CN103270506A - 用于促进电子元件之间光通讯的装置、系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种主动光学缆线总成以及用来促进主机端元件与客户端元件间透过光纤缆线的通讯的系统、方法、适配器模块及集成电路。在一个实施方式中，主动光学缆线总成包括具有至少一条光纤的光纤缆线、主机端主动电路、客户端主动电路、主机端连接器以及客户端连接器。一旦所述主机端主动电路与主机端元件间有连接，则客户端终端交换器关闭以将客户端终端阻抗耦接至接地参考电位。一旦所述客户端主动电路与客户端元件间有连接，则主机端终端交换器关闭以将主机端终端阻抗耦接至接地参考电位。在另一实施方式中，本发明公开一种方法，所述方法包括以下步骤：一旦主动光学缆线与客户端元件间有连接，则赋能主机端终端阻抗。

Description

用于促进电子元件之间光通讯的装置、系统与方法
相关申请案
本申请案根据专利法请求于2010年12月7日申请的美国临时专利申请案第61/420,450号的优先权，本申请案依赖所述案内容且所述案内容以全文引用方式并入本文。
技术领域
本发明一般涉及一种用于促进电子元件之间光通讯的装置、系统与方法。
背景技术
光纤缆线是大型传统导体电缆的一种具有吸引力的替代方案，特别是在数据速率增加的情况下。当光纤的使用转移到众多消费性电子应用(诸如藉由使用光纤缆线总成连接计算机周边)上时，来自消费者的期望将会希望缆线具有改良的性能、对未来通讯协议的兼容性以及广泛的使用范围。例如，消费者可能将会要求与规格版本3.0的通用串行总线(USB3.0)兼容的光纤缆线。然而，由于USB3.0中的交握协议以及雷射二极管与光纤缆线的特性，现行的光纤USB缆线在所述光纤USB缆线连接至客户端元件及/或主机端元件时会造成所述客户端元件及/或主机端元件变得无法使用。
因此，会希望有一种用于促进电子元件之间通讯的替代性光纤缆线总成、装置、系统与方法。
发明内容
本公开案的实施方式关于一种主动光学缆线总成，以及更具体地说，关于经设置以赋能两个或两个以上电子元件间使用通讯标准的通讯的一种主动光学缆线总成。一般地说，此处所描述的实施方式藉由控制地赋能主机端主动电路及/或客户端主动电路的主机端终端及/或客户端终端，来赋能要与USB3.0标准连结使用的光纤缆线总成。实施方式也关于用来促进电子元件间的通讯的方法、系统、集成电路及适配器模块。
本案所公开的是一种主动光学缆线总成，所述主动光学缆线总成包括光纤缆线、主机端主动电路、客户端主动电路、主机端连接器及客户端连接器；所述光纤缆线具有至少一条光纤；所述主机端主动电路光学耦接至所述光纤缆线，且所述主机端主动电路具有主机端终端阻抗，所述主机端终端阻抗耦接至主机端输入线及主机端终端交换器，所述主机端终端交换器可操作以选择性地将所述主机端终端阻抗耦接至接地参考电位；所述客户端主动电路光学耦接至所述光纤缆线，且所述客户端主动电路包含客户端终端阻抗，所述客户端终端阻抗耦接至客户端输入线及客户端终端交换器，所述客户端终端交换器可操作以选择性地将所述客户端终端阻抗耦接至所述接地参考电位；其中所述主机端主动电路定位于所述主机端连接器的第一端与所述光纤缆线之间，且所述主机端连接器经设置而可移除地耦接至主机端元件的主机端端口；其中所述客户端主动电路定位于所述客户端连接器的第一端与所述光纤缆线之间，且所述客户端连接器经设置而可移除地耦接至客户端元件的客户端端口；且其中一旦所述主机端主动电路与所述主机端元件间有连接，则所述客户端终端交换器关闭以将所述客户端终端阻抗耦接至所述接地参考电位，且一旦所述客户端主动电路与所述客户端元件间有连接，则所述主机端终端交换器关闭以将所述主机端终端阻抗耦接至所述接地参考电位。
额外的特征及优点将于以下的详细描述中说明，且所述领域中具有通常技艺者经由发明说明将立即了解所述特征及优点中的部分，或者所述领域中具有通常技艺者藉由实作此处所描述的实施方式可确认所述特征及优点中的部分，包括后述的详细描述、权利要求书以及随附图式。
应了解，以上一般描述及以下详细描述两者均仅为例示，且是意欲用来提供概述或框架以理解权利要求书的性质及特征。本案包括随附图式以提供进一步理解，随附图式并入说明书中且构成说明书的一部分。随附图式例示实施方式并附带描述以解释各种实施方式的原理及操作。
附图说明
下列各图的元件是例示来强调本公开案的一般原理，所述组件并不一定照比例绘制。图式中所说明的实施方式为说明性与例示性性质，所述实施方式并非意欲用来限制权利要求书所定义的标的。与以下图式一同进行阅读可理解说明性实施方式的上述详细描述，类似的参考符号指示类似的结构，且各图式的意义如下：
第1A图根据此处描述与例示的一或多个实施方式，图像化地绘示主动光学缆线总成的部分爆炸透视图。
第1B图根据此处描述与例示的一或多个实施方式，概略地绘示第1A图中所绘的主动光学缆线总成的光纤缆线的截面图。
第2图根据此处描述与例示的一或多个实施方式，概略地绘示具有主动光学缆线总成的系统。
第3图根据此处描述与例示的一或多个实施方式，概略地绘示具有主动光学缆线总成的系统，所述主动光学缆线总成包含主机端主动电路及客户端主动电路，所述主机端主动电路及客户端主动电路透过光学功率检测来检测客户端终端。
第4图根据此处描述与例示的一或多个实施方式，概略地绘示具有主动光学缆线总成的系统，所述主动光学缆线总成包含主机端主动电路及客户端主动电路，所述主机端主动电路及客户端主动电路透过客户端主动电路电力吸取来检测客户端终端。
第5图根据此处描述与例示的一或多个实施方式，概略地绘示具有主动光学缆线总成的系统，所述主动光学缆线总成包含主机端主动电路及客户端主动电路，所述主机端主动电路及客户端主动电路透过使用一或多个客户端状态位来检测客户端终端。
第6图根据此处描述与例示的一或多个实施方式，概略地绘示主动光学缆线总成，所述主动光学缆线总成包含光纤缆线总成、主机端适配器模块及客户端适配器模块。
具体实施方式
本公开案的一些方面指向一种主动光学缆线总成，所述主动光学缆线总成包含客户端主动电路与主机端主动电路，所述客户端主动电路与主机端主动电路以两个导体电性耦接并以光纤缆线光学耦接。主动光学缆线总成更包含主机端连接器与客户端连接器。根据各种实施方式，此处所述的主动光学缆线总成及相关的方法、光学缆线系统、集成电路可藉由分别控制地赋能主机端主动电路与客户端主动电路内的主动端终端与客户端终端，来防止时机不当的终端检测。藉由控制地赋能主动光学缆线总成的主机端终端与客户端终端，当主动光学缆线总成在连接至客户端元件之前先连接至主机端元件时(例如主机端电子元件与客户端电子元件)，可回避通用串行总线3.0(USB3.0)兼容性模式(compliance mode)。虽然实施方式可描述于USB3.0标准的内文中，但实施方式并不限于此。应考虑到实施方式可实现于USB的未来标准以及其它在启始通讯之前检测客户端终端阻抗的通讯协议与标准。在此将以随附图式为特定参考，来进一步详细描述用于促进主机端元件与客户端元件之间在光纤缆线上的通讯的主动光学缆线总成、方法、系统、集成电路以及适配器，其中所述方法用于在主动光学缆线上启始通讯，所述系统包含主动光学缆线。
一般地说，由于USB3.0的高数据速率(例如4.8Gb/s)，制作成合理尺寸的传统被动式电导体缆线总成的缆线长度被限制在约3公尺或更短，这归因于电导体与介电材料本质的集肤及介电损失。进而，兼容于USB3.0的导体缆线非常庞大且会对用在膝上型计算机与消费性元件(诸如摄录像机)上的小型连接器施加压力。因为所述限制，可能会对可用于USB3.0的光纤缆线产生兴趣。光纤缆线可能会显著地更细、更可挠、更容易携带以用于携带式用途，且光纤缆线对使用于小型手持元件上的连接器施加小得多的压力。此外，光纤缆线总成可包含全长100公尺的缆线长度，而允许将USB3.0用于诸如视频传递及瘦客户端运算的市场中。
传统上，主机端透过缆线中的四条铜导体来与客户端双向通讯数字数据。数据经编码为对应直流电流(DC)平衡(即基本上恒定的平均值)，且数据经由耦接电容传送并由客户端侧的电阻器终止。在USB3.0标准系统中使用光纤缆线会表现出两个问题。第一，为了保存端元件(即客户端元件)功率，USB3.0规格切断链接的电力并以被称为低频周期性传讯(LFPS)的协议来传送非常短的维持生存信号。然而，大部分的光学收发器需要连续地执行数据流，以使用长时间恒定的回授回路设定光学收发器的雷射偏压与光二极管切片电平，但这是USB3.0所排除的。
