Technik der Netzwerkkamera
Teil 2

Überwachungskameras (surveillance cameras) gehören zum Stadtbild von London. Big Brother is Watching You! In Zukunft sollen hier Kameras mit auffälligen Passanten mittels Voice over IP (VoIP) sprechen. In einigen Städten der USA haben Netzwerkkameras öffentliche Internet-Adressen. Man verabredet sich per SMS mit einem Bekannten aus der „Alten Welt“ zu einem kurzen „Hi over IP“ vor der IP-Camera. Netzwerkkameras übernehmen Funktionen der Überwachung im öffentlichen Leben, in der Produktionstechnik und liefern Anschauungsmaterial für den Fremdenverkehr. Aber auch im privaten Bereich werden die Kameras zunehmend eingesetzt.

Eine Netcam enthält neben den Videokamerabauteilen einen kleinen Computer, der die Bilder komprimiert und diese direkt über ein IP-Netzwerk (Internet, LAN oder WLAN) versendet. Der Computer besteht im Wesentlichen aus einer CPU, einem Flash-Speicher (ähnlich wie im USB-Stick) und einem DRAM-Speicher (Dynamic Random Access Memory, „flüchtiger Zwischenspeicher“). Mit der Software der Netzwerkkamera wird es möglich, die Kamera als Web-Server, FTP-Server sowie als FTP-Client und als E-Mail-Client zu verwenden.

Die klassische Webcam besitzt keinen Computer für die Übertragung der Live-Bilder, sie benötigt hingegen eine Verbindung zu einem PC oder Video-Encoder/Server, erst dann können Daten ins Netz gesendet werden. Eine Netzwerkkamera kann von mehreren, verschieden weit entfernten Orten angesprochen werden, eine Webcam nur von dem einen Computer an dem sie angeschlossen ist, es sei denn, der Computer ist direkt aus dem Internet ansprechbar, was tunlichst vermieden werden sollte. Die Netzwerkkamera ist mit digitalen Eingabe- und Ausgabe-Kanälen ausgestattet. Eingebaute Bewegungssensoren im optischen Blickfeld der Kamera nehmen über definierbare Bildbereiche (Windows) Veränderungen wahr, die Signale auslösen, z.B. eine Videoaufzeichnung starten und die Bilder als E-Mail versenden.

Der Bewegungssensor der Kamera leitet ein Signal an einen externen PC weiter. Von diesem meldet sich dann eine Person im überwachten Raum (VoIP). Mikrophon und Lautsprecher werden über die Kamerakanäle ein- und ausgeschaltet.

Für eine zuverlässige Einbindung der Netzwerkkamera im Internet sind schnelle (gemessen in Megabit pro Sekunde), professionelle Router mit hoher zeitlicher Betriebssicherheit zu verwenden. Soll eine Netzwerkkamera in vergleichbarer Qualität einer normalen Videokamera Bilder liefern, muss sie bei einer 4CIF-Auflösung (704 x 576 Pixel) in DVD-Qualität 25 Vollbilder pro Sekunde generieren und ins Netz übertragen. Die Datenrate beträgt dabei im Upstream bis zu 8MBit/s. Für eine CIF-Auflösung (352 x 288 Pixel) wären es immer noch ca. 2 MBit/s. Im privaten Bereich oder bei kleinen Geschäftskunden bieten Netzbetreiber Downstream-Datenraten von 50 MBit/s und Upstream-Datenraten von 10 MBit/s an. Die von den Netzbetreibern avisierten Datenraten werden aber in den seltensten Fällen erreicht, sie sind orts-, zeit- und betreiberabhängig. In Großstädten kann je nach Ausbau und Belastung mit 60 bis 80% und in ländlichen Regionen mit 20 bis 60% der gekauften Leistung zum gleichen, festen Tarif gerechnet werden. Über den Link: http://www.speedmeter.de kann die momentane Datenleistung gemessen werden.

Die geringere Upstream-Datenrate bestimmt aber die Anzahl der Bilder, die pro Sekunde von der Kamera ins Internet gesendet werden kann. Bei einer 4CIF-Auflösung und einer Datenrate von 1,3 MBit/s werden ca. 4 Bilder pro Sekunde und bei einer einfachen CIF-Auflösung ca. 16 Bilder pro Sekunde übertragen. Ruckende Bewegungsabläufe und mitunter verschmierte Bildstrukturen sind die Folge. Ein entsprechend sinnvoller Anschluss mit mindestens 25 MBit/s im Downstream und 8 MBit/s im Upstream ist in der Regel nur in städtischen Ballungszentren erhältlich. Hier liegen kurze Distanzen mit entsprechend dicken Kupferkabeln bis zum nächst größeren Verbindungsknoten vor.

... weiter