Libro blanco: Preguntas frecuentes sobre 50 y 100 GigE
FAQ's
Tanto 50GigE como 100GigE son sucesores de la exitosa tecnología 25GigE. Lógicamente, 50GigE es el doble de la velocidad de 25GigE y 100GigE es cuatro veces la velocidad de 25GigE. Todos son administrados/producidos por el grupo de trabajo IEEE 802.3.
El estándar se utiliza en aplicaciones como telecomunicaciones, comunicaciones de datos, industriales, militares, etc., y ahora aprovechamos los beneficios de esta tecnología intersectorial aceptada mundialmente para aplicaciones de visión artificial.
Sí. GigEVision (el estándar de interfaz específico de visión artificial), independientemente de su versión, admite cámaras 50GigE y 100GigE. Las versiones posteriores agregan algunos elementos específicos adicionales, que no son críticos para el funcionamiento de las cámaras emergentes con varios software compatibles con GigE Vision, como NI Labview, MVTec Halcon, Norpix StreamPix, Matrox MIL, Cognex VisionPro, etc.
El ancho de banda máximo disponible para 50 GigE es 50 Gbps o 6,250 Mbytes/s y para 100 GigE es 100 Gbps o 12,500 XNUMX Mbytes/s, que es la solución de enlace único más rápida de la industria.
Absolutamente, tanto 50GigE como 100GigE se consideran la nueva SDI, ya que Broadcast está abandonando rápidamente la interfaz SDI heredada por tecnologías basadas en Ethernet. La tecnología de transmisión para Broadcast es SMPTE 2110 y las cámaras Emergent están a una actualización de firmware de admitir esta tecnología para una caída perfecta en una variedad de aplicaciones de Broadcast. Las funciones SMPTE 2110 y RCP se agregarán a las cámaras emergentes este año.
Para 50GigE y 100GigE, el estándar define QSFP28, que es totalmente compatible con SFP+ y SFP28 en conmutadores de velocidad múltiple u otros equipos mediante el uso de adaptadores de ruptura QSFP28.
El uso de la interfaz QSFP28 proporciona principalmente tres opciones que cubren los requisitos de longitud de cable de todas las aplicaciones. La primera y menos costosa opción es Direct Attach, que es una solución pasiva basada en cobre y las longitudes de cable para estos cables de una sola pieza van desde 1 ma 5 m. La segunda opción utiliza módulos/transceptores de fibra multimodo QSFP28 y cables de fibra multimodo LC-LC y las longitudes de cable para este cable de tres piezas van desde 1 ma 100 m. La tercera opción utiliza módulos/transceptores de fibra monomodo QSFP28 y cables de fibra monomodo LC-LC y las longitudes de cable para este cable de tres piezas van desde un metro hasta diez kilómetros.
El rango de precios de estas opciones de cableado es bastante bajo, ya que se utilizan en múltiples industrias en volúmenes masivos, a diferencia de algunas tecnologías de interfaz que utilizan opciones de cableado específicas para la visión artificial.
Como se mencionó, los componentes para aplicaciones de visión artificial de 50GigE y 100GigE se utilizan en múltiples industrias, lo que permite a los proveedores de tales tecnologías operar en grandes volúmenes, lo que a su vez conduce a costos más bajos. Mucho más que las interfaces y tecnologías específicas de visión artificial que también se encuentran luchando por encontrar componentes que se ajusten a la aplicación y, cuando están disponibles, a veces solo uno o unos pocos proveedores están en juego, lo que les permite dictar el precio.
Para las cámaras, el precio escala con el rendimiento. Todos los precios de las cámaras emergentes siempre son mejores en las comparaciones de precio-rendimiento con las interfaces específicas de Machine Vision, como CoaXPress (CXP).
El consumo de energía de las cámaras emergentes de 50 GigE es de alrededor de 10 W, que es tan bueno o mejor que una cámara de igual rendimiento. A 100 GigE, la potencia aumenta solo a unos 12 W, lo que nuevamente es tan bueno o mejor para una cámara de igual rendimiento. Este consumo de energía depende mucho menos de la interfaz y más del procesamiento FPGA requerido a velocidades de datos tan altas.
Cuando nuestras cámaras se lanzaron por primera vez hace 10 años, Emergent se dio cuenta de la necesidad de una tecnología de receptor de rendimiento en la computadora y se asoció con Mellanox para implementar tecnología con Mellanox' VMA o Messaging Accelerator de Mellanox para admitir NIC de 25GigE y superior.
