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광섬유 케이블을 통한 CoaXPress 2.1은 더 빠르고 안정적입니다.
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광섬유 케이블을 통한 CoaXPress 2.1은 더 빠르고 안정적입니다.

Jul 01, 2023

이미지 출처: BitFlow

2021년 CoaXPress v2.1 표준이 출시될 때까지 CoaXPress(CXP) 인터페이스용 카메라, PC 및 프레임 그래버 사이의 유일한 물리적 매체는 75Ω 동축 케이블이었습니다. 대부분의 비전 애플리케이션에서 단일 동축 케이블을 통해 링크당 최대 12.5Gbps(초당 기가비트)의 속도로 데이터를 전송할 수 있는 CXP 2.1 인터페이스는 처리량이 많은 검사 시스템, 품질 관리 및 공장에 완벽하게 적합합니다. 자동화가 필요합니다. 동축 케이블을 통한 CXP 2.1은 GigE Vision, USB3 또는 Camera Link보다 빠르고 안정적이며 더 빠른 속도, 확장된 케이블 길이, 열 방출 및 전력 공급에 대한 증가하는 요구 사항과 비용 간의 이상적인 균형인 것으로 입증되었습니다.

그렇다면 누가 그 승리 공식을 바꾸고 싶겠습니까?

JIAA(일본 산업 이미징 협회)가 유럽 머신 비전 협회, 자동화 발전 협회 및 CoaXPress 표준 위원회를 구성하는 머신 비전 기업 컨소시엄과 함께 그렇게 한 것으로 밝혀졌습니다. 위원회는 대역폭 전송이 100, 200, 심지어 400Gbps까지 빠르게 발전하고 있다는 점, 즉 단순한 동축 케이블의 성능을 훨씬 뛰어넘는 속도를 인식했습니다. CoaXPress 프로토콜과 함께 작동할 수 있는 광섬유 링크를 활성화하는 간단한 추가 기능으로 CXP v2.1을 수정했습니다. 이러한 대담한 움직임으로 그들은 머신 비전 산업에 CoaXPress Over Fiber 또는 CXPoF를 도입했습니다.

CoaXPress에 익숙하지 않은 분들을 위해 설명하자면, CoaXPress는 높은 처리량, 고속 데이터 전송이 필요한 비전 애플리케이션을 대상으로 하는 비대칭 지점 간 직렬 통신으로 2007년에 처음 소개되었습니다. 원래 버전(CXP-6)에서는 푸시풀 DIN 커넥터를 사용하는 표준 동축 케이블을 통해 최대 6.25Gbps의 속도로 데이터를 전송할 수 있었으며, 8b10b 인코딩 오버헤드로 인해 유효 데이터 속도는 5.0Gbps였습니다. 2개 또는 4개의 링크를 통해 통합될 때 CXP-6은 카메라에서 프레임 그래버까지 최대 25Gbps의 대역폭을 지원했습니다. CXP에는 표준 네트워크 인터페이스 카드(NIC)를 사용하는 GigE Vision 애플리케이션과 달리 프레임 그래버가 필요합니다. GigE Vision은 NIC 카드를 사용하기 때문에 데이터 패킷 관리는 호스트 CPU에 상당한 부하를 주면서 드라이버에 의해 수행됩니다.

Camera Link와 GigE 인터페이스가 당시 시스템 속도의 한계였다는 점을 고려하면 CXP는 매우 반가운 혁신이었습니다. 업계에서는 더욱 정확한 트리거링, 길어진 케이블 길이, 데이터, 제어, 전원(PoCXP) 및 통신을 위한 단일 케이블 통합과 같은 다양한 다른 특성도 높이 평가했습니다. PoCXP는 프로젝트 공간 주변에 추가 전원 케이블을 연결할 필요가 없도록 하여 이미징 시스템 복잡성을 단순화했습니다.

CoaXPress는 대기 시간이 짧고 잡음이 적은 인터페이스로 산업 및 의료 응용 분야에 매우 중요합니다. 반도체 및 OLED 제조업체부터 지능형 교통 시스템 및 생물의학 연구까지 다양한 산업이 CXP 표준을 신속하게 채택했습니다. 구형 군용 항공기에서 볼 수 있는 것과 같은 레거시 이미징 시스템에는 이미 아날로그 카메라를 연결하기 위한 동축 케이블이 있었습니다. 엔지니어들은 프레임 그래버를 교체하고 새로운 CXP 카메라를 설치하여 아날로그를 CXP로 업그레이드하는 것이 간단하다는 것을 알았습니다.

Camera Link와 GigE 인터페이스가 당시 시스템 속도의 한계였다는 점을 고려하면 CXP는 매우 반가운 혁신이었습니다.

CXP v2.1 표준은 속도를 더욱 향상시켰습니다. 원래 버전의 대역폭을 효과적으로 두 배로 늘린 10Gbps(CXP-10) 및 12.5Gbps(CXP-12)라는 두 가지 엄청나게 빠른 새로운 속도를 도입했습니다. CXP는 카메라당 케이블 1개(단일)에서 2개(이중) 또는 4개(쿼드)까지 확장 가능하므로 CXP 2.1 프로토콜은 케이블 4개를 사용하는 경우 쿼드 링크 카메라 1개에서 최대 50Gbps의 대역폭을 안정적으로 달성할 수 있습니다. CXP-12는 10Gbps를 전송할 수 있는 10GigE 및 USB 3.1 Gen 2보다 앞서 제공됩니다.

또한 CXP v2.1에는 GenICam 일반 프로그래밍 인터페이스 및 GenDC(Generic Data Container)에 대한 지원이 추가되었습니다. GenDC는 다양한 종류의 데이터를 표현, 전송 또는 수신하는 데 사용되는 모듈입니다. GenDC는 2D, 3D, 다중 스펙트럼과 같은 머신 비전 관련 이미지 데이터뿐만 아니라 추가 정보, 히스토그램, 통계와 같은 메타데이터도 대상으로 합니다.