Обычно при упоминании термина KVM приходят ассоциации со стоечным оборудованием в серверных комнатах, когда эти устройства позволяют системным администраторам заниматься обслуживанием техники удаленно. В этом случае преимущественно используются VGA для передачи видео и USB для подключения клавиатуры. О каком-то высоком качестве и разрешении речи обычно не идет.
Однако на практике встречаются задачи, когда необходимо реализовать удаленную работу с мощными рабочими станциями, где уже актуально обеспечение работы с цифровым видеосигналом с сохранением его оригинальных параметров. В качестве примера можно привести рабочую станцию для видеомонтажа, к которой подключено хранилище данных большого объема, так что установка его на стандартном рабочем месте невозможна по соображениям уровня шума. Второй вариант — удаленное рабочее место оператора системы видеонаблюдения, когда необходимо удовлетворить повышенные требования к безопасности и защите данных.
В этом случае могут применяться парные устройства передатчик—приемник, работающие по выделенной линии, в роли которой обычно используется стандартная витая пара, или же модели, способные предавать информацию через стандартные локальные сети. Второй способ часто может быть более удобным из-за гибкости конфигурации.
В каталоге компании Aten есть несколько десятков устройство данного класса. В этом материале мы познакомимся с KE8952, которое обеспечивает следующие возможности:
- один интерфейс HDMI с поддержкой 4K и звука
- USB 2.0
- стереозвук
- виртуальные носители
- порт RS-232
- работа по витой паре или через модуль SFP
- поддержка PoE
В продаже предлагаются как готовые комплекты из передатчика и приемника, так и эти же устройства отдельно (KE8952T и KE8952R соответственно). В сочетании с фирменным управляющим программным обеспечением KE Matrix Manager (CCKM) и подключением в локальную сеть вы можете реализовать не только схему один-к-одному, но и много-ко-многим, когда передатчиков и приемников будет разное число и сочетаться они будут в любых комбинациях.
Комплект поставки
Набор поставляется в достаточно крупной картонной коробке, для удобства переноски имеющей ручку. В оформлении производитель пытался совместить строгость бизнес-сегмента и привлекательность для ритейла, но результат получится странным.
В комплект поставки входят основные модули передатчика и приемника, многофункциональный кабель для подключения к компьютеру, пластина для крепления передатчика, набор резиновых ножек для него, хомуты для фиксации кабелей HDMI и краткая печатная инструкция. В данном случае тестировались устройства с поддержкой PoE, поэтому блоки питания не входят в стандартную комплектацию и поставляются отдельно. Но на фотографию мы поместили все сразу, включая дополнительно предоставленные для тестирования представительством Aten два БП, два модуля SFP и оптический кабель.
Блоки питания имеют параметры 5 В 4 А, найти им замену в случае выхода из строя может быть непросто. Хорошо хоть кабель питания имеет стандартный разъем C13/C14. Длина основного кабеля от блока до разъема составляет 180 см. Так что с выбором места размещения проблем быть не должно.
Кабель KVM имеет длину 180 см и представляет собой собранный в единое целое набор из HDMI, USB и пары аналоговых стерео аудио соединений. Разъемы все стандартные, так что при необходимости можно использовать и любые другие кабели. Но комплектный может быть удобнее именно тем, что он один и сразу для всего (если не считать RS-232).
Предполагается, что передатчик устанавливается в серверной комнате с оборудованием. Основной вариант его установки — просто положить на полку или другую подходящую поверхность. Комплектная металлическая пластина может быть использована для крепления передатчика на раму стойки или на стену. При этом для варианта горизонтального размещения (по аналогии с 1U серверами) можно приобрести специальные опциональные крепления, в том числе и для установки пары устройств рядом.
Печатная инструкция идет в формате плаката. На нем находятся схемы и иллюстрации с пояснениями на английском языке, а также переводы на несколько языков, включая русский.