第二，当缆线的末端配接至客户端电路时，USB3.0藉由寻找终端负载变化的存在来检测客户端的存在。为了检测客户端元件的存在，主机端周期性地对输出数据线送出高(high)的脉冲。然后主机端观察电压会维持在高多久。如果没有客户端元件附加在缆线的另一端，则数据线将为高阻抗的开电路，而电压将在高处浮动扩张时间周期。然而，如果附加上客户端元件，电压将因客户端元件电路中的终端电阻器而迅速地降至逻辑零电平。一旦主机端元件检测到终端，所述主机端元件将在传送数据前开始交握以识别与训练客户端电路。
USB3.0假设铜缆线会被用来将主机端元件连接至客户端元件。然而，在标准光纤链接中，除了用于经传输的明确数据外，正常上在光纤的两侧之间不会有任何DC通讯。在光纤缆线上，缆线的主机端侧与客户端侧两者均具有一些与所述处相关的终端负载，这是归因于用来将电信号转换成光信号以及将光信号转换成电信号的雷射二极管驱动电路与光检测器电路。如果这样的光纤缆线仅连接至主机端侧而让客户端侧保留在未连接的状态，则主机端元件将断定已附加上有效的客户端。然后主机端将启始互握尝试，而所述互握尝试将会失败。USB3.0在附加上光纤缆线的一端与在另一端完成附加之间对使用者允许360毫秒或更短的时间。USB3.0标准指定所述主机端元件进入兼容性模式，所述兼容性模式造成系统送出一组标准测试图像直到所述主机端元件重设为止。因为除了重新启动系统以外没有办法结束兼容性模式，标准光纤链接将锁住而失败。因此，会希望光纤缆线链接经设置而以任意顺序连接至主机端元件或客户端元件，但却不会造成系统进入兼容性模式。
前文已粗略描述过，实施方式确保客户端元件与主机端元件两者均仅当缆线在光纤链接的两端均已适当地连接时才检测终端。实施方式允许主动光学缆线自主动式光纤缆线的一端传讯至另一端，以模拟可在仅含导体的缆线上测量到的实时阻抗变化，且实施方式进一步允许主动光学缆线先被安装在任一端而不强制要准时，而回避由USB3.0标准兼容性模式电路所导致的锁定。
第1A图中例示主动光学缆线总成100的一个实施方式。主动光学缆线总成100一般包含主机端连接器110、光纤缆线102以及客户端连接器210。在主机端连接器110的主机端外壳170内为主机端主动电路120。如以下将进一步详细描述地，主机端主动电路120可操作来转换电信号与光信号，以使用USB3.0标准在主动光学缆线上提供主机端元件与客户端元件间的通讯。在例示的实施方式中，主机端主动电路120一般包含主机端收发器电路150与主机端主动集成电路130，所述主机端收发器电路150转换电信号与光信号，而所述主机端主动集成电路130可操作来选择性地在某些条件下(例如见第3图的主机端终端阻抗133)赋能主机端终端阻抗并且还具有其它功能。主机端连接器110的第一端160根据USB标准经设置而与主机端元件的对应主机端端口耦接。此处可交换地使用所述的术语端口与连接器。应了解当主动光学缆线实现于使用USB以外的通讯协议(例如火线(Firewire))的系统中时，主机端连接器110可具有不同的设置。也应了解图中所提供的公、母头连接器设置的描述并非意欲造成限制。
第1A图例示主机端主动电路120包含主机端收发器电路150与分离的主机端主动集成电路130。然而，应考虑到主机端收发器电路150与主机端主动集成电路130两者的组件根据某些实施方式可提供在单一集成电路上。此外，主机端主动集成电路130可不必设置为集成电路，而是设置为多个分离的组件。
客户端连接器210位于光纤缆线102上与主机端连接器110相对的一端。在客户端连接器210的客户端外壳270内为客户端主动电路220。如同上述的主机端主动电路120，客户端主动电路220可操作来转换电信号与光信号，以在主机端元件与客户端元件之间提供通讯。在例示的实施方式中，客户端主动电路220一般包含客户端收发器电路250与客户端主动集成电路230，所述客户端收发器电路250也转换电信号与光信号，而所述客户端主动集成电路230可操作来选择性地在某些条件下(例如见第3图的客户端终端阻抗233)赋能客户端终端阻抗并且还具有其它功能。主机端收发器电路150与客户端收发器电路250均可包含固定偏压雷射与检测器，所述固定偏压雷射与检测器可光学地通讯USB3.0的低工作周期LFPS协议。客户端连接器210的第一端260根据USB标准经设置而与客户端元件的对应主机端端口耦接。如上述与主机端连接器相关的描述，当主动光学缆线实现于使用USB以外的通讯协议的系统中时，客户端连接器210可具有不同的设置。本案的实施方式也可经设置而使得客户端收发器电路250与客户端主动集成电路被实现于单一集成电路中，或者客户端收发器电路250与客户端主动集成电路包含多个分离的组件。
请注意实施方式并不限制于第1A图中所例示的封装设置。例如，主机端主动电路120与客户端主动电路220并不需要分别位于主机端连接器110与客户端连接器210之中。例如，主机端主动电路120与客户端主动电路220可提供于一或多个适配器模块中，而所述一或多个适配器模块是用来将光纤缆线调适至USB环境。适配器的使用在主机端元件与客户端元件使用微型(micro)或小型(mini)USB连接器的应用中特别具有优势，所述微型或小型USB连接器提供了非常小的连接器外壳。使用适配器模块800/900的主动光学缆线总成600的一个实施方式例示于第6图中，后面将详述之。应考虑到主机端主动电路120及客户端主动电路220可分别位于主动光学缆线100中非为主机端连接器110及客户端连接器210之内的位置。例如，可将主机端主动电路120保持于外壳内，且所述外壳在沿着光纤缆线102的方向上位于主机端连接器110的正前方，以及可将客户端主动电路220保持于外壳内，且所述外壳在沿着光纤缆线102的方向上位于客户端连接器210的正前方。可使用任何数量的设置。
现在参照第1B图，图中概略性地例示了光纤缆线102的一个非限制性实例的截面图。应了解也可使用其它光纤缆线设置。光纤缆线102包括聚合物套管103，所述聚合物套管103具有外侧周边与内侧周边，且所述内侧周边界定了通道105。通道105与光纤封套相同。聚合物套管103可环绕通道105，并且通道105可扩展光纤缆线102的总长度。光纤缆线102进一步包含多个导体104a、104b(例如导电导线)，所述多个导体104a、104b可对外围元件提供电力。两个导体104a、104b能够将主机端主动电路电耦接至客户端主动电路。例如，两个导体104a、104b可接收且提供电压VBUS及接地参考电位GND。两个导体104a、104b可由诸如铜的导电性材料制成。应了解可使用额外的导体来透过光纤缆线102传送额外的电信号。在一个实施方式中，光纤缆线内可不存在导体。例如，在客户端主动电路自客户端元件接收电力而并非经由主机端主动电路120自主机端元件接收电力的实施方式中，可不存在导体。导体104a、104b可分别由绝缘材料108a、108b围绕。但以绝缘材料108a、108b围绕导体104a、104b并非必要需求。
光纤缆线102中也包括携带数据的受缓冲光纤106a、106b。光纤106a可经设置以在第一方向上传送光信号，而光纤106b可经设置以在第二方向上传送光信号。在另一实施方式中，光纤106a可包含多条光纤，而光纤106b也可包含多条光纤，所述多条光纤经设置以分别在第一方向及第二方向上传送光信号。在又一实施方式中，光纤缆线102中可包括单一光纤(或多条光纤)。所述单一光纤经设置以双向传送光信号(例如藉由交换器、多任务器及/或光束分离器的操作)。
第1B图中所绘示的光纤106a、106b也各由套管109a、109b所围绕。导体104a、104b与光纤106a、106b定位于通道105内。在一些实施方式中，导体104a、104b可排列于聚合物套管103内。当光纤缆线102弯曲时，光纤106a、106b可在通道105内自由调动。
通道105(或光纤封套105)的形状被建立成使得无论光纤缆线102如何弯曲，光纤106a、106b均不会弯曲到所述光纤的最小弯曲半径之下。图示的通道105为“十字”形状。但是通道105并非一定要是十字形状而可为容纳光纤调动所需的任何形状，以使得在光纤缆线102弯曲时，光纤106a、106b均不会弯曲到小于最小弯曲半径的半径。通道105形状与排列方向也可依优选的弯曲情况与光纤缆线102内的其它元件的位置而定。
