現代指揮中心的光纖KVM技術應用簡析

顧忠輝 王進春 李曉秋

（1.北京智為視媒科技有限公司 北京市 100094 2.高等教育出版社 北京市 100029）

1 指揮中心與現代經濟社會

科技迅速發展的現代社會中，信息技術已經全面覆蓋了人們生活的方方面面，而經濟社會的發展有賴于技術的進步與投入應用。發達的城市軌道交通與航空運輸讓人們享受便利快捷的現代交通，移動通信技術的發展讓無數服務通過移動互聯網變得觸手可及，政府管理與公共安全部門通過各類技術更好地保障社會的穩定安全，現代化工廠通過自動生產管理技術提高產品的生產效率與質量滿足市場需求，能源生產管理行業利用先進的指揮調控技術管理能源的調度開發為經濟社會提供能源供應。這些社會經濟的基礎性行業領域，為國民經濟社會的發展提供了支撐性的作用。

這些基礎性的行業領域背后，是一個個信息與數據處理的超級大腦——現代化的指揮中心。現代指揮中心通過成熟的KVM 技術，使得海量數據的高效處理成為可能，指揮中心成為現代經濟社會的信息處理中心。KVM 技術是現代經濟社會發展背后的無名英雄。2020年，國家公布了新型基礎信息建設的重點領域，KVM 技術成為助推新基建的重要技術，迎來了更大的發展空間。

2 KVM坐席協作管理令指揮中心更高效

隨著KVM 技術發展，光纖KVM 和IP KVM 成為市場應用的主流，其中光纖KVM 技術被大量應用于公安、航空、電力、移動通信等行業領域的大型指揮中心。2013年，MediaComm 美凱首次提出了以KVM 技術為基礎的坐席協作管理理念，發布了基于光纖KVM 技術的可視化坐席協作管理系統，并獲得了產品發明專利。

在現代指揮中心的任務環境中，不同操作人員的工作往往不是孤立的，而是需要同時處理大量的并發數據與信息，進行大量不同信號的切換，同時與不同職能、不同業務部門甚至是不同城市的人員進行協同工作、互聯互通。在發生突發事件時還要進行跨平臺操作、多業務部門聯動和集中指揮。MediaComm 美凱認為，光纖KVM 坐席的價值在于提高了指揮中心操作人員的工作效率，使操作人員在面對繁復的數據時也能進行高效準確的操作，避免了疲于奔命，保障關鍵任務的正確執行與人性化的工作體驗。

同時，對于應急管理、機場航空、移動通信等要求指揮中心長時間連續運行的特殊行業，系統一旦停機將會引發嚴重的后果，對系統運行的穩定性有著苛刻的要求。光纖KVM 系統能夠提供完備的冗余機制，應對系統運行過程這的各種突發情況，實現系統處理故障時不影響正常操作，系統恢復是用戶無感知，滿足7×24 小時的運行穩定性。

圖1 是MediaComm 美凱光纖KVM 系統的架構圖，從結構上看，光纖KVM 系統只需通過光纖KVM 接入端（圖1 ①）連接工作站等設備，接入坐席協作管理主機（圖1 ③），再由管理主機通過光纖管控端（圖1 ④）連接坐席鍵鼠、顯示屏、拼接大屏，結構簡單，故障節點少。工作站數據經過坐席協作管理主機的匯聚，形成統一資源池，坐席端可統一調用，提高了消息共享效率。

圖1：MediaComm 美凱光纖KVM 系統架構圖

坐席協作管理主機采用內核式非IP 架構，支持帶電熱插拔和業務恢復功能，不占據系統資源。可以通過兩臺主機進行一主一備冗余熱備份（圖1 ③），出現故障時，主用主機自動無縫跳轉至備用主機，不需要人工干預，也不中斷系統操作，提高了系統的穩定可靠性。由于采用了剝離IP 網絡的私有傳輸協議，讓網絡不法分子無從下手，保證了數據信息的安全。

在信號格式上，光纖KVM 系統支持4K@60Hz DP、4K@30Hz DP、4K SDI、多屏工作站DMS59、多數據集中接入、VGA 模擬服務器、語音通訊、復合模擬視音頻、1200P@60Hz HDMI、1200P@60Hz DVI 多種信號，信號接入能力覆蓋了現代指揮中心常用的信號模式。

近年來，MediaComm 美凱的光纖KVM 系統已經先后應用于空管、機場、核電、廣播電視等對于指揮控制系統的操作實時性與系統運行穩定性具有高要求的行業項目，尤其是系統穩定性獲得了北京大興機場、國家核電、騰訊體育演播廳等行業用戶的權威認可，樹立了國內KVM 行業的標桿。

3 光纖KVM在北京大興機場AOC的應用

MediaComm 美凱光纖KVM 系統在大興機場項目的應用，是光纖KVM 系統的一次標桿項目之一。

現代機場是在機場AOC 的統一指揮與集中協調下實現正常運行的，機場AOC 作為機場運行控制中心和飛行區區域運行管理主體的地位，管理范圍主要包括了機場運行現場和飛行區安全運行管理。它是機場運行管理和應急指揮的核心，是機場日常航班安全生產和旅客服務現場的最高協調管理機構。

北京大興機場作為4F 級的國際機場與國際航空樞紐機場，是支撐雄安新區建設的京津冀區域綜合交通紐帶，更是國家發展一個新的動力源。

由MediaComm 美凱建設的，具有“超級大腦”之稱的大興機場信息中心（SOC）及指揮中心（AOC），是大興機場的數據處理中心、通信樞紐中心和運行指揮中心，聚集了通信營運商、有線電視核心機房及航站樓、飛行區和各個工作區的服務器。光纖KVM系統負責將這些服務器信號進行統一集中與互通互聯，進行信息收集、匯總與發布，保障機場正常運行，應對緊急突發事件，為大興機場AOC 的集中控制與協調指揮，實現了重要的功能。