Внешний вид
Передатчик выполнен в металлическом корпусе и имеет габаритные размеры 215×158×42 мм без учета подключения кабелей. Металл покрашен темной краской. Решеток вентиляции на корпусе нет. Для установки используются или резиновые ножки или металлическая пластина с отверстиями.
Устройство имеет два блока разъемов. На передней панели находятся: вход HDMI 1.4a, USB 2.0 Type B, два звуковых порта 3,5 мм, RS-232 (9-контактный порт), а также несколько индикаторов: локального и удаленного подключения, активности сети, питания.
Сзади установлены: вход блока питания, аудио порты, RS-232, два USB 2.0 Type A, выход HDMI, сетевой порт RJ45 и корзина для модулей SFP. Кроме того, здесь есть скрытая кнопка сброса и переключатель выбора варианта настройки.
Блок приемника для установки на рабочем месте оператора выполнен в более привлекательном дизайне. Его корпус из металла дополнительно снабжен резиновыми накладками, которые придают устройству менее утилитарный вид и обеспечивают устойчивость при установке на столе. Цветовая гамма также темная. Габаритные размеры без учета подключений немного подросли — 225×158×55 мм. Видимо, основа аналогична передатчику, но накладки увеличивают размеры. Других штатных вариантов крепления блока не предусмотрено.
На передней панели мы видим три кнопки, несколько индикаторов и порт USB 2.0 Type A для оперативного подключения устройств. Задняя панель практически полностью совпадает с передатчиком: вход блока питания, кнопка сброса, переключатель режима последовательного порта, аудиопорты, RS-232, два USB 2.0 Type A, два сетевых интерфейса, выход HDMI.
Оба устройства имеют на нижней части корпуса информационные наклейки с серийными номерами и MAC-адресами.
Как мы уже писали выше, устройства работают с внешними блоками питания. На наш взгляд, более уместно смотрелся бы встроенный вариант, что позволило бы существенно упростить установку и обеспечить более компактное размещение. Все-таки сделать надежный встраиваемый блок на 20 Вт сегодня не должно быть проблемой. Тем более, что сами передатчик и приемник совсем не маленькие. Частично данная особенность компенсируется поддержкой рассматриваемыми устройствами получения питания через сеть (PoE), но это требует соответствующего коммутатора или инжектора (и может выглядеть несколько странно при использовании с подключением к сети по оптическому кабелю, но бывает полезно в некоторых случаях и дает гибкость при составлении проекта, т. е интегратор или пользователь, зная что на месте есть или планируется использование PoE, может купить комплект КЕ8952 и решить проблему отсутствия розеток).
Других замечаний по конструкции и внешнему виду нет. Хорошо, что оба блока используют пассивное охлаждение и не имеют решеток вентиляции. Это положительно сказывается на сроке службы и комфорте рабочего места. Существенного нагрева при длительной эксплуатации в комнатных условиях мы не заметили.
Технические характеристики
Основные параметры мы уже упоминали выше, но еще раз соберем все в одном месте. Интерфейс HDMI имеет версию 1.4a, он поддерживает HDCP и разрешения от 640×480 до 3840×2160 (4K/UHD). В последнем случае обеспечивается кадровая частота 30 Гц, что является максимумом для данной версии HDMI. USB здесь только версии 2.0, но для большинства сценариев работы этого будет достаточно. Для звука используются два аналоговых стерео миниджека 3,5 мм. Кроме того, на данной модификации предусмотрен стандартный последовательный порт RS-232 в формате 9-контактного разъема, что может быть полезно для специализированного оборудования. На приемнике предусмотрено сразу четыре порта USB — сзади их три и еще один находится на передней панели и может быть использован для оперативного подключения устройств.
Для соединения предусмотрены сетевые порты — стандартный гигабитный для медной пары и корзина для модулей SFP (поставляются отдельно), что позволяет использовать оптические линии для повышения безопасности или увеличения расстояния. Необходимо отметить, что оба сетевых порта являются продолжением одной и той же сетевой карты, поэтому имеют приоритезацию в работе, и одновременная работа интерфейсов невозможна. Основной задачей медного подключения производитель видит подстраховку в случае потери коннекта на оптическом соединении. Всё это не мешает, например, использовать оптическое подключение в качестве основного, а медное в качестве источника питания PoE.
