Trải nghiệm thực tế về chiều dài cáp mạng cho ứng dụng KVM

Bạn có biết được rằng chiều dài cáp tối đa nhất để thiết bị KVM có thể hoạt động tối ưu là 33ft (10m) (theo một nghiên cứu của hãng Avocent). Với chiều dài này, tính năng KVM hoạt động ổn định mà không phụ thuộc vào bất kì điều kiện nào khác. Khi chiều dài cáp lớn hơn con số mà Avocent đề xuất, tín hiệu video có thể sẽ không bị ngắt đột ngột tuy nhiên chất lượng video sẽ giảm xuống đáng kể, tỷ lệ thuận với chiều dài của cáp. Avocent định nghĩa video chất lượng tốt có nghĩa là hình ảnh video nhìn giống như hình ảnh của nguồn truyền, và dung lượng đường truyền (traffic) sử dụng là tối thiểu. Tác nhân chính tác động đến việc sử dụng traffic là sự thay đổi hình ảnh trên màn hình video. Khi một điểm ảnh trên màn hình thay đổi, tín hiệu video sẽ được đóng gói thành dữ liệu (data) và truyền đến người dùng. Thuật toán Avocent Dambrackas Video Compression® (DVC) cho phép nhận ra những thay đổi trên màn hình video từ nguồn phát và chỉ truyền đi những thay đổi đó, do đó cho phép tối thiểu hóa lượng traffic sử dụng trên mạng. Traffic sử dụng tăng lên, đồng nghĩa với việc tăng độ trễ chuột (mouse latency), làm ảnh hưởng đến hoạt động điều khiển của người dùng.

Video noise (nhiễu tín hiệu video) là một trong những nhân tố góp phần chiếm dụng traffic.Theo lý thuyết, nếu không có điểm ảnh nào thay đổi trên màn hình, sẽ không có gói tin nào được gửi đi. Nhưng trên thực tế, video noise là nguyên nhân khiến một vài điểm ảnh thay đổi. Khi có điểm ảnh thay đổi, sẽ được đóng gói thành dữ liệu và gửi đi, do đó chiếm dụng nhiều traffic trên mạng.

Các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng video

Có bảy nhân tố kết hợp làm thay đổi chất lượng video và ảnh hưởng traffic trên mạng: chất lượng video nguồn, chất lượng cáp, tỉ lệ xoắn trong mỗi cặp dây, độ phân giải, chiều dài cáp, số lượng patch panel và nhiễu điện từ. Để đạt được chất lượng video tốt nhất, phải chú ý cẩn thận những nhân tố này.

• Chất lượng video nguồn: card màn hình yếu sẽ làm cho video nguồn nhiễu nhiều hơn, do đó sử dụng nhiều traffic hơn, thậm chí khi màn hình không có thay đổi. Mặc dù chất lượng card màn hình cải thiện đáng kể theo thời gian, vẫn còn những loại card màn hình chất lượng thấp được sử dụng. Sử dụng card màn hình tốt sẽ cho chất lượng video tốt hơn, ít nhiễu hơn.

• Chất lượng cáp: cáp chất lượng thấp cũng làm tăng video noise trên đường truyền. Do đó, Avocent khuyến nghị sử dụng cáp CAT-5e và CAT-6 UTP. Ngoài ra, cần phải xem xét không chỉ chất lượng cáp, mà còn chất lượng của đầu nối. Nếu đầu nối không tốt, chất lượng video bị giảm xuống và traffic sử dụng cao hơn.

• Tỉ lệ xoắn của cáp: tỉ lệ xoắn là số lượng vòng xoắn trên một ft của mỗi đôi dây. Tháo xoắn từng đôi dây và đặt bên cạnh nhau sẽ thấy không có cặp dây nào cùng chiều dài. Chiều dài các đôi dây càng chênh lệch càng tạo ra độ trễ của một trong ba màu video. Nếu độ trễ ba màu càng lớn, ba màu có thể đi đến với ba pha khác nhau, và video xảy ra hiệu ứng “bóng ma” hoặc “nhòe”.

• Độ phân giải: tần số tín hiệu video ở độ phân giải 1280 x 1024 lớn hơn ở 1024 x 768. Tầng số cao hơn dễ bị nhiễu hơn và chất lượng tín hiệu giảm dần theo chiều dài cáp.