3.1 信號集中管控

由光纖KVM 接入端、管控端與管理主機構成的光纖系統，利用光纖KVM 管理主機的光纖矩陣、端口自適應功能，支持大量數據端口的自動映射匯聚，對大興機場AOC 的服務器數據統一接入管理，通過光纖與私有傳輸協議，進行遠距離傳輸，讓服務器數據形成統一數據資源池，再由光纖KVM 管控端分配至不同的坐席，坐席可實時調用資源池數據。

3.2 高效KVM

光纖KVM 匯聚服務器數據形成資源池后，大興機場AOC 各個區域間實現互通互聯，光纖KVM 系統的KVM 坐席功能讓操作人員能夠實現一套鍵鼠同時操作多臺服務器數據，通過鍵盤快捷鍵將所需的信號對目標顯示終端一鍵推送，也能抓取所需的數據信號進行操作。

3.3 實時操作

光纖KVM 系統采用內核式非IP 架構與私有傳輸協議，支持視頻信號的無損傳輸，坐席協作管理主機對每一路信號都分配獨立的傳輸鏈路進行處理，讓大興機場AOC 信號實現遠距離傳輸的零延時，多個信號實時切換，沒有卡頓與延遲。

通過MediaComm 美凱的光纖KVM 坐席協作管理系統，實現了大興機場AOC 中心44 家單位共137 個坐席在7x24 小時不間斷運行的狀態下，科學分工、有序運行、實時協作，對大興機場的正式開航以及日后的正常運行提供了強大的技術支持。

4 騰訊視頻通過光纖KVM搭建演播集群

在2019年，MediaComm 美凱還實施建設了騰訊視頻的北京首鋼演播集群項目。這是亞洲最大的體育演播集群，采用全球領先的電視直播技術，也是全球頂級的演播集群之一。

廣播廣電是對控制系統的實時性與穩定性要求最高的行業之一，全年每天24 小時不停機直播，要求系統具備7×24 小時高負荷運行的穩定性能。同時節目直播的效果有賴于信號傳輸的實時性，不允許出現停機、卡頓等意外。騰訊體育演播集群需要將視頻、音頻、內容資產、收錄、燈光控制等約1300 個設備終端進行整合，運營人員、導播等可以進行統一調度和集中控制，實現各系統按預先編好的程序聯動，使各個系統配合更加精確、緊密、高效。

為了實現操作人員工位的靈活，科學管理，簡化桌面系統，提供人性化的工作空間，騰訊首鋼演播室通過MediaComm 美凱的一套光纖KVM 系統實現人機分離，操作人員的工位只保留了鍵盤鼠標、顯示屏與演播必要的操作設備，多系統的靈活操作能夠讓操作人員通過一套鍵鼠操作多臺服務器，不同系統之間實現流暢無卡頓地切換。

同時，為了保障系統運行的穩定，演播節目不會中斷，光纖KVM 系統進行了完備的冗余架構設計，獨有的主備瞬間熱跳轉功能保證故障出現時不影響系統正常運行與節目中斷。系統節點出現故障時，可以通過遠程監控軟件排除，快速恢復。

通過MediaComm 美凱光纖KVM 系統，騰訊首鋼演播集群獲得了無與倫比的優勢。

4.1 資源互通互聯

通過光纖KVM 系統管理主機，將節目演播所需的各類資源統一接入，集中管理，形成大資源池，不同的區域之間實現了互通互聯，信息共享，提高了資源的利用效率。

4.2 完備冗余機制

利用光纖KVM 系統的全光架構內核優勢與完善的系統冗余機制，保障節目演播控制系統7×24 小時的穩定運行，保證節目的不中斷。

4.3 跨平臺操作

通過光纖KVM 系統的坐席功能，單個工位上的操作人員利用一套鍵鼠就能夠操作多臺服務器，在不同的資源平臺之間切換操作，實現信息高效共享，提供節目演播所需的各類資源。

4.4 自由工位功能

操作人員不再需要在固定的工位上進行操作，通過光纖KVM系統對坐席的設置，就能實現在不同的工位上進行相同的操作，調用節目所需資源，減少人員移動所需的時間，實現高效和人性化。

4.5 靈活的擴展能力

光纖KVM 系統模塊化的系統核心設計提供了強大的擴展性能，配合充足的接口余量，為演播集群未來的性能擴展與設備接入提供了靈活便利的條件，便于系統的隨時升級擴展。

無論是北京大興機場，還是騰訊首鋼演播集群，都是光纖KVM 系統在指揮中心應用的典型案例。北京大興機場于2019年9月正式開航后，成為我國最重要的樞紐機場之一。騰訊首鋼演播集群承接了2019年籃球世界杯的賽事直播。MediaComm 美凱光纖KVM 系統的應用價值得到了客戶實際的驗證。

社會與經濟都離不開指揮中心，大型指揮中心撐起了經濟發展與社會運行的基礎。光纖KVM 技術的發展與進步，使得建設現代大型指揮中心成為了可能。MediaComm 美凱基于光纖KVM 技術形成的指揮中心整體解決方案，已經成為政府應急、公共安全、交通運輸、移動通信、能源管理、廣播電視等社會基礎性行業領域大型指揮中心建設的最佳方案之一，系統先后服務于國家某部指揮中心、國家應急管理部、國家核電、北京大興機場、騰訊演播群、中國移動南方基地、南方電網等，經過了眾多行業客戶的使用驗證。