在一些实施方式中，光纤缆线102更包括强度材料，诸如酰胺纱或克维拉(Kevlar)纤维。强度材料可排列于通道105中。强度材料并非必定要如此排列，或者即使强度材料需要如此排列，强度材料仍可以任何方便的方向或排列形式来排列于套管103或通道105中。强度材料可围绕光纤106a、106b与导体104a、104b。强度材料可定位于导体104a、104b及光纤106a、106b与套管103之间的空间中。强度材料允许光纤106a、106b移动至套管103内的限制性扩张范围。应了解第1B图中所例示的组件的其它排列也在本案的范畴中。
在一个实施方式中，光纤缆线102能够在弯曲的同时成功传送光信号。例如，光纤可具有趋近1.2mm或更大的最小弯曲半径。最小弯曲半径是光纤缆线102内的光纤106在光纤106的光信号发生过度衰减之前可弯曲的最小半径。在一个实施方式中，预先决定的可接受衰减范围为约1.5dB至2.0dB，且最小弯曲半径为约1.2mm或更大。应了解可使用具有其它特性的光纤缆线。
第2图概略性地绘示系统190，所述系统190一般包含主机端元件180(例如计算机)、主动光学缆线总成100及客户端元件280(例如照相机)。主机端元件180经由主动光学缆线总成100与客户端元件280可通讯地耦接。主机端元件180与客户端元件280可在主动光学缆线总成100上藉由使用USB3.0标准来通讯。如第2图所示，主机端主动电路120作为主机端接口，而客户端主动电路220作为客户端接口，以在主动光学缆线总成100上进行通讯。
主机端元件包含主机端输出182与主机端输入185，当主机端连接器110连接至主机端元件上的相关主机端输入连接器时，所述主机端输出182与主机端输入185电性耦接至主机端主动电路120。主机端主动电路120经由主机端连接器110自主机端元件180接收电压VBUS与接地参考电位GND。传送出的主机端电信号是在主机端输出182处自主机端元件180输出，且接收到的客户端电信号是在主机端输入185处接收。以下将进一步详述，主机端主动电路120将传送出的主机端电信号转换成主机端光信号，用以在光纤缆线102的光纤106上进行传送。此外，主机端主动电路120将接收到的客户端光信号转换成接收到的客户端电信号。
客户端元件包含客户端输出282与客户端输入285，当客户端连接器210连接至客户端元件上的相关客户端输入连接器时，所述客户端输出282与客户端输入285电性耦接至客户端主动电路220。客户端主动电路220经由两个导体104自主机端主动电路120接收电压VBUS与接地参考电位GND。传送出的客户端电信号是在客户端输出282处自客户端元件280输出，且接收到的主机端电信号是在客户端输入285处接收。客户端主动电路220将传送出的客户端电信号转换成客户端光信号，用以在光纤缆线102的光纤106上进行传送。此外，客户端主动电路220将接收到的主机端光信号转换成接收到的主机端电信号。在此方式下，主机端元件180与客户端元件280可在主动光学缆线总成上经由USB3.0通讯。
现在参照第3图，图中详细例示了实现于系统190中的主动光学缆线总成100的一个实施方式。一般地说，例示于第3图中的实施方式在终止主机端主动电路120之前，在客户端主动电路220使用客户端元件与客户端主动电路220产生的光脉冲来检测客户端元件280的存在。只有当主机端主动电路120检测到由客户端主动电路220产生的光脉冲时，才赋能主机端终端阻抗133。
首先从主机端侧开始进行说明，主机端元件180包含主机端输出182，所述主机端输出182与主机端输出驱动器181耦接。主机端输出驱动器181包含USB3.0规格中所定义的高速(high-speed)传送器元件。主机端输出驱动器181透过主机端连接器110的第一端160的导电销将传送出的主机端电信号传递至主机端主动电路120。主机端输入185与主机端输入驱动器183耦接，所述主机端输入驱动器183包含USB3.0规格中所定义的高速缓冲器元件。
例示于第3图中的主机端主动电路120一般包含主机端收发器电路150、主机端输入线137、主机端终端交换器134、主机端终端阻抗133、主机端接口输入模块132、脉冲伸展器电路145、主机端输出线141、主机端接口输出模块139以及主机端电力管理模块140。在一个实施方式中，除了主机端收发器电路150以外的每个组件被设置成单一集成电路。在另一实施方式中，主机端主动电路120的所有组件被设置成单一集成电路。在又一实施方式中，主机端主动电路120的所有组件均为分离的组件。
一般地说，主机端收发器电路150包含主机端雷射二极管电路152，所述主机端雷射二极管电路152包括雷射二极管驱动电路及雷射二极管，其中所述雷射二极管与光纤106光学耦接。主机端雷射二极管电路152可操作来接收来自主机端元件180及主机端接口输入模块132的传送出的主机端电信号，以使得雷射二极管的输出由传送出的主机端电信号来进行调变。主机端收发器电路150进一步包含主机端光二极管电路154，所述主机端光二极管电路154包含光二极管与相关电路，所述光二极管与相关电路可操作来接收客户端光信号并将客户端光信号转换成已接收的客户端电信号。
主机端收发器电路150并不直接耦接至主机端输出182与主机端输入185，而是让主机端输出182与主机端输入185分别经由主机端输入线137与主机端输出线141耦接至主机端接口输入模块132与主机端接口输出模块139。主机端接口输入模块132与主机端接口输出模块139可经设置为USB3.0规格所定义的高速缓冲器元件。主机端终端阻抗133电耦接至主机端输入线137与主机端接口输入模块132。例示实施方式的主机端终端阻抗133描绘为两个电阻器，其中每个电阻器各耦接至主机端接口输入模块132的一个输入。主机端终端阻抗133的另一端通常为浮接，而仅当主机端主动电路120检测到客户端元件已连接至客户端主动电路220时，主机端终端阻抗133的另一端才会经由主机端终端交换器134连接至接地参考电位GND。如第3图所示，主机端终端交换器134例示为两个交换器，所述交换器耦接至接地参考电位GND，且当处于关闭状态时，所述交换器的接点将耦接于主机端终端阻抗133的电阻器。主机端终端交换器134可经设置为双极性晶体管、金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)或是其它相似的电子交换器元件。
主机端电力管理模块140可操作来在电力连接184处经由电力输入自主机端元件接收电压VBUS与接地参考电位GND。主机端电力管理模块140也可操作来在电力输出处提供电压VBUS与接地参考电位GND至两个导体104，以使得客户端主动电路220也接收到电压VBUS与接地参考电位GND。
脉冲伸展器电路145(以下将进一步详细描述)为交换器驱动元件，当主机端光二极管电路154自光纤106接收到客户端光信号时，所述交换器驱动元件接收主机端光二极管电路154的输出142。接收到的光信号一般为光脉冲，而主机端光二极管电路154将所述光脉冲转换成电脉冲。脉冲伸展器电路145接收电脉冲并伸展每个脉冲以产生连续的信号，而所述连续的信号是由重迭的伸展过电脉冲所组成。脉冲伸展器电路145的输出135提供至主机端终端交换器134。在一个实施方式中，脉冲伸展器电路145经设置为单稳态电路，单稳态电路诸如可由工业标准LM555定时器集成电路来提供。
现在参照客户端侧，客户端元件280包含客户端输出282，所述客户端输出282与客户端输出驱动器281耦接。客户端输出驱动器281包含USB3.0规格中所定义的高速传送器元件。客户端输出驱动器281透过客户端连接器210的第一端260的导电销将传送出的主机端电信号传递至客户端主动电路220。客户端输入285与客户端输入驱动器283耦接，所述客户端输入驱动器283包含USB3.0规格中所定义的高速缓冲器元件。
客户端主动电路220与主机端主动电路120共有一些相似处。例示于第3图中的客户端主动电路220一般包含客户端收发器电路250、客户端输入线237、客户端终端交换器234、客户端终端阻抗233、客户端接口输入模块232、客户端输出线241、客户端接口输出模块239以及客户端电力管理模块240。在一个实施方式中，除了客户端收发器电路250以外的每个组件被设置成单一集成电路。在另一实施方式中，客户端主动电路220的所有组件被设置成单一集成电路。在又一实施方式中，客户端主动电路220的所有组件均为分离的组件。在又一实施方式中，客户端主动电路220共有主机端主动电路120的所有相同组件，使得两组电路彼此相同。例如，单一集成电路设计可用于主机端主动电路及客户端主动电路两者，而所述集成电路的功能将根据所述集成电路是耦接至主机端元件还是客户端元件而定。
