Videoüberwachung: Ein Überblick für Installateure und Eigentümer

Die Grundlagen zur besseren Auswahl von Videotechnik


Es ist wie beim Autokauf: Wenn Sie ein blaues Auto wollen, das von Bremen nach München fahren kann, kommen viele Fahrzeuge in Frage. Eine gute Beratung ist dann schwierig. Wenn es aber zum Beispiel um einen Umzug geht, klappt das mit den meisten Autos nicht – oder ist zumindest nicht effizient. Der Umzug ist in diesem Fall die ausschlaggebende Information, denn er bringt spezifische Anforderungen an das Fahrzeug mit sich. Dass der Umzug eine ausschlaggebende Information ist, muss der Anwender aber wissen – und auch, dass es überhaupt Autos gibt, die extra für Umzüge gebaut sind. Übertragen wir das auf Videoüberwachung: Jede Videoanlage ist individuell und am Anfang steht die Frage: Welches Problem soll die Videoüberwachung lösen?



Das Fundament einer guten Auswahl: Das Anforderungsprofil in der Videoüberwachung


Jedes Projekt und jedes Gebäude ist individuell. Grundlegend sollten Sie deshalb vorab Folgendes klären:

  • Brauchen Sie Live-Bilder von der Videoüberwachung?
  • Soll die Videoüberwachung als Aufzeichnung gespeichert werden?
  • Brauchen Sie eine ereignisabhängige Aufzeichnung?
  • Möchten Sie bei bestimmten Bedingungen und Ereignissen eine
    Benachrichtigung auf dem Mobilgerät erhalten?
  • Brauchen Sie Fernzugriff per Handy oder Tablet auf die Kamera?
  • Wie sind die Lichtverhältnisse – und bleiben sie immer gleich?

Einbruchschutz fördert die KfW bei den ersten 1000 Euro Investitionsvolumen mit 20 Prozent, bei jeweils weiteren 1000 Euro mit 10 Prozent. Eine Umbaumaßnahme von 2000 Euro würde also mit 300 Euro gefördert. Die maximale Förderung der KfW beträgt 1600 Euro. Diese 1600 Euro Gesamtförderung kommen folglich bei 15000 Euro Kosten zustande. Im Detail geht es um folgende Maßnahmen:

Im Sicherheitsbereich sagen wir dazu Anforderungsprofil, manchmal auch „Aufgabenprofil“. Das ist der erste Schritt zur richtigen Auswahl von System, Kamera und Recorder.

Systemauswahl: Die Vorteile und Nachteile analoger Systeme


Auch analoge Kameras liefern heutzutage hochauflösende HD-Bilder – dass die analoge Technik veraltet sei, ist deshalb nicht mehr korrekt und deswegen kein sinnvolles Auswahlkriterium. Um Ihnen die Auswahl zwischen digitaler und analoger Technik zu erleichtern, haben wir die Vor- und Nachteile einmal zusammengestellt:

1. Vorteil: Die Installation analoger Systeme ist einfacher

Sie stecken das richtige Kabel an die Kamera. Das Kabel geht zum Recorder – läuft. Sie brauchen keine aufwändige Konfiguration, um ein Bild auf Ihren Rechner zubekommen. In der Regel müssen Sie auch keine Treiber installieren. Der Recorder geht direkt an den Computer. Einfacher kann Videoüberwachung nicht sein.
 

2. Vorteil: Bei analogen Systemen gibt es (fast) keine Latenzen

Bei analoger Technik gibt es keine für den Menschen merkbaren Zeitverzögerungen in der Übertragung. Denn es gibt schlichtweg keine anderen Geräte, die diese sogenannten Latenzen verursachen könnten. Wenn die Kamera ein Bild überträgt, sehen Sie es in Echtzeit. Wenn es um eine Überwachung geht, in der jede Sekunde zählt,  sind kleinstmögliche Latenzzeiten wichtig. Wenn Sie eine Produktionsstraße überwachen möchten, bei der es einen Not-Ausschalter gibt, darf es keine drei bis fünf Sekunden Latenz geben.
 

