IP KVM与光纤KVM应该如何选择

~~在网上看到的，解释很全面，分析也到位~~

在控制室领域，KVM技术可以说是指挥控制系统的“神经信号传输网络”，负责各种操作指令、图像信号的接收传输，维持整个控制室系统的正常运转。而自从KVM技术诞生以来，经过多年的发展，大致形成了利用现成网络进行信号传输的IP KVM技术与通过私有协议进行信号传输的光纤KVM技术***存的局面。这两种KVM技术，互相构成了控制室指挥控制的技术格局，对于用户来说，两种技术有哪些区别，各自有什么优势，在具体的项目应用中应该如何选择，往往就是像雾像雨又像风的无尽困然，有时就只能相信厂商的说辞。

而现实情况如何？两种KVM技术的区别、优劣、应用该如何选择？控制室领域这对“相爱相杀”的宝贝，就让我们掰开揉碎了一次性讲个通通透透。整体上看，光纤KVM与IP KVM技术可以从底层架构、传输方式、稳定可靠性和具体的应用选择进行对比分析。

KVM技术的起源与发展

在此之前，有必要先简单回顾一下KVM技术的前世今生。KVM是英文单词Keyboard、Video、Mouse的首字母缩写，即是键盘、视频和鼠标，是一套最基本的控制系统的组成部分。KVM最基本的概念就是通过一套键盘、显示器与鼠标，控制多台电脑；进而可以理解为多台电脑的控制和管理系统，广义的概念就是针对大量数据、信息的管理和控制系统或平台。

KVM最早由美国Avocent、Raritan等公司开发用于机房维护、管理的技术与配套设备，方便机房维护人员在数量众多的服务器中切换键鼠光标，迅速定位至需要维护管理的设备。随着社会经济的发展，控制室、指挥中心等关键任务环境逐渐成为现代工业信息控制与传输的中坚力量，少数人员管理操作大量数据对工作效率提出了高需求，原本用于机房维护的KVM技术延伸至更广阔的使用场景，并快速发展，而原先技术与产品也逐渐不能满足全新的使用需求。

KVM技术发展到现在，经历了模拟KVM、数字KVM、IP KVM和光纤KVM四个阶段，目前作为市场主流的是IP KVM与光纤KVM。以网络交换机、KVM管理主机为核心的IP KVM技术在10多年前已经大量使用，由于架构简单、技术成熟，如今已经成为全球控制室市场应用最广泛的技术。KVM技术进入中国之后，许多厂商通过成熟的交换机架构，研发了自己的KVM产品，受到很多中小型控制室、指挥中心的青睐。

光纤KVM是KVM技术的最新阶段，在系统架构、产品性能、操作体验、安全稳定性等方面都具有较大的优势，被政府管理、机场空管、轨道交通、广电、能源、军队等高端领域广泛应用，代表了KVM技术发展的未来。

技术门槛：成熟简单 VS 复杂精密

技术并无高下之分，但厂商的研发门槛确实存在着高低之差。经过Avocent、Raritan等欧美先进企业的市场普及教育，IP KVM已经形成了成熟简单的技术态势，通过网络交换机进行信号传输交换，利用现有的网络基础设施，大大降低了企业的研发门槛。在2016年-2017年这两年间，许多中国厂商利用成熟的网络交换机架构，纷纷推出自身品牌的KVM产品，大量应用于各行业的控制中心、指挥中心领域，客观上促进了国内控制室市场的发展。

光纤KVM作为KVM技术发展的全新阶段，底层采用了全新的全光纤架构，配备独立的核心芯片，系统的连接无需通过交换机进行，通过光纤KVM接入端接入坐席协作管理主机，再由管理主机通过光纤管控端接入坐席的键盘鼠标显示器或者拼接大屏等设备，结构大大简化。通过私有的信道进行信号传输，隔绝了互联网线路，加强了信息的安全性。此外，独立控制板卡、主备瞬间热跳转、超大的信号传输带宽，都是光纤KVM技术独有的优势。

独特的先进性和强大的产品性能令光纤KVM技术与产品的研发成为了巨大的挑战，只有足够的技术实力的厂商才能满足，这也是为什么在全球市场范围，只有IHSE、Thinklogical、MediaComm美凯等少数几家厂商掌握了光纤KVM的核心技术。

底层架构：各有各巧思

IP KVM，顾名思义，即是借助互联网传输基础设施运作的KVM技术。采用IP KVM技术的坐席系统，由以太网交换机、KVM管理主机、分布式输入节点、分布式输出节点、跨屏器等设备为架构，以“去中心化”为产品特点，KVM管理模块是整个系统信号传输的核心枢纽，也是IP KVM坐席系统最核心的组成部分，一旦KVM管理模块出现故障，整个系统都无法下达KVM指令信号。另一方面，网络交换机是整个系统的瓶颈，在大量信号并发处理时会受到交换机的CPU、内存性能限制，导致信号处理的卡顿、延迟、低效。

