Os sistemas KVM distribuídos oferecem uma forma flexível de gerenciar recursos de áudio e vídeo dentro de centros de comando e controle modernos. Computadores comerciais, sistemas de gravação, plataformas de vigilância, recursos de videoconferência e outras informações visuais podem ser distribuídos por redes IP ou fibra óptica e apresentados em estações de trabalho de operadores, videowalls e outros terminais de exibição. Isso dá à equipe de comando maior liberdade para convocar, comutar e compartilhar informações sem ficar limitada pela cablagem ponto a ponto fixa.

O desafio torna-se mais complexo quando o centro de comando precisa integrar recursos de vídeo que já existem em diferentes redes. Sistemas de vigilância, plataformas de videoconferência, videofones, drones, veículos de comando móveis e outros sistemas remotos podem usar diferentes métodos de transmissão, codecs e protocolos de comunicação. Em uma implantação de grande porte, somente a rede de vigilância pode conter dezenas de milhares de câmeras. Conectar cada fonte externa por meio de um caminho independente de codificação e decodificação por hardware pode tornar o sistema cada vez mais difícil de expandir e gerenciar. Uma arquitetura mais prática é introduzir uma camada unificada de acesso a vídeo e conversão de mídia entre esses sistemas externos e o ambiente KVM distribuído.

Onde o KVM distribuído se encaixa

A principal força do KVM distribuído é o gerenciamento de recursos de áudio e vídeo dentro do centro de comando físico. As fontes de vídeo podem ser transportadas pela infraestrutura de rede ou fibra e atribuídas a diferentes destinos de exibição de acordo com os requisitos operacionais.

Em uma sala de comando típica, um operador pode precisar chamar uma estação de trabalho para um monitor de desktop, mover outra fonte para o videowall principal e alternar rapidamente entre diferentes sistemas de informação durante um incidente. O KVM distribuído fornece a estrutura de comutação e apresentação necessária para essas operações.

Esse modelo é especialmente eficaz quando a fonte é um computador, servidor, gravador ou outro dispositivo com uma interface de vídeo local previsível. A dificuldade aparece quando o recurso já é um fluxo de vídeo em rede, em vez de um sinal de vídeo físico convencional.

Os centros de comando modernos dependem cada vez mais de vídeo de sistemas localizados fora da própria sala. Uma plataforma de vigilância pode gerenciar câmeras distribuídas por toda uma cidade, um local industrial ou uma rede de transporte. Uma plataforma de videoconferência pode fornecer imagens de reuniões remotas. Um drone ou veículo de comando móvel pode retornar continuamente vídeo ao vivo de um local de incidente. Sistemas de comunicações unificadas também podem conter terminais de vídeo baseados em SIP que os operadores precisam exibir imediatamente.

Se cada um desses sistemas for convertido separadamente em uma fonte KVM física, o número de interfaces e dispositivos intermediários pode aumentar rapidamente. Portanto, a camada KVM funciona de maneira mais eficaz quando permanece focada na interação na sala de comando, enquanto outra camada lida com o acesso a vídeo nativo de rede.

Essa separação também é valiosa para o planejamento do sistema. O número de assentos de operador e saídas de tela grande não precisa necessariamente crescer no mesmo ritmo que o número de câmeras disponíveis ou fontes de vídeo remotas. Um centro de comando pode ter acesso a dezenas de milhares de canais de vídeo, enquanto apenas uma pequena porcentagem é visualizada simultaneamente. Em vez de tratar cada fluxo disponível como uma entrada física permanentemente ocupada, o sistema pode convocar o recurso de rede necessário quando um operador, incidente ou tarefa de despacho precisar dele.

Construindo uma camada de acesso a mídia unificada

Um centro de comando escalável pode colocar um gateway de acesso a vídeo ou serviço de mídia entre os sistemas de vídeo externos e a rede KVM distribuída. Seu objetivo não é substituir a comutação KVM. Em vez disso, fornece um ponto de entrada e saída comum para recursos de vídeo em rede.

Os sistemas externos entregam primeiro seus fluxos à camada de mídia por meio de suas interfaces de rede existentes. A camada de mídia identifica a fonte necessária, recebe ou puxa o fluxo, converte o protocolo ou codec quando necessário e, em seguida, fornece um fluxo compatível ao ambiente KVM.

Isso cria uma divisão de responsabilidades mais clara. Os sistemas de vigilância, conferência, vídeo móvel e comunicações continuam a executar suas tarefas originais. A camada de mídia lida com a integração e compatibilidade dos fluxos. O KVM distribuído continua responsável por distribuir os recursos visuais resultantes para os operadores e telas.