 

Achtung bei 12-Volt-Kabeln: Störsignale durch andere Geräte

12-Volt-Leitungen sind nicht so gut geschirmt, wie normale Videokabel. Wenn Sie 12-Volt-Leitungen legen müssen, achten Sie darauf, dass kein anderes Signal „einstreut“. Wenn Gebäude zum Beispiel eine Sendeanlage für Mobilfunk auf dem Dach haben, darf die 12-Volt-Leitung nicht zu nah daran vorbeilaufen. Wir empfehlen einen Abstand von 50 Zentimetern.

3. Vorteil: Mit analoger Videoüberwachung sind Sie sicher vor Hacker-Angriffen

Ein analoges System ist sicher vor Hacker-Angriffen. Denn es gibt nichts zu hacken: Das analoge System ist in sich geschlossen und somit komplett sicher.
 

4. Vorteil: Analoge HD-Recorder kommen mit vielen älteren Bestandsanlagen klar

Die modernen, analogen HD-Recorder unterstützen mehrere Videoformate und sind abwärts-kompatibel. Bestehende Kameras mit Composite Video Ausgangssignal können Sie daher auch weiter nutzen und in eine neue HD Anlage integrieren.


Einziger Nachteil analoger Videoüberwachung:
Sie sind „an der Leine“


 

Achtung bei 12-Volt-Kabeln: Spannungsabfall

Bei zentraler Spannungsversorgung per Video-Kombikabel kommt es je nach Leitungslänge und Kabelquerschnitt zu einem Spannungsabfall. Bei großen Leitungslängen sollte die 12-Volt Versorgung durch ein dezentrales Netzteil in der Nähe der Kameraposition erfolgen.


Die Vorteile und Nachteile digitaler Netzwerk-IP-Systeme


Die Netzwerk-IP-Technik hat einen guten Ruf, weil sie viele neue Funktionen bereitstellt. Aber längst nicht alle Nutzer brauchen diese Funktionen. Und auch die digitale Videoüberwachungstechnik hat Vor- und Nachteile, die Nutzern und Errichtern bekannt sein sollten.

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Vorteil 1: Videoüberwachung in höherer Auflösungen

Die Netzwerk-IP-Technik bietet Auflösungen von fünf Megapixeln und mehr. Bei analoger Technik ist meistens bei zwei Megapixeln Schluss.

Vorteil 2: Power over Ethernet (PoE) – Spannungsversorgung per Netzwerkkabel

Die Netzwerk-IP-Technik bietet mit PoE die Möglichkeit, Datenübertragung und Spannungsversorgung über ein Netzwerkkabel zu realisieren. Sie müssen also keine separaten Stromleitungen verlegen. Das macht die Installation einfacher und oft auch kostengünstiger.

Vorteil 3: Es stehen mehr Funktionen zur Verfügung

In der Regel haben digitale Systeme wesentlich mehr Funktionen in der Kamera selbst: Die Kamera kann Status-Mails schicken und Bilder hochladen, als eigener Server dienen und hat bereits eingebaute Analytik-Funktionen.

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Nachteil 1: Für die Installation sind elementare IT-Kenntnisse erforderlich

Was ist ein Port, ein Gateway, eine Firmware? Zumindest sollten Sie diese Worte schon einmal gehört haben. Unter Umständen müssen Sie Einstellungen an der Firewall vornehmen. Ein wenig mit dem Computer sollte der Anwender also umgehen können.

Nachteil 2: Systempflege ist erforderlich

Der Bildabruf von Netzwerk-IP-Kameras erfolgt per PC, Smartphone, Tablet oder Netzwerkrekorder. Die Betriebssysteme dieser Geräte unterliegen häufigen Veränderungen durch Firmware-Updates. Deswegen ist oft ein Update der Kamera-Firmware erforderlich. Achten Sie unbedingt auf eine regelmäßige Systempflege.

