Gigabit Ethernet è l’intefaccia più diffusa dell’elaborazione industriale delle immagini grazie a costi di sistema ridotti, lunghezze di cavo fino a 100 m e lo standard GigE Vision per la semplice integrazione. La tendenza in crescita di maggiori risoluzioni e velocità mediante processi produttivi più veloci e nuovi sensori CMOS richiede una larghezza di banda di trasmissione delle telecamere superiore. 10 Gigabit Ethernet consente di trasmettere dati immagini 10 volte superiori con 1,1 GB/s sfruttando al contempo tutti i vantaggi dell’interfaccia Gigabit Ethernet e senza modificare l’integrazione software.
L’interfaccia 10 GigE consente nuove soluzioni economiche per applicazioni che necessitano di una larghezza di banda elevata su distanze fino a 100 m – e tutto questo con un solo cavo e senza componenti speciali quali un frame grabber.
Con il termine 10GBase-T, lo standard Ethernet IEEE 802.3an definisce l’utilizzo di cavi twisted pair. È possibile utilizzare cavi CAT6 fino a una lunghezza di 55 m. Dopodiché risulta necessario utilizzare cavi CAT6a.
Per installazioni CAT5e esistenti, in cui non è vantaggioso sostituire i cavi, viene offerta una trasmissione di 2,5 o 5 Gbit/s. Lo standard IEEE 802.3bz di NBASE-T Alliance definisce le velocità di trasmissione.
I moderni sensori CMOS offrono una straordinaria qualità dell’immagine con un’eccellente sensibilità, un basso rumore e un’altissima dinamica con frequenze dei fotogrammi elevate. In combinazione con l’interfaccia 10 GigE è possibile sfruttare eccezionalmente questi vantaggi per l’ispezione di processi veloci quali applicazioni video fino a 4K con 60 immagini/s, analisi 3D del movimento e per applicazioni di realtà virtuali.
I modelli LXT e QXT di Baumer mettono a disposizione telecamere industriali efficienti con interfaccia 10GBase-T e i nuovissimi sensori CMOS.
L’utilizzo delle telecamere 10 GigE consente di ridurre sensibilmente la latenza dell’intero sistema rispetto alle telecamere Gigabit Ethernet, anche il ritardo tra una richiesta dell’host e la relativa risposta. Da un lato, i sensori vengono letti più velocemente riducendo così i tempi di readout, dall’altro, i dati vengono trasmessi più velocemente tramite l’interfaccia 10 GigE. La latenza dipende anche dagli altri componenti hardware e software utilizzati e si riduce sensibilmente per un frame da circa 5 a 50 μs rispetto all’intervallo 50 - 125 μs del Gigabit Ethernet.
I test di durata con una telecamera QX (acquisizione delle immagini nella memoria interna) a pieno carico dell’interfaccia 10 GigE con 1,1 GB/s (12 MP a 92 fps) mostrano insieme al software Baumer GAPI solo un carico CPU ridotto di < 5 % con l’utilizzo di un Intel i7 CPU e una scheda di rete Intel X540 T2.
Sempre più schede madre per PC supportano l’interfaccia 10GBase-T per il collegamento diretto di una telecamera 10 GigE. In alternativa, è anche possibile utilizzare schede di rete vantaggiose a standard 10GBase-T. In questo caso basta una soluzione monocavo con un’alimentazione elettrica mediante cavo dati tramite Power over Ethernet (PoE). A confronto, Camera Link o CoaXPress richiede sempre una scheda frame grabber aggiuntiva.
Lo standard GigE Vision a partire dalla versione 2 rende superflua qualsiasi modifica del software applicativo al momento dell’integrazione della telecamera poiché realizzato in modo completamente indipendente dall’interfaccia Ethernet fisica. La programmazione continua invariata tramite GenICam. È possibile implementare in modo semplice una modalità combinata con le telecamere GigE Vision.
Con le telecamere GigE Vision e GAPI SDK di Baumer nessuna immagine andrà persa! Ciò è garantito dalla memoria interna e da un driver di filtro efficiente. I test di durata lo confermano sia in Windows 7/10 sia in Linux. Tale sicurezza della trasmissione dei dati non è garantita dall’interfaccia Camera Link e CoaXPress.
Poiché 10GBase-T, rispetto a Camera Link o CoaXPress, non necessita di una scheda di interfaccia standard o, al massimo, di una sola sensibilmente più economica, si riducono i costi di sistema, i costi dell’integrazione software e la successiva manutenzione in campo.
Inoltre, è possibile utilizzare cavi Ethernet standard economici al posto di cavi speciali costosi come nel caso di Camera Link. E il connettore Ethernet RJ45 confezionabile su campo su lato host vi consente di pagare solo la lunghezza del cavo che vi serve effettivamente.
Le applicazioni, che non necessitano di un’acquisizione costante ma periodica delle immagini, come nel caso di un produzione a cicli, possono utilizzare anche le telecamere 10 GigE al posto di CoaXPress con burst mode. Le telecamere della serie QX raggiungono brevemente, con una risoluzione di 12 megapixel, 335 immagini/s e quindi circa il doppio della velocità di acquisizione rispetto a quattro telecamere CoaXPress CXP-6.
Brochure – Telecamere industriali efficienti
Volantino – Telecamere LXT con 10 GigE
White Paper – 10 GigE: high-speed per la vostra elaborazione di immagini