Netzwerkkamera

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Kamera für Parkplatzüberwachung

Netzwerkkameras (auch IP-Kameras) sind CCTV-Kameras, die am Ausgang digitale Signale in Form eines Videostreams bereitstellen, der von IP-Netzen weiterverarbeitet wird. Ebenso wie die analogen CCTV-Kameras werden sie fest an einem Ort installiert und haben als Haupteinsatzgebiet Überwachungsaufgaben.

Netzwerkkameras enthalten neben der eigentlichen Kamera-Komponente auch einen Rechner. Dessen Aufgabe ist die Digitalisierung und die Komprimierung der Bilddaten sowie das Bereitstellen und Versenden der Daten über das Netzwerk. Der Rechner besteht im Wesentlichen aus einer CPU, einem Flash-Speicher und einem DRAM-Speicher. Durch die Netzwerkkamera-Software wird es möglich, dass das Gerät im Netz als Web-Server, FTP-Server sowie als FTP-Client und als E-Mail-Client auftritt.

Abgrenzung gegenüber Webcams[Bearbeiten]

Webcams kann man als die Vorläufer der modernen Netzwerkkameras ansehen. Eine klassische Webcam benötigt eine Verbindung zu einem Rechner. Erst von diesem Rechner können die Daten ins Netz gebracht werden. Eine Netzwerkkamera kann demgegenüber selbstständig ihre Daten an andere Stationen im Netz weitergeben. Eine Webcam kann nicht von anderen Stationen her angesprochen werden, sondern immer nur von demjenigen PC, an den sie angeschlossen ist. Eine Netzwerkkamera dagegen kann aus der Ferne alle möglichen Anweisungen bekommen und bei Bedarf auch aus der Ferne mit neuer Software versorgt werden. Webcams sind einfache Geräte, die vor allem für die Kommunikation unter Internet-Nutzern eingesetzt werden. Netzwerkkameras bieten demgegenüber bei den Funktionen eine größere Vielfalt. Zum Beispiel werden sie häufig mit Bewegungssensoren und Nachtobjektiven ausgestattet.

Vorteile gegenüber analogen Videokameras[Bearbeiten]

Netzwerkkameras bieten gegenüber analogen Videokameras deutliche Vorzüge, sodass sie sich mittlerweile (10/2012) gut etabliert haben:

  • Die Daten liegen bereits in digitaler Form vor, sodass sie in nicht anwendungsneutralen IP-Netzstrukturen verwaltet, versandt und archiviert werden können. Somit können sich Bedienplätze, mit denen Livebilder bzw. Aufzeichnungen von vielen Kameras bearbeitet und verwaltet werden, an entfernten Orten befinden. Während analoge Kameras üblicherweise über eine feste Verkabelung mit der zugehörigen Zentraltechnik sowie Monitoren verbunden sind, benötigt eine Netzwerkkamera eine Anbindung an ein IP-Netz, damit ihre Daten von allen autorisierten Netzwerk-Teilnehmern betrachtet werden können. Auch die Archivierung auf Netzwerkrekordern funktioniert über ein IP-Netz. Ein Teil dieses IP-Netzes kann auch das Internet sein.
  • Während eine analoge Videokamera eine örtliche Stromversorgung benötigt, kann eine Netzwerkkamera den Strom mittels Power over Ethernet beziehen. Jedoch muss das Netz hierfür geeignet und ausgestattet sein.
  • Die Bilder lassen sich für viele Leute unkompliziert bereitstellen.

Aber auch analoge Kameras boten früher (10/2005) Vorteile. Diese Geräte waren ausgereift und kostengünstig. Der entscheidende Vorteil bestand jedoch darin, dass diese Kameras zu jeder Zeit ein uneingeschränktes Livebild in PAL-Qualität lieferten. Wenn eine Netzwerkkamera Bilder in vergleichbarer Qualität liefern sollte, musste sie bei einer 4CIF-Auflösung (DVD-Qualität) 25 Vollbilder je Sekunde generieren und im Netz übertragen. Im seinerzeit weit verbreiteten MPEG-2-Verfahren kamen dabei bis zu 8 MBit/Sekunde zusammen. Bestand die Videoüberwachungsanlage aus mehreren Kameras, mussten, bedingt durch die Bandbreite des Netzwerks, Einschränkungen bei Auflösung, Komprimierung oder Bildrate in Kauf genommen werden. So entstanden mitunter entweder unscharfe, grobe Bilder oder ruckelnde Bewegungsabläufe. Seitdem sich das H.264-Verfahren etabliert und immer leistungsfähigere Netzwerke entstehen, können die Daten von Kameras mit konventionellen Auflösungen (ca. 0,4 Megapixel) heutzutage (10/2012) üblicherweise ohne Probleme verarbeitet werden. Jedoch sind Datenraten bei Megapixelkameras nach wie vor ein limitierender Faktor.