Питание обеспечивается внешними блоками на 5 В. Передатчик требует менее 6 Вт, приемник — чуть больше, чем 7 Вт. Предлагаемые блоки питания идут на 4 А, чего более чем достаточно. При необходимости можно запитать модули через PoE при работе по медной витой паре. Но есть и вариант питания по PoE в сочетании с передачей данных по оптическому кабелю, хотя он, конечно, выглядит немного странно.
Передатчик имеет возможность сквозного подключения локальной консоли, причем сразу всех интерфейсов без исключения — HDMI, USB (два порта), звука и RS-232. Однако без наличия питания на передатчике они работать не будут.
Устройства рассчитаны на эксплуатацию в помещениях. Диапазон рабочих температур составляет от 0 до 50 °C.
Предусмотрена процедура обновления прошивки. Для этого потребуется компьютер с Windows (утилита обновления есть только для этого семейства операционных систем) в одной локальной сети с устройствами.
Подключение и настройка
Каких-то сложностей при установке устройств быть не должно. В общем случае, поддерживается два варианта соединения приемника и передатчика — через собственный выделенный кабель или через существующую компьютерную сеть.
Блок передатчика подключается на удаленной площадке к требующему удаленного доступа компьютеру через набор портов на лицевой панели. Видео забирается по HDMI, устройства ввода обслуживаются через USB. Опционально можно реализовать прием и передачу аналогового звука через два порта, а также трансляцию последовательного порта RS-232.
При необходимости и локального доступа к этому компьютеру, вы можете подключить необходимые устройства к портам на задней панели. Так что в этом смысле использование передатчика не будет вас как-либо ограничивать — можно реализовать одновременно и локальную и удаленную работу.
С приемником все еще проще — подключаем сеть, питание, монитор, USB-устройства и при необходимости звук и последовательный порт. В случае прямого подключения достаточно только соединить устройства кабелем (медной витой парой, желательно экранированной или оптикой через модули SFP).
В некоторых случаях будет достаточно использовать прямое подключение кабелем (медным или оптическим) передатчика и приемника. В этом случае они будут работать «из коробки» с предустановленными на заводе IP-адресами.
Если же речь о работе через локальную сеть, то нужно будет, как минимум, поменять адреса сетевых интерфейсов устройств. Для этого можно задать адреса каждому устройству индивидуально (соединив их в режиме точка-точка одним кабелем и после внедрив в сеть), либо воспользовавшись фирменной утилитой IP Installer, в которой можно установить IP-адреса передатчика и приемника в локальной сети (правда показалось странным, что она не спрашивает пароль для изменения настроек; если это является проблемой, то ограничить работу утилиты можно будет далее в настройках). При необходимости реализации матричной схемы, специальное программное обеспечение KE Matrix Management автоматически распознает все найденные в локальной сети устройства и переключит их в режим «Матрица».
Другой вариант — доступ ко встроенным OSD меню устройств. Обратим внимание, что и передатчик и приемник настраиваются через приемник. Есть несколько способов получения доступа к данному меню. Если вы находитесь около приемника, то можно нажать кнопку «OSD» на его лицевой панели. Если же это неудобно, то можно быстро нажать два раза «Scroll Lock» на подключенной к приемнику клавиатуре.
Для начала в меню нужно выбрать один из трех пунктов — настройка приемника, настройка передатчика и пользовательские опции. Заменим, что доступ к настройкам, конечно, защищен паролем. При работе с меню используются подключенные к приемнику клавиатура и мышка.
Самый простой — третий пункт. В нем, в частности, можно выбрать язык интерфейса, изменить сочетание клавиш для входа в меню на двукратный «Ctrl».
Для настройки приемника есть три страницы меню. На первой можно ограничить работу утилиты IP Installer — разрешить только чтение адреса или совсем запретить доступ, а также установить сетевой адрес приемника (заметим, что в оборудовании поддерживается только IPv4).
