Hallo,
da ich eine große Datenmenge(ca. 250 MB/s) über eine große Strecke(ca.
1.5 km) in Echtzeit zu übertragen habe, frage ich, wie dies in der Regel
geschieht.
Dabei kommen die Daten von 2 Quellen.
Ich dachte mir, ein MUX, der schnell genug(ca. 1 GHz?) Kanal wechselt,
würde die einfachste Lösung sein, allerdings habe ich weder einen
solchen MUX gefunden, noch das Synchronisationsproblem gelöst:
Wenn am Sender der MUX von einem Binärzähler, der von einem Takt gleich
der Multiplexfrequenz inkrementiert und nach jedem 3. Takt resettet
wird, die Kanalauswahl erhält, wobei einer der Synchronisation dient und
deshalb deutlich hochfrequenter als der MUX-Takt sein muss(ca. 10 GHz?),
und am Empfänger die selbe Schaltung mit Unterschied der
Resetbeschaltung des Zählers, die hier an einem Frequenzdetektor für die
Synchronisationsfrequenz noch vor dem MUX liegt, könnte dies für
niedrige Frequenzen durchaus funktionieren, oder irre ich mich da?
(Langer Satz :))
Ich habe mal versucht es aufzuzeichnen(im Anhang, leider mit PSD,
deshalb etwas seltsam).
Wie kann man solche Datenmengen speichern?
Ich suche µCs, die die Daten in Empfang nehmen ( evtl. über
Schieberegister, dann müsste er nur 1/16 der Geschwindigkeit haben
oder?)
und speichern.
Ich hoffe, was ich geschrieben habe ist einigermaßen verständlich....
Vielen Dank für Antworten!
also bist du dir bei 250Mbyte/s sicher das du das mal ebend so machen
willst.
Das sind 2GBit/s.
Die Frage ist ja wie lange kommen die Daten mit dieser Datenrate an,
wenn es wirklich "lange" ist dann haben musst du selbst im
Server-Bereich schon richtig gute Komponenten zusammen stellen das er
diese Datenrate verarbeiten kann.
Ich könnte mir nur vorstellen das du die Daten "irgendwie" auf eine
Gigabit Ethernet bekommt, zur not halt 3 Leitungen. Diese 3Leitungen
gehen dann auf einen Switch, welcher ein 10Gbit/s Uplink über Glasfaser
hat. Dann geht es über eine Monomode Faser über die 1.5km und auf der
anderen Seite kommt dann wieder ein Switch der es auf 3 Ehternet
aufteilt und diese dann einem PC zuführt (Port-Trunking). Dann sind sie
schon mal im Server dort musst du sie mit passenden Software "nur" noch
auf die Festplatten schreiben.
250MByte/s in Echtzeit. Ueber 1.5km. Ein schoenes Projekt. Zuerst muss
mal ein Medium her, dass hinreichend wenig Daempfung bei dieser
Geschwindigkeit hat. Eigentlich nur Glasfaser. Eine Funklizenz haste
nicht und das Wissen sowas drahtlos zu machen ist auch schon eine
Barriere. Dann einen Modulator, demodulator, Laser und Photodiode.
Beides ab Stange. Woher die Daten kommen und wohin sie gehen beleiben
das Geheimnis des Posters. Es ist etwas schneller als 1GBit, also muss
noch was her, dass die 2.5GBit auf 3+ Straenge zu 1GBit runterbricht.
Oder ein spezieller Mehrdiskcontroller, Alles in sich selbst schoene
Projekte. Kohle ist genuegend da ?
Naja, ein schneller FPGA, vielleicht ein Virtex 4 mit RocketIO und
passende Glasfaser-Transmitter das geht schon....ist sportlich, aber
machbar. Die RocketIOs schaffen das locker. Kostet allerdings alles
etwas und ein bisschen fit in HF-Leiterplatten-Design sowie VHDL sollte
man schon sein.
