新一代高性能KVM矩阵技术分享
英国艾德科技有限公司 于2014年4月获颁英国女王企业创新奖 (Queen's Award for Enterprise in Innovation)。英国艾德科技有限公司之所以能够获得这一知名奖项,要归功于公司推出了开创性的 AdderLink Infinity 解决方案,该基于硬件的数字 KVM 矩阵能应用于控制和发送数字视频信号。
传统的KVM over IP技术原本面向于机房管理等场景的IT运维的需求。由于需要满足视频信号的压缩并且在有限带宽的局域网或者广域网内传输,所以信号的压缩比率在局域网内必须高于1500:1,在广域网必须要高于6000:1的压缩比率。由此而诞生的解决方案都是基于视频的有损压缩以及还原技术,仅能提供清晰质量视频还原。而且由于算法着重于高压缩比,要求更小的体积,从而可应用于较低带宽条件下。此种技术的确可以在某些方面满足系统管理人员的维护需求。但是如果将此类方案应用于普通用户时,其劣势又在于视频画面刷新缓慢,鼠标移动迟缓,操作响应干涩生硬,无法得到流畅的桌面级实时系统体验。
目前,经历10余年的发展KVM over IP技术正在向高清画质 ,支持USB设备实时控制的Desktop over IP方向演化。通过采用高清的视频无损压缩与传送方式,从而使得传统的KVM over IP可以被大规模应用于大量使用计算机图形工作站的业务场所。ADDER科技的创新正是基于此种条件下的设计。在原有的大量传统的无损压缩算法---行程长度编码RLE基础上,ADDER工程师研发了专利AFZ算法。此算法专注于处理图像以及动态视频,通过优化帧间对比以及压缩预测等方式,使得其性能比原有的无损算法提高了50%。同时ADDER科技研发的与之配套的客制化FPGA硬件引擎,通过将软件与硬件的结合以此提高响应处理速度以及提供更好的使用便捷性。其所达到的效果即为可提供播放帧速率高于30帧每秒的全高清Full HD实时动态画质,同时保证1:1无损的像素还原。
当前主流的KVM切换器的USB切换技术分为两大类。一种是枚举式USB切换器。此种技术的好处在于可以支持所有类型的USB外设,但是另一方面就是无法保证连接的可靠,并且切换过程缓慢,无法支持热键操作。另外一种则是模拟式USB切换技术。此种技术的优点是能够提供实时可靠的切换同时支持热键的响应,但是此种技术仅能支持标准的有限功能的键盘鼠标(HID设备),无法支持种类繁多的其他USB外设设备。
ADDER公司的工程师通过不断地研发,针对市场上的原有技术加以改良,在原有的USB切换技术的基础上推出了革新性的新一代USB切换技术---真实仿真技术(True USB Emulation )简称TUE。应用于此种技术的切换器产品不但能兼容所有的USB设备,而且可以像模拟式USB技术那样保持USB HID设备的连接,还可以做到快速切换并支持对于热键的响应。同时又可以支持USB设备的所有真实的特性,即支持带有特殊控制功能键的键盘以及智能鼠标,或是不同类型的USB外设,例如控制杆,触摸笔,绘图板等等。
ADDER公司推出的AdderLink Infinity系列数字全高清IP KVM矩阵设备即为上述技术的集大成者。通过运用前述的独家技术将高分辨率视频无损的传送,计算机音频信号的双向传送,USB接口协议与数据的双向传送一并封装于标准的IP数据包内。使其更适用于需要使用图形工作站的视频无损并且要求实时控制的业务环境。同时由于是基于IP架构的标准化以及便利性,使得系统的实施安装以及后期的维护,甚至于系统的扩容成本都得以显著的下降。此外,Infinity采用UDP数据包封装而不是通常的TCP包,从而减少系统资源的消耗,进一步提高了Infinity高性能KVM矩阵系统的效能。同时,ADDER将组播技术应用于Infinity系统内,提供了除标准的一对一,一对多使用方式外,亦可以采用一对多,多对多的无限制使用方式,从而真正的做到了KVM系统的矩阵化、扁平化。极大的提升了操作人员的操作体验,而最终成为众多用户的选择。


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