Fachartikel aus PROTECTOR Special Videoüberwachung 2012, S. 46 bis 47

Signalübertragung in analogen Videoanlagen

Wege zum Ziel

Zu einer effektiven Planung einer analogen Videoüberwachungsanlage gehört neben der Betrachtung des Anforderungsprofiles der einzusetzenden Kameras und Aufzeichnungsformen auch die Wahl der Verbindungsleitungen für das Videosignal und die Betriebsspannung. Dabei spielen neben der zu überbrückenden Entfernung auch möglicherweise vorhandene Leitungen und der Installationsaufwand eine wichtige Rolle.

Für das analoge Videosignal kommen vier Übertragungswege in Frage:

• die Übertragung des Videosignals über Koaxialleitung,
• die Sonderform Einkabeltechnik,
• Übertragung über Zwei-Drahtleitung und
• Funkübertragung.

Digitale Signale in der Videoüberwachung können über Netzwerkleitungen geleitet werden oder mit Einsatz spezieller Konverter auch über Koaxialkabel.

4-Kanal-Funkübertragungset. (Bild: Monacor)

Übertragung per Koaxialleitung

Das am meisten verwendete Verfahren zur Verbindung von Videokomponenten ist eine Verbindung über ein Koaxialkabel. Dabei wird das Videosignal direkt übertragen. Als Kabel wird ein spezielles Videokabel mit einer Impedanz von 75 Ohm verwendet. Neben fertig konfektionierten BNC-Leitungen kann auch Meterware eingesetzt werden, die erst vor Ort mit den richtigen Steckerverbindern ausgerüstet wird. Das Koaxialkabel leitet in diesem Falle das Videosignal zum Recorder, die Stromversorgung der Kamera erfolgt separat.

Wie lang darf das Verbindungskabel sein?

Dies ist die wohl am häufigsten gestellte Frage. Die maximale Leitungslänge hängt von der Dämpfung des verwendeten Leitungstyps ab. Ganz einfach gilt die Faustregel: Je dicker die Leitung, umso geringer die Dämpfung und desto länger darf die verwendete Leitung sein. Dabei sollte die maximale Dämpfung durch die Verbindungsleitung drei Dezibel nicht überschreiten, denn eine Reduzierung eines Signals um drei Dezibel bedeutet eine Halbierung des Pegels. Gerade moderne Digitalrecorder zeigen Bildstörungen wenn der Pegel zu niedrig ist.

Für die am häufigsten verwendete RG-59 Leitung, beträgt die Dämpfung bei fünf Megahertz 2,4 Dezibel pro 100 Meter. Bei zulässigen drei Dezibel Dämpfung beträgt die Kabellänge maximal 125 Meter. Nun ist bei einer Leitungslänge von 126 Metern das Signal nicht gleich verschwunden, es zeigen sich aber mit wachsender Leitungslänge immer weniger feine Details und scharfe Konturen, da die hohen Frequenzen, die diese Signale verursachen, am stärksten gedämpft werden.

Sonderform: Die Einkabeltechnik

Insbesondere in kompakten Kamerasystemen kommt die Einkabeltechnologie zum Einsatz. Dabei wird nur noch ein Kabel zur Kamera geführt. Bei diesen Kamerasystemen erfolgt die Verbindung über eine Koaxialleitung. So werden sowohl das Videosignal wie auch die Betriebsspannung gleichzeitig über die Koaxialleitung übertragen. Die Signale werden in einem jeweils mitgelieferten speziellen Speiseadapter getrennt.

Durch die Einkabeltechnologie wird die Anzahl der zu verlegenden Kabel reduziert und es werden Material- und auch Lohnkosten eingespart. Doch dieses ist nicht der einzige Vorteil. Durch die systembedingte Verwendung von aktiven Bauteilen in den Speiseadaptern, sind längere Leitungswege möglich. Je nach verwendetem Kabeltyp kann die Verbindungsleitung zum Speiseadapter bis zu 500 Meter betragen.