Nachteil 3: Die Datenströme mehrerer Netzwerk-IP-Kameras sind nicht zu unterschätzen

Gerade bei hoher Auflösung braucht es eine stabile, starke Peripherie. Wer bei mehreren Kameras ständig ein 4-5 Megapixel starkes Bild übertragen möchte, kann das nicht einfach über irgendeinen PC machen. Es braucht eine starke Grafikkarte (GPU) – OnBoard-Lösungen reichen in der Regel nicht.
Bei Kameras mit sehr hoher Auflösung können teilweise bis zu 16 Mbit/s Datenverkehr pro Kamera anfallen. Wenn wir von fünf Kameras ausgehen, sind das schon 80 Mbit/s reiner Dauer-Datenverkehr. Wenn an diesem Netzwerk nun auch noch ein Webshop,ein CRM, ein internes Netzwerk oder viel E-Mail-Verkehr hängen, kann es zu Problemen kommen. Wenn die Datenströme von Kamera zum Recorder vom restlichen Netzwerk getrennt sind, ist die Betriebssicherheit höher.

Unser Tipp: Immer ein separates Rechner-Netzwerk für die Kameras aufbauen.

Beliebte Funktionen von Überwachungskameras


Bei guten Lichtverhältnissen macht inzwischen fast jede Kamera gute Bilder. Sind die Verhältnisse optimal und bestehen keine besonderen Anforderungen, können Anwender ohne Sorge zu einer soliden Allround-Überwachungskamera greifen.
 

Flexibles Datensparen: Mainstream-Substream-Trennung

Es gibt einige Funktionen, die nicht in allen Kameras zu finden, aber dennoch von Bedeutung sind. Die Wichtigste, weil im Gebrauch nützlichste, ist die Mainstream-Substream-Trennung: Die Kamera liefert einen hochauflösenden Mainstream für die Aufnahme und einen niedriger aufgelösten Substream für den Fernzugriff per Handy oder Tablet. Oft können Rekorder auch beide Streams unabhängig voneinander aufzeichnen.
 

Analytik- oder Motion-Funktion: Eindringlinge bemerken und melden

Viele Nutzer wollen überwachen, ob eine Person eine bestimmte optische Linie innerhalb des Sichtbereiches der Kamera überschreitet. Häufig gibt es diese Anforderungen von Anwendern im Outdoor-Bereich. Der Nutzer fragt dann: „Kann die Kamera immer dann aufnehmen und mich benachrichtigen, wenn sich etwas bewegt?“ – das können viele. Eigentlich möchte der Anwender aber fragen: „Kann die Kamera aufnehmen, wenn jemand in meinen Garten eindringt, also meinen Gartenzaun überwindet?“
Dafür ist als Hintergrundwissen wichtig: Die „Bewegungserkennungs-Funktion“ der meisten Kameras funktioniert auf der Basis von Grauwerten. Das bedeutet: „Bewegung“ ist für die Kamera eine Veränderung von Kontrast innerhalb des Bildes. Hier kommt die Analytik-Funktion zur Geltung, die in vielen digitalen Kameras zu finden ist: Die kann zum Beispiel mit großer Sicherheit eine tanzende Schneeflocke von einer Person unterscheiden, die sich von links nach rechts bewegt. Dazu können Sie mit dieser Funktion einen Bereich innerhalb des Sichtfeldes der Kamera
definieren, der für Sie sicherheitsrelevant ist.
Diese Funktion kann aber nur eine Unterstützung für die Anforderung des Anwenders
sein. Oft ist eine wetter- und strahlwassergeschützte Lichtschranke für den Outdoor-Bereich zuverlässiger und einfacher.
 

Privacy Masking: Ärger mit den Nachbarn vermeiden

Fremde Kameras in der Nähe des eigenen, privaten Grundstückes erregen häufig Misstrauen, auch bei Nachbarn. Wenn Sie mit dem Sichtfeld Ihrer Kamera einen kleinen Teil des Nachbargrundstücks im Bild haben, sollten Sie oder der Nutzer mit den Nachbarn sprechen. Denn durch das Privacy Masking der meisten Kameras, können Sie diesen Bereich einfach von der Überwachung und Aufnahme
ausschließen. Das können Sie oder der Nutzer den Nachbarn zeigen und so mehr Verständnis und Vertrauen herstellen.