与上述的主机端收发器电路150相似，客户端收发器电路250包含客户端雷射二极管电路252，所述客户端雷射二极管电路252包括雷射二极管驱动电路及雷射二极管，其中所述雷射二极管与光纤106光学耦接。客户端雷射二极管电路可操作以自客户端元件280及客户端接口输入模块232接收传送出的客户端电信号，以使得雷射二极管的输出由传送出的客户端电信号来进行调变。客户端收发器电路250进一步包含客户端光二极管电路254，所述客户端光二极管电路254包含光二极管与相关电路，所述光二极管与相关电路可操作来接收主机端光信号并将主机端光信号转换成已接收的主机端电信号。
客户端收发器电路250并不直接耦接至客户端输出282与客户端输入285，而是让客户端输出282与客户端输入285分别经由客户端输入线237与客户端输出线241耦接至客户端接口输入模块232与客户端接口输出模块239。客户端接口输入模块232与客户端接口输出模块239可经设置为USB3.0规格所定义的高速缓冲器元件。客户端终端阻抗233电耦接至客户端输入线237与客户端接口输入模块232。例示实施方式的客户端终端阻抗233描绘为两个电阻器，其中每个电阻器各耦接至客户端接口输入模块232的一个输入。客户端终端阻抗233的另一端通常为浮接而经由客户端终端交换器234连接至接地参考电位GND。如第3图所示，客户端终端交换器234图示为两个交换器，所述交换器耦接至接地参考电位GND，且当处于关闭状态时，所述交换器的接点将耦接至客户端终端阻抗233的电阻器。客户端终端交换器234可经设置为双极性晶体管、金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)或是其它相似的电子交换器元件。
客户端电力管理模块240可操作以自主机端主动电路120接收电压VBUS与接地参考电位GND。在替代实施方式中，客户端电力管理模块240自外部来源或自客户端元件280接收电压与接地参考电位。
如上所述，本公开案的实施方式赋能主机端元件及客户端元件在光纤缆线上与另一者通讯，而不会因为错误的终端检测而造成所述主机端元件及/或客户端元件锁住。此处所描述的实施方式选择性地赋能主动光学缆线总成100的终端阻抗，以使主机端元件180适当地检测到在主动光学缆线总成100的对面端上的客户端元件280的连接，并使客户端元件280适当地检测到在主动光学缆线总成100的对面端上的主机端元件180的连接。
现在将叙述根据第3图中所例示的主动光学缆线总成100来检测客户端终端及主机端终端的方法。当主动光学缆线总成100未连接至主机端元件180或客户端元件280时，主机端终端交换器134及客户端终端交换器234通常为打开的状态。
当有客户端元件280连接至客户端主动电路220但没有主机端元件180连接至主机端主动电路120时，因为(1)主机端主动电路120未接收到电力，及(2)客户端主动电路220未接收到电力(这是因为客户端主动电路220的电力是依赖主动端主动电路120的电压VBUS及接地参考电位GND)，故主机端终端交换器134及客户端终端交换器234将维持打开的状态。
当有主机端元件180连接至主机端主动电路120但没有客户端元件280连接至客户端主动电路220时(如果使用传统光纤缆线，这是通常会造成主机端元件180锁住的条件)，电压VBUS与接地参考电位GND自主机端元件180提供至主机端电力管理模块140并经由两个导体104提供至客户端电力管理模块240。因为主机端主动电路120并未在客户端主动电路220处检测到客户端元件280的存在，故主机端终端交换器134维持打开的状态，而使得主机端终端阻抗133未被赋能。因此，主机端元件180在主机端主动电路120处看到高阻抗的开电路而决定链接上不存在客户端元件280。
在一个实施方式中，客户端电力管理模块240电耦接至客户端终端交换器234，且所述客户端电力管理模块240一旦自两个导体104接收到电压VBUS及接地参考电位GND便将关闭客户端终端交换器234。在此方式下，客户端主动电路220藉由电压VBUS及接地参考电位GND的接收来检测与主机端主动电路120耦接的主机端元件180的存在。在替代性实施方式中，如第3图所示，客户端接口输出模块239可操作来检测与客户端元件280相关联的客户端输入终端阻抗286，且所述客户端接口输出模块239在检测到客户端输入终端阻抗286之后，在终端检测线236上输出终端检测信号至客户端终端交换器234。在此实施方式中，仅当客户端元件280连接至客户端主动电路220(由客户端接口输出模块239所检测)且客户端主动电路自主机端主动电路120接收到电压VBUS及接地参考电位GND时，客户端终端交换器234才会关闭。
当主机端元件180及客户端元件280连接至主动光学缆线总成100，客户端终端交换器234可如上述般启动。一旦经由客户端终端交换器234赋能客户端终端阻抗233，客户端元件280便检测到客户端终端阻抗233并开始在客户端输入线237上传送客户端电信号。客户端接口输入模块232将传送出的客户端电信号传递至客户端雷射二极管电路252，所述客户端雷射二极管电路252将传送出的客户端电信号转换成要透过光纤106传输的客户端光信号。主机端光二极管电路154接收客户端光信号，且主机端光二极管电路154将客户端光信号转换成接收到的客户端电信号，所述接收到的客户端电信号包含多个电脉冲。所述多个电脉冲提供至脉冲伸展器电路145，而所述脉冲伸展器电路145将所述多个电脉冲伸展成要传递至主机端终端交换器134的连续信号。然后所述连续信号使主机端终端交换器134启动以赋能主机端终端阻抗133。主机端元件180检测到主机端终端阻抗133的存在并决定客户端元件存在。然后主机端元件180开始通讯。
在此方式下，当客户端元件280耦接至客户端主动电路220时赋能主机端终端阻抗133，而当主机端元件180耦接至主机端主动电路120时赋能客户端终端阻抗233。在第3图所例示的实施方式中，主机端主动电路120藉由自客户端主动电路220及客户端元件280接收到光学功率来检测到客户端元件280的存在。
现在参照第4图，图中详细例示了实现于系统191中的主动光学缆线总成101的另一实施方式。一般地说，在终止主机端主动电路121之前，第4图所例示的实施方式使用电力吸取来在客户端主动电路221处检测客户端元件280的存在，所述电力吸取是由客户端元件280及客户端主动电路221所产生。以下将进一步详细叙述，当客户端元件280连接至客户端主动电路221时，客户端主动电路221将自主机端主动电路121吸取更多电力。
首先参照主机端侧，第4图所例示的主机端主动电路121与第3图所例示的实施方式类似。第4图所例示的实施方式的主机端主动电路121不包括脉冲伸展器电路145。取而代之地，主机端电力管理模块140具有提供至主机端终端交换器134的输出线147。主机端电力管理模块140经设置而感测客户端主动电路221在两个导体104上所吸取的电力，并且主机端电力管理模块140经设置而在当客户端主动电路的电力吸取水平超过电力吸取临限值时提供主机端交换器信号。其余组件与主机端主动电路120类似，所述主机端主动电路120是相对于第3图所例示的实施方式而进行描述。
现在参照客户端侧，第4图所例示的客户端主动电路221与第3图所例示的实施方式类似。在第4图所例示的实施方式中，终端检测线246耦接至客户端接口输出模块239及客户端电力管理模块240。客户端电力管理模块240可操作以在线路247上提供客户端交换器信号至客户端终端交换器234，而客户端电力管理模块240提供所述客户端交换器信号是在接收到以下信号之后：来自主机端主动电路121的VBUS及接地参考电位GND，以及来自客户端接口输出模块239的终端检测信号，其中所述终端检测信号是根据一个实施方式，且在当客户端接口输出模块239检测到客户端元件280存在时接收所述终端检测信号。
类似于第3图所例示的光学功率实施方式，当主动光学缆线总成101未连接至主机端元件180或客户端元件280时，主机端终端交换器134及客户端终端交换器234通常为打开的状态。
当有客户端元件280连接至客户端主动电路221但没有主机端元件180连接至主机端主动电路121时，因为(1)主机端主动电路121未接收到电力，及(2)客户端主动电路221未接收到电力(这是因为客户端主动电路221的电力是依赖主机端主动电路121的电压VBUS及接地参考电位GND)，故主机端终端交换器134及客户端终端交换器234将维持打开的状态。
