conmutador KVM

Un conmutador KVM (siendo KVM una abreviatura de "teclado, vídeo y ratón") es un dispositivo de hardware que permite a un usuario controlar varios ordenadores desde uno o más conjuntos de teclados , monitores de vídeo y ratones . ^{[ 1 ]}

Los conmutadores para conectar varios ordenadores a uno o más periféricos han tenido varios nombres.

El nombre original era Conmutador de teclado y vídeo (KVS). ^{[ 2 ]} Con la llegada del ratón, el conmutador de teclado, vídeo y ratón (KVM) se popularizó. El nombre fue introducido por Remigius Shatas, fundador de Cybex (ahora Vertiv ), un fabricante de conmutadores periféricos, en 1995. ^{[ 3 ]} Algunas empresas denominan a sus conmutadores Teclado, vídeo, ratón y periféricos (KVMP).

Los teclados, ratones y dispositivos de E/S USB son los dispositivos más comunes que se conectan a un conmutador KVM. Las clases de conmutadores KVM que se describen a continuación se basan en diferentes tipos de tecnologías principales, que varían en la forma en que el conmutador KVM gestiona los dispositivos de E/S USB, incluidos teclados, ratones, pantallas táctiles, etc. (USB-HID = Dispositivo de interfaz humana USB ).

KVM basado en concentrador USB

También conocido como conmutador KVM enumerado o selector de conmutador USB , un dispositivo USB conectado o compartido debe pasar por el proceso completo de inicialización (enumeración USB) cada vez que el KVM se conecta a otro sistema o puerto. El cambio a diferentes puertos es similar al proceso de conectar y desconectar físicamente un dispositivo USB del sistema de destino.

KVM USB emulado

Se asignan puertos de consola USB dedicados para emular conjuntos especiales de información de control de conmutación de teclado o ratón USB a cada sistema conectado/destinatario. La emulación USB proporciona una acción de conmutación instantánea y fiable que permite el uso de teclas de acceso rápido del teclado y la conmutación del ratón. Sin embargo, este tipo de conmutador KVM solo utiliza emulaciones genéricas y, por consiguiente, solo ha podido admitir las funciones más básicas de teclado y ratón. También existen dispositivos KVM USB que permiten sistemas operativos multiplataforma y el uso compartido básico de teclado y ratón. ^{[ 4 ]}

KVM USB semi-DDM

Los puertos de consola USB dedicados funcionan con todos los dispositivos USB-HID (incluidos teclados y ratones), pero no mantienen la presencia de los dispositivos conectados en todos los sistemas de destino simultáneamente. Este tipo de conmutador KVM aprovecha la tecnología DDM (Mapeo Dinámico de Dispositivos).

KVM USB DDM

Los puertos de consola USB dedicados con mapeo dinámico de dispositivos (DDM) funcionan con todos los dispositivos USB-HID (incluidos teclados y ratones) y mantienen las funciones y características especiales de los dispositivos conectados para cada sistema conectado/destinatario. Este tipo de conmutador KVM supera las frustrantes limitaciones de un KVM de clase USB emulada al emular las características reales de los dispositivos conectados para todos los ordenadores simultáneamente. Esto significa que ahora es posible utilizar las teclas de función adicionales, las ruedas, los botones y los controles que se encuentran habitualmente en los teclados y ratones modernos. ^{[ 5 ]}

KVM+Dock

Un conmutador KVM con estación de acoplamiento integrada. Combina dos dispositivos: un conmutador KVM y una estación de acoplamiento. La demanda de este tipo de producto ha aumentado debido al creciente número de entornos de teletrabajo que requieren compartir dispositivos de entrada/salida entre un ordenador personal y un portátil de trabajo como consecuencia de las restricciones impuestas por la pandemia de COVID-19.

Limitado*

Es compatible, pero no permite la reenumeración USB, lo que no solo provoca largos retrasos en la conmutación, sino que a veces también causa errores HPD (dispositivo de conexión en caliente) en el sistema operativo.

