TopTechnisches WörterbuchPower over Coaxial (PoC) – Videosignal-Übertragungs- und Versorgungsstandard via Koaxialkabel

Power over Coaxial (PoC) – Videosignal-Übertragungs- und Versorgungsstandard via Koaxialkabel

Power over Coaxial (PoC) ist eine Technologie, die die gleichzeitige Übertragung der Versorgung und des analogen Video-Signals in hoher Auflösung und OSD-Steuerung mittels eines einzigen Koaxialkabels auf einer Entfernung von bis zu 400 ermöglicht.

 

Abb. 1. Übertragung des Videosignals und Kamera-Speisung: (a) auf klassische Weise, (b) mittels PoC Technologie

 

1 - Kamera
2 - Aufnehmer
3 - Netzteil

Erste Festlegungen bezüglich der Standardisierung der Übertragung von Video- und Stromversorgungs-Signalen mit einem Koaxialkabel wurden während der Konferenz „Power systems for coaxial cable” gemacht. Diese fand 1994 im Institut für Elektriker und Elektroniker Ingenieure (IEEE) in Vancouver statt. Bis heute hat die PoC Technologie jedoch keine Standardisierung erlebt

 

In der PoE Technologie sind Geräte verschiedener Hersteller miteinander kompatibel. Der Anschluss der Kamera von einem Hersteller an den Switch oder Recorder eines anderen Herstellers führt zu keinen Problemen mit der korrekten Funktion der Installation. Im Fall von Geräten, die auf der PoC-Lösung basieren, kommt die Kompatibilität meistens zwischen Geräten desselben Herstellers vor. Der Anschluss von Geräten unterschiedlicher Hersteller kann zu Problemen mit ihrer korrekten Funktion oder zu ihrer Beschädigung führen.

 

Erste Geräte (die bis heute im Verkauf sind), die die Übertragung von Video-, Audio- und Alarmsignalen in Richtung zum Recorder, sowie Stromversorgung in Richtung Antenne, sowie Steuerung (RS-485) in beide Richtungen ermöglichen, entstanden bereits 2004 und 2005. Sie ermöglichen die Übertragung mit RG-59 Kabel auf eine Entfernung bis zu 300 m. Das übertragene Videosignal besitzt jedoch nur SD-Qualität.

 

Aktuell (IV. Quartal 2017) wurden umfassende Lösungen (Kameras und Recorder), die auf der PoC Technologie basieren, für Videosignale in Full HD Qualität oder höher nur von der Firma Hikvision umgesetzt.
Der Hersteller patentierte 2016 und führte 2017 Lösungen auf den Markt ein, die die Übertragung von Stromversorgung, OSD-Steuerung sowie Signal, sogar in 4K/UHD Qualität ermöglichen. Die Übertragungsreichweite beträgt bis zu 200 m - und hängt von der Art der in der Installation verwendeten Kabel, der Auflösung des übersendeten Signals und der PoC Version ab. In den Verkauf kamen zwei Typen von Geräten mit dieser Technologie. Verwendet wird die Nomenklatur aus den Standards PoE 802.3. In Geräten in den Versionen PoC.af wurde die Ausgangsleistung der Stromversorgung auf einem Niveau von 6 W festgelegt, PoC.at garantiert hingegen 12 W.
Andere Hersteller, u. a. Dahua, befinden sich in der Phase der Einführung eigener PoC-Lösungen. Ihre Geräte sollen Anfang 2018 in den Verkauf kommen.

 

Zusätzlich sind auf dem Markt PoC Lösungen erhältlich, die für Standard-Recorder und -Kameras dediziert sind (Abb. 2).

 

Abb. 2. Beispiel-Installation, die ein Set für die Übertragung des Videosignals und der Stromversorgung über Koaxialkabel nutzt

 

1 - Kamera
2 - Aufnehmer
3 - Netzteil
4 - Der die Stromversorgung in das Koaxialkabel „einführende” Transmitter
5 - Der die Stromversorgung vom Videosignal „trennende” Transmitter

Das PoC Funktionsprinzip basiert auf dem Unterschied zwischen dem Videosignal (Wechselstrom) und der Stromversorgung (Gleichstrom). Der Großteil der Kameras wird mit Gleichstrom versorgt; dder direkte Anschluss des Netzteils an das das Videosignal übertragende Kabel würde zur Beschädigung der Elektronik führen.

