从非IP架构分析光纤KVM坐席协作系统与混合矩阵的技术差异

公安指挥中心：光纤KVM坐席系统应用的典型场景

高端市场必然是诱人的，为下一代技术提前布局显然也是必须要做的事，于是乎众多控制室厂商在2018年前后都不约而同地发布了自己的非IP架构坐席解决方案，加上市场中原有的非IP光纤KVM技术厂商，“非IP架构”一下子成为行业内的热门词汇。对于市场上原有的非IP架构光纤KVM坐席系统，控制室业内人士对其都有了较全面的了解;而对于新进入市场的非IP架构产品，人们对其还是知之甚少。同为非IP架构，两者之间有何差别吗?

同是非IP，架构有差异

控制室领域业内人士熟知的非IP控制系统解决方案，在产品架构上是经典的光纤KVM架构，采用FPGA芯片算法，系统由光纤KVM坐席主机与坐席输入输出设备构成，输入设备接入工作站、服务器、电脑主机、摄像头、机顶盒等不同类型信号源，光纤KVM坐席主机将来自信号源的信号汇集后，通过输出设备传输至相应的坐席、大屏等区域进行信号的操作、显示。

在对视频信号的处理上，FPGA芯片算法具有速度和结构的优势，实现乒乓技术和流水线技术。强大的可靠性让FPGA算法技术在军工、航天等领域被广泛应用。伴随5G网络的建设与应用，FPGA技术会得到大量应用，人工智能等新型产业的崛起也会更多地应用到FPGA技术。

2018年以来，越来越多厂家也提出非IP架构解决方案，这种非IP架构是集中式的混合矩阵架构，通过为混合矩阵增加光纤板卡与光端机的方式，实现视频信号与KVM坐席功能的混合应用。简单来说就是在矩阵主机的基础上，通过添加新的组件，来满足新的功能使用需求，架构的核心依然是矩阵主机。

矩阵主机是混合矩阵是非IP架构坐席系统的核心

信号编解码各有玄机

经典的光纤KVM坐席协作系统是一种典型的FPGA架构的方案，在光纤KVM坐席主机、坐席输入端、坐席输出端三个主要的系统构成部分中，光纤KVM坐席主机只负责信号的汇集与传输，而对于信号的编码与解码工作，都由输入输出设备负责完成。系统中任意一个输入或输出设备出现故障，都不会影响系统的整体功能。

典型光纤KVM的视频信号编解码在输入输出设备中完成

而混合矩阵式的非IP坐席协作系统本质上还是以矩阵为核心的集中式架构，视频信号的编解码并不由输入和输出设备完成，而是在主机上的板卡进行。这一方面增加了主机的运算处理压力，另一方面集中式的信号处理方式，增加了整个系统运行的稳定性风险，当主机出现故障时，系统将会受到全局性的影响。

键鼠信号传输的不同选择

经典光纤KVM坐席协作系统利用输入输出端进行信号编解码工作，通过成熟的KVM编解码技术，能够在处于远端的坐席上完全重建键鼠信号的数据时钟，以此保证每一个输出端在相应的坐席上实现音视频信号与键盘鼠标信号的完全同步，提供实时流畅的操作体验。

光纤KVM系统的键鼠信号实时性非常好

相较而言，混合矩阵非IP坐席协作系统的远端坐席键盘鼠标信号，是通过矩阵主机上添加的光端机扩展的USB2.0功能进行传输的。由于专用时钟同步技术的缺失，这就造成了远端坐席的键盘鼠标信号与音视频信号传输速率的差异，键盘鼠标信号的丢帧、丢包，表现在显示屏上就是键盘鼠标操作的卡顿与延迟，特别是数据并发量大的时候，这个问题就更加明显，严重影响了坐席的操作体验。

视频处理孰强孰弱

对于坐席协作系统来说，对视频信号的处理无疑是重中之重的系统功能。在这一点上，混合矩阵式非IP系统展现了自己的优势。混合矩阵式非IP坐席协作系统支持丰富的视频接口类型，覆盖了行业中常见的视频接口，适用的范围较广。在视频的信号质量上，部分混合矩阵式非IP系统能够支持无损的信号传输，有利于视频信号图像信息的完整显示。此外，混合矩阵式非IP坐席协作系统对于大屏信号显示拼接处理也提供了良好的支持，能够适用不同场景下的大屏系统。

大屏拼接处理是混合矩阵式非IP系统的强项

对于经典的光纤KVM坐席协作系统，支持一些原生的视频信号接口需要通过转接线的方式实现，少了一些方便。对大屏拼控的处理上，经典光纤KVM坐席系统需要接入第三方的拼控方案进行解决。这两点都是经典光纤KVM坐席系统相对弱项的地方。通过转接线支持视频接口并不影响系统的正常建设与应用，但大屏拼控处理能力却是指挥控制中心建设中实实在在的关键功能，也正是基于这点，有实力的光纤KVM厂商在大屏拼控处理上投入技术研发，开发了光纤非IP拼控功能，使得光纤KVM坐席协作系统也具备了大屏拼接处理的能力。

总结陈述，各自优劣一目了然

在经典光纤KVM非IP架构坐席协作系统应用在控制室领域的高端市场多年之后，混合矩阵式非IP架构坐席协作系统的出现，让非IP架构解决方案有了更多的产品形态，也让用户在进行系统建设时有了更多的选择。

总得来说，两种非IP架构的坐席协作系统都有各自的强势与弱项。经典光纤KVM是市场中出现的最早也是最成熟的非IP架构坐席协作系统，作为“正统”的光纤KVM非IP架构解决方案，它的FPGA架构、系统稳定性、高并发数据处理能力是最核心的优势，同时坐席端信号切换操作的实时流畅、协同处理的高效快捷、灵活的扩展与级联功能，让光纤KVM在众多重要行业中赢得了用户的信赖，并大量应用于高端领域的指挥中心、控制中心。

而光纤KVM非IP架构坐席系统的弱项在于支持原生视频接口不够广泛、大屏拼控能力较弱，前者通过视频转接线解决，后者也在厂家的技术攻关下实现的光纤非IP拼控功能得到了解决，这让光纤KVM坐席协作系统具备了更为强大和丰富的功能，适用更多的高端指挥中心、控制中心场景，但较高的应用成本在一定程度上限制了光纤KVM系统的广泛应用。

混合矩阵式非IP坐席系统通过矩阵主机增加光纤板卡与光端机的方式实现了产品架构的搭建，能够提供丰富的视频接口类型支持，支持视频信号的无损传输，还具有强大的大屏拼控处理功能，而且较低的应用成本对于用户选择来说无疑更加友好。

混合矩阵式非IP坐席系统的劣势在于没有摆脱矩阵主机的集中式架构，信号编解码集中在主机上处理增加了性能负担与系统的稳定性风险。同时，专用时钟同步技术的缺失造成键鼠信号卡顿延迟，与音视频信号的不同步，影响了操作体验与处理效率。较弱的系统扩展能力也让其不适用于一些大型超大型的综合性项目，这或许也是混合式非IP架构的产品推出至今实际应用项目较少的原因。

对于指挥系统建设，选择合适的系统解决方案是所有工作的核心，根据建设预算与使用需求，选择既能满足当前功能需要，要保持适当的先进性，满足未来的需求增加与功能升级，无疑是较为合理的方式。