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La complexité de la conception d'un prolongateur KVM réside principalement dans le multiplexage/démultiplexage des signaux vidéo RVB (synchronisation séparée) et des différents flux de données (clavier/sourisPS/2® et données série) sur les quatre paires torsadées qui constituent le câble CATx.
L'illustration ci-dessous montre l'un des schémas les plus répandus.
Les composantes rouge, vert et bleu (RVB) du signal vidéo analogique sont multiplexées avec les impulsions de synchronisation horizontale et verticale (polarité maintenue) de façon à ce que ces cinq composantes vidéo soient transmises sur trois paires torsadées.
La paire restante sert de voie de données bidirectionnelle, sur laquelle les signaux clavier, souris et les données série sont
multiplexés dans un format propriétaire.
Pour maintenir la qualité du signal, ainsi que pour réduire les interférences potentielles entre paires adjacentes et issues de sources externes, tous les signaux sont envoyés de façon différentielle.
Le prolongateur contient pour chaque signal vidéo un circuit de balun actif à bande passante élevée. La voie de données, quant à elle, peut employer un système de type RS-485 ou une boucle de courant.