Sí*

Tiempo de latencia inferior a 1 segundo al cambiar entre canales/puertos.

KVM+Dock

El modelo de conmutador KVM Dual DP1.4 con base TB4 será el primer modelo lanzado para compartir DisplayPort 1.4 de bus completo para monitores de juegos 4K de 144 Hz.

Un conmutador KVM es un dispositivo de hardware utilizado en centros de datos que permite controlar varios ordenadores desde un único teclado, monitor y ratón (KVM). ^{[ 6 ]} El conmutador permite al personal del centro de datos conectarse a cualquier servidor del rack. Un ejemplo común de uso doméstico es permitir el uso del teclado, ratón y monitor de tamaño completo del ordenador de sobremesa con un dispositivo portátil como un ordenador portátil, una tableta o una PDA , o un ordenador que utilice un sistema operativo diferente .

Los conmutadores KVM ofrecen diferentes métodos para conectar los ordenadores. Según el modelo, el conmutador puede incluir conectores nativos para conectar cables estándar de teclado, monitor y ratón. Otro método consiste en utilizar un único conector DB25 o similar que agrupa las conexiones en el conmutador con tres cables independientes para teclado, monitor y ratón. Posteriormente, estos cables fueron reemplazados por cables KVM especiales que combinan los cables de teclado, vídeo y ratón en un único cable de extensión. La ventaja de este último método reside en la reducción del número de cables entre el conmutador KVM y los ordenadores conectados. La desventaja es el coste de estos cables.

El método para cambiar de un ordenador a otro depende del conmutador. Los conmutadores periféricos originales (Rose, alrededor de 1988) utilizaban un interruptor giratorio, mientras que los conmutadores electrónicos activos (Cybex, alrededor de 1990) utilizaban botones pulsadores en el dispositivo KVM. En ambos casos, el KVM sincroniza el funcionamiento entre los diferentes ordenadores y el teclado, el monitor y el ratón del usuario (consola de usuario).

Entre 1992 y 1993, Cybex Corporation desarrolló comandos de teclas de acceso rápido para el teclado. Hoy en día, la mayoría de los conmutadores KVM se controlan mediante comandos de teclas de acceso rápido no intrusivos (por ejemplo, + , + y las teclas ). El cambio mediante teclas de acceso rápido suele complementarse con un sistema de visualización en pantalla que muestra una lista de los ordenadores conectados.CtrlCtrlScroll LockScroll LockPrint Screen

Los conmutadores KVM difieren en la cantidad de computadoras que pueden conectarse. Las configuraciones de conmutación tradicionales permiten conectar entre 2 y 64 computadoras a un solo dispositivo. Los dispositivos de nivel empresarial interconectados mediante métodos en cadena o en cascada pueden admitir más de 1000 dispositivos, a los que cualquier consola de usuario puede acceder por igual. ^{[ 7 ]}

Aunque se fabrican conmutadores HDMI , DisplayPort y DVI , VGA sigue siendo el conector de vídeo más común en los conmutadores KVM para aplicaciones industriales y de fabricación, si bien muchos conmutadores ahora son compatibles con conectores HDMI y DisplayPort. Los conmutadores analógicos pueden tener diferentes capacidades de ancho de banda de vídeo, lo que afecta al coste y la calidad general del dispositivo. Un conmutador típico para el consumidor ofrece  un ancho de banda de hasta 200 MHz, lo que permite resoluciones de alta definición  a 60 Hz.