当有主机端元件180连接至主机端主动电路121但没有客户端元件280连接至客户端主动电路221时(如果使用传统光纤缆线，这是通常会造成主机端元件180锁住的条件)，电压VBUS与接地参考电位GND自主机端元件180提供至主机端电力管理模块140并经由两个导体104提供至客户端电力管理模块240。因为主机端主动电路121并未在客户端主动电路221处检测到客户端元件280的存在，故主机端终端交换器134维持打开的状态，而使得主机端终端阻抗133未被赋能。因此，主机端元件180在主机端主动电路121处看到高阻抗的开电路而决定链接上不存在客户端元件280。
在一个实施方式中，一旦自主机端主动电路121接收到电压VBUS及接地参考电位GND，客户端电力管理模块240便提供客户端交换器信号以启动客户端终端交换器234。在另一实施方式中，如第4图所示，客户端接口输出模块239可操作来检测与客户端元件280相关联的客户端输入终端阻抗286，且所述客户端接口输出模块239在检测到客户端输入终端阻抗286之后，在终端检测线246上输出终端检测信号至客户端电力管理模块240。然后客户端电力管理模块240将提供客户端交换器信号至客户端终端交换器234。在此实施方式中，仅当客户端元件280连接至客户端主动电路221(由客户端接口输出模块239所检测到)且客户端主动电路自主机端主动电路121接收到电压VBUS及接地参考电位GND时，客户端终端交换器234才会关闭。
当主机端元件180及客户端元件280连接至主动光学缆线总成101，客户端终端交换器234可如上述般启动。一旦经由客户端终端交换器234赋能客户端终端阻抗233，客户端元件280便检测到客户端终端阻抗233并开始在客户端输入线237上传送客户端电信号。客户端接口输入模块232将传送出的客户端电信号传递至客户端雷射二极管电路252，所述客户端雷射二极管电路252将传送出的客户端电信号转换成要透过光纤106传输的客户端光信号。客户端雷射二极管电路252产生光信号会增加客户端主动电路221在两个导体104上所吸取的电流的电平。当有客户端元件280耦接至客户端主动电路221时，所述电流的电平将因此而增加。主机端主动电路121使用此电力吸取信息以确认链接上存在客户端元件280。如上述，主机端电力管理模块140可操作来感测两个导体104上的电力吸取。由于客户端雷射二极管电路252的操作，超过临限值的电力吸取指示出有客户端元件280连接至客户端主动电路221。因此，当客户端主动电路221所吸取的电力超过电力吸取临限值时，主机端电力管理模块140提供主机端交换器信号至主机端终端交换器134，并藉此赋能主机端终端阻抗133。主机端元件180检测到主机端终端阻抗133的存在并决定客户端元件存在，然后主机端元件180开始通讯。
在此方式下，当客户端元件280耦接至客户端主动电路221时主机端终端阻抗133被赋能，而当主机端元件180耦接至主机端主动电路121时客户端终端阻抗233被赋能。在第4图所例示的实施方式中，主机端主动电路121藉由感测客户端主动电路221所吸取的电力来检测到客户端元件280的存在。
现在参照第5图，图中详细例示了实现于系统191’中的主动光学缆线总成101’的另一实施方式。一般地说，第5图所例示的实施方式使用客户端状态位，并且在一些实施方式中也使用主机端状态位，所述状态位插入至数据流中，而所述数据流经译码以确认链接上的客户端元件及/或主机端元件的存在，所述链接由主动光学缆线总成101’提供。
首先参照主机端侧，第5图所例示的主机端主动电路121’与第4图所示的实施方式类似。不过第5图所例示的主机端主动电路121’具有主机端编码器模块148及主机端译码器模块149，所述主机端编码器模块148电耦接至主机端接口输入模块132及主机端雷射二极管电路152，而所述主机端译码器模块149电耦接至主机端接口输出模块139及主机端光二极管电路154。主机端编码器模块148及主机端译码器模块149与主机端电力管理模块140进行电通讯。
主机端编码器模块148及主机端译码器模块149可经由MUX/DEMUX电路来实现。应注意到，MUX/DEMUX电路可实现于第3、4图所例示的实施方式中以根据USB3.0执行线状编码(line-coding)功能以适当地调变雷射二极管总成。在第5图所例示的实施方式中，主机端编码器模块148及主机端译码器模块149除了用于传统的线状编码功能以外，还用于客户端检测用途，因此才会仅在第5图中例示出主机端编码器模块148及主机端译码器模块149。相同的原因也适用于下面将描述的客户端编码器模块248及客户端译码器模块249。
主机端编码器模块148可操作以自主机端元件180接收主机端数据流，并将主机端数据流分成多个主机端数据封包。主机端译码器模块149可操作以自客户端主动电路221’接收多个客户端数据封包，并将所述多个客户端数据封包重新组合成客户端数据流。
现在参照客户端侧，第5图所例示的客户端主动电路221’与第4图所例示的实施方式类似。在第5图所例示的实施方式中，并未提供自客户端接口输出模块239至客户端电力管理模块240的终端检测线(虽然在一些实施方式中可提供)。类似于主机端侧，客户端主动电路221’包含客户端编码器模块248及客户端译码器模块249，且客户端编码器模块248电耦接至客户端雷射二极管电路252及客户端接口输入模块232，客户端译码器模块249电耦接至客户端光二极管电路254及客户端接口输出模块239。客户端编码器模块248及客户端译码器模块249与客户端电力管理模块240进行电通讯。如前文中与主机端主动电路121’相关的部分所述，客户端编码器模块248及客户端译码器模块249可经由MUX/DEMUX电路来实现。
客户端编码器模块248可操作以自客户端元件280接收客户端数据流，并将客户端数据流分成多个客户端数据封包。客户端译码器模块249可操作以自主机端主动电路121’接收多个主机端数据封包，并将所述多个主机端数据封包重新组合成主机端数据流。
客户端电力管理模块240可操作以在自主机端主动电路121’接收到电压VBUS及接地参考电位GND并在客户端接口输出模块239检测到客户端元件280存在时自客户端接口输出模块239接收到终端检测信号后，于线247上提供客户端交换器信号至客户端终端交换器234。
现在将描述检测客户端终端及主机端终端的方法，所述方法是根据第5图所例示的主动光学缆线总成101’的一些实施方式。当主动光学缆线总成101’未连接至主机端元件180或客户端元件280时，主机端终端交换器134及客户端终端交换器234通常为打开。如以下所述，主机端终端交换器134仅在接收到客户端数据封包中的客户端状态位时才会关闭，而所述客户端数据封包是由客户端主动电路221’所传送。
当有客户端元件280连接至客户端主动电路221’但没有主机端元件180连接至主机端主动电路121’时，因为(1)主机端主动电路121’未接收到电力，及(2)客户端主动电路221’未接收到电力(这是因为客户端主动电路221’的电力是依赖主动端主动电路121’的电压VBUS及接地参考电位GND)，故主机端终端交换器134及客户端终端交换器234将维持打开的状态。
当有主机端元件180连接至主机端主动电路121’但没有客户端元件280连接至客户端主动电路221’时(如果使用传统光纤缆线，这是通常会造成主机端元件180锁住的条件)，电压VBUS与接地参考电位GND自主机端元件180提供至主机端电力管理模块140并经由两个导体104提供至客户端电力管理模块240。因为主机端主动电路121’并未在客户端主动电路221’处检测到客户端元件280的存在，故主机端终端交换器134维持打开的状态，而使得主机端终端阻抗133未被赋能。因此，主机端元件180在主机端主动电路121’处看到高阻抗的开电路而决定链接上不存在客户端元件280。
在一个实施方式中，客户端电力管理模块240在与任何客户端终端检测独立地自主机端主动电路121’接收到电压VBUS及接地参考电位GND后，提供客户端交换器信号以启动客户端终端交换器234。在另一实施方式中，如第5图所示，在自主机端元件180接收到电力之后，主机端编码器模块148将主机端数据流分成多个主机端数据封包。主机端编码器模块148然后可将一个主机端状态位(或多个位)插入多个主机端数据封包中的一或多个。主机端状态位表示存在有效的主机端元件180耦接至主机端主动电路121’。多个主机端数据封包(包括一或多个主机端状态位)在光纤106上光学传送、由客户端收发器电路250接收并被转换成代表所述主机端数据封包的电信号。客户端译码器模块249接收多个主机端数据封包，并且如果存在主机端状态位，则客户端译码器模块249自一或多个主机端数据封包中撷取主机端状态位。如果主机端状态位表示存在有连接至主机端主动电路121’的有效主机端元件180，则客户端电力管理模块240经由线247提供客户端交换器信号至客户端终端交换器234。