На второй странице настраивается адрес передатчика, типы получаемых с него данных, параметры последовательного порта, режим работы порта USB, а также выбирается режим — один-к-одному или матрица. Во втором случае вам необходимо указать адрес управляющего сервера с дополнительным программным обеспечением для управления оборудованием.
Третья страница позволяет изменить имя приемника, добавить к нему описание, проверить адреса и версию прошивки, перезапустить приемник, сбросить его настройки, поменять пароль доступа.
С передатчиком все аналогично. На первой странице те же опции — контроль утилиты IP Installer и настройка сетевого интерфейса.
На второй — переключение между режимами один-к-одному и матрица, параметры последовательного интерфейса, настройка транслируемого контента, выбор качества передачи видео (в частности есть ограничение полосы на уровне 100, 200 или 500 Мбит/с). Здесь стоит обратить внимание также на пункт «EDID Mode Selection». Именно он отвечает за передаваемые управляемому компьютеру характеристики монитора. В частности, можно транслировать параметры устройства отображения с приемника для корректного определения разрешения на стороне клиента.
Третья страница также аналогичная приемнику — данные о системе, перезагрузка, сброс настроек, изменение пароля.
В документации все описанные пункты описаны достаточно подробно и разобраться с ними будет несложно.
Напомним, что устройства также оборудованы последовательными портами RS-232, которые могут использоваться для управления ими. Описание доступных команд приводится в электронной версии руководства. Аналогичные возможности реализованы через подключение по telnet.
Использование
Как было сказано ранее, после подключения приемника и передатчика к оборудованию и сети для режима один-к-одному нужно будет только настроить IP-адреса. Причем можно получить их и по DHCP от роутера.
Кроме описанного выше меню OSD, на устройствах есть и аппаратные органы управления. На передатчике есть переключатель на три позиции. В первой работает и локальное и удаленное управление. Вторая позволяет вам настроить передатчик через последовательный порт. Третья блокирует удаленные подключения и разрешает только локальные. Аналогичный переключатель на приемнике имеет только две позиции — удаленное подключение к последовательному порту передатчика и локальное управление работой приемника.
Кроме того, на корпусе приемника есть кнопки Graphics и Video, которые позволяют оперативно выбрать требуемый в данный момент режим оптимизации при передаче видеоизображения — в первом случае предпочтение отдается детализации, а во втором — частоте кадров. Текущий режим знать нельзя, но при его изменении на некоторое время показывается подсказка в левом верхнем углу монитора.
Требования к сетевой инфраструктуре достаточно велики — одна пара передатчика и приемника может требовать полосы в несколько сотен мегабит в секунду, в зависимости от объема и качества передаваемого контента. Так что гигабитные сетевые порты здесь явно востребованы. Режим один-к-одному способен работать и через маршрутизаторы. Заметим, что собственно трансляция осуществляется по UDP. А вот при работе в матричном режиме может потребоваться обработка трафика мультикаст.
Тестирование в режиме Full HD показало, что реальная средняя скорость передачи информации составляет около 500 Мбит/с с пиками до 900 Мбит/с. В случае, если производительности сети не хватает, то картинка начинает немного «рассыпаться». Впрочем, если речь не о просмотре видео или другом динамичном изображении, неудобств это не доставляет. Однако трансляция идет по UDP и похоже, что передатчик не получает от приемника никакой информации о потоке и автоматической подстройки скорости видеопотока нет. В этом случае желательно воспользоваться предусмотренной в настройках опцией ограничения полосы. Установленное ограничение выдерживается очень хорошо, а влияние на качество изображения оказывается невелико. Жаль только, что вариантов его выбора не очень много.
Вторая доступная возможность — снижение цветности (доступны варианты 8, 16 или 24 бит на точку) и включение сжатия (от 1 до 5, где максимальный вариант — без потерь). Но чудес от этих параметров передатчика ждать не стоит. Максимум вы сможете снизить требования в два-три раза.