Die Vorzüge der Einkabeltechnik können mit einem Adapter auch für Kameras genutzt werden, die nicht für diese Übertragungsart vorbereitet sind. Solch ein System besteht immer aus zwei Adaptern. Manche können neben Videosignal und Versorgungsspannung auch noch ein Audiosignal übertragen. So sind ebenfalls Signalwege bis 500 Meter realisierbar.

Übertragung per Zwei-Drahtleitung

Die Übertragung von Signalen über eine Zwei-Draht-Verbindung bietet viele Vorteile:
• Überbrückung großer Distanzen, mit aktiven Systemen bis 1.500 Meter (Farbsignal),
• preiswertes Kabelmaterial, CAT-5 UTP Kabel reicht in der Regel aus,
• Mehrfachnutzung eines Kabels, bis vier Signale über ein CAT-5 Kabel,
• weniger Störungen durch symmetrische Signalübertragung.

Die Signalübertragung findet über jeweils ein verdrilltes Aderpaar des Kabels statt. Hier liegt einer der Vorteile: Da es in zum Beispiel einer CAT-5100UTP Leitung vier Aderpaare gibt, können auch vier Signale gleichzeitig übertragen werden. Um vier Kamerasignale von einem Lager in ein Büro zu übertragen, müssen nun nicht mehr vier Videoleitungen verlegt werden, sondern nur noch ein CAT-5 Kabel. Jeweils am Ende der CAT-5 Kabel wird in diesem Fall eine passive Vier-Kanal-Übertragungseinheit benötigt.

Ein weiterer Vorteil ist die maximal nutzbare Kabellänge. Bei passiven Zwei-Drahtübertragern beträgt die maximal mögliche Länge 400 Meter bei Farbsignalen und 600 Meter bei S/W-Signalen. Mit aktiven Einzelstrecken sind sogar 1.500 Meter beziehungsweise 2.400 Meter möglich. Neben der Übertragung von Videosignalen ist es mit speziellen Übertragern auch möglich, Audiosignale bis 1.000 Meter oder die VGA-, Mouse-, und Tastatursignale eines PCs oder digitalen Videorecorders bis zu 100 Meter weit zu übertragen.

Funkübertragung

In einigen Fällen ist das Verlegen von Leitungen nicht möglich, zum Beispiel wenn ein Platz oder eine Straße überbrückt werden soll. Hier kommt eine Funkübertragung mit einer Sendefrequenz im Bereich von 2,4 oder 5,8 Gigahertz zum Einsatz. Dabei stehen im 2,4 Gigahertz-Band insgesamt drei von fünf möglichen Kanälen und im 5,8 Gigahertz-Band sechs von 16 möglichen Kanälen gleichzeitig zur Verfügung. Bei der Auswahl des Frequenzbandes muss berücksichtigt werden, dass im 2,4 Gigahertz-Band heute auch W-LAN-Verbindungen hergestellt werden und eine gegenseitige Störung nicht ausgeschlossen werden kann. Diese Frequenzüberschneidung tritt im 5,8 Gigahertz-Band nicht auf.

Eine der meist gestellten Fragen zu Videofunkstrecken ist die Frage nach den erreichbaren Reichweiten. Diese lässt sich allerdings nur schwer vorhersagen. Die Frequenz von 2,4 oder 5,8 Gigahertz durchdringt metallische Hindernisse nicht. An Metallflächen oder Metallgittern wird die Strahlung reflektiert, das heißt in eine andere Richtung abgelenkt. Weitere Hindernisse, wie Mauern, Fenster oder Büsche und Bäume werden zwar durchdrungen, es kommt aber teilweise zur erheblichen Abschwächung des Signals.

Um ein optimales Ergebnis zu erzielen, sollte daher möglichst sichergestellt sein, dass zwischen Sender und Empfänger kein Hindernis vorhanden ist (Sichtverbindung). Dann sind mit hochwertigen Systemen auch Entfernungen von 250 Metern oder wenn externe Empfangsantennen eingesetzt werden auch größere Reichweiten möglich. Die Dämpfung an Mauern ist auch der Grund, warum die Reichweite in Gebäuden relativ gering ist, gegenüber den großen Reichweiten, die im Freien zu erzielt werden können.

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