当主机端元件180及客户端元件280连接至主动光学缆线总成101’，客户端终端交换器234可如上述般启动。一旦经由客户端终端交换器234赋能客户端终端阻抗233后，客户端元件280检测到客户端终端阻抗233并开始以客户端电信号的形式在客户端输入线237上传送客户端数据流。客户端编码器模块248自客户端接口输入模块232接收客户端数据流，并将客户端数据流分成多个客户端数据封包。客户端编码器模块248然后可将一个客户端状态位(或多个位)插入一或多个客户端数据封包。客户端状态位表示存在有效的客户端元件280耦接至客户端主动电路221’。多个客户端数据封包(包括一或多个客户端状态位)在光纤106上光学传送、由主机端收发器电路150接收并被转换成代表所述客户端数据封包的电信号。主机端译码器模块149接收多个客户端数据封包，并且如果存在客户端状态位，则主机端译码器模块149自一或多个客户端数据封包中撷取客户端状态位。如果客户端状态位表示存在有连接至客户端主动电路221’的有效客户端元件280，则主机端电力管理模块140经由线147提供主机端交换器信号至主机端终端交换器134。
在此方式下，当客户端元件280耦接至客户端主动电路221’时，赋能主机端终端阻抗133，且当主机端元件180耦接至主机端主动电路121’时，赋能客户端终端阻抗233。在第5图所例示的实施方式中，主机端主动电路121’藉由自客户端主动电路221’接收到客户端状态位而检测到客户端280的存在，且在接收到电压VBUS及接地参考电位GND并接收到客户端状态位之后启动主机端终端交换器134。在一个实施方式中，在自主机端主动电路121’接收到电压VBUS及接地参考电位GND之后启动客户端终端交换器234。在另一实施方式中，在自主机端主动电路121’接收到电压VBUS、接地参考电位GND及主机端状态位之后启动客户端终端交换器234。
应考虑到，可藉由其它手段将客户端主动电路的状态传送至主机端主动电路(或是反过来)，以通知主机端主动电路有客户端元件存在。例如，在替代性实施方式中，光纤缆线102中可存在第三条导体导线。一旦客户端元件连接至客户端主动电路后，客户端主动电路可在第三条导体导线上传送客户端状态信号至主机端主动电路。主机端主动电路然后可在接收到客户端状态信号后关闭主机端终端交换器。客户端状态信号也可提供至外部电路，而所述外部电路可将客户端状态信号中继至主机端元件。
进而，主动光学缆线总成可包括一或多个视觉指示器(诸如LCD或LED)，藉此提供各种信息，诸如：正在进行的数据传输、数据传输速度、端口赋能状态、充电状态及/或一般客户端元件状态。例如，为了可视性，LCD或LED可装设在外壳上，或者LCD或LED可照明装设在外壳上的一或多个组件以用来对使用者进行视觉指示。视觉指示器可使用任何适合的颜色，且视觉指示器可为了所期望及/或美学形状而作编码。
另外，此处所公开的主动光学缆线总成或其它元件可选择在主动式总成中提供除错元件，且所述除错元件作为独立列举的虚拟元件，而所述虚拟元件与附加至缆线总成的其它客户端并列出现。除错元件可根据所期望而设置为读取及/或写入接口。换句话说，使用者可单纯使用除错元件来决定关于系统参数的信息，或者使用者可使用除错元件来设定系统参数。除错元件可读取及/或写入指向下列各项的系统参数：协议、传输情况、光纤状态、关于主机端及/或客户端的一般队列信息以及其它类似参数。例如，用于除错元件接口的系统参数可包括：位错误率、总传送位计数、连接状态、VBUS的存在、外部DC适配器的存在、客户端所吸取的电流、光学链接状态以及其它类似参数。作为写入接口的实例，除错元件可允许使用者控制LED/LCD视觉指示器输出，诸如：强度等级、开-关状态或其它自订输出。进而，虚拟除错元件可储存一或多个标准及/或自订使用者设定档以快速而简单地使用。再进一步，每个主动光学缆线总成也可选择包括独特的识别(即ID)，所述识别是在制造期间程序被程序化，以使得可基于所述ID来清点及追踪缆线总成。
现在参照第6图，图中例示系统690，所述系统690包含主机端元件880、客户端元件980及根据替代性实施方式的主动光学缆线总成600。主机端主动电路820及客户端主动电路920的一些或所有组件可分别保持在主机端适配器模块800及客户端适配器模块900中，而非例如第1图所示地，将主机端主动电路820的所有元件并入主机端连接器中，且将客户端主动电路920的所有元件并入主机端连接器中。主机端适配器模块800及客户端适配器模块900经设置而赋能光纤缆线602，以促进主机端元件880与客户端元件980之间经由USB3.0的通讯。
根据第6图所例示的实施方式，主机端适配器模块800一般包含主机端适配器外壳805、主机端连接器860(例如与第1图所例示的主机端连接器110设置类似的连接器)及主机端适配器输入端口812。主动光学缆线总成600包含主机端适配器连接器610及客户端适配器连接器710，所述主机端适配器连接器610光学耦接至光纤缆线602，且所述客户端适配器连接器710也光学耦接至光纤缆线602。主机端适配器连接器610可具有主机端连接器端660，所述主机端连接器端660经设置而配接主机端适配器输入端口812。主机端连接器860经设置而配接主机端元件880的主机端输入端口882。应注意本案并未意欲对第1A图及第6图中所例示的任何连接器的公-母连接器设置作出限制。
类似地，客户端适配器模块900一般包含客户端适配器外壳905、客户端连接器960及客户端适配器输入端口912。客户端适配器连接器710可具有客户端连接器端760，所述客户端连接器端760经设置而配接客户端适配器输入端口912。客户端连接器960经设置而配接客户端元件980的客户端输入端口982。在一个实施方式中，主机端适配器模块800及客户端适配器模块900可具有相同组件，以使得所述适配器模块可用来作为主机端适配器模块或客户端适配器模块。
主机端连接器端660及客户端连接器端760可或可不设置成USB连接器。例如，主机端连接器610及客户端连接器710可设置成光学连接器或电连接器，以用在USB以外的协议。在第6图所例示的实施方式中，主机端主动集成电路830及主机端收发器电路850保持在主机端适配器模块800中，且客户端主动集成电路930及客户端收发器电路950保持在客户端适配器模块900中，以使得所有主动元件保持在主机端适配器模块800及客户端适配器模块900中。因此，光纤缆线102仅包括光纤及导体。客户端连接器端760及主机端连接器端660可为光学连接，所述光学连接将光纤缆线102分别光学耦接至客户端适配器模块900及主机端适配器模块800。在此方式中，因为光纤缆线102中未保持主动元件(例如收发器电路及主动集成电路)，故光纤缆线102可为被动元件。在此实施方式中，光纤缆线102并非专用于任一种特定的通讯标准或协议，而是可用在任何通讯标准中。
在另一实施方式中，收发器电路850、950保持在光纤缆线602中，且主机端接口电路830及客户端接口电路920分别保持在主机端适配器模块800及客户端适配器模块900中。更特定地说，主机端收发器电路850保持在光纤缆线102的主机端适配器连接器610中，主机端主动集成电路830保持在主机端适配器模块800中，客户端收发器电路950保持在光纤缆线102的客户端适配器连接器710中，客户端主动集成电路930保持在客户端适配器模块900中。因此，主机端适配器模块800及客户端适配器模块900作为对光纤缆线602中的收发器电路850、950的协议接口。主机端接口电路及客户端接口电路可或可不为此处所述的主机端主动电路830及客户端主动电路930。例如，主机端接口电路及客户端接口电路可经设置而作为对光纤缆线的协议接口电路，且此时使用USB3.0以外的标准。在此方式下，主机端适配器模块800及客户端适配器模块900可用来将传统协议(例如USB3.0)调适成在低成本光纤缆线上使用。在此实施方式中，光纤缆线102也非专用于任一种特定的通讯标准或协议，而是可用在任何通讯标准中。
