光ファイバーCoaxPress CXP-12規格準拠フレームグラバーボード CoaXPress-over-Fiberは、既存のCoaXPress仕様の拡張で光ファイバを使った伝送を実現。

CoaXPress-over-Fiber 未来のCoaXPress CoaXPress-over-Fiberとは CoaXPress-over-Fiberは軽量ながら、既存のCoaXPress仕様の重要な拡張で、光ファイバを使った 伝送をサポートしています。CoaXPress (CXP) は、高帯域幅コンピュータビジョンアプリケーションの 事実上の標準です。この仕様の最新バージョンであるCoaXPress 2.0は、CXP-12の速度を、同軸銅ケ ーブルでの12.5 Gbps (毎秒ギガビット) リンクと指定しています。CoaXPressではリンクアグリゲーシ ョンは通例であるため、4つのCXP-12リンクを使えば、50 Gbpsの帯域幅 (12.5X4) は簡単に達成さ れます。CoaXPress仕様の管理はJIIA (日本インダストリアルイメージング協会: http://jiia.org/en/) が担当しています。CoaXPress-over-Fiberは、CoaXPress 2.0仕様へのアドオンという形態で設計さ れています。CoaXPressプロトコルを、そのまま変更せずに、光ファイバを含む標準のイーサネット 接続で実行する手段を提供するものです。そのため、CoaXPress-over-Fiberはイーサネット用に設 計された標準的なエレクトロニクス製品、コネクタ、およびケーブルを使用しますが、プロトコルは イーサネットやGigE Visionではなく、CoaXPressです。 EuresysおよびSensor to Imageは、2018年にCoaXPress-over-Fiberの開発とデモを開始しまし た。2020年の初め頃より、Euresysと、最大手ビジョンメーカーが集まるCoaXPress分科会は、JIIAに おいて、CoaXPress規格へのアドオンとしての仕様の審査に取り組んでいます。 イーサネット接続を使用するメリットは何ですか？ イーサネット接続を使用すれば、CoaXPress-over-Fiberで、イーサネット用に設計された標準的な 低コスト設備 (コネクタやケーブル) を使用できるというメリットがあります。イーサネットはIEEE 802.3標準によって定義されています。これらの標準を活用するということは、CoaXPress-over-Fiber でも、さらに広帯域化を続けるイーサネットの進化を活用するということです。 FAQ - 2020年10月 - CoaXPress-over-Fiber 1 FAQ

光ファイバの使用に関するメリットとデメリットは何ですか？ メリット • 第一に、ファイバ接続には基本的に長さの制限がないため、ケーブルの長さに伴う問題がなく なったことです。 • 光ファイバはより広い帯域幅を提供しています。現在の標準帯域幅は、ファイバ当たり10 Gbps と25 Gbpsで、データセンターで広く使用されています。 • 光ファイバには電気ノイズへの耐性があります。製造フロアや医療分野での応用に大きな優位 性があります。 • 光ファイバは、同等の銅ケーブルよりも軽量で小型であるため、航空機や車両など、このような 特性が不可欠となる用途に適しています。 デメリット 「パワーオーバーファイバ」がありません。光ファイバ内の信号は光を使って伝送されるため、光フ ァイバで送電することは不可能です。カメラなどのデバイスには、別途、電力供給源が必要です。 カメラメーカーにとって、CoaXPress-over-Fiberにはどのような意味がありますか？ CoaXPress-over-FiberはCoaXPress規格のアドオンであるため、既存のCoaXPressカメラは、大々的 な再開発や新しいプロトコルのテストを行うことなく、比較的簡単にCoaXPress-over-Fiberにアップ グレードすることができます。 CoaXPressカメラに既に使用されているFPGAには、イーサネット標準をサポートするための機能が 多数含まれています。IEEE規格の802.3 Clause 46に定義されている10 Gbps媒体独立インターフェ ース (XGMII) が10Gイーサネットの物理レイヤーへの主要アクセスです。このインターフェースの汎 用的な特性により、CoaXPressからPCS/PMA イーサネットサブレイヤーへの信号送信をマッピング することができます。XGMIIを使用することで、CoaXPressは、IEEE規格802.3の条項106に定義され ている25 Gbps媒体独立インターフェース (25GMII) によるさらに高い帯域幅にも対応することがで きます。25GMIIは、論理的にはXGMIIに相当する一方で、それをさらに高速化したバージョンと言え ます。 Euresys関連子会社であるSensor to Imageは、CXPからXGMIIへ、およびXGMIIからCXPへのIPコア をすでに評価目的で提供しています。 Camera / Device FPGA CXP Device CoaXPress-over- XGMII 10Gbps Ser Fiber Ethernet Des IP Core QSFP+ Bridge IP Core PCS/PMA (MGT) Fiber Frame Grabber / Host FPGA Optics CXP Host CoaXPress-over- XGMII 10Gbps Ser IP Core Fiber Ethernet Des QSFP+ Bridge IP Core PCS/PMA (MGT) FAQ - 2020年10月 - CoaXPress-over-Fiber 2 FAQ

