KVM-kytkimen kaapelit, EDID ja USB: hakuteos

KVM-kytkin mahdollistaa yhden näppäimistön, näytön ja hiiren käytön kahden tai useamman tietokoneen kanssa. Videopuoli on yleisin kompastuskivi: kytkimen on välitettävä sama signaali samalla kaistanleveydellä kuin näyttö ja tietokoneet edellyttävät. Tämä hakuteos käsittelee KVM-kytkimen toimintaa, videoporttien ja kaistanleveyden sovittamista näyttöön, EDID-emuloinnin merkitystä, USB-näppäimistöemuloinnin käyttäytymistä sekä oikeiden kaapelien valintaa.

Miten KVM-kytkin toimii

KVM-kytkin sijaitsee tietokoneiden ja jaettujen oheislaitteiden välissä. Jokainen tietokone liitetään kytkimeen videokaapelilla ja USB-kaapelilla (tai yhdistetyllä kaapelisarjalla). Kytkin tarjoaa käyttäjälle yhden näppäimistön, yhden hiiren ja yhden näytön ja reitittää nämä signaalit valittuun tietokoneeseen.

Kaksi päätyyppiä:

• Vain video- tai vain USB-kytkimet käsittelevät yhtä signaalityyppiä, ja ne ovat harvinaisia nykyaikaisissa kokoonpanoissa.
• Yhdistetyt KVM-kytkimet välittävät videon ja USB:n yhdessä, usein yhdellä kaapelisarjalla tietokonetta kohden.

Kytkin voi sisältää myös äänen, mikrofonin tai Ethernetin kytkennän, mutta ydin toiminto on video ja USB.

Porttityypit ja mitä ne välittävät

KVM-kytkimessä on joukko tietokonepuolen portteja ja joukko konsolipuolen portteja. Konsolipuoli liitetään näyttöön, näppäimistöön ja hiireen. Tietokonepuoli liitetään jokaiseen tietokoneeseen.

Yleiset videoporttityypit KVM-kytkimissä:

KVM-kytkin ei muunna signaalityyppejä. HDMI-KVM-kytkin ottaa vastaan HDMI:n ja lähettää HDMI:tä. Jos tietokoneessa on DisplayPort ja näytössä HDMI, muunnoksen on tapahduttava ennen kytkintä tai sen jälkeen, ei sen sisällä.

Videon kaistanleveyden sovittaminen näyttöön

Kytkimen on välitettävä videosignaali heikentämättä sitä. Tämä tarkoittaa, että kytkimen videon kaistanleveyden on oltava vähintään yhtä suuri kuin tietokoneen ja näytön käyttämä signaali.

HDMI- ja DisplayPort-versiot määrittelevät kaistanleveyden:

• HDMI 1.4: 10,2 Gbps; 4K 30 Hz:llä.
• HDMI 2.0: 18 Gbps; 4K 60 Hz:llä; HDR lisätty versiossa 2.0a.
• HDMI 2.1: 48 Gbps; 4K 120 Hz:llä, 8K 60 Hz:llä.
• DisplayPort 1.2: 21,6 Gbps (HBR2).
• DisplayPort 1.4: 32,4 Gbps (HBR3), DSC-pakkaus; 4K 120 Hz:llä, 8K 60 Hz:llä DSC:llä.
• DisplayPort 2.0/2.1: UHBR10 = 40 Gbps, UHBR13.5 = 54 Gbps, UHBR20 = 80 Gbps.

KVM-kytkin, joka on luokiteltu HDMI 2.0:lle, välittää 4K:n 60 Hz:llä. Jos näyttö on 4K 120 Hz:llä, kytkimen on tuettava HDMI 2.1:tä tai DisplayPort 1.4:ää DSC:llä, ja kaapelien on vastattava tätä.

Kaapelin sertifioinnilla on tässä merkitystä. DisplayPortille etsi DP8K (HBR3:lle, 32,4 Gbps), DP40 (UHBR10, 40 Gbps) tai DP80 (UHBR20, 80 Gbps). HDMI-kaapelit sertifioidaan nopeuden mukaan: High Speed (10,2 Gbps), Premium High Speed (18 Gbps), Ultra High Speed (48 Gbps). Kaapeli, jossa on merkintä “HDMI 2.1”, on väärin merkitty; versionumero kuuluu portille, ei kaapelille.

Vanhempia näyttöjä liitettäessä saatetaan tarvita adaptereita. DVI-D välittää samaa videosignaalia kuin HDMI, joten passiivinen DVI-D–HDMI-adapteri toimii videolle (yleensä ilman ääntä). VGA–HDMI vaatii aktiivisen muuntimen, koska VGA on analoginen. Lisätietoja: VGA ja DVI nykyään: vanhempien näyttöjen liittäminen.

