesse non compressé, basé sur 100% basé sur le logiciel GigE Vision.

Le logiciel de traitement d'images peut donc être utilisé exactement tel qu'il est aujourd'hui. Une carte réseau Nbase-T est signalée dans le système d’exploitation comme un adaptateur Ethernet standard, une caméra Nbase-T en tant que participant Ethernet standard. L'intégralité du protocole GigE Vision s'exécute normalement - uniquement avec 500 MB / s. Tous les avantages tels que la longueur des câbles, les systèmes distribués, l'alimentation via Ethernet pour l'alimentation, le protocole IEEExnumx Precision Time pour les déclenchements en temps réel sur la ligne de données, la négociation automatique de la vitesse de transmission et même le fonctionnement mixte de périphériques à différentes vitesses ou différents supports (câble / sans fil) sont encore possibles ,

Composants pour développeurs et utilisateurs de caméras

Nbase-T se positionne rapidement dans le secteur informatique et les produits Nbase-T sont standard, tels que cartes réseau, commutateurs, périphériques PHY, analyseurs de protocole et contrôleurs Ethernet.
Il existe deux catégories de produits spécifiques au traitement des images: Pleora, en tant que membre du consortium Nbase-T, présente une interface caméra Nbase-T pour les constructeurs OEM. Les développeurs de caméras spéciales ou d'autres périphériques d'imagerie tels que les détecteurs à écran plat peuvent ainsi intégrer de manière transparente l'interface Nbase-T finie et ainsi augmenter immédiatement le débit de données en 5 GBps. Cette technologie Pleora est également disponible en tant que cœur IP FPGA si elle doit être intégrée à 100% sur son propre matériel.

E2v voit également le besoin de plus de débit de données: les caméras modernes à balayage linéaire des séries Eliixa + et Uniiqa + offrent une résolution de 2k ou 4k en monochrome jusqu'à 140 kHz (> 560 Mo / s) ou en couleur jusqu'à 100 kHz. Les applications avec des caméras à balayage linéaire en particulier nécessitent souvent de longs câbles, et on trouve également souvent des systèmes multi-caméras. En conséquence, l'appel à une transmission réseau pour ces caméras est devenu de plus en plus fort. Cependant, lors du passage à 10GigE avec des convertisseurs à fibre optique CL-10Gig externes, cela ne peut être mis en œuvre qu'à un coût élevé, ou pour 1GigE uniquement si le débit de ligne est considérablement réduit. Les nouveaux modèles avec Nbase-T combinent tous les avantages: des performances de transfert élevées et de longues longueurs de câble et, en même temps, la possibilité de continuer à utiliser les logiciels existants sans les modifier en utilisant toutes les bibliothèques.

Performance quintuplée

Donc, Nbase-T n'est pas encore une nouvelle interface pour la communauté de vision industrielle. C'est une technologie de l'industrie informatique qui augmente l'efficacité de GigE Vision du facteur 5 sur l'infrastructure existante. Sans avoir à réapprendre ou à développer des objets, les utilisateurs bénéficient de la haute vitesse en combinaison avec le câblage élégant et peu coûteux d'un câble CAT5e / CAT6 et le protocole éprouvé GigE Vision.