En el vídeo analógico, la resolución y la frecuencia de actualización son los factores principales para determinar el ancho de banda necesario para la señal. El método para convertir estos factores en requisitos de ancho de banda es ambiguo, en parte porque depende de la naturaleza analógica y del estado del hardware. Un mismo equipo puede requerir más ancho de banda con el paso del tiempo debido a la degradación de la señal original. La mayoría de las fórmulas de conversión intentan aproximar el ancho de banda necesario, incluyendo un margen de seguridad. Como regla general, los circuitos de conmutación deberían proporcionar hasta tres veces el ancho de banda requerido por la especificación de la señal original, ya que esto permite que la mayoría de las pérdidas de señal se mantengan fuera del rango de la señal relevante para la calidad de la imagen.

Dado que las pantallas CRT dependen de la frecuencia de actualización para evitar el parpadeo, generalmente requieren más ancho de banda que las pantallas planas comparables. Los monitores de alta resolución y alta frecuencia de actualización se están convirtiendo en configuraciones estándar para conmutadores KVM avanzados de gama alta (especialmente en PC para juegos).

• 2023: las resoluciones y frecuencias de actualización más altas compatibles con el conmutador KVM DisplayPort 1.4 de clase DDM avanzada a 4K144 Hz, 5K120/240 Hz, 8K60 Hz (con DSC)

Un monitor utiliza DDC y EDID , transmitidos a través de pines específicos, para identificarse ante el sistema. Los conmutadores KVM pueden tener diferentes formas de gestionar estas transmisiones de datos:

• Ninguno: el conmutador KVM carece de los circuitos necesarios para gestionar estos datos, y el sistema no detecta el monitor. Es posible que el sistema asuma que hay un monitor genérico conectado y aplique la configuración predeterminada de seguridad. Como medida de seguridad, puede ser necesario desbloquear manualmente resoluciones y frecuencias de actualización más altas a través del controlador de vídeo. Sin embargo, algunas aplicaciones (especialmente juegos) que dependen de la recuperación de información DDC/EDID no funcionarán correctamente.
• Falso: el conmutador KVM genera su propia información DDC/EDID, que puede o no ser compatible con el monitor conectado. Pueden surgir problemas si existe una inconsistencia entre las especificaciones del KVM y las del monitor, como por ejemplo, no poder seleccionar la resolución deseada.
• Modo de transferencia directa: el conmutador KVM intenta que la comunicación entre el monitor y el sistema sea transparente. Sin embargo, puede fallar en los siguientes casos:
  • La generación de eventos Hot Plug Detect (HPD) para la llegada o la retirada del monitor al cambiar de sistema, o no transmitir los estados de energía del monitor, puede provocar que el sistema operativo vuelva a detectar el monitor y restablezca la resolución y la frecuencia de actualización, o puede provocar que el monitor entre o salga del modo de ahorro de energía;
  • Si no se transmiten o modifican los comandos MCSS, puede producirse una orientación incorrecta de la pantalla o una calibración de color inadecuada.

Las directrices de Microsoft recomiendan que los conmutadores KVM transmitan sin alteraciones el tráfico I²C entre el monitor y los hosts de PC, y que no generen eventos HPD al cambiar a un puerto diferente, manteniendo una señal estable y sin ruido en los puertos inactivos ^{. [ 8 ] [ 9 ]}

Monitores con funciones de conmutación KVM integradas

Más monitores incluían un conmutador KVM integrado para que dos sistemas informáticos (dos conexiones de sistema ascendentes) pudieran compartir el monitor. Sin embargo, dado que la mayoría de los monitores actuales con función de conmutador KVM solo incorporan un conmutador KVM de clase hub, no ofrecen emulación HID ni emulación/alimentación EDID para todos los sistemas conectados. Además, están limitados a conectar solo dos sistemas y solo pueden controlar un monitor (el propio monitor) con el conmutador KVM integrado. El conmutador KVM integrado NO admite la conmutación ni el control de múltiples monitores.