适配器外壳中的协议接口电路可根据通讯协议(例如USB3.0电信号)而自主机端元件及/或客户端元件接收原生电信号，并对原生电信号进行调适，以使得经调适后的电信号可适用于收发器电路，其中所述收发器电路将电信号转换成光信号。类似地，协议接口电路可接收经调适过的电信号并将经调适过的电信号(已从光纤缆线上所接收到的光信号转换而来的经调适过的电信号)转换成适用于一或多种特定协议的转换后电信号。在此方式中，协议接口电路可作为传统或未来通讯协议与收发器电路间的接口。如上述，收发器电路可定位于光纤缆线连接器中或适配器外壳中。在一个实施方式中，主机端适配器及/或客户端适配器可操作以根据多协议或标准来透过使用不同接口电路而调适并转换信号，所述不同接口电路可依据主机端元件及/或客户端元件当下正使用的协议而被选择性地启动。
主机端适配器模块800及客户端适配器模块900也可经设置以分别具有多个主机端适配器输入端口812及客户端适配器输入端口912，以使得主机端适配器模块800及/或客户端适配器模块900可作为可有多条光纤缆线102耦接的集线器。
应注意当本案中用到像是“典型地”的词汇时，并非意欲限制所申请的发明的范围或是意欲暗指某些特征对于所申请的发明的结构或功能是关键、必要或者甚至重要的。相反地，所述词汇仅意欲强调一些替代性或额外特征，所述替代性或额外特征可或可不用于本案发明的特定实施方式中。
为了达到描述及定义本案发明的目的，应注意当本案中使用“约”及“大约”的词汇来表现固有的不确定性程度，所述不确定性可归因于任何数量性比较、数值、测量值或其它表示形式。

Claims (24)

1.一种主动光学缆线总成，所述主动光学缆线总成包含：
光纤缆线，所述光学纤缆线包含至少一个光纤；
主机端主动电路，所述主机端主动电路与所述光纤缆线光学耦接，所述主机端主动电路包含主机端终端阻抗，所述主机端终端阻抗耦接至主机端输入线及主机端终端交换器，且所述主机端终端交换器可操作以选择性地将所述主机端终端阻抗耦接至接地参考电位；
客户端主动电路，所述客户端主动电路与所述光纤缆线光学耦接，所述客户端主动电路包含客户端终端阻抗，所述客户端终端阻抗耦接至客户端输入线及客户端终端交换器，且所述客户端终端交换器可操作以选择性地将所述客户端终端阻抗耦接至所述接地参考电位；
主机端连接器，其中所述主机端主动电路定位于所述主机端连接器的第一端与所述光纤缆线之间，且所述主机端连接器经设置而可移除地耦接至主机端元件的主机端端口；
客户端连接器，其中所述客户端主动电路定位于所述客户端连接器的第一端与所述光纤缆线之间，且所述客户端连接器经设置而可移除地耦接至客户端元件的客户端端口；且
其中：
一旦在所述主机端主动电路与所述主机端元件间有连接，则所述客户端终端交换器关闭，以将所述客户端终端阻抗耦接至所述接地参考电位；且
一旦在所述客户端主动电路与所述客户端元件间有连接，则所述主机端终端交换器关闭，以将所述主机端终端阻抗耦接至所述接地参考电位。
2.根据权利要求1所述的主动光学缆线总成，其中所述主机端元件及所述客户端元件使用USB3.0规格透过所述主动光学缆线总成传送及接收数据。
3.根据权利要求1或2所述的主动光学缆线总成，其中当所述客户端元件耦接至所述客户端主动电路时，所述客户端主动电路通知所述主机端主动电路。
4.根据权利要求3所述的主动光学缆线总成，其中所述客户端主动电路用光信号来通知所述主机端主动电路。
5.根据权利要求3所述的主动光学缆线总成，其中所述客户端主动电路藉由增加客户端主动电路电力吸取电平来通知主机端主动电路。
6.根据权利要求3所述的主动光学缆线总成，其中所述客户端主动电路藉由提供编码过的交握数据来通知所述主机端主动电路。
7.根据权利要求1至6所述的主动光学缆线总成，所述主动光学缆线总成更包含：
第一导体导线，所述第一导体导线将所述主机端主动电路耦接至所述客户端主动电路，其中所述第一导体导线提供所述接地参考电位至所述客户端主动电路；及
第二导体导线，所述第二导体导线将所述主机端主动电路耦接至所述客户端主动电路，其中所述第二导体导线提供电压至所述客户端主动电路。
8.根据权利要求7所述的主动光学缆线总成，所述主动光学缆线总成更包含第三导体导线，其中：
由所述客户端主动电路产生客户端元件连接信号，且所述客户端元件连接信号透过所述第三导体导线而被提供至所述主机端主动电路；且
在所述主机端主动电路接收到所述客户端元件连接信号之后，所述主机端终端交换器关闭。
9.根据权利要求1至8所述的主动光学缆线总成，其中：
所述主机端主动电路在第一方向上耦接至一或多条第一光纤的第一端，且所述主机端主动电路在第二方向上耦接至一或多条第二光纤的第一端；并且
所述客户端主动电路在第一方向上耦接至所述一或多条第一光纤的第二端，且所述客户端主动电路在第二方向上耦接至所述一或多条第二光纤的第二端。
10.根据权利要求1至9所述的主动光学缆线总成，其中所述至少一个光纤经设置为在至少两个方向上传输光信号。
11.根据权利要求1至10所述的主动光学缆线总成，其中：
所述客户端主动电路更包含：
客户端收发器电路，所述客户端收发器电路经设置为将传送出的客户端电信号转换成传送出的客户端光信号，且所述客户端收发器电路经设置为将已接收到的主机端光信号转换成已接收到的主机端电信号；及
客户端接口输出模块，当所述客户端主动电路连接至所述客户端元件时，所述客户端接口输出模块可操作来检测所述客户端元件的一客户端输入终端阻抗，并提供一对应的终端检测信号至所述客户端终端交换器；且
所述主机端主动电路更包含：
主机端收发器电路，所述主机端收发器电路经设置为将传送出的主机端电信号转换成主机端光信号，且所述主机端收发器电路经设置为将透过所述光纤缆线接收的已接收到的客户端光信号转换成已接收到的客户端电信号；及
交换器驱动器，所述交换器驱动器耦接至所述主机端终端交换器，当所述客户端收发器电路透过所述光纤缆线传送所述传送出的客户端光信号时，所述交换器驱动器自所述主机端收发器电路接收所述已接收到的客户端电信号，且在接收到所述已接收到的客户端电信号之后，所述交换器驱动器提供一交换器信号至所述主机端终端交换器。
12.根据权利要求10所述的主动光学缆线总成，其中：
一旦在所述客户端主动电路与所述客户端元件之间有连接，所述客户端接口输出模块检测所述客户端元件的所述客户端输入终端阻抗，并提供终端检测信号至所述客户端终端交换器，藉此关闭所述客户端终端交换器；
所述客户端主动电路进一步包含客户端接口输入模块，一旦关闭了所述客户端终端交换器，所述客户端接口输入模块自所述客户端元件接收并传递所述传送出的客户端电信号至所述客户端收发器电路，其中所述客户端收发器电路透过所述光纤缆线传送所述传送出的客户端光信号；
所述主机端收发器电路接收所述传送出的客户端光信号、将所述传送出的客户端光信号转换成已接收到的客户端信号并提供所述已接收到的客户端信号至所述交换器驱动器；
所述已接收到的客户端信号包含多个电脉冲；
所述交换器驱动器包含脉冲伸展器电路，所述脉冲伸展器电路自所述主机端收发器电路接收并伸展所述多个电脉冲，以使得自交换器驱动器输出的所述交换器信号为连续的信号，所述连续的信号包含多个经伸展过的电脉冲；
所述交换器信号提供至所述主机端终端交换器以关闭所述主机端终端交换器；且
所述主机端主动电路进一步包含主机端接口输入模块，一旦关闭了所述主机端终端交换器，所述主机端接口输入模块自所述主机端元件接收并传递所述传送出的主机端电信号至所述主机端收发器电路，其中所述主机端收发器电路透过所述光纤缆线传送所述传送出的客户端光信号。
13.根据权利要求1至12所述的主动光学缆线总成，所述主动光学缆线总成更包含两个导体，所述两个导体将所述主机端主动电路电耦接至所述客户端主动电路，其中：
所述主机端主动电路包含电力感测电路，所述电力感测电路感测在所述两个导体上的所述客户端主动电路的客户端主动电路电力吸取电平；
一旦在所述客户端主动电路与所述客户端元件之间有连接，所述客户端主动电路增大在所述两个导体上的所述客户端主动电路电力吸取电平；且
如果所述电力感测电路感测到在所述两个导体上的所述客户端主动电路电力吸取电平大于电力吸取临限值，则所述主动端终端交换器关闭以将所述主机端终端阻抗耦接至所述接地参考电位。
14.根据权利要求1至12所述的主动光学缆线总成，所述主动光学缆线总成更包含两个导体，所述两个导体将所述主机端主动电路电耦接至所述客户端主动电路，其中：
所述客户端主动电路更包含：
客户端收发器电路，所述客户端收发器电路经设置为将传送出的客户端电信号转换成传送出的客户端光信号，且所述客户端收发器电路经设置为将已接收到的主机端光信号转换成已接收到的主机端电信号；
