Fachartikel aus PROTECTOR 11/2012, S. 34 bis 35

Architektur von Videosystemen Zentral oder dezentral

Die Planung von Videosicherheitssystemen ist die Basis ihrer späteren Leistungsfähigkeit. Festlegung der Schutzziele, Analyse der Rahmenbedingungen und Bestimmung der benötigten Funktionen sind elementare Planungsabschnitte für die Auswahl des technischen Lösungskonzeptes.

Bild: Geutebrück
In einem dezentralen System ist die Intelligenz auf die Kameras verteilt. (Bild: Geutebrück)

In diesem Rahmen ist eine grundlegende Entscheidung zu treffen: Wählt man eine zentrale Systemarchitektur oder eine dezentrale? Eine Betrachtung der technischen Grundlagen gibt Hilfestellung. Bei einer zentralen Systemstruktur oder -architektur werden die Steuerung, das Management, sprich die „Intelligenz“ eines Systems von einer Stelle aus verwaltet. Sie ist das Zentrum des Gesamtsystems. Das Prinzip ist vergleichbar mit einem zentralen Rechenzentrum oder Server, in dem sämtliche Daten verwaltet und aufbereitet werden. Hier ist der Sitz der „Intelligenz“.

An sie angeschlossen sind unter anderem darstellende Bedienrechner, die dem Nutzer als Schnittstelle dienen und ihm die Nutzung der Intelligenz ermöglichen. Die Bedienrechner selbst sind „dumm“. Sie werden auch „Clients“, also Kunden, genannt, da sie ihre Arbeitsaufträge an den Server schicken, der sie abarbeitet und die Ergebnisse zurückschickt. Eine zentrale Struktur ist daher nichts anderes als eine Client/Server-Architektur.

Eine dezentrale Struktur ist eher vergleichbar mit vielen Rechnern, auf denen jeweils unterschiedliche Programme autark ablaufen. Jeder Rechner ist für sich alleine voll funktionsfähig und damit unabhängig von allen anderen. Die Rechner sind miteinander vernetzt und tauschen untereinander Daten aus. Eine „zentrale Intelligenz“ gibt es nicht.

Dezentrale Struktur

Seit es Netzwerkkameras gibt, haben dezentrale Strukturen auch in der Videosicherheitstechnik Einzug gehalten. Jede Kamera ist dabei ein eigener „Rechner“. Die für diese Kamera relevanten Verarbeitungsschritte, wie Bilderfassung, Kompression, Videoanalyse, Speicherung und die Verteilung von Bildern an anfragende Nutzer, laufen direkt in der Kamera ab und zwar autark von den übrigen Kameras. Eine dezentrale Struktur bietet somit in Bezug auf das Gesamtsystem eine hohe Ausfallsicherheit, denn: Bei Defekten oder Problemen ist immer nur ein kleiner Teil der Gesamtanlage betroffen.

Wo Licht ist, da ist auch Schatten - Vorteile sind nicht ohne Nachteile zu erreichen. Dies beginnt bei der eher beschränkten Auswahl von entsprechend „intelligenten“ Kameras am Markt. Es geht weiter mit Nachteilen bezüglich Kompatibilität. Die meisten Kameras, besonders unterschiedlicher Hersteller, sind untereinander nicht kompatibel. Daher ist der Nutzer gezwungen, sich entweder auf einen einzigen Kameratyp zu beschränken oder auf seiner, also der Bedienerseite, für eine „Integration“ verschiedener Kameratypen zu sorgen.

Kompromisse

Die Beschränkung auf einen Kameratyp führt zu Kompromissen bei Bildinhalten, Funktionen und gegebenenfalls auch Kosten, denn nicht jede Kamera, die beispielsweise für einen Innenraum hervorragend geeignet ist, liefert im Außeneinsatz hochwertige Bilder. Setzt der Bediener unterschiedliche Kameratypen ein, die nicht absolut kompatibel zueinander sind, bedingt dies eine extreme Minderung des Bedienkomforts, die sich unter anderem in einer äußerst uneinheitlichen und damit eher verwirrenden Bilddarstellung zeigt. Der Zugriff auf die Kamerafunktionen ist üblicherweise über in der Kamera integrierte Webserver realisiert. Es müssen also parallel entsprechend viele Browserfenster mit gegebenenfalls unterschiedlichen Designs und Layouts bedient werden. Dies führt nicht gerade zur Entlastung des Bedienpersonals.

Ein weiterer Nachteil entsteht durch die Dynamik, mit der sich Systemanforderungen verändern. Wächst beispielsweise der Speicherbedarf oder verändern sich die Anforderungen an die Videoanalyse, kann das System nicht einfach zentral ausgebaut werden. Die Anpassung muss für jede Kamera einzeln erfolgen. Gegebenenfalls müssen sie sogar ausgetauscht werden. Gleichermaßen aufwändig ist die Kopplung des Kamerasystems an Drittsysteme, die wiederum für jede Kamera einzeln durchgeführt werden muss. Unter Betrachtung der genannten Aspekte ist eine dezentrale Systemstruktur daher nur für Videosysteme mit einer eingeschränkten Kameraanzahl empfehlenswert.

Zentrale Struktur

Bei der zentralen Struktur werden unterschiedlichste Funktionen und Informationen an einem Knotenpunkt integriert. Dieser kann selbstverständlich auch aus mehreren kaskadierten oder auch redundanten Knotenpunkten bestehen. So oder so ist dieser zentrale Knotenpunkt das Videomanagementsystem, das bei kleineren Anlagen meist direkt in die Videoaufzeichnungsgeräte integriert ist. Üblicherweise unterscheidet man vier Arten von Videoaufzeichnungsgeräten:

  • digitale Videorecorder (DVR), die mit analogen Videoeingängen ausgestattet sind,
  • Hybridrecorder, die analoge Videoeingänge bieten und zudem über Netzwerk angeschlossene Kameras verarbeiten können,
  • Netzwerkvideorecorder (NVR), die, nomen est omen, mit Netzwerkkameras arbeiten und
  • virtualisierte Systeme: Netzwerkvideorecorder, die in so genannten virtualisierten Umgebungen laufen, und so je nach Hardwareauslegung eine sehr hohe Verfügbarkeit bieten.

Virtualisierung bedeutet hier übrigens, dass die Ressourcen eines Computers, meist ein Hochleistungsrechner mit redundanter Hardwarestruktur und oft auch mehreren Prozessoren, Rechen- und Speicherleistung für mehrere „virtuelle“ Computer zur Verfügung stehen.

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