Los beneficios de esta tecnología son:
- Maximización del número de cámaras por PC
- Utilización de CPU extremadamente baja (1 % de sobrecarga de un solo núcleo de CPU para una transmisión de video de 9 Gbps)
- Ancho de banda de memoria del sistema minimizado
- Latencia extremadamente baja
- Jitter extremadamente bajo
La primera viñeta es principalmente el resultado de las 2nd y séptimard puntos. El software emplea DMA o acceso directo a la memoria desde la NIC (tarjeta de interfaz de red) a la memoria del sistema sin encabezados de paquetes y, por lo tanto, coloca fotogramas de video completos en ubicaciones de memoria contiguas sin la necesidad de interacción con la CPU o la memoria del sistema debido a copias de datos u otra omisión del kernel NDIS. actividades.
Las limitaciones que nos han informado nuestros clientes sobre la tecnología de cámara 10G de la competencia incluyen problemas con los paquetes perdidos y los marcos con una sola cámara. Además, algunos de estos competidores han confirmado abiertamente a los clientes que no han probado más de dos cámaras por PC. Muchos de nuestros clientes dependen de nuestra confiabilidad para ejecutar de 8 a 14 cámaras por PC. Emergent Vision Technologies ha proporcionado sistemas multicámara confiables y completamente funcionales a nuestros clientes durante varios años. Además, más cámaras por computadora reducen sustancialmente el costo total del sistema.
- Velocidades de datos / cuadros ultra altas
- Muchas opciones de accesorios y cableado para cubrir cualquier longitud
- Compatibilidad con la red de cámaras y métodos precisos de sincronización multicámara, incluida la compatibilidad con PTP
- Tecnología de video multidifusión
- Baja sobrecarga de CPU, baja latencia y baja fluctuación
- Mayor número de cámaras por rendimiento de PC
- Coste/rendimiento muy competitivo
- Aceptación de la industria debido a la estandarización IEEE y AIA
Las cámaras emergentes de 50 GigE y 100 GigE, junto con el VMA de Mellanox, igualan o superan a otras interfaces en todas las categorías técnicas y su relación precio-rendimiento es la mejor. Con VMA, se eliminan todas las deficiencias asociadas con la utilización, la latencia y la inestabilidad de la CPU de 1 GigE. La aceptación de la industria también es excelente.
La solución de Emergent es compatible con Windows 10 y Ubuntu, RedHat y CentOS Linux con nuestro software de visualización eCapture y nuestro eSDK.
Sí. Nuestras cámaras siguen el estándar GigE Vision y, por lo tanto, son compatibles independientemente de la velocidad de Ethernet. El rendimiento más alto está disponible cuando se usan controladores emergentes y se combinan con NIC Mellanox y 3rd los software de terceros generalmente brindan la capacidad de usar nuestro controlador de bajo nivel para la captura de cuadros a través de la tecnología GenTL u otros medios patentados.
Cables, conmutadores, tarjetas de interfaz de red, por nombrar algunos. Muchas empresas llevan mucho tiempo a bordo con módulos industriales y chasis blade con interfaces QSFP, lo que se presta muy bien a una arquitectura de procesamiento escalable y distribuida.
El siguiente cuadro muestra muy claramente la adopción de 10GigE y 25GigE para varias aplicaciones. 100GigE se está acercando y tomará más participación de mercado a medida que crezcan las demandas de rendimiento. En la visión artificial, ahora estamos viendo sensores que justifican estas tasas de datos para aplicaciones como AOI.
Los métodos PTP se usan comúnmente con cámaras emergentes. El ejemplo de EVT_PTP eSDK se puede utilizar para iniciar su desarrollo. Con los interruptores y la configuración de gran maestro adecuada, uno puede sincronizar con precisiones de submicrosegundos.
El precio de los interruptores ha bajado sustancialmente en los últimos 10 años, por lo que no debe temer las implicaciones de costos. Dicho esto, PTP no requiere conmutadores ni grandes maestros de hardware si el requisito de precisión de sincronización no está en el rango de decenas de microsegundos.
Además, Emergent ofrece las opciones de accesorios GPIO estándar para permitir que el usuario active las cámaras mediante activación de hardware externo a través de alguna señal de hardware proporcionada por el usuario y lo haga con precisiones de menos de un microsegundo.
Los ejemplos de eSDK de EVT_Mcast/EVT_Mcast_Master y EVT_Mcast/EVT_Mcast_Slave se pueden usar para iniciar su desarrollo.
