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Brennpunkt Schnittstelle Neue Impulse durch die Gigabit-Ethernet-Technik

| Redakteur: Gerd Kucera

Die Vielfalt der Schnittstellen für die Bildverarbeitung nimmt weiter zu: Neben beispiels-weise CameraLink, Firewire a, Firewire b und USB 2.0 wird Gigabit-Ethernet derzeit viel diskutiert. Aber welche Übertragungstechnik ist für die gegebene Anwendung die richtige? Experten geben Auskunft.

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( Archiv: Vogel Business Media )

Die Schnittstellenvielfalt für den Bilddatentransport wächst weiter. Der Markt bietet Frame-Grabber mit PCI-, PCI-X und PCI-Express-Slot, mit analoger und digitaler Übertragungstechnik, CameraLink, Firewire sprich IEEE 1394 in Version a und b, die USB-Schnittstelle in zwei Varianten und last but not least taucht jetzt auch noch die Möglichkeit über das schnelle 1-GBit-Ethernet auf (in Planung: 10 GBit/s). Welche Übertragungstechnik ist für die gegebene Anwendung nun die richtige?

„Bevor man diese Frage zufriedenstellend beantworten kann“, konstatiert Patrick Gailer, Produktmanager Bilderfassungs-Hardware bei STEMMER IMAGING GmbH, „sind zunächst wichtige Kriterien der Anwendung zu beachten. Robustheit, Datensicherheit, Flexibilität und Verfügbarkeit der eingesetzten Komponenten sind essenziell, um etwa die verlangte Geschwindigkeit und Genauigkeit in einer Inspektionsaufgabe zu garantieren. Erst nach Auseinandersetzung mit diesen Themen, wozu die Auswahl einer hardwareunabhängigen Softwareplattform gehört, ist die Schnittstellenproblematik in Verbindung mit einem geeigneten Sensor zu betrachten.“

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Laut Gailer beherrscht in Europa noch die analoge Schnittstelle mit 79% aller Anwendungen den Markt. LVDS/CameraLink hat einen Anteil von 7%, Firewire ebenfalls 7% und USB 2%. Gigabit-Ethernet mache noch weniger als 1% aus. In Japan und den USA seien sogar die Anteile bei Firewire und USB noch geringer.

Dennoch erfreuen sich die aus dem Konsumbereich stammenden Übertragungstechniken in letzter Zeit einer sehr starken Nachfrage. So tritt Jürgen Hartmann von der IDS Imaging Development Systems GmbH für USB2.0 ein: „Wir haben unsere CameraLink-Produkte abgesetzt und favorisieren USB 2.0. Diese Technik unterstützt wie Firewire den isochronen, also gleich-zeitigen, Datentransfer und ist mit

480 MBit/s etwas schneller als Firewire a mit 400 MBit/s und langsamer als Firewire b mit 800 MBit/s. USB 2.0 hat aber mit einem jährlichen Zuwachs an Peripherie von fast 40% alle anderen Schnittstellen bei weitem überholt. Die USB-2.0-Schnittstelle ist auf jedem Rechner verfügbar, weil sie direkt in den Intel-Chipsatz integriert ist. Diese hochgradige Verfügbarkeit der Anschlussmöglichkeiten der Kamera wird von Kunden erwünscht. „USB 2.0 und Firewire erlauben es uns, hochwertige Kameras direkt mit dem PC-System zu verbinden, ohne dass ein Frame-Grabber nötig ist“, nennt Julian Parfitt, Managing Director bei Framos Electronics die Vorteile.