EDID-emulointi ja miksi se on tärkeää

EDID (Extended Display Identification Data) on pieni tietorakenne, jonka näyttö lähettää tietokoneelle kuvatakseen ominaisuutensa: tuetut resoluutiot, virkistystaajuudet ja ääniformaatit. Kun tietokone käynnistyy tai näyttö liitetään, se lukee EDID:n päättääkseen, mitä videotiloja tarjota.

KVM-kokoonpanossa näyttö on jaettu. Kun kytkin on asetettu tietokoneelle A, tietokone B ei näe näyttöä. Ilman EDID-emulointia tietokone B saattaa luulla, että näyttö irrotettiin. Se voi järjestellä ikkunat uudelleen, pienentää resoluutiota tai poistaa näytön lähdön käytöstä.

KVM-kytkin, jossa on EDID-emulointi, esittää tallennetun kopion näytön EDID:stä jokaiselle tietokoneelle, myös silloin, kun kyseinen tietokone ei ole valittuna. Jokainen tietokone näkee edelleen näytön, jolla on samat ominaisuudet, joten ikkunat eivät järjestele uudelleen ja videolähtö pysyy aktiivisena.

Jotkin kytkimet kopioivat EDID:n liitetystä näytöstä virran kytkemisen yhteydessä; toisissa on kiinteä sisäinen EDID. Kiinteä EDID ei välttämättä vastaa näytön täysiä ominaisuuksia, joten tietokone saattaa tarjota vähemmän tiloja. Kytkin, joka kopioi näytön EDID:n, on parempi, kun näyttö tukee korkeita resoluutioita tai virkistystaajuuksia.

EDID-emulointi on erityisen tärkeää KVM-kytkimissä, joita käytetään kannettavien tietokoneiden kanssa, jotka muuten saattaisivat nukahtaa tai muuttaa näyttöasetuksia, kun kansi suljetaan tai ulkoinen näyttö kytketään pois.

USB-näppäimistön ja hiiren emulointi

USB ei ole yksinkertainen sähköinen kytkin. Kun USB-laite liitetään, isäntä ja laite suorittavat enumeroinnin: ne vaihtavat kuvaajia ja sopivat kokoonpanosta. Jos KVM-kytkin yksinkertaisesti irrottaisi näppäimistön ja hiiren yhdestä tietokoneesta ja liittäisi ne toiseen, jokainen tietokone näkisi irrotuksen ja uudelleenliitännän, mikä voi kestää sekunteja ja saattaa johtaa siihen, että näppäimistöä ei tunnisteta.

Tämän välttämiseksi monet KVM-kytkimet emuloivat USB-näppäimistöä ja hiirtä jokaiselle tietokoneelle. Kytkin esittää vakionäppäimistön ja -hiiren jokaiselle tietokoneelle koko ajan. Kun käyttäjä kirjoittaa tai liikuttaa hiirtä, kytkin muuntaa nämä toiminnot USB-raporteiksi valitulle tietokoneelle. Valitsemattomat tietokoneet näkevät joutilaan näppäimistön ja hiiren.

Tämä emulointi pitää USB-yhteyden elossa, joten vaihtaminen on nopeaa eivätkä tietokoneet menetä syöttölaitteitaan. Se mahdollistaa myös ominaisuuksia, kuten pikanäppäinvaihdon ja hiiren liikkumisen näyttöjen välillä.

Jotkin kytkimet emuloivat myös USB-massamuistia tai muita laitteita, mutta näppäimistön ja hiiren emulointi on ydinvaatimus sujuvalle KVM-kokemukselle.

Kaapelit kytkimen ja tietokoneiden välillä

Jokaisen tietokoneen liittämiseen KVM-kytkimeen käytettävien kaapelien on vastattava videoportteja ja USB-portteja molemmissa päissä.

Videokaapelit

Käytä kaapelia, joka on luokiteltu tarvitsemallesi videon kaistanleveydelle. HDMI:lle Premium High Speed- tai Ultra High Speed -kaapeli sopii 4K:lle 60 Hz:llä tai korkeammalle. DisplayPortille DP8K- tai DP40-kaapeli sopii HBR3:lle tai UHBR10:lle. Lisätietoja DisplayPort-versioista ja kaapelisertifioinnista: DisplayPort 1.2, 1.4 ja 2.1 sekä DP40/DP80-kaapelit.

Passiiviset kupariset HDMI-kaapelit käyvät epäluotettavammiksi pituuden ja nopeuden kasvaessa. Aktiiviset kuparikaapelit (signaalisirulla) ja kuitu-HDMI (AOC) -kaapelit yltävät pidemmälle; molemmat ovat suunnattuja, joten “lähde”-pää menee tietokoneeseen.

