本发明涉及用于传输键盘、显示器和鼠标数据的系统和方法。系统包括至少三条链路，一条为冗余备份终端链路，其余为发送终端链路，每条发送终端链路的MCU分别与对应的计算机以及本链路的以太网交换模块电连接，冗余备份终端链路的MCU与对应于每条发送终端链路的计算机均电连接，并且与本链路的以太网交换模块电连接；每条发送终端链路各自的音视频分配模块的输入端分别与对应的计算机电连接，每条发送终端链路各自的音视频分配模块还分别电连接本链路的音视频接口模块和冗余备份终端链路的音视频分配模块；冗余备份终端链路的音视频分配模块与本链路的MCU电连接。本发明提高了系统可靠性并降低了系统成本。
1.一种用于传输键盘、显示器和鼠标数据的系统，包括至少三条链路，其中一条链路为冗余备份终端链路，其余链路均为发送终端链路，每条链路分别包括依次电连接的音视频分配模块、音视频接口模块、音视频编码模块和以太网交换模块；
每条链路还分别包括MCU，其中，每条发送终端链路各自的MCU分别与对应的计算机以及本链路的以太网交换模块电连接，所述冗余备份终端链路的MCU与对应于每条发送终端链路的计算机均电连接，并且所述冗余备份终端链路的MCU还与本链路的以太网交换模块电连接；
每条发送终端链路各自的音视频分配模块的输入端分别与对应的计算机电连接，每条发送终端链路各自的音视频分配模块还分别电连接本链路的音视频接口模块和所述冗余备份终端链路的音视频分配模块；
所述冗余备份终端链路的音视频分配模块还与本链路的MCU电连接。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括主交换机和从交换机，其中，所述冗余备份终端链路的以太网交换模块经以太网与从交换机相连接，每条发送终端链路各自的以太网交换模块分别经以太网与主交换机相连接。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述主交换机和所述从交换机通过DAC线缆相连接。
4.根据权利要求1所述的系统，包括三条链路，其中一条链路为冗余备份终端链路，其余两条链路均为发送终端链路。
5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述冗余备份终端链路的MCU被配置为：通过本链路的以太网交换模块、所述从交换机或所述主交换机分别与每条发送终端链路的以太网交换模块、音视频编码模块进行通讯；当检查到与某条发送终端链路通讯失败或者其通道编码异常时，则判断该发送终端链路发生了异常事件。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述冗余备份终端链路的MCU还被配置为：当检查到某条发送终端链路异常后，发送控制命令给本链路的音视频分配模块，选择该发送终端链路的信号输出给所述冗余备份终端链路的音视频接口模块，再通过所述冗余备份终端链路的音视频编码模块和以太网交换模块，输出到交换机。
7.一种用于传输键盘、显示器和鼠标数据的方法，包括：
设置至少三条链路，其中一条链路为冗余备份终端链路，其余链路均为发送终端链路，每条链路分别包括依次电连接的音视频分配模块、音视频接口模块、音视频编码模块和以太网交换模块，每条链路还分别包括MCU；
将每条发送终端链路各自的MCU分别与对应的计算机以及本链路的以太网交换模块电连接，将所述冗余备份终端链路的MCU与对应于每条发送终端链路的计算机均电连接，并且将所述冗余备份终端链路的MCU还与本链路的以太网交换模块电连接；
将每条发送终端链路各自的音视频分配模块的输入端分别与对应的计算机电连接，将每条发送终端链路各自的音视频分配模块还分别电连接本链路的音视频接口模块和所述冗余备份终端链路的音视频分配模块；
将所述冗余备份终端链路的音视频分配模块还与本链路的MCU电连接；