К качеству трансляции в максимальном качестве замечаний нет — разрешение передается полное, цветовые градиенты выглядят одинаково как на локальном мониторе, так и на удаленном. Судя по всему, при выборе параметра максимального качества на передатчике используется покадровое сжатие без потерь. Явной зависимости от частоты обновления изображения нет и если на источнике показать монотонную заливку — скорость передачи снижается до 200 Мбит/с. А для стоп-кадра из HD-видео поток может быть и в 600 Мбит/с (в случае отсутствия ограничения скорости на передатчике).
Что касается задержки, то она относительно невелика и составляет для Full HD около 0,03 с. Для многих сценариев использования это не существенно. Но если работа связана с необходимостью быстрого отклика на действия пользователя (например, рисование или редактирование изображений и видео), то, скорее всего, будет дискомфорт при переходе от локального терминала к удаленному. Для динамичных игр схема тоже не очень хорошо подходит.
Проверка скорости доступа к USB-накопителю в режиме «Virtual Media» показала результаты на уровне 5 МБ/с, что не очень много даже для USB 2.0. Так что если вы планируете удаленную переустановку операционных систем или другие операции с большими объемами данных, лучше ориентироваться на сетевое подключение, чем на виртуальные накопители. Что касается совместимости, то несколько проверенных устройств разных типов (беспроводной контроллер, Bluetooth-адаптер, ключ электронной подписи) при выборе режима «Generic USB device» работали успешно. Накопители в этом варианте также работали, но скорость была еще ниже — не более 1 МБ/с.
Реализация аналогового звукового тракта откровенно разочаровала. При подключении наушников к передатчику или к приемнику, независимо от настроек компьютера, в том числе и на минимальной громкости, в них был явно заметен шум. Запись с микрофона игровой гарнитуры также не выдерживала никакой критики из-за высокого уровня фонового шума. Конечно, это не основная функция, но смысла в такой реализации практически нет.
Заметим, что в настройках передатчика и приемника есть настройка режима передачи звука — с аналоговых портов или с HDMI. Во втором случае на приемнике ситуация с качеством воспроизведения существенно лучше и мало отличается от того, что мы привыкли ожидать от стандартных кодеков персональных компьютеров. Причем вы можете указать на передатчике HDMI, а на приемнике «Аналог». Тогда будет не только звук в наушниках, но и будет работать запись с удаленного микрофона. Но относительно нормальное качество и разборчивую речь для нее можно получить только используя технологии шумоподавления звуковой карты.
В крупных инсталляциях, когда требуется реализовать матричную схему, для управления системой используется фирменное программное обеспечение KE Matrix Management Software. Оно есть в версиях для Windows и Linux и использует Java (которую нужно предварительно самостоятельно установить).
Цена полной версии — около $2500. Чтобы получить бесплатную версию, необходимо зарегистрировать устройство серии KE на официальном сайте www.aten.com. После регистрации серийного номера пользователю придёт ссылка на скачивание упрощенной версии KE Matrix Manager (CCKM). Ее особенностью является ограничение поддерживаемого количества устройств — до 8 штук (например, три приемника и пять передатчиков), а также отсутствие возможности подключить запасной ССКМ-сервер. Никаких ограничений по управлению или сроку эксплуатации нет.
В случаях, когда требуется управление бо́льшим количеством устройств или создание резервного сервера CCKM в мультиматричных системах, необходимо приобрести лицензионный ключ (специальный флэш-накопитель со вшитым ключом активации) через дистрибутора или реселлера. Лицензия активируется в соответствующем разделе KE Matrix Manager.
Производитель указывает среди ключевых особенностей решения следующие:
- удобное управление через веб-интерфейс
- возможность использования матричных схем
- централизованное управление пользователями и правами
- мониторинг, журналирование и уведомления
- программирование профилей и расписаний
- построение видеостен до 8×8
Подробное рассмотрение программы выходит за рамки статьи, но некоторые моменты мы опишем. Утилита работает как сервис и для управления им, в том числе и удаленным, применяется веб-интерфейс.