> große Datenmenge(ca. 250 MB/s)
Menge ist nicht Geschwindigkeit.
Eine Datenmenge sind z.B. 250 MByte, eine Geschwindigkeit sind z.B. 2
GBit/s.
Ich würde sagen, wer das miteinander verknotet, sollte zum Üben mal bei
geringeren Baudraten anfangen... :-/
> deutlich hochfrequenter als der MUX-Takt sein muss(ca. 10 GHz?),
Das sind schon extreme Frequenzen, die du wahrscheinlich gar nicht,
auf jeden Fall sicher nicht mit Hobby-Selbstbasteleien handhaben werden
kannst.
BTW: Mit solchen Frequenzen röste ich mein Abendessen...
> Ich suche µCs, die die Daten in Empfang nehmen ( evtl. über> Schieberegister, dann müsste er nur 1/16 der Geschwindigkeit haben> oder?) und speichern.
Gigahertz und uC sind inkompatibel.
Du wirst kein Schieberegister für 1 Gigahertz sinvoll verbaut bekommen.
Es gibt passende FPGA, zB das ARRIA GX, oder die schnellen Altera FPGA,
die haben 3.125 GBit Transceiver drin. Mit denen waere so ein Vorhaben
denkbar. Dann noch ein Laser/Photodioden paar dran und gut ist. Es wird
aber keines fuer 50 Euro geben. Dann noch eine Multilayer Leiterplatte,
alles drauf.
@ Chris S. (m345)
>Es gibt solche IC´s, die bündeln 4 Kanäle in einem, RS hat sie im>Angebot, z.B. Müsste aber den Papierkatalog von RS rausziehen, um die zu>finden.
Klar, und jeder Traumtänzer pappt die mal eben auf ne Platine.
Dank der Ethernet Lasermodule (Sender/Empfänger) GIB oder wie die
heißen,
ist das nicht mal so weit hergeholt, ohne diese wäre es Aussichtslos.
Als Techniker, wenn die Leitungen noch nicht gelegt sind, würde ich aber
dem Traumtänzer raten, 4 oder 8 Lichtleiter in einem Kabel zu nehmen,
ist meisten billiger.
Aber, wenn ich mir den Thread nochmal anschaue, 250Mbyte, der Author hat
das ja nicht berichtigt, dann sind das schon 2.5Gbit/Sec.
Ich hatte 250Mbit/Sec angenommen, das geht noch, 5Gbit/Sec, dann muß ich
Falk recht geben.
Es stellt sich immer noch die Frage, ob wir hier von einem
kontinuierlichem Datenstrom sprechen. Und was der OP unter Echtzeit
versteht (1.5km verzögern ja schon mal satte 7.5µs ;-)
Oder wie hoch die mittlere Datenrate gemessen über einen längeren
Zeitraum ist.
Wenn solch ein Experte mit der Aufgabe betraut wird, muss man auch
hinterfragen, ob der Auftraggeber Durchblick hat.
Möglicherweise läßt sich durch "intelligente" Vorverarbeitung der Daten
(da ist jetzt mal Nachdenken angesagt) eine deutliche Reduktion der
Datenmenge - Entschuldigung - Datenrate, erzielen.
Hallo,
Ich dachte, im meinem Beitrag würde genug zum Ausdruck kommen, das ich
10 und auch 1 GHz für utopisch halte, deshalb auch dei frage, wie man
solche Datenraten normalerweise handhabt.
Die Daten kommen von 2 Kameras, "Echtzeit" heist hier also mit weniger
als ca. 50 ms verzögerung. Der Datenstrom ist also kontinuierlich.
Natürlich sollte es möglichst billig sein, das es für 50€ nicht geht ist
aber klar...
Vielen Dank für die bisherigen Antworten!
Kameras? Sogar über einen 08/15 Internetanschluss lassen sich
mittlerweile HD-Kanäle streamen. Also: Komprimieren, dann geht das auch
mit vernünftigem Equipment. Ein mittlerer PC sollte das doch hinkriegen.