 

Grob vereinfacht gesagt, wurde das Problem gelöst, indem man dazu die Eigenschaften zweier grundlegender elektronischer Passivelemente genutzt hat - Spule und Kondensator. Für Gleichstrom ist die Spule im Kurzschlusszustand, der Kondensator hingegen stellt eine Unterbrechung im Stromkreis dar. Für Wechselstrom ist die Situation umgekehrt: die Spule funktioniert wie ein Isolator, und der Kondensator befindet sich im Kurzschlusszustand. Die obige Lösung ist theoretisch und stellt nur die Grundlage für die Errichtung komplizierterter Systeme dar, die die Aufgabe der Trennung der Stromversorgung vom Videosignal umsetzen. Schematisch wurde das auf der Abbildung dargestellt (Abb. 3).

 

Abb. 3. Trennung der Stromversorgung (DC) vom Videosignal (AC) mithilfe von Kondensator und Spule

 

PoC-Geräte wurden auf eine solche Weise entworfen, dass sich sowohl in der Kamera, als auch im Recorder (sowie im Transmitter-Set) Systeme wiederfinden, die für die Übertragung des analogen Videosignals als auch für die Sperre des Durchflusses von Gleichstrom für die Videoroute bestimmt sind. Im Stromversorgungs-System wird der Wechselstrom gesperrt, und der Gleichstrom - durchgelassen. Ein Beispielschema des Aufbaus des Systems Kamera - Recorder in der PoC Technologie, wird auf der Grafik (Abb. 4) dargestellt.

 

Abb. 4. Schematische Darstellung des Aufbaus von Geräten in der PoC-Technologie

 

1 - Kamera
2 - Aufnehmer
3 - Konzentrisches Kabel
4 - Spannungsregler
5 - Spannungsquelle

Recorder führender Hersteller, die mit der Funktion der Versorgung von Kameras über Koaxialkabel ausgestattet sind, haben implementierte Sicherungen. Diese Schützen Geräte vor Beschädigung, die keine PoC Funktion haben - es erfolgt die automatische Identifikation der Art des angeschlossenen Geräts. Wenn die Kompatibilität der Kamera mit der PoC Technologie nicht festgestellt wurde, trennt der Recorder automatisch die Stromversorgung. Dies geschieht auch im Fall, wenn ein Kurzschluss im Stromkreis festgestellt wird. Dies erlaubt die Minimierung von Schäden, sowohl in den Endgeräten, als auch im Recorder.

 

Die wichtigsten Vorteile der Anwendung der PoC Technologie während der Ausführung von CCTV-Installationen sind:

- Zeitersparnis bei der Vorbereitung des Projekts und seiner Umsetzung;
- Senkung der mit der Arbeitszeit sowie den eingesetzten Materialien verbundenen Kosten: aus der Installation werden Kamera-Netzteile, Stromkabel sowie damit verbundene jegliche Arten von Anschlüssen und Buchsen eliminiert;
– Reduzierung der Kabelzahl um die Hälfte, und infolgedessen Platzersparnis;
– die PoC Technologie kann auch bei der Modernisierung einer alten, analogen Installation verwendet werden;
– im Hinblick auf die geringere Dämpfung des Koaxialkabels im Vergleich zu UTP-Kabelnerlaubt die PoC Technologie die Signal- und Speisungs-Übertragung auf einer dreimal so langen Entfernung als im Fall der PoE Technologie;
– Anwendung einer, zentralen Speisungsquelle sorgt dafür, dass die Geräte Störungen und Schäden gegenüber weniger ausgesetzt sind, die durch die Instabilität der Versorgung aus dem Stromnetz verursacht werden.

 

In der aktuellen Phase der Entwicklung der PoC Technologie ist der grundlegende Nachteil die fehlende Kompatibilität zwischen den Lösungen unterschiedlicher Hersteller.