Aufbau und Funktionsweise[Bearbeiten]

Netzwerkkameras arbeiten genau wie analoge Kameras mit analogen CCD- oder CMOS-Sensoren. Ebenfalls werden die Bilder im DSP (digitalen Signalprozessor) wie bei analogen Kameras nachbearbeitet (Spitzlichtaustastung, Gegenlichtfunktion, usw,.) Mit dem o.a. Rechner werden die Bilder dann aber digitalisiert und komprimiert. Netzwerkkameras verfügen zum Teil über digitale Ein- und Ausgangskontakte. Die Eingänge können an alarmgebende Sensoren angeschlossen sein. Auf einen Alarm kann die Kamera auf unterschiedliche Arten reagieren. So kann ein Versand von Bildern, E-Mail oder SMS ausgelöst werden. Mit den Ausgängen können Schaltungen, wie z.B: Beleuchtung oder Gefahrenmeldeanlage vorgenommen werden. Netzwerkkameras verfügen oft über Bildspeicher mit Ringspeicherfunktion, mit deren Hilfe gezielt Voralarmbilder versandt werden können.

Wenn eine Netzwerkkamera z.B. Bilder auf eine 20-GB-Festplatte im Netz abspeichert, lassen sich bei guter Komprimierung je nach Bildrate und Auflösung z.B. die kontinuierlich aufgenommenen Bilder eines ganzen Monats speichern. Allerdings ist es nicht unbedingt nötig, dass permanent aufgezeichnet wird. Man kann die Aufzeichnung auch zeitgesteuert oder ereignisgesteuert (externe Sensoren, Bewegungserkennung der Kamera) ansteuern.

Netzwerkkameras sind häufig mit bidirektionaler Audio-Funktionalität ausgestattet. Die Kamera verfügt dann über Mikrofon und Lautsprecher. Das Mikrofon kann zur Raumüberwachung genutzt werden, weshalb diese Funktion in Deutschland rechtlich kaum anwendbar ist. Der Lautsprecher kann zur Ansprache einer Person im Bereich der Kamera genutzt werden, Anwendungsfälle gibt es aber nur wenige.

Auflösung[Bearbeiten]

Analoge Kameras waren durch ihre Verwandtschaft zum Fernsehen an das PAL- oder NTSC-Format (bzw. das daraus resultierende 4CIF-Format) gekoppelt. IP-Kameras besitzen hingegen beim Thema Auflösung keinerlei Restriktionen. Wurden anfänglich oft 4CIF-ähnliche VGA-Auflösungen angeboten, gibt es heute eine Fülle von Formaten und Auflösungen bis hin zu mehreren Megapixeln. Jedoch ist der Prozess, Megapixel-Auflösungen in flüssiger Bildwiedergabe in Quasi-Echtzeit zu encodieren sehr rechenintensiv. Auch liegt es in der Natur der Sache, dass so große Datenströme erzeugt werden. Ferner sind Megapixel-Sensoren weniger lichtempfindlich als konventionelle Sensoren, da die Größe der einzelnen Pixel kleiner ist und somit weniger Licht pro Pixel einfällt. Andererseits erfordert nicht jede Überwachungsaufgabe viele Megapixel: Es gilt, die für den Einsatzzweck richtige Lösung auszuwählen.

Einsatzgebiete[Bearbeiten]

Von der Funktion her handelt es sich bei Netzwerkkameras in erster Linie um Überwachungskameras. Neben dem Einsatz für Überwachungsaufgaben ist der Einsatz für kommerzielle Zwecke weit verbreitet. Im Bereich des Fremdenverkehrs werden Netzwerkkameras eingesetzt, so beispielsweise vom Fremdenverkehrsamt der Shetland-Inseln, bei der für Zuseher live über das Internet abwechselnd automatisch auf die verschiedenen Kameras der Inseln geschaltet wird. Ein weiterer Einsatzbereich ist die Baustellendokumentation.

Anbindung[Bearbeiten]

Prinzipiell wird die Kamera in eine Ethernet-Struktur eingebunden. Üblicherweise werden Kupfer- oder (über Medienwandlung) LWL-Strukturen eingesetzt, der Anschluss kann auch drahtlos über WLAN erfolgen. Für eine ggf. erforderliche Internet-Anbindung werden in der Praxis DSL oder auch noch ISDN genutzt, aber auch Mobilfunkstandards, wie UMTS sind denkbar.

Sicherheit[Bearbeiten]

Wie bei jeder Netzwerkkomponente ergibt sich auch für Netzwerkkameras die Gefahr, dass es zu Zugriffen von nicht autorisierten Personen kommt. Die meisten modernen Kameras verfügen über einen Passwortschutz und ähnliche Schutzmechanismen, die eine Übernahme durch Cracker schwierig bzw. unmöglich machen. Zudem können die Bilddaten per SSL-Verschlüsselung übertragen werden.

Einige handelsübliche IP-Kameras weisen jedoch Sicherheitslücken auf, die es Unbefugten ermöglichen, auf die Bilder oder den Videostream zuzugreifen oder die Kamera sogar zu steuern.[1][2]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Unsichere Überwachungskameras - 9. Juli 2012
  2. Hintertür in IP Kameras von TrendNet - 6. Februar 2012

Siehe auch[Bearbeiten]