 


Sichtfeld: Weitwinkel und Großaufnahme sinnvoll kombinieren


Für einen Privatgarten ist es nicht sinnvoll mit nur einer Kamera ein großes Gebiet zu überwachen, und gleichzeitig auch Portraitaufnahmen zu erwarten. Gehen Sie lieber taktisch vor: Nutzen Sie eine Kamera, die ein sehr breites Sichtfeld hat, um die Gartenfläche zu überschauen. Dann setzen Sie eine separate zweite Kamera ein, um nah am Haus Großaufnahmen von möglichen Eindringlingen zu erhalten. Das ist eine viel effektivere Lösung, als der Versuch beide Aufgabenstellungen mit nur einer Kamera zu realisieren. Die Faustregel ist: Die Aufgaben klar definieren und dann aufteilen.

  1. Eine Kamera mit kleiner Brennweite um die Handlung zu filmen, mit Weitwinkelblick und großem Sichtfeld.
     
  2. Eine Kamera um Personen zu identifizieren, mit großer Brennweite, kleinem Bildausschnitt und höherer Auflösung pro dargestelltem Meter im Sichtfeld.

So können Sie es auch im Gewerbe lösen: Regale mit hochwertiger Ware in einem weiten Winkel abdecken, den Bereich um die Eingangstür in hoher Auflösung abfilmen.


Unabhängig von der Gesamtauflösung der Kamera gilt: Um Personen oder Kennzeichen zu erkennen, benötigen Sie mindestens 250 Pixel pro dargestellten Meter.

Lichtempfindlichkeit: Videoüberwachung bei Sonne und uneinheitlichem Licht


Es gibt Kameras, die besonders gut bei sogenannten „Gegenlichtsituationen“ funktionieren. Fragen Sie den Anwender oder denken Sie selbst darüber nach: Kommt es am Einsatzort der Kamera zu Gegenlicht? Gibt es alltägliche Situationen, in denen Gegenlicht die Kamera stört? Das kann das Gegenlicht eines Autos an einer Straße sein, Scheinwerfer von Bühnen oder Hallenbeleuchtung, Licht von Gabelstaplern. Es gibt auch das Phänomen der nassen Straße bei tief stehender Sonne, die eine Kamera mit schlechter Gegenlichtkompensation bereits blenden kann. Dann gibt es viele Gebiete, in denen auf einem Überwachungsbild die
Lichtverhältnisse sehr verschieden sind. Zum Beispiel könnte die eine Hälfte des Bildes im Schatten sein, die andere in der Sonne. Um diese Lichtverhältnisse auszugleichen, brauchen Sie eine WDR-Kamera, eine Kamera mit Wide-Dynamic-Range-Funktion.

Recorder: Datenrate, Infrastruktur und Speicherkapazität mitdenken

Der grundlegende Faktor für die Auswahl des Recorders ist die Zahl der Kanäle. Das
ist ein Punkt, der leicht nachzuvollziehen und zu überprüfen ist: Ein Kanal pro Kamera.
Aber es gibt mehr zu beachten.

Die Datenrate: vielfach unterschätzt

Nicht jeder Recorder kann große Mengen Daten auf einmal verarbeiten. Auch hier
gilt: Werte wie Auflösung, Videocodec, Bandbreite und Bilder pro Sekunde sollten an
die Bedürfnisse des Anwenders angepasst sein. Kameras geben in der Regel
komprimierte Videostreams in den Formaten MJEPG, H264 oder H265 aus.
Videocodec und maximale Bandbreite kann der Anwender für jede Kamera individuell
einstellen.

 

Rechenbeispiel: Datenmenge von Kameras und Recordern inklusive Mainstream und Substream

Als Beispiel für die Datenmenge nehmen wir einen Recorder mit einer Bandbreite von 60 Mbps Der Recorder kann also 60 Megabits pro Sekunde verarbeiten. Häufig überträgt eine Kamera einen Datenstrom mit 8 Mbps im Mainstream. Auch der Substream kann bei entsprechender Einstellung bis zu 4 Mbps Daten übertragen. So überträgt eine einzelne Kamera eine Datenmenge von 12 Mbps, der Recorder ist also bereits bei fünf Kameras ausgelastet – egal ob er 8 oder 16 Kanäle hat.