Also für Bildübertragung zu Vorführzwecken o.ä. lässt sich mit
Komprimierung einiges machen. Aber bei der Bildverarbeitung z.B. zur
Qualitätskontrolle, wo es um jedes Pixel geht, ist Komprimierung gar
nicht oder nur in geringem Maße möglich.
@UnersättlicherFrager (Gast):
Schilder uns doch bitte mal, worum es genau geht (Einsatzbereich,
Weiterverarbeitung).
Was für Kameras sind es denn?
Welche Schnittstelle: Firewire, Cameralink, ... ?
Für die zwei Kanäle kannst du das Signal optisch multiplexen. Dabei
werden die Signale einfach auf unterschiedliche Wellenlängen (Farben)
gelegt und am Ende durch Filter wieder getrennt.
> Also für Bildübertragung zu Vorführzwecken o.ä. lässt sich mit> Komprimierung einiges machen. Aber bei der Bildverarbeitung z.B. zur> Qualitätskontrolle, wo es um jedes Pixel geht, ist Komprimierung gar> nicht oder nur in geringem Maße möglich.
Man wird bestimmt für jeden Einsatzzweck eine passende Komprimierung
finden - notfalls verlustlos.
Wenn es denn WIRKLICH 250MB/s sein müssen, kann man auch 10G Ethernet
nehmen. Gibt es fix und fertig im Laden, 1,5km sind ein Klacks, das
machen die einfachsten Short Range Tranceiver. Allerdings braucht man da
schon ne Monomodefaser, Multimode geht bei 10G IIRC nur bis ein paar
hundert Meter, wegen der Modendispersion.
MFG
Falk
Es ist sich halt die Frage, was billiger ist. Das 19-Zoll-Rack vor Ort
installieren und das eine Bit, das hinten raus kommt, per Klingeldraht
übertragen, oder die geschmeidige Datenautobahn.
Aber im ernst und apropos, wenn der OP das ernst meint mit den 50ms,
wird es schwierig mit MP4.
Der Breakeven, der entscheidet, wo wieviel Aufwand getrieben wird, hängt
sehr enorm davon ab, ob das Kabel eingebuddelt werden soll oder nicht.
Sozusagen: Muss es ein Kabel werden, oder darf's eine Leitung sein?
Mal ne blöde Idee von einem NOOB:
Kann man nicht die Datenrate auf z.B 4 verschiedene Glasfaserleitungen
aufteilen ?
Also beim Sender auf 4 Leitungen aufteilen und beim Empfänger dann
wieder zusammenfügen? Dann braucht man nicht ganz so schnell zu
übertragen, muß allerdings fürs Splitten und Zusammenfügen mehr Aufwand
betreiben.
Aus den 4 Datenspeichern bastelt man sich dann wieder den kompletten
Datensatz zusammen.
MFG
@ mbc (Gast)
>Kann man nicht die Datenrate auf z.B 4 verschiedene Glasfaserleitungen>aufteilen ?
Kann man. Aber das macht einigen Aufwand, vor allem das richtige
Zusammenfassen am Empfänger.
>Aus den 4 Datenspeichern bastelt man sich dann wieder den kompletten>Datensatz zusammen.
Na dann mach das mal schnell ;-)
Kann man alles machen. Macht aber keinen Sinn. 250MB/s also 2,5GBit/s
ist kein Problem mit Glasfaser. Schwieriger ist eher die Anlieferung und
Abnahme der Daten. Ist aber mit einem schnellen FPGA auch machbar.
Ich glaube dass ihr aufhoeren koennt zu posten, der TE hat doch keine
Ahnung von dem, was er da machen will. Sonst haette er sich lange
gemeldet, konkretere Daten genannt usw
@Sachich Nich
Das siehst Du doch völlig falsch. Erfahrungsgemäß bekommt man hier die
besten Antworten, wenn man höchst unpräzise fragt.