Horst Mattfeldt von Allied Vision Technology befürwortet die digitale Firewire-Technik: „Firewire sorgt für das perfekte Zusammenspiel von Hard- und Software und bietet die breiteste Auswahl an industriellen Komponenten. Mehr als 320 Kameras stehen von Dutzenden Herstellern zur Verfügung.“

Dennoch erwartet die Branche neue Impulse durch Gigabit-Ethernet. „Es ist ein Standard-LAN-Protokoll zur Paket-übertragung von Daten, Video und Sprache via Standard-Internet-Protokoll-Netzwerke mit einer Datenrate von über 1 GBit/s“, erkärt Markus Denzin, Vertriebsleiter bei Leutron Vision, „die Abwärtskompatibilität ermöglicht zudem eine Übertragung mittels Fast-Ethernet- und Ethernet-Komponenten bei 100 bzw. 10 MBit/s. Dadurch ist Gigabit-Ethernet (auch GigE oder GigaE genannt) kompatibel mit existierenden Standards, was auch heißt, dass alle auf dem Markt verfügbaren Ethernet-Komponenten verwendbar sind.“

Rupert Stelz, Mitglied des GigE Vision Technical Committees und Senior-Entwickler bei STEMMER IMAGING ergänzt: „Erstmals ist die Bandbreite von üblichen Netzwerkverbindungen ausreichend, um die hohen Ansprüche vieler Bildverarbeitungsapplikationen zu befriedigen. Weiterhin ermöglicht GigE deutlich längere Kabel, 100 m und darüber hinaus. Und GigE bietet viel mehr als IEEE 1394 oder gar USB 2.0 alle Vorteile eines industriellen Standards.“ Und Hartmann (IDS) ist überzeugt: „Gigabit-Ethernet steht nicht im Wettbewerb zu USB 2.0, sondern ist die perfekte Ergänzung. Das untere Marktsegment wird mit USB 2.0 abgedeckt, das obere durch GigE.“

Sayed Soliman, Geschäftsführer bei der MaxxVision GmbH (zertifizierter Sony-Partner und Europas größter Distributor für Sony-Kameras) erkannte sehr früh die Bedeutung der Gigabit-Ethernet-Technik für das Industrieumfeld. Seit geraumer Zeit ist deshalb ein Kooperationsvertrag mit dem italienischem Digitalkamera-Hersteller Tattile unter Dach und Fach.

„Wir haben mit Tattile, Brescia, einen Vertrag über die Vermarktung der Produktserien des italienischen Digitalkamera-Herstellers in Deutschland, Österreich und der Schweiz geschlossen“, freut sich Soliman, „dadurch ist das MaxxVision-Sortiment sowohl um Zeilen- als auch um GigE-Kameras für den anspruchsvollsten Industrieeinsatz erweitert worden. Mit der weltweit neuartigen TAG-Familie sind wir der erste Anbieter einer kompletten Serie von Gigabit-Ethernet-Kameras im bundesdeutschen Markt.“

Mit der GigaE-Kamera hochauflösend über Distanzen bis 100 m

Die Digital-IP-Kameraserie TAG umfasst 13 kompakte Modelle für den Aufbau kosten- und leistungsoptimierter Bildverarbeitungslösungen. Per 1-GBit-Anschluss übertragen diese Kameras ihre Bilder über Distanzen bis 100 m via Standard-Netzwerkkabel direkt in den Ethernet-Eingang des PC. „Dazu ist weder ein Frame-Grabber noch eine sonstige PC-Karte notwendig“, konstatiert Soliman, „die Auflösungen der CCD-Farb- bzw. CCD-Schwarz-Weiß-Geräte reichen bis 1600 3 1200 Bildpunkte. Für den Aufbau ganzer Kamera-Netzwerke (IEEE 802.3) lassen sich standardmäßige Gigabit-Ethernet-Schalter nutzen, die per Software konfiguriert und über zwei Ein- und Ausgänge nahtlos integriert werden.

„Auf eine Gigabit-Ethernet-Kamera-Serie wie TAG, die das Post-Frame-Grabber-Zeitalter in der Bildverarbeitung einläutet, haben die Experten in der Vision-Industrie längst gewartet“, meint Soliman. Und Robert Fenwick-Smith, Managing Director of Tattile, ist überzeugt: „Der Schwenk hin zu Gigabit-Ethernet ist eine logische Entwicklung und ermöglicht Lösungen, die sich auf den weltweit anerkannten Ethernet-Standard stützen, ergänzend zu CameraLink oder IEEE1394.“

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