Schwerpunkte

10 Gigabit Ethernet mit GigE Vision

»Eine neue Ära für die Bildverarbeitung«

18. November 2019, 11:01 Uhr   |  Andreas Knoll


Fortsetzung des Artikels von Teil 1 .

Maximal mögliche Kabellänge

SVS-Vistek
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Maximale Datenübertragungsraten und Kabellängen verschiedener Bildverarbeitungs-Schnittstellen

Ein entscheidendes Kriterium für Anwender ist neben der Datenübertragungsgeschwindigkeit außerdem die maximal mögliche Kabellänge. Hier punktet 10 GigE gegenüber anderen Schnittstellen mit einer maximalen Übertragungslänge von bis zu 100 Metern mit CAT.6a-Kabeln: Bei USB3-Vision liegt das Limit bei zwei Metern, mit Camera Link ist bei zehn Metern das Ende der Fahnenstange erreicht, und CoaXPress stößt bei 35 Metern an seine Grenzen. Hinzu kommt, dass sich bei 10 GigE mehrere Kameras oder Sensoren wegen des paketorientierten Protokolls und der möglichen Anbindung über Switches ein Kabel teilen können – ein Alleinstellungsmerkmal von Schnittstellen auf Ethernet-Basis. Weil 10 GigE künftig im Consumer-Markt weit verbreitet sein wird, ist außerdem zu erwarten, dass sich die Preise für 10-GigE-Komponenten von der Schnittstelle bis hin zu den Kabeln schon bald erheblich unter dem Niveau anderer Optionen bewegen werden.

Das klingt ja fast, als ob die derzeit verbreiteten Schnittstellen durch 10 GigE hinfällig werden!

Ein Blick auf die Historie in der Bildverarbeitung zeigt, dass neue Technologieentwicklungen immer eine gewisse Anlaufzeit benötigen und bewährte Optionen nicht von heute auf morgen sofort verschwinden. Für 10 Gigabit Ethernet wird dies meiner Meinung nach in ähnlicher Form gelten. Systemintegratoren werden aus den genannten Gründen jedoch schon bald zunehmend auf diese Schnittstelle setzen. Im Moment durchlebt die 10-GigE-Hardware den typischen Verlauf einer Marktdurchdringung: Zunächst gab es sie als externe Einsteckkarte für etwa 300 bis 400 Euro, dann folgte die nächste Generation für Preise in der Größenordnung von 100 bis 150 Euro und jetzt ist sie auf dem Sprung, Standard auf Motherboards und in tragbaren Devices zu werden. Das wichtige Thema der Leistungsaufnahme und Abwärme bewegt sich bei der neuesten Hardware in die richtige Richtung: Neueste PHYs sind sehr energieeffizient. Allerdings steigt die Leistungsaufnahme mit zunehmender Kabellänge deutlich an. Aus meiner Sicht und Erfahrung wird 10 GigE aus diesen Gründen in absehbarer Zeit vor allem Camera Link verdrängen, das ja bezüglich Bandbreite und Handling vergleichbar ist.

Wie wird die künftige Schnittstellenlandschaft in der Bildverarbeitung Ihrer Meinung nach aussehen?

Wenn ich einen Blick in die Kristallkugel wagen soll, wäre meine Prognose: 1 GigE Vision wird noch sehr lange das „Brot-und-Butter-Interface“ für viele Aufgaben im Factory-Floor bleiben und trotz der Euphorie um Embedded Vision weiterhin gewaltig wachsen. USB3 Vision bleibt im Nahbereich, etwa im Apparatebau oder bei Laboranwendungen, bedingt durch die begrenzte Kabellänge von nur zwei Metern und das schwierige Verhalten bei Übertragungsfehlern, eine gute Wahl. CoaXPress, vor allem in der CXP12-Version mit bis zu vier Kanälen und der daraus resultierenden realen Datenübertragungsrate von etwa 5 GB/s sowie wegen der sehr guten Eigenschaften in puncto Timing, bleibt erste, aber für den Anwender auch teure Wahl für das oberste Ende der Sensorbandbreiten.

Bei allen technischen Diskussionen über das richtige Interface darf man jedoch auch den Faktor Mensch bei der Auswahl der kommerziell richtigen Lösung nicht vergessen: In den Betrieben stecken viele Mannjahre im Umgang mit den jeweiligen Interface-Techniken. Hier wurde häufig viel detailliertes Wissen erarbeitet und damit Vertrauen geschaffen, das nicht kurzfristig über Bord geworfen wird. 10 Gigabit Ethernet macht sich gerade erst auf den Weg, Anwender und Systemintegratoren von seinen Vorzügen zu überzeugen, hat aber vor allem durch den einfachen Skalierungsprozess von 1 GigE auf 10 GigE sehr gute Chancen, das Rennen gegen andere Interface-Techniken zu gewinnen.

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1. »Eine neue Ära für die Bildverarbeitung«
2. Maximal mögliche Kabellänge
3. Vorreiter beim Einsatz von 10 GigE

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