• Chiều dài cáp: cáp dài hơn, sự khác nhau của điện dung trên đường truyền và chiều dài của từng đôi dây càng lớn hơn. Điều này góp phần giảm chất lượng tín hiệu video và tạo ra độ trễ ba màu video. Xem bài test của Avocent ở dưới sẽ thấy chất lượng tín hiệu video sẽ giảm khi chiều dài cáp quá dài, dù sử dụng loại cáp tốt nhất.

• Số lượng patch panel: khi sử dụng path panel, tín hiệu video sẽ kết thúc tại đầu cuối dây cáp đang truyền và truyền qua dây cáp khác thông qua panel, làm tăng nhiễu và crosstalk. Với các KVM sử dụng tính năng Virtual Media, data channel trên hai cặp dây cuối có tần số cao hơn KVM không sử dụng tính năng Virtual Media. Tần số cao hơn có thể góp phần gây nhiễu nhiều hơn và crosstalk trên đường truyền – đặc biệt khi qua càng nhiều patch panel

• Nhiễu điện từ: nhiễu điện từ cũng ảnh hưởng chất lượng video. Người dùng không nên đặt cáp KVM gần nguồn AC, máy phát điện và ánh sáng huỳnh quang.

Kết quả test chất lượng video

Thực hiện test trên chiều dài từ 33ft (10m) đến 150ft (45m), Avocent nhận ra chiều dài cáp sử dụng KVM có thể lên đến 150ft, trong điều kiện đảm bảo các nhân tố ở trên sẽ hoạt động tốt mà không bị giảm chất lượng video, độ phân giải, hoặc traffic mạng. Mỗi thông số được test ở sáu mức chiều dài cáp khác nhau và được chấm điểm từ 1 đến 4. Trong các đồ thị, hầu hết các thông số đều như nhau - thậm chí đến chiều dài 500ft - ngoại trừ chất lượng video và Virtual Media giảm hiệu suất tại chiều dài 150ft (45m). Đó là lý do tại sao Avocent chấp nhận chiều dài cáp đến 45m. Ngoài ra, cần phải nhắc lại, hiệu suất này đạt được khi test trong môi trường kiểm soát được bảy nhân tố nêu trên.

• Keyboard, Video, Mouse tại local port và qua DSView 3 session. Trong hình 1, hầu như không có thay đổi trong thông số Keyboard, Video, Mouse. Dù vậy, từ chiều dài 150ft (45m), chất lượng video bắt đầu giảm. Video có thể dùng được, nhưng chất lượng không tốt, hình ảnh bị nhòe, chữ bị méo mó, và một vài chi tiết khác khiến người dùng khó theo dõi.

• Windows drag (di chuyển cửa sổ), minimize time (thời gian thu nhỏ cửa sổ) và maximize time (thời gian phóng to cửa sổ) tại local và remote port. Trong hình 2, window drag tại remote port có chất lượng thấp dần từ 150ft (45m).

• Chất lượng Virtual Media tại local port và qua DSView 3 session: Trong hình 3, có thể nhận thấy kể từ vị trí 150ft (45m), độ trễ tín hiệu data channel của Virtual Media quá cao. Kết quả là Virtual Media không thể đảm bảo hoạt động tại chiều dài lớn hơn 150ft (45m).

Kết luận

Xác định hiệu quả hoạt động của việc truyền tín hiệu KVM qua một đoạn cáp là một vấn đề không đơn giản. Trước kia, Avocent chấp nhận chiều dài 33ft (10m) để truyền tín hiệu video không quan tâm đến điều kiện môi trường. Những kết quả test gần đây cho thấy chiều dài chấp nhận được để đảm bảo tín hiệu video là 150ft (45m) và phải chú ý một vài điều kiện. Chiều dài cáp càng tăng, chất lượng video nhận được sẽ giảm dần và tạo ra nhiều traffic mạng. Bởi vì có nhiều tác nhân có thể ảnh hưởng hiệu suất tại những chiều dài cáp khác nhau, Avocent khuyến nghị chiều dài chiều dài cáp sử dụng KVM không quá 150ft (45m).

Lưu Lê Qui Nhơn