Keine Kapazitätsengpässe mehr

Nbase-T Interface ermöglicht 5Gbps bei 100m Kabellänge

Bildverarbeitungssysteme werden immer komplexer, wobei mehrere Bildquellen schnell Millionen von Pixeln erzeugen können, die in Echtzeit verarbeitet und angezeigt werden sollen. Somit droht Entwicklern ein Datenkapazitätsengpass. Fortschritte aus der Netzwerkbranche unterstützen allerdings die nächste Generation von Bildgebungssystemen. Technologien wie Nbase-T 2.5G oder 5G-Base-T schließen entsprechende Bandbreitenlücken.
Die Nbase-T-Spezifikation definiert eine neue Form der Ethernet-Signalübertragung, welche die Geschwindigkeit von Twisted-Pair-Verkabelung weit über den vorgesehenen Grenzwert von 1Gbps erhöht, und Geschwindigkeiten von 2,5 und 5Gbps bei bis zu 100m Kabellänge ermöglicht. Die Spezifikation unterstützt die Autonegotiation zwischen den neuen Nbase-T-Übertragungsraten und den langsameren traditionellen 100Mbps und 1Gbps Übertragungsraten, bzw. – wenn es die Infrastruktur des Netzwerks unterstützt – 10Gbps. Die Spezifikation selbst wird von der Nbase-T Alliance verwaltet, einem Konsortium aus mehr als 40 Unternehmen, das alle wichtigen Facetten der Netzwerk-Infrastruktur vertritt. Die Mitglieder konzentrieren sich dabei auf die Förderung, der Verbreitung sowie den Einsatzes von 2,5G und 5G-Ethernet, indem der IEEE 802.3bz Standard sowie Test- und Konformitätsprogramme unterstützt werden, um die Entwicklung und Einführung von interoperablen Produkten zu erleichtern. Die Nbase-T-Technologie wurde ursprünglich entwickelt, um es bestehenden Campus-Netzwerken zu ermöglichen, neuen Bandbreitenanforderungen datenintensiver Mobilgeräte, HD-Video-Streaming und Telekonferenzen nachzukommen und die Qualität der Serviceanforderungen für mehrere Benutzer zu gewährleisten. Mit den neuen 802.11ac Wireless Access Points, die eine Datendurchsatzrate von bis zu 5Gbps ermöglichen, hatten Entwickler in der Vergangenheit Schwierigkeiten, eine kostengünstige Lösung zu finden, um Access Points mit lokalen Netzwerken zu verbinden. Durch eine Steigerung der Übertragungsrate der installierten Basis mit Cat5e und Cat6-Verkabelung, ist es mittlerweile möglich, mit Nbase-T-Lösungen Netze auf kostengünstigste Weise zu beschleunigen. Neben der Lösung von Kapazitätsengpässen für WLAN wird die Technologie zudem genutzt, um Client- und Desktop-PCs mit Ethernet-Switches, Netzwerkspeichergeräte mit kabelgebundener Netzwerkinfrastruktur oder Schnittstellen für Kabel- und Telco-Triple-Play-Sprach-, sowie Video- und Datendienstleistungen zu verbinden.

Nbase-T und Vision

Die Nbase-T-Technologie bietet dank ihrer Bandbreitenunterstützung, kostengünstiger Verkabelung sowie der GigE Vision Kompatibilität viele Möglichkeiten für leistungsstarke Bildverarbeitungsanwendungen. Mit GigE Vision über Nbase-T und IEEE 802.3 können unkomprimierte Bilder mit bis zu 5Gbps über Cat5e-Kupferverkabelung bzw. 10Gbps über Cat6A-Kupferverkabelung übertragen werden. Die feldkonfektionierbare Verkabelung mit verlängerter Reichweite kann leicht durch Systeme geleitet werden, um so Installation und Wartung zu erleichtern. Einer der Vorteile des GigE Vision Standards liegt darin, dass er von der physikalische Schicht unabhängig ist. Dies ermöglicht es, 10GigE und 802.11 drahtlose Schnittstellenlösungen zu erstellen, die unter Verwendung des GigE Vision-Standards kommunizieren. In ähnlicher Weise können Entwickler Nbase-T-Kameras und Vision-Systeme schaffen, die mit GigE Vision-konformer Software kompatibel sind. Eine Nbase-T-Netzwerkkarte (NIC) und Gigabit-Ethernet-NIC werden in der Regel von Windows, Linux und anderen Betriebssystemen gleich behandelt. Demnach sind bestehende GigE Vision-konforme Software und SDKs mit Nbase-T kompatibel, ohne dass Änderungen erforderlich sind. Erste mit der Nbase-T-Spezifikation kompatible Systemebene-, PHY- und komponentige Produkte sind bereits erhältlich, wobei sich weitere Produkte derzeit in der Entwicklung befinden und in den nächsten zwölf Monaten freigegeben werden, wie z.B. GigE Vision über Nbase-T-Lösungen für Kameras, Röntgenplatten oder anderen Bildgebungsgeräten.

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Einsatzgebiete

Die neue Technologie ermöglicht es, erhöhte Bandbreitenanforderungen zu erfüllen, wobei bestehenden Verkabelung in Retrofit-Upgrades genutzt und kostengünstigere, feldkonfektionierbare Verkabelungen in neuen Installationen verwendet werden können. So besteht die Möglichekeit z.B. Inspektionssysteme zu aktualisieren, um Durchsatzraten zu erhöhen und anhand von GigE Vision über Nbase-T-Lösungen Videos mit einer höhere Bandbreite über bereits installierte Kupferkabel zu übertragen. Videos können via Multicast von mehreren Bildquellen übertragen werden, um Informatik- und Komponentenkosten in verteilten und Pipeline-Verarbeitungssystemen zu reduzieren. Auch GigE Vision über Nbase-T-Videoverbindung für Flachdetektoren (FPD), wie sie in der medizinischen Bildgebung Anwendung finden, sind weitere Einsatzgebiete. GigE Vision über Nbase-T Video-Schnittstellen eignet sich besonders für Durchleuchtungssysteme, die durch die Verwendung mehrerer sich bewegender Röntgenquellen die Exposition eines Patienten minimieren, indem das Gewebe aus zahlreichen inkrementalen Winkeln in nur wenigen Sekunden durchleuchtet wird. Röntgenbilder werden in GigE Vision-kompatible Videodaten umgewandelt und über Cat5e-Verkabelung mit großer Reichweite zu Aufarbeitungs- und Analysegeräten außerhalb der sterilen Umgebung übertragen. Der Videoprozessor erzeugt dann ein aus mehreren Bildquellen zusammengesetztes Bild, das daraufhin via Multicast auf verschiedene Displays des Ethernet-Netzwerkes übertragen wird.

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