ELV-Ratgeber im Bereich "Sicherheitstechnik"

ELV-Ratgeber zu: Videoüberwachung – wählen Sie die richtige Technologie!

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Anforderungen an eine Videoüberwachungsanlage sind unterschiedlich, und so unterschiedlich sind auch die zahlreichen inzwischen vorhandenen Technologien – von der preiswerten Analogtechnik, über die digitale und vielseitig nutzbare IP-Technik bis hin zu den modernen HD-Techniken mit unkomprimierter, hochwertiger Bildausgabe.

Jede der derzeit eingesetzten Technologien hat ihre Vorteile und ihren Einsatzbereich, von der einfachen Raum- oder Türberwachung über die Einbindung in ein Computernetzwerk und den Zugriff aus der Ferne bis hin zur hochauflösenden, ja sogar unkomprimierten Signal- und Datenübertragung, auch über lange Kabelstrecken, mit höchster Detail-Auflösung, z. B. für die Nummernschilderkennung auch aus größerer Entfernung.

Analoge Technik
Dies ist die traditionelle Kameratechnik mit der Ausgabe eines analogen Videosignals bis zur sogenannten D1-Auflösung von 720 x 576 Pixel (PAL). Ausgereifte Technik, zahlreiche Bildverbesserungstechniken wie (partielle) Bildaufhellung, Ausmaskierung von Blendzonen, Gegenlichtkompensation, IR-Cut-Filter usw. sorgen hier für eine gute Bildqualität im Rahmen der maximal erreichbaren Auflösung. Vorteile sind ein günstiges Preis-Leistungs-Verhältnis, ein einfacher Systemaufbau, die Übertragbarkeit über viele Kabelarten und eine weitverbreitete Kompatibilität analoger Komponenten inklusive Einbeziehung von Consumer- TV-/Videotechnik.

Die Spitze der analogen Technik markiert die 960H-Technik mit einer Auflösung von 976 x 494 Pixel. Dies passt die Kamerabildausgabe nicht nur an das heutige 16:9-Bildformat von Monitoren an, auch die Detaildarstellung ist deutlich verbessert gegenüber D1.

Hier geht es zu den Analogen-Kameras (CCTV)

IP-Technik
IP-Kameras werden direkt in ein Computernetzwerk (Ethernet – LAN/WLAN) eingebunden und sind so auch über dieses, inklusive via Internet bzw. andere Weitverkehrsverbindungen, erreichbar. Kameraseitig setzt sich hier zunehmend die HD-Technik mit ihrer hohen Bildauflösung von 1920 x 1080 Pixel durch. Zur digitalen Übertragung werden die Bilddaten hier komprimiert, wobei hochwertige Kompressionsverfahren zur Vermeidung von Artefakten, wie die weitverbreitete und durch die digitale Videoaufzeichnung auf Überwachungsrecordern bekannte H.264-/H.265-Kompression, zum Einsatz kommen. Die Kompression hat aber auch den Nachteil der nicht verzögerungsfreien (Latenz) Signalübertragung. IP-Kameras agieren als netzwerkfähiges Gerät mit LAN-Schnittstelle (RJ45) oder/und WLAN-Schnittstelle. Sie verfügen über einen internen Web-Server, der die Fernkonfiguration und den Fernzugriff sowohl über normale Web-Browser als auch über speziell auf die Kamera abgestimmte Software (CMS – Content Management System, beinhaltet Konfguration, Verwaltung, Zugriffsrechtevergabe, lokales Monitoring und lokale Aufzeichnung) möglich macht.

Hier geht es zu den IP-Netzwerkkameras

HD-SDI-Technik – verlustfreie Übertragung mit Digital-Interface
Um die höchstmögliche Videoauflösung, die eine HDKamera mit bis zu 1920 x 1080 Pixel (Full-HD) ausgeben kann, auch verlustfrei und in Echtzeit wiedergeben zu können, ist eine unkomprimierte und unverschlüsselte Datenübertragung notwendig. Dafür hat sich in der Studiotechnik die professionelle Bildübertragungs-Schnittstelle HD-SDI (SDI = Serial Digital Interface) nach der Norm SMTPE 292M etabliert. Über diese Schnittstelle ist es z. B. möglich, ein vorhandenes Überwachungssystem, das auf Koaxialverkabelung (75 Ω, BNC, RG59- Kabel) basiert, auf HD-Übertragung umzurüsten, ohne das Kabelnetz austauschen oder auf ein Computernetzwerk umrüsten zu müssen. Die HD-SDI-Übertragung erfolgt mit hohen Bitraten von bis zu 2,970 GBit/s (Full- HD, 1080p). Neben den Bild- und Tondaten sind per SDI auch weitere Daten wie z. B. Steuerdaten, übertragbar. Die Leitungslängen betragen für HD-SDI max. 100 m. Als Kabelverbindung sind sowohl Koaxialkabel (75 Ω, BNC-Anschluss) als auch Glasfaserkabel einsetzbar. Für Anschluss/Aufzeichnung sind Geräte mit HD-SDIInterface notwendig.