将所述冗余备份终端链路的以太网交换模块经以太网与从交换机相连接，将每条发送终端链路各自的以太网交换模块分别经以太网与主交换机相连接。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括：所述冗余备份终端链路的MCU通过本链路的以太网交换模块、所述从交换机或所述主交换机分别与每条发送终端链路的以太网交换模块、音视频编码模块进行通讯；当检查到与某条发送终端链路通讯失败或者其通道编码异常时，则判断该发送终端链路发生了异常事件。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：当检查到某条发送终端链路异常后，所述冗余备份终端链路的MCU发送控制命令给本链路的音视频分配模块，选择该发送终端链路的信号输出给所述冗余备份终端链路的音视频接口模块，再通过所述冗余备份终端链路的音视频编码模块和以太网交换模块，输出到交换机。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，设置三条链路，其中一条链路为冗余备份终端链路，其余两条链路均为发送终端链路。
用于传输键盘、显示器和鼠标数据的系统和方法
技术领域
[0001] 本发明属于信息传输技术领域，尤其是涉及一种用于传输键盘、显示器和鼠标数据的系统和方法。
背景技术
[0002] 在轨道交通、电网调度、空管等行业，数据中心和运维控制中心实现了分离，其中数据中心的工作站、监控系统和服务器器等用键盘、显示器和鼠标（KVM）发送终端采集信号，在运维控制中心用键盘、显示器和鼠标接收终端处理信号并输出到显示器。对于可靠性要求高的生产和运维单位，传统的键盘、显示器和鼠标数据传输方式存在很大的风险，当键盘、显示器和鼠标发送终端出现故障的时候，业务控制不了，会带来巨大的风险，可能是生产设备无法操作，损坏设备，甚至危及人的生命安全。
[0003] 如图1的传统键盘、显示器和鼠标发送终端链路工作原理图所示，键盘、显示器和鼠标发送终端链路从PC采集音频、视频信号，通过例如型号为ITE6801的音视频接口模块转换低速电信号，发送到音视频编码模块，该模块接收数据，对视频进行编码压缩，通过IP报文的格式传输到以太网交换模块，输出至交换机。传统的键盘、显示器和鼠标发送终端，当音频编码模块发生硬件故障、软件异常崩溃的时候，接收终端采集不到编码数据，无法监视和控制远程信号源，从而影响业务的正常工作。
[0004] 目前提高键盘、显示器和鼠标发送终端可靠性的方案如下：
[0005] 方案1：双联路冗余，每个键盘、显示器和鼠标发送终端有两条链路，分别连接到两个不同的交换机，当其中一条链路出现异常的时候，可以通过另外一条链路传输数据；
[0006] 方案2：双编码器，计算机信号输出到一个HDMI分配器，分配器连接到两个不同的编码器，分开编码传输，当一个编码器异常，另外一个编码器还可以正常工作。
[0007] 然而，这两种方案存在以下缺点：
[0008] 方案1只实现了双联路冗余，当交换机异常，发送终端传输模块异常的时候，能起到冗余备份的效果，但是一旦编码器故障，该设备就不能正常工作了；
[0009] 方案2虽然可以实现冗余备份的功能，但整体解决方案成本增加了一倍。
发明内容
[0010] 有鉴于此，本发明提出一种高可靠性且低成本的用于传输键盘、显示器和鼠标数据的系统和方法。
[0011] 根据第一方面，提供了一种用于传输键盘、显示器和鼠标数据的系统，其包括至少三条链路，其中一条链路为冗余备份终端链路，其余链路均为发送终端链路，每条链路分别包括依次电连接的音视频分配模块、音视频接口模块、音视频编码模块和以太网交换模块；
[0012] 每条链路还分别包括MCU，其中，每条发送终端链路各自的MCU分别与对应的计算机以及本链路的以太网交换模块电连接，所述冗余备份终端链路的MCU与对应于每条发送终端链路的计算机均电连接，并且所述冗余备份终端链路的MCU还与本链路的以太网交换模块电连接；
[0013] 每条发送终端链路各自的音视频分配模块的输入端分别与对应的计算机电连接，每条发送终端链路各自的音视频分配模块还分别电连接本链路的音视频接口模块和所述冗余备份终端链路的音视频分配模块；
[0014] 所述冗余备份终端链路的音视频分配模块还与本链路的MCU电连接。
[0015] 在一些可选的实施方式中，所述系统还包括主交换机和从交换机，其中，所述冗余备份终端链路的以太网交换模块经以太网与从交换机相连接，每条发送终端链路各自的以太网交换模块分别经以太网与主交换机相连接。
[0016] 在一些可选的实施方式中，所述主交换机和所述从交换机通过DAC线缆相连接。
[0017] 在一些可选的实施方式中，所述系统包括三条链路，其中一条链路为冗余备份终端链路，其余两条链路均为发送终端链路。