Die Infrastruktur: Wie viele zusätzliche Datenquellen sind im Netzwerk?


Vergessen Sie nicht, dass auch ein Netzwerk in seiner Bandbreite begrenzt ist. Am Anfang ist es sinnvoll zu fragen: Wie viel Datenlast überträgt das Netzwerk und welche Datenquellen sind im gesamten Betrieb oder Haushalt zu beachten?


Die Übertragung ihrer Kamerabilder wird ruckeln, wenn das Netzwerk ausgelastet ist.

Gerade Streamingdienste im Privatbereich oder Firmennetzwerke mit zahlreichen Anwendungen und Anwendern sorgen oft für eine hohe Daten-Grundlast. Kommen dann noch Netzwerk-IP-Kameras mit ihren großen Datenmengen hinzu, ist das Netzwerk schnell überlastet. Die Bildübertragungsrate der einzelnen Kameras sinkt dann massiv und die Latenzzeiten werden sehr groß. Eine gute Videoüberwachung ist dann nicht mehr gewährleistet.

Vorsicht beim Fernzugriff auf die Kamerabilder über das Internet: Ausschlaggebend dafür ist die Upload-Bandbreite, nicht nur die Download-Bandbreite. Ein Beispiel: Viele DSL-Tarife erlauben heute hohe Download-Geschwindigkeiten, aber nur eine Upload-Geschwindigkeit von einem Megabyte pro Sekunde, also acht Megabits. Damit wäre das maximale DSL-Datenvolumen bereits mit dem Haupt- oder Mainstream nur einer einzigen hochauflösenden Kamera erreicht. Läuft gleichzeitig noch eine Streamingplattform, ist die Bandbreite bereits überlastet.

Die Speicherkapazität: Wie lange möchten Sie Aufnahmen speichern?


Auch hier verschätzen sich viele Anwender, wenn es um die reine Datenmenge geht. Bei Anwendungsfällen, in denen die Kameras große Zeiträume aufzeichnen, fallen sehr viele Daten an. Das kann die Überwachung einer Produktionsstraße sein, eines Ladengeschäftes oder eines Parkplatzes. Die Anforderungen des Anwenders sind dann einfach zu errechnen.

Eine Faustregel für eine HD-Kamera in der Dauerüberwachung ist: vier Gigabyte pro Stunde pro Kamera.

Hier wird deutlich, warum ein Substream unverzichtbar ist: Ein Fernzugriff per Handy wäre sonst nicht möglich. Denn diese großen Datenmengen überfordern jede Handyverbindung.

Sind sehr lange Aufzeichnungszeiträume gefordert, kann es sinnvoll sein, für nur eine oder zwei Kameras einen 16-Kanal-Recorder zu nutzen. Denn der verfügt über mehr Speicherkapazität.

Fazit: Bei Videoüberwachung methodisch vorgehen und mit Spielraum planen

Letztlich ist die wichtigste Hilfe bei der Auswahl der richtigen Videoüberwachung:

Ermitteln Sie das Aufgabenprofil so genau wie möglich. Planen Sie lieber eine Kamera mehr für Fern- oder Nah-Überwachung, als eine zu wenig. Seien Sie skeptisch gegenüber Allroundern – manchmal sind sie eine gute Lösung, meistens passen spezialisierte Lösungen in einer guten Kombination besser. Planen Sie immer mit ein wenig Spielraum. Wenn ein Recorder gerade so die Datenrate verarbeiten kann, wenn der Speicherplatz gerade so reicht, sind Sie für unvorhergesehene Veränderungen nicht ausgestattet: Vielleicht möchten Sie doch einmal ein paar Stunden länger aufzeichnen, vielleicht brauchen Sie doch eine höhere Auflösung als gedacht? Wenn Sie unsicher sind, ziehen Sie eine Fachkraft hinzu – in der Regel kann Ihnen ein Fachhändler für Sicherheitstechnik schon helfen oder an einen Facherrichter vermitteln.


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