En general, el video de una cámara se puede enviar a través de un conmutador de costo medio a múltiples receptores. Los receptores generalmente harían lo siguiente en este tipo de aplicaciones: podrían recibir y mostrar el video con fines de monitoreo, podrían procesar los datos para permitir una arquitectura de procesamiento distribuido, podrían guardar archivos de imagen en almacenamiento RAID, o tal vez puede hacer todas estas cosas con un rendimiento de servidor adecuado.
Una computadora suele ser el maestro de multidifusión, por lo que ejecutaría una forma de EVT_Mcast_Master allí. Esta aplicación controla la(s) cámara(s) y, opcionalmente, recibe los datos de video. Una o muchas otras computadoras ejecutarían una forma de EVT_Mcast_Slave que recibiría y procesaría los datos de video.
En general, cualquier software compatible con GigEVision debería funcionar con cámaras Emergent en virtud de que las cámaras Emergent están certificadas como compatibles con GigEVision por la AIA. Hemos probado con muchos softwares de terceros, como NI Vision Acquisition Toolbox, MVTec Halcon, Norpix StreamPix 3, Matrox MIL, Cognex VisionPro, etc. Emergent también ofrece software gratuito con la compra de una cámara: eCapture es nuestro software de visualización gratuito y eSDK es nuestro SDK de C++ para el desarrollo sencillo de aplicaciones de alto rendimiento.
Las computadoras estándar que tienen una ranura PCIe x8 o x16 disponible admitirán las NIC Mellanox en una variedad de sistemas operativos. Las mini computadoras de escritorio muy simples y económicas de Asus tienen una ranura PCIe x16 disponible y se pueden usar para desarrollo. El chasis de expansión compacto, como Sonnettech Echo Express SE III, se puede usar para sostener las NIC y conectarse a una computadora portátil a través de Thunderbolt 3.
Las aplicaciones con un gran número de cámaras suelen emplear sistemas Dell, Supermicro o Asus con muchas ranuras PCIe disponibles.
El sistema final solo dependería de cuánto procesamiento de imágenes se requiera y a qué velocidad de datos/fotogramas. Para aplicaciones con un uso intensivo del procesador, se pueden emplear tarjetas GPU/Video de NVidia con CUDA o tarjetas FPGA de terceros. Dado que los datos que llegan de las NIC de Mellanox tienen una sobrecarga extremadamente baja, esto permite que el sistema transfiera fácilmente estos datos a una GPU para su posterior procesamiento.
En conclusión, con la cámara emergente y la tecnología de host, le brindamos la mejor oportunidad de éxito para su aplicación.
Hace 10 años, Emergent estrenó las primeras cámaras Area Scan 10GigE del mundo y desde entonces ha sido considerada la pionera de las cámaras Ethernet de ultra alta velocidad. Hace 4 años, Emergent lanzó las primeras cámaras de escaneo de área de 25 GigE del mundo y las primeras cámaras de escaneo de línea de 10 GigE y 25 GigE del mundo. Esto ha sido reconocido por Vision Systems Magazine con Gold y Platinum Innovators Awards, así como por NABSHOW con el premio Producto del año 2019 en la categoría Cámara.
Ahora, 10 años después, las compañías de cámaras de la competencia están viendo la necesidad de una tecnología de cámara Ethernet de alta velocidad. Algunos han intentado lanzar sus propias cámaras 10GigE, pero han tenido problemas con los problemas de rendimiento, por lo que nos trajeron a muchos de sus clientes. Nuestros muchos años de experiencia con la tecnología no tienen comparación en la industria. Nuestros productos son muy maduros y confiables, lo que ahorra tiempo y dinero al cliente al integrar esta tecnología de alta velocidad.
Mientras tanto, Emergent presenta otro avance en la tecnología de cámaras de alta velocidad con las cámaras Xtreme 50GigE y Zenith 100GigE.
Emergent proporciona todos los accesorios fundamentales necesarios para desarrollar su sistema y aplicación.
Ofrecemos todas las opciones de cableado QSFP28 que pueda necesitar, como cables de conexión directa o transceptores ópticos y cable de fibra LC-LC para aplicaciones multimodo y monomodo. La fibra monomodo es generalmente para aplicaciones de larga distancia más allá de los 100 m, así que comuníquese con Emergent con sus requisitos.
Proporcionamos tarjetas de interfaz de red de 50G y 100G de uno o dos puertos de nuestro socio Mellanox.
Por último, ofrecemos opciones de fuente de alimentación y GPIO para completar sus necesidades de integración.
Somos una ventanilla única para sus necesidades de aplicaciones de visión artificial de 50GigE y 100GigE.
Emergent tiene herramientas de calculadora de velocidad de fotogramas disponibles en nuestro sitio web: https://emergentvisiontec.com/resources/