[0018] 在一些可选的实施方式中，所述冗余备份终端链路的MCU被配置为：通过本链路的以太网交换模块、所述从交换机或所述主交换机分别与每条发送终端链路的以太网交换模块、音视频编码模块进行通讯；当检查到与某条发送终端链路通讯失败或者其通道编码异常时，则判断该发送终端链路发生了异常事件。
[0019] 在一些可选的实施方式中，所述冗余备份终端链路的MCU还被配置为：当检查到某条发送终端链路异常后，发送控制命令给本链路的音视频分配模块，选择该发送终端链路的信号输出给所述冗余备份终端链路的音视频接口模块，再通过所述冗余备份终端链路的音视频编码模块和以太网交换模块，输出到交换机。
[0020] 根据第二方面，提供了一种用于传输键盘、显示器和鼠标数据的方法，其包括：
[0021] 设置至少三条链路，其中一条链路为冗余备份终端链路，其余链路均为发送终端链路，每条链路分别包括依次电连接的音视频分配模块、音视频接口模块、音视频编码模块和以太网交换模块，每条链路还分别包括MCU；
[0022] 将每条发送终端链路各自的MCU分别与对应的计算机以及本链路的以太网交换模块电连接，将所述冗余备份终端链路的MCU与对应于每条发送终端链路的计算机均电连接，并且将所述冗余备份终端链路的MCU还与本链路的以太网交换模块电连接；
[0023] 将每条发送终端链路各自的音视频分配模块的输入端分别与对应的计算机电连接，将每条发送终端链路各自的音视频分配模块还分别电连接本链路的音视频接口模块和所述冗余备份终端链路的音视频分配模块；
[0024] 将所述冗余备份终端链路的音视频分配模块还与本链路的MCU电连接；
[0025] 将所述冗余备份终端链路的以太网交换模块经以太网与从交换机相连接，将每条发送终端链路各自的以太网交换模块分别经以太网与主交换机相连接。
[0026] 在一些可选的实施方式中，所述方法还包括：所述冗余备份终端链路的MCU通过本链路的以太网交换模块、所述从交换机或所述主交换机分别与每条发送终端链路的以太网交换模块、音视频编码模块进行通讯；当检查到与某条发送终端链路通讯失败或者其通道编码异常时，则判断该发送终端链路发生了异常事件。
[0027] 在一些可选的实施方式中，所述方法还包括：当检查到某条发送终端链路异常后，所述冗余备份终端链路的MCU发送控制命令给本链路的音视频分配模块，选择该发送终端链路的信号输出给所述冗余备份终端链路的音视频接口模块，再通过所述冗余备份终端链路的音视频编码模块和以太网交换模块，输出到交换机。
[0028] 在一些可选的实施方式中，设置三条链路，其中一条链路为冗余备份终端链路，其余两条链路均为发送终端链路。
[0029] 本发明支持键盘、显示器和鼠标数据信号多通道冗余设计、传输和解码，当任意编码通道硬件出现异常时，可以从备份通道上恢复信号，确保设备的高可靠性。同时，多条编码通道复用一条备份通道，由此降低了设备的成本。
附图说明
[0030] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0031] 图1为传统键盘、显示器和鼠标发送终端工作原理图；
[0032] 图2为本发明的示例性传输结构原理示意图。
具体实施方式
[0033] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0034] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0035] 如图2的示例性实施例所示，本发明的用于传输键盘、显示器和鼠标数据的系统包括三条链路：第一发送终端链路、第二发送终端链路和冗余备份终端链路，每条链路分别包括有音视频分配模块、音视频接口模块、音视频编码模块、以太网交换模块和微控制单元（MCU）。
[0036] 要注意的是，尽管图2的示例性实施例以三条链路为例进行说明，但是根据本发明的用于传输键盘、显示器和鼠标数据的系统不限于只有三条链路的情况，而是可以包括多于三条链路，其中一条链路为冗余备份终端链路，其余链路为发送终端链路。该冗余备份终端链路可以对所有发送终端链路进行备份。
