万兆网10GigE：高带宽易实施的明智选择(下)

　　在“10GigE：高带宽易实施的明智选择(上)”中，我们从数据带宽、传输距离、成本、安装便捷度等方面对比了万兆网接口和其他主流接口，并详述了其基本概念和技术特点。本期文章将延续上期，从万兆网的优势、万兆网相机的选型和配件配置，以及在不同行业中的应用展开探讨。

　　04 万兆网的优势

　　4.1高数据带宽

　　目前主流接口中， GigE的数据带宽为1Gbps，USB 3.0为3.2Gbps，Camera Link为6.8Gbps(80-bit)，10GigE为10Gbps，CXP-6为25Gbps(4link)。其中，万兆网的带宽仅次于CoaXPress，是高数据带宽的代表接口之一。

　　4.2高性价比

　　我们可以对比在不同接口的方案下的1G带宽成本。

　　图4-5 不同接口下的1G带宽成本

　　从成本价格上来看，USB 3.0与10GigE均具备高性价比优势。然而，USB 3.0的传输距离受限较大，标准无源铜缆仅为3-5m，有源铜缆也只能达到8m左右的距离;此外，USB 3.0由于缺少重发包等数据保护机制，面对丢帧等问题无法进行数据补救。

　　因此，当遇到复杂的视觉应用场景时，USB 3.0接口往往显得力不从心。而10GigE的高数据带宽、长传输距离、高性价比以及优异的数据保护机制能够保证万兆网系列相机更稳定地运行。

　　4.3易实施、易开发

　　众所周知，以太网协议具备高兼容性，可通过更换网卡和网线便能从GigE轻易地升级为10倍带宽的10GigE，操作难度低，架设复杂度低，能够适应100m内的远距离传输场景;且高带宽配件可向下兼容GigE设备。此外，10GigE还具备易开发的特性，能够基于GigE Vision协议可直接做数据迁移，方案成熟稳定，可利旧。

　　4.4可获得性强

　　相较于CoaXPress和Camera Link线缆、采集卡等配件的高厂商品牌强限制性(往往可选择性只有寥寥数家)，以太网相关配件在全球范围内均具备较高的普及性，市面上供货商可选择性很多，用户可根据使用喜好以及配置需求等进行选择。

　　得益于以太网配件的易得性，其价格同样要比CoaXPress、Camera Link等低许多，是更多用户的选择。

　　05 万兆网方案

　　作为千兆网的升级，万兆网并非简单地将千兆网的带宽和传输速率提高到10倍，其还需要囊括可拓展性，灵活性、易于安装、稳定性强等多种特性，同时也具备了GigEVision的各种优势与限制。

　　相较于时下其他高带宽接口，万兆网系统的线缆、采集卡的价格更低，易得程度较高，且市面上软件的兼容度也很高，易用性强，十分适用于机器视觉的各类应用。

　　海康机器人的万兆网相机有12MP、25MP、31MP和65MP等分辨率选项，在万兆网的10GigE的带宽下，其帧率分别能达到68fps、40fps、17fps以及15.5fps。仅仅使用一根网线，万兆网方案便能达到超过Camera Link的带宽和帧率，是便捷性和性价比的优异体现。

　　除相机外，万兆网方案还需配搭万兆网线缆、万兆网卡、以及较高的主机配置。海康机器人可提供3m和5m等不同长度的万兆网线缆，单口或双口万兆网卡，以及IPC系列工控机，能够保证万兆网相机的稳定运行。

　　图5-1 相机连接网卡示意图

　　相对来说，万兆网方案对于工控机的内存环境要求比较高，且数量越多，对内存要求有明显提高。单口万兆网相机一般至少需要在双通/1600Mhz内存下才能正常运行，但内存不够的话仍然无法进行其他相机取流等操作，否则长时间运行下会有丢包风险;推荐双通/1600Mhz 16G的内存配置，稳定性会有显著提升。

　　双口万兆网卡同时运行则推荐内存提升至64G，搭配海康机器人推荐的双口万兆网采集卡，可保证稳定运行。因此，在进行万兆网方案布设和选型的时候，需要尤其注意相关内存要求。

　　06 应用场景

　　如今，在众多检测行业的应用领域中，万兆网相机都是不可缺席的一员。凭借着高带宽、远距离传输以及低复杂度的架设环境的优势，万兆网方案可在光伏和PCB相关应用上大展手脚。

　　6.1 光伏

　　太阳能组件主要有电池片、互联网、汇流条、钢化玻璃、EVA、背板、钛合金、硅胶、接线盒这九大核心组成部分。其中，电池片的工艺流程可分为硅片预检、制绒、扩散制结、等离子刻蚀、去磷硅玻璃(PSG)、镀膜(PECVD)、丝网印刷、烧结、测试分选等。

　　在这些环节中，均可采用视觉技术进行外观缺陷、划痕等检测。海康机器人25MP万兆网相机凭借40fps的帧率，满足缺陷检测的高速高分辨率的需求，能够很好地排查出太阳能电池表面的断栅、缺角、色差、脏污、裂纹等缺陷，可提高太阳能电池片的生产效率。

　　6.2 SMT AOI

　　如今的电路板较从前要复杂的多，一块电路板会有数千个焊接接头，这些都是容易出现问题的地方。因此，人工检查也逐渐难以支撑越来越密集、复杂的电路板检测需求。为了保证产品的高质量、需要非常快速、非常可靠的方法，自动光学检测(AOI)也就应运而生，是现今集成电子测试策略中必不可少的工具。

　　在PCB AOI中，以下几个流程是最为主要的检测关键点：

　　■ 刷锡后贴片前(锡膏检测SPI)

　　检测是否出现桥接、移位、无锡、锡不足，一般要求3D检测;

　　■ 贴片后回流焊前(炉前AOI)

　　检测是否出现移位、漏料、极性、歪斜、脚弯、错件等;

　　■ 回流焊或波峰焊后(炉后AOI)

　　检测是否出现少锡/多锡、无锡、短接、锡球、漏料、极性、移位、脚弯、错件，部分有3D检测需求;

　　目前，SMT需要借助锡膏印刷机、锡膏检测设备、贴片机、AOI设备、回流炉、上下板机、接驳设备、返修台等。海康机器人12MP万兆网相机可以很好地应用于其中的2D检测项目，凭借满分辨率下的68fps高帧率，能够轻松满足SMT AOI下的快速进料的需求，提高PCB生产的效率。

　　07 总结

　　GigE Vision无疑是目前市场占有率最高，优势较为明显的数据传输协议，10GigE则是在原协议基础上突破了GigE的带宽上限，这令GigE Vision系列接口相机有着更加广阔的发展空间。

　　海康机器人采取特有的优化出图、引入流控机制、丢包重传、客户端支持一键优化等多种方式，能够从PC端、网卡端、相机端、软件端来全方位地提升网口系列相机的数据传输，保证相机又快又稳定地出图。