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I/O于一般安防產業的應用已相當廣泛，只是多數應用仍沿用RS-485通訊接口進行控制，然而隨著Ethernet通訊的不可逆轉的普及趨勢，以Ethernet為通訊接口的I/O產品漸漸在歐美成為主力，取代傳統RS485接口的I/O已成為現實。
傳統RS485 I/O有著悠久的使用歷史，對于小規模集中式的控制應用有著顯著的應用優勢，相應的Ethernet接口的I/O，則在大范圍的周界監測及多點數的集中管理系統有突出的優勢。因此本文將針對安防市場的趨勢，以及Ethernet I/O的應用作分享，期望通過此文章使讀者了解Ethernet網絡及基于Ethernet的智能以太網I/O即將對數字化安防產業產生的沖擊與影響。
各自獨立的傳統安防系統
傳統的安防系統，系統各自獨立：門禁控制、視頻監測及入侵報警分開，除了技術瓶頸外，通訊上缺乏一個頻寬夠大可提供高度整合的通訊介面也是個不爭的事實。以錄像為例，最早的錄像機以及錄像帶將所有的影像進行本地端的儲存，而監看也只能透過同軸電纜連接的監視屏幕進行監看，而I/O入侵偵測及告警的部分則是與影像監控分開。
隨著數字時代的來臨，錄像技術也跟著進步，所有的影像可以更小的空間以及更方便的格式進行本地儲存，順應這樣的技術演進，DVR應勢出現，對于I/O的控制也逐漸的整合進DVR系統，并可以更精準的對入侵等告警事件進行反應。不過這樣的系統，在通訊上并沒有明顯的進步，所有的數據資料都僅能在本地端進行儲存，對實時告警及連鎖反應并沒有根本性的改良，實時的安全防護仍仰賴于安全人員于本地進行監控，也就是說， 安防系統是相當分散并各自獨立的。在這樣的系統架構下，RS485攜著長距離通訊、級聯、及雙向通訊的優勢，于I/O控制上占有絕對的市場優勢。
隨著全球化以及經濟的發展，人們對安全的要求也逐漸提高，過去的分散式小系統的應用架構在效能上漸漸不符經濟效益，大型公共工程的開發，也逐漸的對安防產業造成沖擊，人們開始對實時并集中的管理架構開始產生需求，安防產業也逐步的轉向Ethernet為通訊介面的系統發展，NVR與Hybrid DVR也應運而生，同時也開啟了安防系統整合的無限可能。
高度整合的Ethernet安防系統
近年來Ethernet高速發展，穩定性以及應用高度也逐漸開拓，商用及工業領域對Ethernet的需求也逐漸提高，統計顯示，過去Ethernet每年以30-40%成長率高速成長，Y08成長率略有下滑，仍有29%的高成長率，顯示市場已開發并逐漸達到飽和階段。安防產業也不例外，以Ethernet為基礎的應用逐年增多，以數字錄像技術而言，2005年以Ethernet為基礎的錄像技術已超越DVR，并預期在2009年超過模擬式攝像機。
錄像技術邁入Ethernet紀元，象征著影像儲存及處理均可以在集中的地點進行，過去搭配RS485 I/O的入侵偵測與告警系統現在也可以搭配監控軟件集中管理。簡單的說，Ethernet對安防產業帶來下列好處：
1. 高通訊頻寬
2. 高整合性
3. 集中管理
4. 不受距離限制
5. 支持網絡瀏覽器
為了讓各位讀者更容易了解Ethernet對安防產業的好處，讓我們舉一個應用案例來進行說明。試想，在一個國際機場，安全單位希望能夠對飛機跑道及周界進行入侵偵測及視頻監控。機場跑道占地廣大，跑道周圍必須駕設成百上千的攝像機、傳感器及告警燈&號等，在視頻監測應用上，傳統的DVR架構僅能將機場進行切割，分區管理。入侵偵測應用上，傳統RS485 I/O需搭配控制器對周邊傳感器進行監控，然而RS485 I/O必須仰賴控制器輪詢采集，一旦發現傳感器被觸發，隨即使用控制器觸發警報，不過這樣的輪詢架構有著潛在的安全危機。因為輪詢產生時滯，無法做到真正的實時，因而在輪詢的通訊機制