CoaXPress-over-Fiberの帯域幅は？ CoaXPress-over-Fiberの初期構成は、単一 QSFP+モジュールにおける4X10 Gbpsで、カメラ当たり 40 Gbpsを達成できます。これは、4本の銅線同軸ケーブルでの4つのCXP-12リンクと同じ総帯域幅 ではありますが、CoaXPress-over-Fiberであれば、4X25 Gbps (= たとえばQSFP28モジュールを使っ た100 Gbps) や4X50 Gbps (=QSFP56モジュールを使った200 Gbps) にアップグレードすることが明 らかに可能です。 CoaXPress Net Bandwidth (Gbps), four links 250 Copper Fiber 200 150 100 50 0 CXP-6 (4x Coax) CXP-12 (4x Coax) CXP-over-Fiber CXP-over-Fiber CXP-over-Fiber (4x 10 Gbps Fiber) (4x 25 Gbps Fiber) (4x 50 Gbps Fiber) エンドユーザーにとって、CoaXPress-over-Fiberにはどのような意味がありますか？ イーサネット接続を活用すれば、CoaXPress-over-Fiberで、イーサネット用に設計された標準的な 低コスト設備 (コネクタやケーブル) を使用できるだけでなく、より高い帯域幅へと継続的に進化す るイーサネットをそのまま利用できるというメリットがあります。エンドユーザーは、さらに高解像度 のイメージング技術だけでなく、より高速な検査速度と信頼性に対する今後の需要にも製品が対応 できることを期待できます。 FAQ - 2020年10月 - CoaXPress-over-Fiber 3 FAQ

CoaXPress-over-Fiberにはどのようなケーブルを使用できますか？ケーブルの最 大長は？ CoaXPress-over-Fiberの最も重要なメリットには、多数のメーカーがすでに多様な接続オプション を提供していることがあります。10 Gbpsの初期的なCoaXPress-over-Fiber接続オプションは、SFP+ とQSFP+ (クワッド、またはSFP+の4倍) モジュールです。 固定インターフェースと比較した場合のモジュールの利点は、用途で必要となる適切なトランシー バをポートに装備できる点にあります。多様なトランスミッターとレシーバーを利用できるため、ユ ーザーは、マルチモードまたはシングルモードファイバで必要な光リーチを提供する上で適したト ランシーバを選択できます。 AOC (アクティブ光ケーブル) トランシーバを装備したEuresys Coaxlink QSFP+ 最初のオプションは、マルチモードファイバ用の40GBASE-SR4 QSFP+光トランシーバモジュールを 使用しています。最大150メートルの光ファイバケーブルでMTP/MPOファイバコネクタを使用して います。このソリューションは、マシンビジョン用途に最適です。 40GBASE-SR4 QSFP+ 850nm 150m MTP/MPO光トランシーバモジュール (MMF用) MTP/MPOファイバコネクタ、最大150メートルの光ファイバケーブルを使用 FAQ - 2020年10月 - CoaXPress-over-Fiber 4 FAQ

2つ目のオプションは、シングルモードファイバ用の40GBASE-ER4 QSFP+ LC DOM光トランシーバ モジュールを使用しています。最大40キロメートルの光ファイバケーブルでLCデュプレックスファイ バコネクタを使用しています。このソリューションは、ビデオ転送用途などに適しています。 40GBASE-ER4 QSFP+ 1310nm 40km LC DOM光トランシーバモジュール (SMF用) LCデュプレックスファイバコネクタ、最大40kmの光ファイバケーブルを使用 ブレイクアウトアクティブ光ケーブルも利用可能です。このケーブルには、片方に40G QSFP+トラン シーバ（フレームグラバー用)、もう片方に4つの10G SFP+トランシーバ (4台のカメラ用) が備わって います。 このソリューションではさらに高速のオプションも利用できる状態であるため、将来的な需要に も対応可能です。SFP28イテレーションは、25 Gbpsの速度に対応できるように設計されていま す。QSFP28 (クワッドSFP28) 系統の場合は、最大100 Gbpsです。QSFP56は、2019年の時点ですでに 標準化されており、主要ベンダーからすでに販売されている製品の最高速度は2倍の200 Gbpsにな っています。安価なアダプタもあり、SFPトランシーバをQSFPポートに設置することができます。 CoaXPress-over-Fiber製品にはどのようなものがありますか？ 2020年10月現在 CoaXPress-over-Fiber規格は正式な認可をまだ受けていませんが、次の製品を評価目的でご利用 いただけます。 • 4つの双方向10 Gbpsリンクを提供するQSFP +ケージを備えたCoaXPress-over-Fiber PCIeフレ ームグラバー「Coaxlink QSFP+」は、Euresysよりカメラメーカーを対象に提供されています。 • CoaXPress-over-Fiber Bridge IPコアは、Sensor to Image よりカメラメーカーを対象に提供さ れています。 私の用途でCoaXPress-over-Fiberを使用するメリットは何ですか？ • 超高速データ/フレームレート • あらゆる長さ要件に対応する多数のアクセサリとケーブルオプション • 低CPUオーバーヘッド、低レイテンシー、ジッターの低い画像の取り込み • 最高のPC当たりのカメラ台数パフォーマンス • 非常に競争力のあるコストパフォーマンス比 • JIIAとIEEEによる標準化による、業界での幅広い採用 FAQ - 2020年10月 - CoaXPress-over-Fiber 5 FAQ

