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Datenrennen

(Zukünftige) Interfaces für Highspeed-Kameras

Highspeed-Kameras kratzen immer am oberen Ende der Datenübertragungen, sind also die Ersten, die neue Highspeed-Interfaces in ihren Kameras einsetzten. Welche Interfaces das sind, und wie die Marktchancen der einzelnen Anwärter zu bewerten sind, wollten wir im Gespräch mit drei Experten von Mikrotron, PCO und Optronis erfahren.
Zuerst stand dabei die Frage im Raum, welche Interfaces die drei Firmen derzeit bei ihren Kameras vorwiegend einsetzen. Dr. Bernd Reinke, Leiter industrielle Kameras bei der Optronis GmbH setzt hauptsächlich CoaxPress ein: „Die Flexibilität von CoaXPress – ein Link bei 1,25Gbps bis zu vier Links bei insgesamt 25Gbps – die möglichen Leitungslängen als auch die Zukunftssicherheit durch leistungsstärkere Nachfolgegenerationen (10Gbps und 12Gbps) überzeugt uns als Kamerahersteller.“ Martin Schwarzbauer, Entwicklungsingenieur bei der PCO AG baut derzeit für die schnellsten Kameras auf GigE/USB2/USB3 als Schnittstellen: „Da die Bandbreite des Sensors (~9Gbyte/s) derzeit jede Schnittstelle sprengen würde ist dies nur mit Hilfe eines internen Kameraspeichers möglich. Zusätzlich nutzen wir Camera Link HS (CLHS) zum Übertragen von Bilddaten für Bandbreiten von derzeit 1 bis 4,4Gbyte/s und zukünftig auch mehr.“ Max Scholz, Produktmanager der Mikrotron GmbH setzt in den aktuellen Highspeed-Kameras überwiegend CoaXPress-Schnittstellen bis CXP-6 ein, die Datenraten von maximal 6,25Gbit/s pro Kanal bei Kabellängen bis zu 40m erlaubt: „Die Kombination aus hoher Datenrate und der Möglichkeit diese über längere Distanzen mit industrietauglichen Komponenten zu übertragen, eröffnet viele Einsatzmöglichkeiten“, so seine Begründung.

Camera Link HS für den Highspeed-Markt?

Bei dem Marktpotential von Camera Link HS (CLHS) für Highpseed-Kameras sind sich die drei Experten uneinig. Während Bernd Reinke nur sehr geringes Marktpotential für CLHS sieht und davon überzeugt ist, dass „gerade für Anwendungen bei denen man sehr hohe Bandbreiten und längere Kabel benötigt, auch in Zukunft CoaXPress gegenüber CLHS die Nase vorne haben wird“, sieht Martin Schwarzbauer für CLHS auf jeden Fall sehr gute Chancen: „Gerade für sehr schnelle Bildsensoren sind Alternativen rar. CoaXPress kündigt zwar eine schnellere Version mit einer physikalischen Datenrate bis 12Gbit/s an. Die Netto-Datenrate ist auf Grund der Kanalkodierung in etwa gleich wie bei CLHS mit 10Gbit/s, also ca.1,2Gbyte/s pro Kabel, diese resultiert dann in noch kürzeren Kabellängen und wird noch empfindlicher gegen EMV sein. Zudem sinken die Hardwarekosten für CLHS deutlich. Ein SFP+ Modul ist momentan für weniger als 18E erhältlich, das Kabel kostet je nach Länge von 50ct bis ca. 1E. Zudem können 10G-Transceiver im FPGA direkt verwendet werden und ein zusätzlicher Phy ist nicht zwingend notwendig. Bei CXP benötigt man zu den speziellen Phys auch noch entsprechend teure Stecker.“ Somit wird CLHS für ihn zukünftig wirtschaftlich deutlich attraktiver als CoaXPress. Max Scholz merkt an, dass der CLHS-Standard sich bisher nicht im Markt durchgesetzt habe, während CoaXPress deutlich sowohl auf der Anbieter- als auch Anwenderseite zugelegt hat. „Am besten zu erkennen ist dies durch die große Anzahl der neuen CoaXPress-Produkte und gegenüber einigen Anbietern bei CLHS.“ Da CLHS aber von einigen Firmen gefördert wird, sieht er auch in Zukunft weiterhin einen gewissen Marktanteil mit entsprechenden Produkten.

Welches Interface ist noch interessant?

Für Bernd Reinke ist die Antwort klar: „10GigE hat das Potential eines Industriestandards und könnte in Zukunft für die Bildverarbeitung interessant werden.“ Martin Schwarzbauer sieht dagegen auch andere Alternativen, wie z.B. 10/40G-Ethernet und USB3.1, gibt aber zu bedenken, dass für beide die Anforderungen an den PC enorm sind, da gerade bei Ethernet die Protokollabarbeitung auf der CPU stattfindet. „Für Bandbreiten >2GByte wird man vorerst sehr wahrscheinlich nicht um einen speziellen Framegrabber herumkommen“, so seine Meinung. Er verweist zudem auf das neue optische Interface des japanischen Bildverarbeitungsverbandes JIIA als möglicher Kandidat für die Zukunft. Für Max Scholz sind vor allem die zukünftigen CoaXPress-Versionen mit verbesserter Funktionalität besonders interessant, aber auch USB3.x sowie 10GigE hätten gute Chancen für die Zukunft. Beide Schnittstellen punkten – seiner Meinung nach – vor allem bei der bereits vorhandenen oder zu erwartenden Marktverbreitung.

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