Los conmutadores KVM eran originalmente dispositivos mecánicos pasivos basados ​​en interruptores multipolares , y algunos de los dispositivos más económicos del mercado aún utilizan esta tecnología. Los interruptores mecánicos suelen tener un mando giratorio para seleccionar entre ordenadores. Los KVM normalmente permiten compartir dos o cuatro ordenadores, con un límite práctico de aproximadamente doce máquinas debido a las limitaciones en las configuraciones de interruptores disponibles. Los diseños de hardware modernos utilizan electrónica activa en lugar de contactos físicos de interruptor, con el potencial de controlar muchos ordenadores en una red troncal común.

Una limitación de los conmutadores KVM mecánicos es que cualquier ordenador que no esté seleccionado por el conmutador no detecta un teclado ni un ratón conectados. En condiciones normales de funcionamiento, esto no supone un problema, pero durante el arranque, el ordenador intentará detectar el teclado y el ratón, lo que puede provocar que no arranque o que lo haga con una configuración no deseada (por ejemplo, sin ratón). Del mismo modo, si no detecta el monitor, el ordenador puede funcionar con una resolución baja, como (normalmente) 640 × 480. Por lo tanto, los conmutadores KVM mecánicos pueden no ser adecuados para controlar ordenadores que se reinician automáticamente (por ejemplo, tras un corte de energía).

Otro problema común en los dispositivos mecánicos es que uno o más contactos del interruptor no establecen conexiones eléctricas firmes y de baja resistencia, lo que a menudo obliga a mover o ajustar el mando para corregir colores irregulares en la pantalla o una respuesta periférica poco fiable. Los contactos chapados en oro mejoran este aspecto del funcionamiento del interruptor, pero aumentan el coste del dispositivo.

La mayoría de los dispositivos KVM activos (electrónicos, no mecánicos) ofrecen emulación de periféricos, enviando señales a los ordenadores que no están seleccionados para simular la conexión de un teclado, un ratón y un monitor. Estos se utilizan para controlar equipos que pueden reiniciarse durante su funcionamiento sin supervisión. Los servicios de emulación de periféricos integrados en el hardware también proporcionan soporte continuo cuando los ordenadores requieren comunicación constante con los periféricos.

Algunos tipos de conmutadores KVM activos no emiten señales que coincidan exactamente con el teclado, el monitor y el ratón físicos, lo que puede provocar un comportamiento inesperado en los equipos controlados. Por ejemplo, el usuario de un teclado multimedia conectado a un conmutador KVM puede descubrir que las teclas multimedia del teclado no tienen ningún efecto en los ordenadores controlados.

Existen alternativas de software para algunas de las funciones de un conmutador KVM de hardware , como VNC , Synergy , Barrier y Multiplicity , que realizan la conmutación por software y transmiten la entrada a través de conexiones de red estándar. Esto tiene la ventaja de reducir la cantidad de cables necesarios. La conmutación de borde de pantalla permite que el ratón funcione en ambos monitores de dos ordenadores.

Existen dos tipos de extensores KVM remotos que se pueden describir mejor como remotos locales y KVM sobre IP.

Los conmutadores KVM se denominan dispositivos de compartición KVM porque dos o más ordenadores pueden compartir un único conjunto de periféricos KVM. Los dispositivos de compartición de ordenadores funcionan a la inversa de los conmutadores KVM; es decir, un único PC puede ser compartido por varios monitores, teclados y ratones. A un dispositivo de compartición de ordenadores a veces se le denomina divisor KVM o conmutador KVM inverso. Aunque no es tan común, esta configuración resulta útil cuando el operador desea acceder a un único ordenador desde dos o más ubicaciones (normalmente cercanas), por ejemplo, un quiosco público que también dispone de una interfaz de mantenimiento para el personal detrás del mostrador, o un ordenador de oficina en casa que también funciona como PC de cine en casa .

• Servidor de consola
• Canal de control de visualización
• Mapeo dinámico de dispositivos
• Tecnología de gestión activa de Intel
• Interfaz de gestión de plataforma inteligente
• PiKVM
• Unidad gráfica remota
• DDM inverso
• Sinergia (software)