Hier geht es zu den HD-SDI Kameras

HD-TVI-Technik – verlustfreie Übertragung ohne digitale Schnittstelle
HD-TVI (High Definition Transport Video Interface) ermöglicht die Übertragung von verlustfreien (Full-HD-) Bildern in Echtzeit ohne zusätzliches Digital-Interface und über nahezu beliebige Kabel, also neben den üblichen Koaxkabeln (RG59, bis 300 m) auch über Netzwerkkabel (bis 200 m) oder normale Zweidrahtleitungen. Für die Reichweitenerhöhung sind Repeater notwendig. Als Recorder ist ein TVI-fähiger Recorder erforderlich. Ein weiterer Vorteil: Durch Entfall des Digital-Interfaces ist die Technik kostengünstiger als HD-SDI-Technik.

Hier geht es zu den HD-TVI Kameras

HD-CVI-Technik – noch vielseitiger, störungsfrei, weitreichend
HD-CVI (High Definition Composite Video Interface) ermöglicht die Übertragung von (HD-/Full HD-)Bildern in Echtzeit ohne zusätzliches Digital-Interface und über nahezu beliebige Kabel, also neben den üblichen Koaxkabeln (RG59) auch über Netzwerkkabel oder normale Zweidrahtleitungen. Die größten Vorteile im Vergleich zu HD-TVI sind neben der speziellen Bildaufbereitung durch Separierung von Helligkeit und Farbe und damit höherer Bildqualität die gleichzeitig mögliche Audiound PTZ-Signalübertragung, die durch automatische Signalanpassung deutlich höhere Kabelreichweite ohne Repeater von bis zu 650 m sowie die hohe Störfestigkeit und vor allem die Kompatibilität zu Analog/960H, da hier ein Composite-Interface zum Einsatz kommt. Auch diese Technik ist einfach installierbar und kostengünstig. 

Hier geht es zu den HD-CVI Kameras

Vorhandene Strukturen weiter einsetzen
Will man von einer einfachen analogen Videoüberwachungsanlage auf eine der neuen Generationen HDSDI, HD-TVI oder HD-CVI umrüsten, kann ein vorhandenes Koaxialkabelnetz weiter eingesetzt werden. Dabei werden je nach neuem System unterschiedliche Reichweiten erreicht. Will man mehrere Systeme mischen, ist dies durch den Einsatz eines Universal- Digitalrecorders möglich.

Systemvergleich Videoüberwachungs-Technologien

  Analog PAL Analog 960H IP (Netzwerk) HD-SDI HD-TVI HD-CVI
Max. Auflösung 720 x 576 Pixel 976 x 494 Pixel 1920 x 1080 Pixel 1920 x 1080 Pixel 1920 x 1080 Pixel 1920 x 1080 Pixel
Koaxkabel (RG59)
Netzwerkkabel
Zweidrahtleitung
Echtzeit-Übertragung
Ton-/Daten-Übertragung / /
Max. Leitungslänge (ohne Verstärker) ca. 300 m ca. 300 m ca. 100 m ca. 80–100 m ca. 300 m ca. 650 m


Systemvergleich im Video – überzeugen Sie sich selbst!

Wir haben für Sie ein Produktvideo erstellt, in dem die oben aufgeführten Systeme mit den erreichbaren Videoqualitäten vorgestellt und anhand von Vergleichsaufnahmen verglichen werden.
Hier können Sie sich anhand der Videobeispiele von den Stärken und Vorteilen der einzelnen Systeme (Analog – HD-SDI – TVI) überzeugen und selbst entscheiden, welches System zu Ihren Anforderungen passt: Reicht eine allgemeine Überwachung und Aufzeichnung, z. B. des Hauseingangs? Dann kann ein Analog-System ausreichen. Oder wollen Sie den Besucherverkehr auf Ihrem Firmenparkplatz erfassen, und ggf. die Kennzeichen von Fahrzeugen erfassen? Dann sind die hochauflösenden Systeme das Mittel der Wahl, ebenso, wenn es darum geht, u. a. auch bei Dunkelheit Gesichter genau zu identifizieren, etwa in einem Ladengeschäft oder an einem Schalter. Denn hier zählen bei Alarmierung und Übertragung nicht nur jede Sekunde, sondern auch das letzte Detail.
Unser Vergleichsvideo gibt Ihnen eine Entscheidungshilfe für jeden denkbaren Einsatzfall.