CoaXPress-over-Fiberのジッターとレイテンシーは？ 従来のCoaXPressと比較した場合は？ CoaXPress-over-FiberはCoaXPressプロトコルに基づくものであり、ジッターとレイテンシーに 関すると、CoaXPressと同様に高いパフォーマンスを示します。その上、CoaXPress-over-Fiberは CoaXPressに比べ、より高い転送速度をサポートしているため、ジッターとレイテンシーはさらに改 善されるでしょう。 全般的に、CoaXPressとCoaXPress-over-Fiberは他のビジョンインターフェースとど のように比較されますか？ CoaXPressは以下のユニークな組み合わせにより成功している規格です。 • 高帯域幅 • 低レイテンシー (トリガーレイテンシーを含む) • 高い安定性/信頼性 CoaXPress-over-FiberはCoaXPressであり、上記のメリットを維持するだけでなく、それらをさらに 進展させます。 CoaXPressとCoaXPress-over-FiberはGigE Visionとどのように比較されますか？ 画像転送帯域幅 CoaXPressとCoaXPress-over-Fiberは、リンクアグリゲーションを簡単にサポートすることができ、ほ とんどのCoaXPressカメラでは、現在2つまたは4つのリンクを使用しています。同様に、CoaXPress フレームグラバーは、カード当たり1個から8個の接続を提供しています。CoaXPress-over-Fiber の初期構成は4X10 Gbpsで、合計40 Gbpsです (4つのCXP-12リンクと同じ総帯域幅)。8X10 Gbps = 80 Gbps、4X25 Gbps = 100 Gbps、4X50 Gbps = 200 Gbps に明らかにアップグレード可能です。 一方、GigE Visionによるリンクアグリゲーションは困難であり、ほとんどのGigE Visionカメラはリンク を1つしか使用しません。 画像取り込みの安定性 CoaXPressプロトコルのデータパケットはより単純に管理されます。フレームグラバーまたはインタ ーフェースカードによって行われており、専用ハードウェアを使って、ホストCPUに負荷を与えること なく、低レイテンシーと安定した画像の取り込みを保証しています。 一方、GigE Visionアプリケーションの場合、ドライバーがデータパケットの管理を行う、標準的なネ ットワークインターフェースカード (NIC) を使用するため、ホストCPUに大きな負荷がかかります。 総合的に、CoaXPressは、ホストCPUに負荷をかけることなく、より安定した、信頼性の高い画像転送 を実現しています。速度がさらに高速化するほど、この差がより顕著に現れます。 FAQ - 2020年10月 - CoaXPress-over-Fiber 6 FAQ

どのオペレーティングシステムをサポートしていますか？ CoaXPress-over-Fiberはオペレーティングシステムに依存していません。現在のところ、CoaXPress フレームグラバーは、Windows、Linux、macOS、および特殊な組み込みオペレーティングシステム をサポートしているため、CoaXPress-over-Fiberにもこれが適用されるでしょう。 CoaXPress-over-FiberカメラはGenICam互換ソフトウェアと連携しますか？ はい。CoaXPress-over-FiberはCoaXPressのアドオンであり、GenICamのサポートを必須としています。 CoaXPress-over-Fiber規格の現在の状況は？ 2020年10月現在 EuresysおよびSensor to Imageは、2018年にCoaXPress-over-Fiberの開発とデモを開始しまし た。2020年の初め頃より、Euresysと、最大手ビジョンメーカーが集まるCoaXPress分科会は、JIIAに おいて、CoaXPress規格へのアドオンとしての仕様の審査に取り組んでいます。 最終的な仕様の公開は、数か月以内を予測しています。 一方、2020年1月に、JIIAより、CoaXPressの光ファイバコネクタオプションを詳しく説明した「Optical Interface Guideline for CoaXPress (CoaXPressの光インターフェースに関するガイドライン)」が公 開されています。 FAQ - 2020年10月 - CoaXPress-over-Fiber 7 FAQ