Warum all die Leute antworten, weiß ich aber auch nicht.
Das stimmt nicht ganz. Man bekommt die besten Antworten, wenn man zwar
das Problem möglichst genau beschreibt, aber sich dabei möglichst nicht
auf eine gestimmte Lösungsmöglichkeit festlegt, sondern den Antwortenden
alle krative Freiheit lässt ;)
Also ich denke wir kommen hier nur weiter, wenn der OP mehr Infos raus
rückt.
Wir wissen bereits, dass die Daten von Kameras kommen, wir wissen aber
nicht genau welche "Echtzeit" Anforderungen er hat.
Eine unkomprimierte Übertragung halte ich für utopisch, bzw. ziemlich
teuer.
Kann man die Daten auf MPEG4 o.ä. komprimieren, verringert sich die
Datenrate wohl um das Hundertfache. Abgesehen von der
Kompressionshardware und DSL-Modems kostet der "Klingeldraht" für die
2,5 MB/s praktisch nichts
Die Latenz bei den MPEG-Kompressionen wird dabei durch die I-Frames
bestimmt und beträgt wohl mehr als die geforderten (oder evtl sogar aus
der Luft gegriffenen) 50 ms.
Hier müsste man dann auf ein Verfahren wie MJPEG zurückgreifen (falls
erlaubt)
Gruß
Roland
Warum eigentlich keine analoge Signalübertragung? Für jede Kamera (die
ja höchstwahrscheinlich ein BAS- oder FBAS-Signal liefert) einen
HF-Modulator, alle deren Ausgänge in einen Mischer und ab mit dem
Ergebnis in ein geeignetes HF-Kabel. Feddich.
Och, analog is ja langweilig **gg**
und 250 MB/s : 25 Hz ergibt 10 MB/Vollbild
Angenommen die Kamera hat 3Byte/Pixel ergibt dies 3,3 Megapixel -> nix
PAL
Weiterhin muss man wohl die Farbinformationen irgendwie verschlüsseln,
auch hier ist PAL wohl nicht so der "Brüller"
Eine analoge Übertragung über 1,5km mit 100MHz Bandbreite (wie sie hier
wohl erforderlich ist) halte ich zwar für möglich, dürfte aber aufgrund
der Dämpfung (ein RG213 hat ~3db/100 bei 28MHz und ~8db/100m bei 144
MHz) dann doch wieder für aufwändig. Insbesondere ist wohl ein komplexes
Entzerrnetzwerk erforderlich (ich muss aber an dieser Stelle erwähnen,
dass die Analogtechnik/HF nicht so mein Ding ist und hier nur die
Theorie kenne)
Gruß
Roland
Hallo,
tut mir leid, dass ich erst jetzt antworten kann.
Ich habe absichtlich so allgemein gefragt, um zu erfahren, wie eine
solche Übertragung normalerweise gestaltet wird.
Komprimierung ist zu überlegen, allerdings müsste der µC, der diese
vornimmt, von der Geschwindigkeit her auch die Daten unkomprimiert
versenden/empfangen können, oder gibt es so rechenextensive Verfahren?
Für die Speicherung wird sie sowieso unumgänglich.
Die 50ms sind nur ein Anhaltspunkt, es können auch 150 ms werden, mehr
aber nicht, da damit eine manuelle Fernsteuerung überwacht werden soll.
Die Aufgabe ist also Anzeige und Speicherung der HD-Aufnahmen, dabe
sollte dem Sender ein Computer möglichst erspart bleiben.
Analoge Übertragung würde ich nur ungern realisieren, da das Signal
bereits digital vorliegt.
Der Sender liese sich meiner Ansicht nach relativ einfach realisieren -
vorausgesetzt es gibt sehr schnelle Schieberegister und Multiplexer -
dafür würde sich im Empfänger der Aufwand stark erhöhen.