A arquitetura é particularmente útil quando um centro de comando precisa adicionar continuamente novos sistemas de vídeo. Em vez de reconstruir a infraestrutura KVM sempre que uma nova plataforma é introduzida, o novo recurso pode primeiro ser adaptado na camada de acesso a mídia. Uma vez convertido em um formato que o lado KVM possa reconhecer, ele se torna outro recurso disponível dentro do ambiente de comando.

O resultado é um fluxo de trabalho mais unificado. Os operadores não precisam entender como cada sistema original entrega o vídeo. Eles só precisam acessar os recursos necessários para monitoramento, despacho e resposta a incidentes.

De uma perspectiva de engenharia, esse design em camadas também pode reduzir o acoplamento desnecessário entre sistemas. Mudanças em uma plataforma de vigilância, sistema de comunicação por vídeo ou fonte de vídeo de campo não exigem automaticamente mudanças correspondentes em toda a rede KVM. Contanto que a camada de acesso a mídia possa continuar a obter e normalizar o fluxo necessário, o fluxo de trabalho de apresentação da sala de comando pode permanecer amplamente inalterado.

Conectando vídeo de vigilância e conferência

Os sistemas de vigilância são uma das fontes mais importantes em um centro de comando. Grandes projetos podem envolver milhares ou até dezenas de milhares de câmeras. Integrar diretamente cada câmera por meio de um caminho de codificação de hardware independente é difícil de manter e pode tornar a expansão posterior desnecessariamente complicada.

Uma camada de mídia unificada pode se conectar diretamente a câmeras de rede selecionadas ou se comunicar com uma plataforma de vigilância por vídeo existente. Quando a plataforma upstream já mantém diretórios de câmeras e estruturas organizacionais, esses recursos podem ser recuperados por meio da plataforma, em vez de recriar cada relacionamento de câmera dentro do sistema KVM.

Os fluxos necessários podem então ser convertidos em um formato adequado para a decodificação KVM downstream. O RTSP é amplamente utilizado para esse tipo de entrega de vídeo. Quando o recurso de vigilância original é adquirido por outro método de acesso, a camada de mídia pode normalizar o fluxo antes de apresentá-lo ao ambiente KVM.

A seleção de recursos é particularmente importante em grandes implantações de vigilância. O centro de comando normalmente não precisa decodificar cada câmera continuamente. Os operadores podem recuperar vídeo de acordo com a área geográfica, tipo de evento, grupo de câmeras ou tarefa operacional. As imagens relevantes podem então ser atribuídas às telas dos operadores, posições de investigação ou layouts de tela grande à medida que a situação se desenvolve.

A videoconferência introduz um modelo de integração diferente. Em uma implantação básica, um terminal de conferência pode ser conectado ao sistema KVM distribuído como uma fonte de vídeo física convencional. Essa abordagem é adequada quando o centro de comando só precisa exibir a saída do terminal.

Uma integração mais profunda pode, em vez disso, ocorrer no nível de mídia. Uma MCU de conferência ou plataforma de conferência relacionada pode fornecer vídeo de reunião misturado como um fluxo de rede. Esse fluxo pode ser introduzido diretamente no ambiente de mídia do centro de comando, reduzindo a dependência de uma saída de vídeo física dedicada para cada recurso de conferência.

Essa abordagem é útil quando a videoconferência e a visualização do centro de comando precisam operar como partes do mesmo fluxo de trabalho de informações, em vez de como sistemas completamente separados. Durante um incidente importante, por exemplo, os participantes da conferência, as imagens de vigilância e o vídeo de campo remoto podem ser apresentados no mesmo ambiente de comando para que os tomadores de decisão possam comparar informações visuais ao vivo enquanto se comunicam com equipes remotas.

Trazendo vídeo de campo para as operações

Os centros de comando precisam cada vez mais de imagens em tempo real de locais além da cobertura de vigilância fixa. Drones, veículos de comando móveis e outros sistemas de vídeo remotos são frequentemente usados durante respostas a emergências, inspeções de infraestrutura, operações de segurança e grandes eventos públicos.

Essas fontes são diferentes das câmeras fixas porque o caminho de comunicação pode mudar à medida que o equipamento de campo se move. Alguns dispositivos enviam vídeo para o centro de comando, enquanto outros sistemas permitem que o centro solicite um fluxo. Por esse motivo, confiar em apenas um método de entrega de vídeo pode restringir a interoperabilidade.

Uma camada de acesso a mídia projetada para vídeo heterogêneo deve ser capaz de trabalhar com métodos comuns de transmissão e comunicação, como RTMP, RTSP, SIP e GB28181. O suporte a várias interfaces permite que o centro de comando aceite vídeo de uma gama mais ampla de equipamentos de campo sem criar uma arquitetura de integração separada para cada categoria de dispositivo.

A adaptação de mídia também é importante porque o fluxo de entrada pode não corresponder às capacidades do decodificador KVM downstream. O vídeo de dispositivos de campo pode diferir em codec, resolução, taxa de quadros e taxa de bits. A camada de integração pode normalizar essas características antes de encaminhar o fluxo para o sistema de exibição do centro de comando.