客户端电力管理模块，所述客户端电力管理模块可操作来经由所述两个导体接收电压及所述接地参考电位，并提供客户端交换器信号至所述客户端终端交换器以关闭所述客户端终端交换器；及
客户端接口输出模块，所述客户端接口输出模块可操作来当所述客户端主动电路连接至所述客户端元件时，检测所述客户端元件的客户端输入终端阻抗，并提供对应的终端检测信号至所述客户端电力管理模块；以及所述主机端主动电路更包含：
主机端收发器电路，所述主机端收发器电路经设置为将传送出的主机端电信号转换成主机端光信号，且所述主机端收发器电路经设置为将透过所述光纤缆线接收的已接收到的客户端光信号转换成已接收到的客户端电信号；及
主机端电力管理模块，所述主机端电力管理模块耦接至所述主机端终端交换器，且所述主机端电力管理模块可操作来在所述主机端主动电路与所述主机端元件之间有连接之后自所述主机端元件接收所述电压及所述接地参考电位、透过所述两个导体感测所述客户端主动电路的电力吸取并提供主机端交换器信号至所述主机端终端交换器以关闭所述主机端终端交换器。
15.根据权利要求14所述的主动光学缆线总成，其中：
一旦在所述客户端主动电路与所述客户端元件之间有连接，所述客户端接口输出模块检测所述客户端元件的所述客户端输入终端阻抗，并提供终端检测信号至所述客户端电力管理模块；
一旦接收到所述终端检测信号，所述客户端电力管理模块提供所述客户端交换器信号至所述客户端终端交换器，并提供电力至所述客户端收发器电路，藉此透过所述两个导体增加所述客户端主动电路的所述电力吸取；且
所述主机端电力管理模块感测所述客户端主动电路的所述电力吸取，并将所述客户端主动电路的所述电力吸取与电力吸取临限值作比较，如果所述电力吸取大于所述电力吸取临限值，则所述主机端电力管理模块提供所述主机端交换器信号至所述主机端终端交换器。
16.根据权利要求15所述的主动光学缆线总成，其中：
所述客户端接口输出模块自所述客户端元件接收并传递所述传送出的客户端电信号至所述客户端收发器电路，其中所述客户端收发器电路透过所述光纤缆线传送所述传送出的客户端光信号；且
所述主机端主动电路进一步包含主机端接口输入模块，一旦关闭了所述主机端终端交换器，所述主机端接口输入模块自所述主机端元件接收并传递所述传送出的主机端电信号至所述主机端收发器电路，其中所述主机端收发器电路透过所述光纤缆线传送所述传送出的客户端光信号。
17.根据权利要求1至16所述的主动光学缆线总成，所述主动光学缆线总成更包含客户端编码器模块及主机端译码器模块，其中：
当所述客户端主动电路耦接至所述客户端元件时，所述客户端编码器模块自所述客户端元件接收客户端数据流、将所述客户端数据流分成多个客户端数据封包并插入客户端状态位至一或多个客户端数据封包中以用于透过所述光纤缆线的传送，且所述客户端状态位指示在所述客户端主动电路与所述客户端元件之间有连接；
所述主机端译码器模块自所述客户端主动电路接收所述多个客户端数据封包、自所述一或多个客户端数据封包中接收所述客户端状态位、将所述多个客户端数据封包重新组合成所述客户端数据流并将所述客户端数据流传递至所述主机端元件；且
如果所述主机端译码器模块接收到所述客户端状态位，则关闭所述主机端终端交换器。
18.根据权利要求17所述的主动光学缆线总成，所述主动光学缆线总成更包含主机端编码器模块及客户端译码器模块，其中：
当所述主机端主动电路耦接至所述主机端元件时，所述主机端编码器模块自所述主机端元件接收主机端数据流、将所述主机端数据流分成多个主机端数据封包并插入主机端状态位至一或多个主机端数据封包中以用于透过所述光纤缆线的传送，且所述主机端状态位指示在所述主机端主动电路与所述主机端元件之间有连接；且
所述客户端译码器模块自所述主机端主动电路接收所述多个主机端数据封包、自所述一或多个主机端数据封包中接收所述主机端状态位、将所述多个主机端数据封包重新组合成所述主机端数据流并将所述主机端数据流传递至所述主机端元件。
19.根据权利要求1至18所述的主动光学缆线总成，其中：
所述客户端主动电路更包含：
客户端接口输入模块，所述客户端接口输入模块可操作来当所述客户端主动电路耦接至所述客户端元件时，连接至所述客户端元件的客户端输出；
客户端接口输出模块，所述客户端接口输出模块可操作来当所述客户端主动电路连接至所述客户端元件时，连接至所述客户端元件的客户端输入、检测所述客户端元件的客户端输入终端阻抗及产生对应的终端检测信号，所述终端检测信号关闭所述客户端终端交换器；
客户端收发器电路，所述客户端收发器电路经设置为将传送出的客户端电信号转换成传送出的客户端光信号，且所述客户端收发器电路经设置为将已接收到的主机端光信号转换成已接收到的主机端电信号；及
客户端编码器模块，所述客户端编码器模块耦接至所述客户端接口输入模块及所述客户端收发器电路，且所述客户端编码器模块可操作来执行下列功能：
自所述客户端接口输入模块接收客户端数据流；
将所述客户端数据流分成多个数据封包；
如果所述客户端主动电路连接至所述客户端元件，则将客户端状态位插入至所述多个数据封包中的一或多个个别数据封包中；
将所述多个数据封包传递至所述客户端收发器电路以用于透过所述光纤缆线的光传送；
所述主机端主动电路更包含：
主机端接口输出模块，所述主机端接口输出模块可操作来当所述主机端主动电路耦接至所述主机端元件时，连接至所述主机端元件的主机端输入；
主机端收发器电路，所述主机端收发器电路经设置为将传送出的主机端电信号转换成主机端光信号，且所述主机端收发器电路经设置为将透过所述光纤缆线接收的已接收到的客户端光信号转换成已接收到的客户端电信号；及
主机端译码器模块，所述主机端译码器模块耦接至所述主机端接口输出模块及所述主机端收发器电路，且所述主机端译码器模块可操作来执行下列功能：
自所述主机端收发器电路接收所述多个数据封包；
自所述多个数据封包中的所述一或多个个别数据封包接收所述客户端状态位；
如果接收到所述客户端状态位，则提供主机端交换器信号至所述主机端终端交换器，以关闭所述主机端终端交换器；
将所述多个数据封包重新组合成所述客户端数据流；及
将所述客户端数据流传递至所述主机端元件的所述主机端输入。
20.根据权利要求1至19所述的主动光学缆线总成，其中所述主机端主动电路为主机端侧集成电路，且所述客户端主动电路为客户端侧集成电路。
21.根据权利要求1至20所述的主动光学缆线总成，所述主动光学缆线总成更包含主机端适配器、主机端适配器连接器、客户端适配器及客户端适配器连接器，其中：
所述主机端适配器包含主机端适配器外壳及主机端适配器输入端口；
所述主机端适配器连接器耦接至所述光纤缆线，且所述主机端适配器连接器经设置为配接至所述主机端适配器输入端口；
所述主机端连接器定位于所述主机端适配器外壳上；
所述主机端主动电路定位于所述主机端适配器外壳内，且所述主机端主动电路电耦接至所述主机端连接器及所述主机端适配器输入端口；
所述客户端适配器包含客户端适配器外壳及客户端适配器输入端口；
所述客户端适配器连接器耦接至所述光纤缆线，且所述客户端适配器连接器经设置为配接至所述客户端适配器输入端口；
所述客户端连接器定位于所述客户端适配器外壳上；且
所述客户端主动电路定位于所述客户端适配器外壳内，且所述客户端主动电路电耦接至所述客户端连接器及所述客户端适配器输入端口。
22.根据权利要求1至21所述的主动光学缆线总成，其中所述总成提供除错元件。
23.一种透过包含至少一个光纤的主动光学缆线总成来启始通讯的方法，其中所述主动光学缆线具有第一端及第二端，所述方法包含以下步骤：
在所述主动光学缆线的所述第一端连接至客户端元件且所述主动光学缆线的所述第二端连接至主机端元件后，赋能所述主动光学缆线的所述第一端上的客户端终端阻抗，并赋能所述主动光学缆线的所述第二端上的主机端终端阻抗；及
透过所述主动光学缆线在所述主机端元件与所述客户端元件之间启始通讯。
24.根据权利要求23所述的方法，所述方法更包含以下步骤：
自所述主机端元件接收电压，所述主机端元件连接至所述主动光学缆线的所述第一端；
由客户端主动电路检测所述主动光学缆线的所述第二端至所述客户端元件的连接，所述客户端主动电路关联于所述主动光学缆线的所述第二端；及
由所述客户端主动电路通知主机端主动电路所述主动光学缆线的所述第二端至所述客户端元件的连接，所述主机端主动电路关联于所述主动光学缆线的所述第一端。
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