Ich will also noch einmal ganz allgemein fragen - vergesst einfach meine
Angaben - wie eine Datenübertragung über eine längere Strecke mit
mehreren unabhängigen Kanälen mit jeweils 100 MB/s (nur als
Anhaltspunkt) ohne weitere Vorgaben in der Regel aufgebaut wird, wenn
Funk als Möglichkeit nicht zur Verfügung steht, wobei der Aufbau
möglichst billig sein sollte. Kreativität ist also nicht unbedingt
gefragt - es sei denn, jemanden fällt etwas interessantes ein.
Ich denke, Glasfaser ist gegenüber HF-Kabel billiger und einfacher zu
handhaben, nicht nur vom Schaltungsaufwand, sondern auch vom Gewicht
her, gerade bei so großen Strecken, da die Anwendung "halbmobil" ist.
Danke für die zahlreichen Antworten!
Was für Datenraten sind das konkret, 100Mbit/sec, 100Mbyte/sec.
Wenn ich es aber so durchlese, nimm Glasfasern mit 4 oder 8
einzelfasern, kosten kaum mehr als nur eine Faser, und brauchst nicht
multiplexen.
Sich hier den Computer sparen zu wollen macht alles unnötig teuer und
kompliziert.
Einfach für jede Kamera einen Rechner, der komprimiert, ein
gigabit-switch mit Glasfaserausgang, auf der anderen Seite ein Rechner
mit glasfaser-Gigabitkarte.
Sind alles Standardkomponenten und deswegen bezahlbar.
@Hans, Meine Glaskugel sagt mir, dass er eine Art Roboter bauen will und
da keinen Platz für sowas hat.
@OP: Gib mal mehr Infos was du da vor hast! Insbesondere was die Kameras
für Schnittstellen haben? USB, Firewire (oder gar LAN?)
Hallo,
die Glaskugel hat nicht sehr schlecht geraten :)
Vom Platz und der Stromversorgung wird ein Computer ziemlich eng.
Da Prozessoren wie die OMAP von TI doch einiges an Leistung haben,
hoffte ich auf eine computerfreie Lösung.
Die Kamera ist hier direkt der Bildsensor (CMOS), damit ein 10-bit
Paralell-Interface.
Mir fällt nur eins dazu ein: Ein DSP muss her. FPGA macht das auch, aber
da wirst lang dran sitzen bist du das in VHDL reingehackt hast.. (DSP
versteht C)
Außerdem solltest du dich mit digitaler Signalverarbeitung befassen und
optischer Datenübertragung. Eine Aufsplittung deiner Daten auf mehrere
Phasen ist bestimmt eine gute Idee. In der Funktechnik nennt man das
OFDM, macht man bei DSL auch. (Mehrträgerverfahren, bei DSL bis zu 32768
Träger/Frequenzen) Wie das bei Optik ist, weiß ich nicht. Aber keine
Sorge, da bekommst du schnelle Lösungen her. Der Rekord wurde vor
einigen Wochen hier bei mir in Karlsruhe von einem Uni Prof gebrochen,
schneller als Intel. 160Gbit/s über Glasfaser.
Also viel Glück. Bin mal gespannt ob du das hinbekommst! Viel Zeit wirst
du brauchen :-)
Naja, wenn´s schon 10 Bit breit digital rausgeklappert kommt, und kein
Platz für den PC vorhanden ist, würde ich einen dicken FPGA nehmen und
über einen oder mehrere Rocket-IOs das auf die Glasfaser-Transmitter
schieben. Am Ausgang umgekehrt und dann normal weiter verarbeiten, also
an eine Karte für digitale Kameras. Wenn du gleich für jede Kamera eine
Faser nimmst, ist der Aufwand im FPGA überschaubar. DIe Kosten auch, ein
Virtex 4 mit 8 RocketIO kostet etwa 250 USD (Virtex 4 FX 20).
