Die Sony Pregius S-Sensoren wie der IMX530 und die neuesten Sensor-Entwicklungen von GPixel wie der Gmax3265 und der Gsprint4510 sind Sensoren, die höchste Anforderungen an Bildverarbeitungsschnittstellen stellen. Die Bolt HB-25000SB 25-Gigabit-Ethernet-Kamera ermöglicht es, beispielsweise die maximale Leistung des IMX530-Sensors abzurufen. Die neue Zenith HZ-10000G 100GigE-Kamera liefert unglaubliche 1.000fps bei voller 10MP-Auflösung. In Kürze werden zudem die Bolt HB-127S mit dem neuen Sony IMX661 127MP-Sensor und die Pinnacle LZ-16KG5 16K 400KHz 5µm Zeilenkamera mit dem GPixel GL5016-Sensor erhältlich sein. Im folgenden Beitrag wird aufgezeigt, welche Vorteile die 10/25/50/100GigE-Schnittstellen gegenüber konkurrierende Lösungen haben.
Verkabelungslängen
In der Kategorie Verkabelungslängen gibt es für GigE eigentlich keine Konkurrenz. Wie bei SFP+ (10G) bieten SFP28 (25G) und QSFP28 (100G) kostengünstige Standard-Transceiver, die eine Singlemode-Faserstrecke von 10km und mehr ermöglichen. Außerdem kann dieselbe SMF-Faser in jeder Geschwindigkeitsanwendung verwendet werden, was eine einfache Vorwärts- und Rückwärtskompatibilität ermöglicht. Dasselbe kann man leider nicht für den 10GBaseT-Ethernet-Pendant sagen, der – wie auch CXP – in der Kabellänge begrenzt ist und zudem einen höheren Stromverbrauch hat. Erwähnt sei an dieser Stelle, dass 25GBaseT und 40GBaseT aus genau diesen Gründen nicht eingeführt werden. Die Kabellänge sollte dort auf 30m begrenzt werden und der Stromverbrauch machte die Entwicklung von Phy-Chips unpraktisch. Dies bedeutet auch das Aus für PoE, das bereits bei 10GBaseT unpraktisch war.
Server-Auslastung
Die Serverauslastung kann bei den Lösungen verschiedener Kamerahersteller für Ethernet-Schnittstellen stark variieren. Die optimale Implementierung kann nur basierend auf einer Lösung erfolgen, welche die Verarbeitung von Ethernet-Paketen auf eine Netzwerkkarte verlagert. Viele Anbieter verfügen allerdings nicht über eine solche Technologie und haben bereits Frame-Drops beim Betrieb von zwei 10GigE-Kameras auf einem einzigen Server. Dagegen verursachen die Lösungen von Emergent bei bis zu 36 10GigE-Kameras auf einem einzigen Server beim Streaming und Speichern auf SSDs keine Bildausfälle. Die gleichen Technologien finden sich auch in den Angeboten für die neuen 10G-, 25G- und jetzt 100G-Produktlinien. GPU Direct ist damit nun auch für die anspruchsvollsten Anwendungen Realität geworden. Während diese Leistung mit Standard-NICs von Mellanox und Cspi erreicht werden kann, bietet Emergent nun zusätzlich Zeus 100G-, Hermes 25G- und Theia 10G-Karten mit Front-Port-Trigger an.
Vereinfachte Systemarchitektur
Mehrere 10G- oder 25G-Kameras können über einen Switch auf eine einzige 100G-Verbindung gemultiplext werden. Dieser kann optional PTP für eine Synchronisationsgenauigkeit im µs-Bereich bereitstellen und kostet nur wenige tausend Dollar. Die Kameras können auch direkt an den Server angeschlossen werden, wobei NICs mit mehreren Anschlüssen auch die Anzahl der belegten PCIe-Steckplätze reduzieren. Alle Implementierungen sind so modifizierbar, dass bei kritischen Anwendungen eine Systemredundanz möglich ist. Multicasting ist auch für verteilte Verarbeitungsarchitekturen möglich.
Datenverarbeitung
Viele Anwendungen erfassen Daten und verarbeiten sie nachträglich, um beste Ergebnisse zu erhalten. Es gibt jedoch Alternativen für die Weiterverarbeitung, falls Anwendungen dies erfordern. Einige Implementierungen verwenden GPU-Karten, die zusammen mit der Netzwerkkarte im selben Server eingesetzt werden. Emergent unterstützt sowohl die Nvidia Xavier und Orin Plattformen. Smart Farming ist eine typische Anwendung, bei der diese Einheiten zusammen mit den Bolt-Kameras in Drohnen zum Einsatz kommen. Emergent unterstützt auch GPU Direct mit Nvidia-GPUs der Ampere-Serie wie dem RTXA6000. Hier sind medizinische Anwendungen typische Einsatzgebiete, bei der die GPUs zusammen mit den Bolt-Kameras verwendet werden. Zudem vereinfacht das neue umfassende Softwarepaket eCapture Pro die Entwicklung und Integration der leistungsstarken Kameras. Zwar kann man mit dem eSDK von Emergent auch ein eigenes Capture-Frontend entwickeln, doch erfordert dies eine Softwareentwicklung und verlangsamt die Zeit bis zum Prototyp und der Bereitstellung von Systemen. eCapture Pro bietet erlaubt dagegen einen sofortigen Zugriff auf die Bilder der Kameras, die entweder auf SSDs gespeichert oder an GPUs für eine individuelle Verarbeitung weitergeleitet werden.