Isso cria um caminho prático da cena do incidente para o operador. Um drone pode fornecer uma visão aérea, um sistema montado em veículo pode enviar vídeo de uma unidade de resposta móvel, e câmeras de vigilância fixas podem fornecer o contexto circundante. Uma vez que essas fontes tenham sido convertidas em vídeo de rede compatível, o sistema KVM pode distribuí-las para as posições de operador necessárias ou telas grandes.

Para aplicações de emergência, o valor não está apenas em receber um fluxo de vídeo remoto, mas também em torná-lo imediatamente utilizável dentro do fluxo de trabalho de comando existente. O vídeo de campo deve ser capaz de ser convocado junto com mapas, imagens de vigilância, interfaces de comunicação e aplicativos de negócios, permitindo que os operadores comparem informações sem alternar repetidamente entre plataformas não relacionadas.

Resolvendo diferenças de protocolo e codec

A integração de vídeo não é alcançada simplesmente porque dois sistemas estão conectados à mesma rede. Os sistemas de envio e recebimento também devem concordar sobre como o vídeo é codificado, transportado e apresentado.

H.264 e H.265 são comuns em ambientes de vigilância e vídeo em tempo real. Uma fonte pode gerar H.265 enquanto um ponto de extremidade ou aplicativo downstream é projetado em torno de H.264. Nessa situação, a conversão de codec pode ser necessária antes que o fluxo possa ser usado de forma confiável pelo sistema de destino.

As diferenças de protocolo criam um problema semelhante. Um sistema de comunicação por vídeo baseado em SIP e um fluxo de trabalho de vídeo KVM orientado a RTSP não usam o mesmo modelo de sinalização, mesmo que ambos transportem vídeo IP. Converter vídeo SIP em um fluxo acessível por RTSP permite que o vídeo do sistema de comunicação esteja disponível para os decodificadores KVM sem alterar a função original da plataforma de comunicação.

A conversão oposta também pode ser útil quando a mídia precisa se mover de um ambiente orientado a RTSP para um sistema baseado em SIP. Dessa forma, a camada de mídia atua como uma fronteira de interoperabilidade, em vez de forçar cada plataforma conectada a suportar a interface nativa de todos os outros sistemas.

A resolução, a taxa de quadros e a taxa de bits também podem precisar de ajuste durante esse processo. O objetivo não é aplicar configurações idênticas a cada fluxo, mas criar um perfil de mídia que o aplicativo receptor possa processar corretamente.

O planejamento de rede deve ser considerado ao mesmo tempo. Fluxos de alta resolução podem consumir largura de banda significativa quando muitos canais são abertos simultaneamente. Portanto, o número de fluxos simultâneos, a qualidade de imagem necessária e a capacidade de rede disponível precisam ser avaliados em conjunto. Isso é especialmente importante quando o vídeo é transmitido entre sites remotos, centros de comando e redes de campo, em vez de permanecer dentro de uma única rede local.

Integração com comunicações unificadas

Um centro de comando moderno frequentemente combina monitoramento visual com voz, chamadas de vídeo e comunicações de despacho. As plataformas de comunicações unificadas podem incluir videofones, terminais de comunicação inteligentes e outros endpoints baseados em SIP que contêm vídeo em tempo real útil.

Esses recursos são valiosos durante a resposta coordenada porque os operadores podem precisar colocar o vídeo de comunicação ao lado de imagens de vigilância ou feeds de campo no mesmo ambiente de exibição de comando. No entanto, os terminais de comunicação são normalmente projetados para sessões interativas, em vez de distribuição contínua de vídeo KVM.

Uma camada de conversão de mídia fornece a ponte entre esses modelos operacionais. O vídeo baseado em SIP pode ser convertido em um fluxo que os recursos KVM downstream podem receber. O codec, a resolução, a taxa de quadros e a taxa de bits também podem ser adaptados quando o sistema de comunicação e o sistema de exibição usam requisitos de mídia diferentes.

O centro de comando pode, portanto, combinar várias categorias de informações anteriormente independentes. A vigilância fixa fornece monitoramento contínuo, as conferências apoiam a colaboração remota, o vídeo móvel fornece imagens do campo e as comunicações unificadas adicionam informações visuais dos endpoints de comunicação.

O KVM distribuído então desempenha o papel para o qual é mais adequado: decidir onde esses recursos devem ser exibidos e disponibilizá-los para o operador ou tela de comando corretos.

Isso é particularmente útil em ambientes de comando com vários departamentos. As equipes de segurança, operações, resposta a emergências e gestão podem usar diferentes sistemas de comunicação e vídeo no trabalho diário, mas incidentes importantes geralmente exigem que esses recursos sejam visualizados juntos. Uma estrutura de acesso visual comum reduz a necessidade de construir um caminho de exibição separado para cada departamento.

