Digital Ethernet

Der entscheidende Vorteil bei den Ethernetlösungen von Stoneridge-Orlaco ist, dass die hochmoderne Bildanalyse jetzt auch in den ruppigen Umgebungsbedingungen industrieller Fahrzeuge eingesetzt werden kann. Unsere Ethernet-Kameras kommen zum Beispiel bei zahllosen F&E-Teams rund um den Globus zum Einsatz, um Algorithmen zur Bildanalyse an deren Fahrzeugen zu testen. Dadurch fungiert die Kamera immer mehr wie ein Sensor. So etwas war früher undenkbar.

Mit der richtigen Kamera und den anwendungsspezifischen Algorithmen sind Ideen wie die Personenerkennung rund um einen Bagger oder Lkw, die Pflanzenanalyse für landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge oder das Scannen von Ladungen bei Transportunternehmen nun tatsächlich umsetzbar. Gezielt kombiniert sorgen diese beiden Elemente für optimale Effizienz und Sicherheit rund um Ihr Fahrzeug – an Land oder auf dem Wasser.

Geringe Latenz

Bei einer Analogkamera wird das Videosignal von der Kamera über ein Koaxialkabel eins-zu-eins auf den Monitor übertragen. Bei der Analogtechnik tritt keinerlei Verzögerung auf, doch die Bildauflösung und die Anzahl der Bilder pro Sekunde sind begrenzt.

Bilder pro Sekunde

Die Anzahl der Bilder pro Sekunde lässt sich mit einer Ethernet-Kamera bedarfsgerecht anpassen. Bei einer höheren Bildrate entsteht ein Bild mit flüssigeren Bewegungen. Doch je mehr Bilder pro Sekunde man wählt, desto mehr Daten pro Sekunde werden übermittelt und desto mehr Bandbreite ist nötig. Es ist auch möglich, die Bilder stärker zu komprimieren, womit allerdings die Bildqualität abnimmt.

Verschiedene Ethernet-Technologien

Für seine Kameras nutzt Stoneridge-Orlaco zwei verschiedene Ethernet-Technologien. Fast Ethernet und Automotive Ethernet. Dabei kommen auch verschiedene Protokolle zum Einsatz.

Fast Ethernet (100BASE-TX)

Fast Ethernet 100BASE-TX ist – wie der Name schon sagt – eine schnelle Ethernet-Variante und der weltweit am meisten genutzte Fast-Ethernet-Medientyp. Für diese Technologie werden Twisted-Pair-Kabel verwendet. Für jede Übertragungsrichtung wird ein Paar gedrillte Kabel genutzt. Das sorgt für einen Vollduplex-Betrieb mit einer Übertragungsrate von 100 Mbit pro Sekunde und Richtung. Die maximale Kabellänge ist dabei allerdings auf 100 Meter begrenzt.

Sehr vorteilhaft am Fast Ethernet ist das hohe Maß an Standardisierung. Dadurch können diese Kameras problemlos mit existierenden LAN-Netzwerken verbunden werden. Außerdem sind diverse Anschlüsse und Switches auf dem Markt, die diesem Standard entsprechen. So können Kameras von Stoneridge-Orlaco auch mit HMIs von Drittparteien kommunizieren.

TCP/IP
Ethernet funktioniert mit Übertragungsschichten. Zusätzlich zur Ethernet-Schicht sind Netzwerkprotokolle im Einsatz. Das bekannteste und am meisten verwendete Protokoll heißt TCP/IP. Das meist als IP abgekürzte Internet Protocol ist ein Netzwerkprotokoll, mit dem Geräte in einem Computernetzwerk miteinander kommunizieren können. Das Transmission Control Protocol (TCP) ist ein Protokoll, das zur Datenübertragung über Netzwerkverbindungen eines lokalen Netzwerks oder über Internet verwendet wird. In ihrer Kombination spricht man dann vom Protokoll namens TCP/IP. Das TCP hat den Vorteil, dass anhand einer eingebauten Kontrolle geprüft wird, ob Datenpakete gut beim Empfänger angekommen sind. Falls ein Paket nicht gut angekommen ist, kann das Empfängergerät (Monitor/Computer) das Paket erneut anfordern, sodass es dennoch einwandfrei das Zielgerät erreicht. Stoneridge-Orlaco nutzt diese Technologie für die AF-Zoom HD-E-Kameras.

RTP über UDP
Zusätzlich zum TCP/IP nutzt Stoneridge-Orlaco auch das RTP über UDP und AVB. RTP steht für Real-time Transport Protocol. Es ist ein Protokoll zur Übertragung audiovisueller Daten über das Internet. UDP steht für User Datagram Protocol und wird als Transportschicht für die Daten genutzt. Das UDP funktioniert im Grunde wie das TCP, führt aber keine Fehlerkontrollen durch. Daher ist das UDP schneller als das TCP, aber auch weniger zuverlässig bei der Datenübertragung. Aus diesem Grund wird das UDP auch vorwiegend in Situationen verwendet, in denen Schnelligkeit wichtiger ist als eine zu 100 % fehlerlose Verbindung. Das ist etwa beim Video-Streaming der Fall. Stoneridge-Orlaco nutzt diese Technologie für die EMOS-Kameras. Dabei wird eine extrem niedrige Latenz ermöglicht.

AVB
Die EMOS-Kamera ist auch mit Audio Video Bridging (AVB) erhältlich. Ähnlich wie das RTP ist auch AVB ein Protokoll für die Übertragung von Audio- und Video-Streams über ein Ethernet-Netzwerk. Im Gegensatz zum RTP, das auf der UDP-Schicht arbeitet, ist AVB jedoch auf der MAC-Schicht aktiv.

Automotive Ethernet (100BASE-T1): BroadR-Reach

Automotive Ethernet 100BASE-T1 ist eine eigenhändig von der Automobilindustrie entwickelte Ethernet-Variante. Es handelt sich um einen Ethernet-Standard für Anwendungen im Automobilbereich, der branchenintern auch BroadR-Reach genannt wird. Dank der BroadR-Reach-Technologie können mehrere Systeme im Fahrzeug über ein ungeschirmtes Single-Twisted-Pair-Kabel gleichzeitig auf Informationen zugreifen. Die Technik wurde für Anwendungen entwickelt, bei denen mehr Brandbreite erforderlich ist, etwa für hochmoderne Infotainment-Systeme und digitale Rückfahrkameras. Für selbstfahrende und vernetzte Autos (Connected Vehicles) ist eine schnellere Netzwerktechnologie sogar entscheidend.

Automotive Ethernet bietet den Vorteil, dass mehr Anwendungen über dieselben Kabel laufen können. Kabelbäume und Verkabelung zählen mit zu den teuersten Fahrzeugkomponenten. Mit dem Automotive Ethernet sind Einsparungen von bis zu 30 % beim Kabelgewicht und bis zu 80 % bei den Arbeitskosten realisierbar. Hinzu kommt, dass auch die Kabelkosten wesentlich geringer ausfallen. Denn für die Adern ist kein Schirm zum Schutz vor Störaussendungen erforderlich. BroadR-Reach Ethernet erfüllt die EMV-Anforderungen für Automobilkomponenten.