Häufig verwendete Fachbegriffe aus dem Bereich Kameratechnik

Fachbegriff Erklärung
Ausgabeauflösung Wird in TV-Linien angegeben, ein PAL-/TV-Bild hat vergleichbar 625 TVL
Auto-Shutter Automatische Belichtungszeit bzw. Blendensteuerung, z.B. 1/50–1/100.000 s
Bildpunkte Anzahl der Pixel des Bildsensors, ein PAL-/TV-Bild in voller Auflösung hat 768 x 576 Pixel, ein Full-HD-/TV-Bild hat 920 x 1080 Pixel
Bildsensor Erfasst das Bild und wandelt die Informationen z. B. in Zusammenarbeit mit dem Bildprozessor in das letztendliche Bild um.
Folgende Sensoren werden häufig verwendet:

CMOS-Sensor (Complementary metal-oxide-semiconductor). Dieser Sensor hat einen geringen Strombedarf. Die korrekte Bezeichnung des CMOS-Sensors lautet eigentlich APS-Sensor (Active Pixel Sensor).

CCD-Sensor (charge-coupled device). Dieser Sensor hat gegenüber dem CMOS-Sensor einen größeren Strombedarf und wird in Kameras zunehmend von dem CMOS-Sensor verdrängt.
Bildrate Die Bildrate (auch Bildwechselfrequenz genannt) beschreibt die Anzahl der Bilder, die pro Sekunde übermittelt werden, 30 fps = 30 Bilder/s
BLC (Back Light Compensation) Back Light Compensation verlagert den Messpunkt für die Helligkeitssteuerung vom Bildmittelpunkt auf die Bildränder, um unterschiedliche Helligkeitswerte im Bild auszugleichen.
Brennweite Abstand zwischen Sensor und Objektiv, höhere Brennweite ergibt einen höheren Vergrößerungsfaktor, aber einen kleineren Bildwinkel.
D1 1986 von Sony eingeführtes unkomprimiertes digitales Magnetaufzeichnungsverfahren mit höchster Qualität und 720 x 576 Bildpunkten.
HLC/HSBLC (Blendlichtkompensation) Kameras mit HLC (Highlight Compensation) oder HSBLC (High Speed Backlight Compensation) ermöglichen auch bei hellem Gegenlicht oder großer Hintergrundhelligkeit hervorragende, kontrastreiche Aufnahmen, die weder über- noch unterbelichtet sind.
IR-LED (Infrarot-LED) Kameras mit Infrarot-LEDs ermöglichen Nachtaufnahmen durch die Aussendung von Licht in einem für den Menschen nicht sichtbaren Wellenlängenbereich von 800-1000 nm.
Mindestlichtstärke Angabe in Lux, zum Vergleich: Das Leuchten einer Kerze entspricht 1 lx, Mondlicht: 0,25 lx, Straßenbeleuchtung: 10 lx
MPEG-4 Komprimierungsformat für Videoaufnahmen, das mit dem Zusatz AVC (Advanced Video Coding) dem H-Standard H.264 entspricht.
ONVIF (Open Network Video Interface Forum) Das Open Network Video Interface Forum (Offenes Forum für Netzwerk-Video Schnittstellen) ist ein globaler, offener Standard für IP basierte Sicherheitsprodukte, wie z. B. Überwachungskameras die per LAN oder WLAN angeschlossen werden und untereinander kommunizieren können und auch über diese Schnittstellen angesprochen werden können.
POE (Power over Ethernet) Bei POE (Power over Ethernet) werden netzwerkfähige Geräte über achtadrige Ethernetkabel mit Strom versorgt. Hauptvorteil dabei: Man spart das Stromversorgungskabel ein und kann so auch an schwer zugänglichen Stellen oder in Bereichen, in denen viele Kabel stören würden, Ethernet-angebundene Geräte installieren.
Privatzonenmaskierung Bei Verwendung einer Kamera mit Privatzonenmaskierung oder -ausblendung können gewisse Bereiche der Live-Ansicht zur Wahrung der Privatsphäre abgedeckt werden.
PTZ (Pan Tilt Zoom) Mit PTZ-Kameras ist besonders im Rahmen der Videoüberwachung ein Schwenken (Pan), Neigen (Tilt) und Zoomen möglich.
VGA (Video Graphics Array) Der VGA-Anschluss (Video Graphics Array) ist ein analoger Bildübertragungsstandard für Stecker- und Kabelverbindungen zwischen Grafikkarten und Anzeigegeräten.
Videokompression Videokompression dient vor allem der Reduzierung der benötigten Übertragungsbandbreite und der Speicherplatzreduzierung. Die aktuell am weitesten verbreiteten Verfahren sind H.264 und H.265 (HEVC: High Efficiency Video Coding). H.265 ist der offizielle Nachfolger der Verfahrens H.264.
WDR (Wide Dynamic Range) ) Technologie zum Ausgleich von starken Helligkeits- und Kontrastunterschieden: Bei Kameras mit Wide Dynamic Range-Funktion werden zu helle Bildbereiche abgedunkelt und die dunklen Bereiche aufgehellt. So können z. B. die Gesichter von Personen gut erkannt werden.
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