NBASE-T Zeilenkameras

NBASE-T Zeilenkameras von e2v und OEM Interface Modul von Pleora – Bild: Rauscher

GigE Vision ist aus der Welt der Bildverarbeitung schon lange nicht mehr wegzudenken: nach dem Start 2006 sind heute nach einer AIA Studie über 50% aller neuen Kameras mit dem GigE Vision Interface ausgestattet. Natürlich haben auch alle anderen Kamera-Interfaces ihre Anwendungen und Märkte. Für eine breite Masse an Applikationen wird jedoch heute GigE Vision bevorzugt. Die Vorteile des kostengünstigen Interfaces bezüglich Verkabelung, Stabilität, Eignung für Multi-Kamera-Setups, herstellerübergreifender Standardisierung und Kosten sind hinlänglich bekannt.

Was sich 10 Jahre lang gut und stabil weltweit bewährt, beginnt aber heute in neuen Applikationen eine gewisse Schwäche zu offenbaren. Die Transferleistung von ca. 120 MB/s waren vor 10 Jahren auf Höhe des Bandbreitenbedarfs damaliger Sensoren. Gerade in den letzten Jahren hat die Sensorentwicklung jedoch große Sprünge gemacht und die Trends der neuen Sensoren befeuern den Bandbreitenbedarf. Immer mehr Auflösung, der Wandel von CCD hin zu schnellen CMOS Sensoren genauso wie ein vermehrtes Aufkommen von Farb- oder sogar Hyperspektral Sensoren lassen GigE immer häufiger an seine Leistungsgrenze stoßen. Aktuelle CMOS Sensoren von Sony und onSemi liegen in Bereichen von 400MB/s und werden durch GigE Vision damit entsprechend gedrosselt.

GigE Vision beschleunigen

Um von der begrenzten Transferleistung von 120 MB/s nicht ausgebremst zu werden und trotzdem GigE Vision mit seinen Vorteilen zu nutzen, bieten einige Kamerahersteller schon seit einiger Zeit Kompressionstechnologien an: die Bilddaten werden in der Kamera komprimiert und als codierter Inhalt über Standard GigE übertragen. Lt. Angaben der Hersteller lassen sich damit Faktor 2-4 mehr Daten auf die 1 Gbps Bandbreite von GigE pressen, diese Kompression ist allerdings immer abhängig vom Bildinhalt und auf der Seite des PCs muss natürlich eine Software Dekompression vor der Bildanalyse stattfinden.

Um die Bandbreitenlücke zwischen GigE und den aktuellen Sensoren zu schließen ohne dabei Bilddaten komprimieren zu müssen und ohne dabei auf ein neues Interface wechseln zu müssen kommt ein Standard mit dem Namen NBASE-T ins Spiel.

NBASE-T ist ein Ethernet-Standard, der auf dem gleichen physikalischen Layer wie GigE arbeitet, jedoch um den Faktor 2.5 bzw. 5.0 beschleunigt ist. Daten werden also über den gleichen RJ45 Stecker, über existierende CAT5e/CAT6 Verkabelung bis 100m Länge, unkomprimiert mit dem unveränderten GigE Vision Protokoll bei bis zu 500MB/s übertragen.