[0037] 如图2所示，第一发送终端链路、第二发送终端链路各自的音视频分配模块1、11从本链路对应的计算机PC1、PC2采集音视频信号，再输出一路HDMI信号给本链路的音视频接口模块2、12，同时并联复制一路HDMI信号分别输给冗余备份终端链路的音视频分配模块6。
[0038] 每条链路的音视频接口模块、音视频编码模块和以太网交换模块依次电连接。第一发送终端链路、第二发送终端链路各自的音视频接口模块2、12将输入的音视频信号（高速信号）转换成低速电信号，输出给本链路的音视频编码模块3、13，音视频编码模块3、13对所接收的数据编码，打成IP报文发送到本链路的以太网交换模块4、14，再分别经以太网传输到主交换机。
[0039] 冗余备份终端链路的音视频分配模块6接收本链路的MCU 10的控制命令，选择由第一发送终端链路、第二发送终端链路的音视频分配模块1、11分别输入的HDMI信号中的一路信号进行备份，即选择其中一路信号发送给本链路的音视频接口模块7，由音视频接口模块7将输入的音视频信号转换成低速电信号，并输出给本链路的音视频编码模块8，音视频编码模块8对所接收的数据编码，打成IP报文发送到本链路的以太网交换模块9，再经以太网传输到从交换机。
[0040] 主交换机和从交换机通过例如DAC线缆进行堆叠，实现两台交换机的虚拟化管理。
[0041] 第一发送终端链路、第二发送终端链路各自的MCU 5、15分别与对应的计算机PC1、PC2以及本链路的以太网交换模块4、14电连接以传输相应的键盘鼠标数据；冗余备份终端链路的MCU 10则同时与第一发送终端链路、第二发送终端链路对应的计算机PC1、PC2电连接以传输相应的键盘鼠标数据，并且冗余备份终端链路的MCU 10还与本链路的以太网交换模块9电连接。
[0042] 图2的示例性的用于传输键盘、显示器和鼠标数据的系统的工作原理简介：
[0043] 1.故障通道监测：冗余备份终端链路的MCU 10，通过TCP/IP协议，经过以太网交换模块9、从交换机或主交换机、第一发送终端链路的以太网交换模块4、音视频编码模块3进行通讯，当检查到通讯失败或者通道编码异常时，MCU 10判断第一发送终端链路发生了异常事件；同样的方式，MCU 10通过与第二发送终端链路的音视频编码模块13通讯，检查第二发送终端链路是否存在异常。
[0044] 2.冗余通道备份：冗余备份终端链路的MCU 10检查到某个发送终端链路异常后，发送控制命令给本链路的音视频分配模块6，选择故障链路（或故障通道）的信号输出给音视频接口模块7（例如为ITE6801），接口模块进行信号转换，输出给音视频编码模块8，编码后的IP报文通过以太网交换模块9，连接到从交换机和主交换机。
[0045] 同时冗余备份终端链路的MCU 10接收控制终端经网络和主交换机或从交换机传过来的键盘鼠标数据，回传给故障通道的计算机，实现控制通道的备份。
[0046] 根据上述工作原理，当传输系统包括三条以上发送终端链路时，同样可以设计出一条冗余备份终端链路同时对三条以上发送终端链路进行故障通道监测和冗余通道备份。
[0047] 本发明针对发送终端进行优化，增加编码通道的冗余设计，针对一个信号源有多路硬件通道进行编码，当主硬件通道的编码模块故障时，冗余通道的编码流还能继续工作。同时设计了多选一的电路结构，多个信号源复用一条冗余编码通道，通过配合相应的软件算法检查，当其中一个信号源的编码通道出现异常，切换冗余编码通道，针对故障的编码通道进行备份，从而降低整个系统冗余硬件的硬件成本。
[0048] 本发明的各个模块可以是一个芯片中的相应功能模块，也可以是相应的芯片。本发明所述的音视频分配模块例如可采用型号为GSV2006的芯片；音视接口模块例如可采用型号为ITE6801的芯片。
[0049] 尽管以上实施方式中冗余备份终端链路的控制单元是MCU 10，但是在不同的实施方式中，冗余备份终端链路的控制单元也可以是音视频编码模块8，只需要是具备运算和网络处理能力的CPU即可，此时可省略MCU 10，由音视频编码模块8来代替MCU 10。
[0050] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。另外，本发明所请求保护的技术方案，仅包括上述内容中的各单元、模块和元器件之间的连接结构，相关载体内部的控制程序不属于本申请所请求保护的内容，且相关载体内部的控制程序为本领域技术人员的公知常识，故不在本文中赘述。