下容易出現漏報，而產生安全漏洞。
相反的Ethernet因為頻寬較大，所有的影像及入侵告警訊號都可經由Ethernet集中管理，現今Ethernet網路頻寬可達10Gbps，對于影像以及告警訊號處理是游刃有余。更重要，Ethernet作為多種通訊協議的載體，讓主動發報的通訊策略的實現成為可能。這樣的通訊技術給合I/O的控制，也就構成了今天我們的主角“智能以太網I/O”。回到我們剛剛的的例子，有了Ethernet與智能Ethernet I/O不僅影像可以集中在中控室進行管理，I/O告警訊號也可以主動發回中央控制端，避免輪詢所產生的安全漏洞，I/O CGI command的功能輕松實現與數字攝像頭的聯動，大大提升視頻監測的有效與實時性。
基于Ethernet數字安防系統的局限
雖說Ethernet頻寬夠大，但將所有影像訊號透過Ethernet傳輸仍難免會遭遇頻寬消耗過大的問題，為了克服這樣的事實，安防產業研發出許多影像壓縮技術，以期減少頻寬消耗。此外，為增加系統可靠性，安防系統一般會要求除頻寬消耗外，也需注意終端主機系統資源消耗不可超過一定比例，也就是說除影像處理外，若能將I/O告警訊號及其控制能盡量依靠終端裝置進行處理，將會有效的減輕系統資源消耗。為解決這樣的問題，讓我們進一步的介紹智能以太網I/O能為數字化安防系統解決些什么。
智能以太網I/O帶來的好處
先前所提及的輪詢的架構其實并不只存在傳統的RS485 的I/O信號監控上，事實上多數市面上的Ethernet接口的I/O也是依靠前端控制器或者主機的輪詢進行監控。不過MOXA的新一代的智能以太網I/O，它不但具有一般控制器所具有的前端邏輯控制能力（Event Response Logic）,可用于本地數據采集或者輸出控制，還可以通過多種通訊協議主動發送告警訊號（定時&遇變發送策略），有效的減少頻寬以及系統資源的消耗。
實驗室實測結果如下：
以此前的機場周界及跑道的安防系統再作說明，該安防系統使用大量的數字攝像機以及PTZ，且這些攝像機往往需要與I/O告警信號進行聯動，例如一個人企圖入侵機場跑道，除現場告警燈、喇叭警告外，中央控制室的人員亦需知道該入侵事件的現場畫面并對畫面做出實時紀錄，在一般的Ethernet I/O應用中，中央控制電腦在讀到I/O告警事件后會對數字攝像機或者PTZ做出攝像或者轉向命令，在一連串的動作中，這些信號的往返及輪詢都將消耗頻寬及系統資源且實時性非常差。倘若現在使用智能以太網I/O，將不只是主動的將告警信息透過Ethernet上傳，同時也可以不通過中央監控主機進行對前端數字攝像機或者PTZ發布CGI(Common Gateway Interface)命令，直接進行轉向或者攝像。
MOXA的解決方案示例如下：
針對一般使用網絡瀏覽器進行監控的應用更可以利用這樣的技術完成即時監控，并節省建置成本，其主要原因是智能以太網I/O可以主動的發送基于瀏覽器的CGI命令，因此不論是否跨網段或是跨Internet的應用均可輕松架設，無需擔心輪詢所造成的困擾。
結論：
隨著以太網絡的興起，安防系統的逐漸走向網絡化，使得安防系統得以整合集中管理。然而以太網絡的安防架構也因為高度整合面臨頻寬及系統資源消耗的問題，如何享受以太網絡為安防產業帶來的好處的同時，兼顧系統資源消耗也成為重要的課題。智能以太網I/O為安防系統集成商以及用戶提供了另一個更實時更省系統資源的選項。在歐美，這樣的系統已經被許多大型公共建筑所采納，相信在經濟騰飛的中國，這樣的系統將會為數字化安防的行業應用升級做出應有的貢獻。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號