Аккаунты пользователей могут быть как локальные, так и с авторизацией через внешние сервисы (например, RADIUS или LDAP). Для каждого указываются несколько параметров, включая уровень доступа, язык интерфейса, таймауты отключения и другие.
Права в любом случае выдаются в самой программе и вам все равно потребуется заводить в ней пользователя, а не просто транслировать его данные на сервер авторизации. В частности, можно выбрать, с каких приемников пользователь может зайти и к каким передатчикам и в каких режимах может подключиться.
Для удобства предусмотрена работа с группами и профилями. Для оперативного подключения предусмотрен раздел «Instant Link». Функцию расписания можно использовать для автоматической активации ранее созданных профилей (сочетаний приемника и передатчика).
Можно управлять подключенными к серверу передатчиками и приемниками. Набор параметров в целом аналогичен описанному выше. Есть возможность создания «виртуального передатчика», которой сочетает потоки видео+управление, звука, USB и последовательного порта с разных физических устройств.
Для мультимониторных конфигураций может быть интересен режим «группового передатчика», когда несколько передатчиков объединяются в группу и могут быть адресованы единовременно на соответствующей группе «мульти-дисплей» из приемников. В отличие от этого, «видеостена» подразумевает использование группы приемников для отображения информации из разных источников или с автоматическим разбиением изображения высокого разрешения на несколько приемников.
В настройках самой программы можно изменить номера портов, настроить SMTP и Syslog, разрешить управление через интерфейс командной строки, обновить прошивки, настроить режим с резервированием сервера, сохранить и восстановить конфигурацию, загрузить официальные сертификаты SSL.
В режиме «матрица» пользователю необходимо сначала авторизоваться на приемнике. После этого ему будет показан список доступных для него подключений. Есть возможность отображения экранов удаленных систем в виде матрицы.
В целом набор возможностей показался достаточно интересным, но надо понимать, что данное программное обеспечение имеет смысл только для конфигураций с большим числом устройств.
Заключение
KVM-удлинители являются специализированным оборудованием, рассчитанным на реализацию в промышленности сценариев удаленного доступа с повышенными требованиями к безопасности с полной программной независимостью от источника и получателя данных. В некоторых случаях они также могут быть интересны в отрасли создания или трансляции медиаконтента, банковском секторе, системах безопасности, мониторинга и управления.
При этом особое место занимают модели, способные работать по стандартной компьютерной сети, что существенно добавляет гибкости по сравнению с требующими выделенного кабеля продуктами и позволяет реализовать в том числе и подключение через интернет. Про рассмотренный в статье Aten KE8952 можно сказать, что он поддерживает оба этих варианта. Причем наличие встроенного порта для оптических модулей позволяет без особых проблем существенно увеличить длину линии подключения.
Также устройство интересно компактным дизайном, поддержкой разрешения 4K, питанием через PoE, пассивным охлаждением, трансляцией USB, звука и RS-232, возможностью работы в составе схемы «много-ко-многим» с программным обеспечением KE Matrix Management Software.
Тестирование показало, что устройство способно передавать изображение без потери качества, но это требует широкой полосы для сетевого трафика. Задержки при трансляции картинки в большинстве случаев при обычной работе за компьютером раздражать не будут, но для динамичной интерактивной работы продукт не предназначен. Функции удаленной работы с USB также вполне работоспособны, однако скорость доступа к виртуальным носителям относительно невелика. Двусторонняя передача звука реализована скорее для галочки. Обеспечить достойное качество записи решение не может.
Продукт легко подключить и несложно настроить, так что можно рекомендовать его и организациям среднего размера.
Учитывая позиционирование, оценивать и сравнивать стоимость решения не имеет особого смысла. Скажем только, что на момент подготовки статьи пара из передатчика и приемника стоила на локальном рынке более 200 000 рублей.
В заключение предлагаем посмотреть наш видеообзор KVM-удлинителя Aten KE8952:
Наш видеообзор KVM-удлинителя Aten KE8952 можно также посмотреть на iXBT.Video