USB-kaapelit

USB-kaapelien on vastattava USB-versiota ja liitintyyppiä. USB 2.0 -kaapeli (480 Mbps) riittää näppäimistölle ja hiirelle, mutta jos KVM-kytkin välittää myös USB 3.x -dataa tai latausta, tarvitaan USB 3.x -kaapeli.

USB-C on liitin, ei nopeus. USB-C-kaapeli voi olla USB 2.0 -kaapeli (480 Mbps) tai välittää 10, 20, 40 tai 80 Gbps. KVM-kytkimissä, jotka käyttävät USB-C:tä videolle (DisplayPort Alt Mode) ja datalle, kaapelin on tuettava vaadittua videon kaistanleveyttä ja USB-datanopeutta.

USB Type-C -kaapelien pituudet spesifikaatiossa: USB 2.0 enintään 4 m (13 ft); USB 5Gbps enintään 2 m (6.6 ft); USB 10Gbps enintään 1 m (3.3 ft); passiivinen USB4 40Gbps enintään 0,8 m (2.6 ft).

Jos KVM-kytkimessä on sisäänrakennettu USB-keskitin, se voi olla väylävirralla toimiva tai tarvita oman verkkolaitteen. Virrallinen keskitin omaa oman adapterin ja voi syöttää täyden virran jokaiselle portille. Lisätietoja keskitimistä ja telakoista: USB-keskitimet ja telakat: virrallinen vs. virraton, ja mitä telakka lisää.

Mikä menee pieleen

• Kaistanleveyden epäsuhde. KVM-kytkin, joka on luokiteltu HDMI 1.4:lle (10,2 Gbps), ei välitä 4K:ta 60 Hz:llä, joka vaatii 18 Gbps. Näyttö voi näyttää ei signaalia tai pudota pienempään resoluutioon.
• Ei EDID-emulointia. Tietokoneet voivat järjestellä ikkunat uudelleen tai poistaa näytön lähdön käytöstä, kun ne vaihdetaan pois. Tämä on erityisen havaittavaa kannettavissa tietokoneissa.
• USB-yhteyden katkeamiset. Kytkin ilman USB-emulointia voi aiheuttaa näppäimistön ja hiiren uudelleentunnistuksen jokaisella vaihdolla, mikä voi kestää sekunteja ja epäonnistua.
• Väärä kaapelityyppi. USB 2.0 -kaapelin käyttäminen USB 3.x -signaalille rajoittaa datanopeutta tai epäonnistuu. HDMI-kaapelin käyttäminen, jota ei ole luokiteltu vaaditulle nopeudelle, aiheuttaa katkoksia.
• Passiiviset adapterit, joissa tarvitaan aktiivisia. VGA–HDMI vaatii aktiivisen muuntimen. Passiivinen adapteri ei toimi.
• Pituusrajoitukset. HDMI- ja DisplayPort-signaalit heikkenevät etäisyyden myötä. Passiivisilla kuparikaapeleilla on lyhyemmät luotettavat vedot suuremmilla nopeuksilla. Aktiiviset tai kuitukaapelit pidentävät tätä.
• Virta. Väylävirralla toimiva USB-keskitin KVM-kytkimessä ei välttämättä syötä tarpeeksi virtaa kaikille laitteille. Käytä virrallista keskitintä tai kytkintä, jossa on oma verkkolaite.

KVM-kytkimen valinta

Aloita videosignaalista. Tunnista tarvitsemasi resoluutio ja virkistystaajuus ja laske tarvittava kaistanleveys. Valitse kytkin, joka tukee tätä kaistanleveyttä sekä tietokonepuolella että konsolipuolella.

Tarkista USB-vaatimukset. Jos tarvitset USB 3.x -dataa tai latausta, varmista, että kytkin ja kaapelit tukevat sitä. Jos tarvitset vain näppäimistön ja hiiren, USB 2.0 riittää.

Etsi EDID-emulointia ja USB-näppäimistön/hiiren emulointia. Nämä ominaisuudet tekevät vaihtamisesta luotettavaa ja nopeaa.

Sovita liittimet. Kytkimessä on oltava oikeat portit tietokoneillesi ja näytöllesi, tai sinun on käytettävä adaptereita. Muista, että adapterit voivat olla passiivisia tai aktiivisia signaalin muunnoksesta riippuen.

Lopuksi harkitse kaapeleita. Käytä kaapeleita, jotka on luokiteltu tarvitsemallesi kaistanleveydelle ja pituudelle. Videolle valitse sertifioidut kaapelit. USB:lle sovita versio ja liitintyyppi. Pidä kaapelivedot spesifikaation rajoissa välttääksesi katkokset.