Planejando crescimento e confiabilidade

A escalabilidade deve ser considerada desde o início de um projeto de centro de comando KVM distribuído. O número de fontes de vídeo conectadas pode aumentar muito mais rapidamente do que o número de assentos de operador físicos. Novas áreas de vigilância, pontos de monitoramento temporários, sistemas de conferência adicionais e dispositivos de vídeo móveis podem ser introduzidos após o centro de comando entrar em operação.

Uma arquitetura modular facilita o gerenciamento desse crescimento. Os sistemas externos podem permanecer dentro de seus próprios domínios operacionais, enquanto a camada de integração de mídia fornece acesso controlado aos recursos selecionados. O ambiente KVM só precisa lidar com os fluxos que são realmente necessários para as tarefas atuais de exibição e despacho.

A confiabilidade também depende de evitar caminhos de sinal de propósito único desnecessários. Quando possível, a arquitetura de rede, os serviços de mídia e a distribuição KVM devem ser projetados para que uma falha em uma fonte de vídeo externa ou aplicativo não afete recursos não relacionados do centro de comando. A segmentação de rede, o planejamento de largura de banda e os caminhos redundantes podem ser considerados de acordo com a importância e a escala do projeto.

A organização centralizada de recursos pode melhorar ainda mais a operação diária. Em vez de os operadores memorizarem endereços de dispositivos individuais ou alternarem manualmente entre muitas plataformas independentes, as câmeras e outras fontes de vídeo podem ser organizadas de acordo com a localização, departamento ou finalidade operacional. Isso facilita a localização da imagem necessária durante o monitoramento de rotina, bem como durante a resposta a emergências.

Uma arquitetura de centro de comando mais flexível

O princípio central de design é evitar forçar o sistema KVM distribuído a resolver diretamente todos os problemas de compatibilidade de vídeo externo. O KVM fornece uma base eficaz para a distribuição de recursos dentro de salas de controle e centros de comando, especialmente quando redes IP ou de fibra de alta capacidade já estão disponíveis. No entanto, o vídeo de rede externo introduz um conjunto separado de requisitos.

Ao adicionar uma camada unificada de acesso a vídeo e conversão de mídia, sistemas de vigilância, plataformas de videoconferência, drones, veículos de comando móveis e terminais de comunicações unificadas podem ser conectados por meio de um caminho de integração consistente. Recursos RTSP, RTMP, SIP e GB28181 podem ser trazidos para a arquitetura, enquanto as diferenças H.264 e H.265 podem ser tratadas quando a conversão for necessária.

Essa separação torna a solução geral mais fácil de estender. A camada KVM continua a gerenciar a sala de comando, enquanto a camada de mídia se concentra no acesso a vídeo externo, conversão de fluxos e interoperabilidade. À medida que sistemas de vídeo adicionais são introduzidos, eles podem ser integrados sem alterar o modelo operacional fundamental do centro de comando.

Mais importante ainda, a arquitetura permite que o centro de comando gerencie o vídeo como um recurso operacional, em vez de uma coleção de entradas físicas isoladas. Os operadores podem convocar as informações necessárias para uma tarefa específica, exibi-las no assento ou videowall apropriado e combinar várias fontes à medida que a situação muda.

Para projetos que devem combinar grandes redes de vigilância com conferências, vídeo móvel e comunicação em tempo real, essa abordagem em camadas transforma o KVM distribuído de um sistema local de distribuição de sinais em parte de um ambiente mais amplo de comando e despacho visual.

Perguntas frequentes

Gravadores corporais e unidades de vigilância portáteis podem ser conectados?

Sim. Esses dispositivos podem ser introduzidos quando seus fluxos de vídeo de rede puderem ser acessados pela camada de integração de mídia. Seus fluxos podem então ser convertidos em um formato adequado para o ambiente do centro de comando downstream.

A mesma arquitetura pode aceitar fontes de transmissão ao vivo de vídeo?

Sim. Fontes de transmissão ao vivo de rede podem ser incorporadas junto com vídeo de vigilância e comunicação quando o método de transmissão relevante for suportado pela camada de acesso a mídia.

O vídeo do centro de comando pode ser enviado para uma MCU de conferência?

Sim. A integração não precisa se limitar a receber vídeo de conferência. Recursos de vídeo selecionados do centro de comando também podem ser agregados e entregues a uma MCU de conferência quando a conversão de mídia necessária estiver disponível.

Um fluxo externo pode ser usado como entrada de videoconferência?

Sim. Além de estações de trabalho de operadores e telas grandes, um fluxo de vídeo de rede adaptado pode ser entregue a um fluxo de trabalho de conferência quando a interface de destino e o formato de mídia forem compatíveis.