典型IP KVM系统架构图

而光纤KVM系统采用FPGA架构的底层设计，以光纤KVM管理主机为核心，舍弃了以太网交换机，坐席系统由坐席协作接入端、光纤KVM管理主机主、坐席协作管控端三部分构成，系统最核心的部件是光纤KVM管理主机。一般来说，KVM管理主机都采用内核式硬件架构的芯片，支持带电热插拔和业务恢复功能。

典型光纤KVM系统架构图

对比而言，IP KVM系统已经在全球市场中应用十多年，技术方案成熟，应用简单，可以直接借助现有网络设施，使用成本较低；但IP KVM系统架构较为复杂，故障节点也较多。而光纤KVM是控制室领域最顶尖的技术之一，也是只有全球少数厂商掌握的高端技术，架构简单，故障节点少，系统更加稳定。

传输方式：不同的压缩方式带来的不同体验

在传输方式上，IP KVM与光纤KVM也有较大区别。IP KVM借助现有以太网基础设施进行信号传输，不管是H.264协议还是JPEG2000协议，都需要使用交换机设备进行组建系统，在应用于安装成本上较为亲民，系统搭建也简单易行。

但另一方面，这种传输方式也带着固有缺陷，与互联网传输一样，主要表现在两个方面：1.传输信号会出现不可避免的压缩与时延，最直观的例子便是，一个4K分辨率的视频占用的带宽是10G左右，采用H.264协议可将信号压缩为不到10M大小，信号已经大大降低分辨率及效果，并产生网络丢包现象，影响体验；2.开放的互联网环境是一把双刃剑，带来便利的同时，也为网络犯罪分子提供了可乘之机，通过互联网传输信号的IP KVM在信息安全性方面一直备受考验。

而光纤KVM则采用专用的传输协议进行信号的传输，可以使用光纤、网线等不同传输介质，需铺设专用传输通道。这样的方式保证了信号传输的压缩后效果更好，无延迟，保障了指挥控制系统各种操作的实时、流畅；也为超高分辨率视频信号的传输提供了有力保障。同时，专用的传输通道，不需要接入交换机，与互联网进行了物理隔离，信息安全等级直线上升，网络犯罪分子无从下手，这在对信息安全敏感度比较高的使用场景来说具有重要意义。

稳定可靠性：光纤KVM的心法秘笈

对于控制室而言，指挥控制系统的稳定性可谓至关重要，特别是对于广电、机场、空管、电力、电信等需要进行应急事件处置的应用领域。

IP KVM利用分布式架构的“去中心化”的特点，单个设备故障不影响整个系统的正常运行，以此规避设备故障带来的风险。但不能忽略的事实是，IP KVM的系统链路实现信息的交互、控制、切换的主要通道还是依赖于中间的交换机，在并发处理多路信号时，受到考验的是中间的交换机，而非每个节点的单个个输出或输出设备。

而光纤KVM通常采用多种方式来保证系统的稳定可靠，特别是在中间环节，对主机引擎的稳定可靠性上做了更多支撑，如支持板卡热拔插、自动热跳转技术、双控制板卡、多种冗余方式等。如通过自动热跳转技术，在系统中配备一主一备两台主机，当主用主机出现任何故障时，系统可以整体自动跳转至备用主机继续运行，不影响系统的正常功能。可以支持指挥控制系统7×24小时的不间断运行，也能够有力抵御设备故障可能产生的风险，适应于特别重视系统稳定可靠性的场景。

应用选择：具体问题具体分析

通过上面的对比，IP KVM与光纤KVM，可以说是各有优势。IP KVM技术成熟、应用简单、安装成本低、维护方便，但在操作实时性、对超高分信号的支持以及信息安全性方面具有劣势。而光纤KVM技术先进，功能强大，实时性好，信息数据也更安全，受到不少高端领域控制室用户的青睐，但应用成本高，信号传输需要铺设专用通道，也增加系统搭建的难度。

具体到项目应用的选择，则需要具体区项目的性质与需求，对于预算有限，或是对于系统操作实时性要求不高、信息安全不敏感的项目，IP KVM系统是比较实用的选择。国内进行IP KVM系统研发的厂商较多，用户经过对比，还能获得更大的价格优势。而光纤KVM更适合于对系统稳定性、信息安全性、操作实时性等具有高要求的领域场景，政府管理、机场、空管、电力等，这样的项目，预算一般较为充足，可以完全按照自身需求，做最优的选择，光纤KVM无疑是更好的方案。