100 Gb 以太网:机器视觉接口的巅峰之作
自从 Emergent Vision Technologies 在近 10 年前推出了世界上第一台屡获殊荣的 10 吉比特以太网摄像机以来,其他供应商只推出了模仿产品。 从那时起,Emergent 在 25 年发布了其非常成功且屡获殊荣的 2018 GB BOLT 系列以太网摄像机,并继续前进。Emergent 再次推进其 100 Gigabit Zenith 系列以太网摄像机的发布。 全新 Zenith 系列的两款型号现已上市; 65 兆像素 HZ-65000-G (GMAX3265),以及 103 兆像素 HZ-100-G (GMAX32103) 相机。
传感器技术进步
速度的进步在很大程度上是由高质量图像传感器的可用性推动的,而这又是由高速应用要求推动的。 许多应用程序需要高分辨率图像,如果没有最高速的接口,帧率就不能满足要求。 虚拟现实、体积捕捉和运动分析就是这样的应用。 一些应用程序需要高分辨率和高帧率。 AOI 就是这样一种传统的机器视觉应用。
Sony Pregius S 传感器(如 IMX530)和 Gpixel 的最新进展及其 GMAX3265 和 GSPRINT4521 是需要最高性能接口的传感器。 紧急的 螺栓 HB-25000-SB 25G 以太网摄像头以每秒 530 帧的速度提供 IMX98 传感器的最高性能。
全新的真力时 HZ-21000-G 100 GB 以太网摄像头(GSPRINT4521 传感器)以 600 兆像素的全分辨率提供令人惊叹的 21 fps。 我们现在将探讨这些接口相对于它们的竞争解决方案有哪些优势:
线缆长度
这个类别真的没有竞争。 与 SFP+ (10G) 和 SFP28 (25G) 一样,QSFP28 (100G) 提供成本非常低的商品收发器部件,允许单模光纤运行 10 公里及以上。 此外,这种相同的 SMF 光纤可用于任何速度应用,以实现轻松的向前和向后兼容性。 对于 10GBaseT 以太网对应物则不能这样说,它与 CXP 一样,除了非常耗电外,还受到电缆长度的限制。 值得注意的是,出于同样的原因,将不会采用 25GBaseT 和 40GBaseT——电缆长度被限制在 30m,功耗使 PHY 芯片开发变得不切实际。 这也将意味着 POE 的死亡,而 POE 对于 10GBaseT 来说已经不切实际。
服务器利用率
对于以太网接口的不同相机供应商解决方案,服务器利用率可能会有很大差异,完美的实施只能通过将以太网数据包处理卸载到 NIC 的解决方案来实现。 许多供应商没有这样的技术,他们在一台服务器上运行两个 10G 以太网摄像头时会出现丢帧现象。
Emergent 始终提供顶级性能解决方案,可在单个服务器上使用多达 16 个摄像头实现零丢帧,同时流式传输并保存到 RAID。 Emergent 在 10G、25G 和现在的 100G 产品线中提供的所有相同的性能增强技术都同样存在。
简化的系统架构
多个 10G 或 25G 摄像头可以通过交换机多路复用到单个 100G 链路上,并且交换机可以选择提供 PTP 以实现微秒级同步精度。 这样的开关只需几千美元就可以买到。 摄像机自然也可以直接连接到服务器,多端口 NIC 也减少了 PCIe 插槽的数量。 还可以修改所有实现,以允许关键应用程序的系统冗余。 多播也可以用于分布式处理架构。 灵活性是无穷无尽的。
的解决方案
许多应用程序记录数据并进行后处理以创建结果。 如果应用程序需要,确实存在用于进一步处理的替代方案。 一些实现使用 GPU 卡,它与同一台服务器中的 NIC 一起使用,而其他具有更高处理要求的实现可以使用 Bittware 的 FPGA 卡,它具有 100% 兼容的接口,如 SFP+、SFP28 和 QSFP28,因此所有处理都可以在相同的接口卡和低成本的服务器可以用于简单的簿记任务。
工厂强硬
与 10GBaseT 类似,SFP 技术也有工业等效电缆选项。 Emergent 还刚刚推出了用于 67G、10G 和现在的 25G 产品线的新型坚固 IP100 外壳,以满足最恶劣环境的要求。
总结
出于以下原因,人们会使用 Emergent SFP+、SFP28 和 QSFP28 以太网摄像头:
- 超高数据/帧速率
- 许多附件和布线选项可覆盖任何长度
- 摄像机网络支持和精确的多摄像机同步方法,包括 PTP 支持
- 组播视频技术
- 低 CPU 开销、低延迟和低抖动
- 每台 PC 性能的最高摄像头数量
- 极具竞争力的成本/性能
- 由于 IEEE 和 AIA 标准化而获得行业认可