CN103299226A - 电子/光学插接装置，尤其是光电的usb插接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于通过包含电连接和光连接的缆线连接第一设备和第二设备或装置的插接装置，其中第一设备具有设备插口以及装置具有装置插口以分别用于接纳缆线的插头，其中设备插口以及装置插口具有单元，以便当设置在设备插口中的控制器/收发设备确定，连接的缆线具有光导线且装置插口设计用于接收光和电信号时，优选把在输入侧处于设备插口处的电信号的一部分转换为光信号。

Description

电子/光学插接装置,尤其是光电的USB插接装置
技术领域
总的来说，本发明涉及在多个——例如两个——设备之间的光电式设备插接装置、在设备与光缆线线（混合缆线）之间的光电式插接装置、光电式插口/接口和光电式插头/接头。优选地，本发明涉及USB3.5插口，其尤其是安装在设备——例如第一和第二设备——中。
背景技术
根据本发明的光电插口，尤其是根据本发明的USB3.5插口借助于电信号实现数据传输，而当存在相应条件时该光电插口也能够传输光学数据信号，从而例如实现较高的数据传输速度。
已知如下的插接器：其能根据USB3.0标准工作并能与根据USB2.0标准的插接装置共同工作。根据USB3.0标准的该插接器是向下兼容的，也就是说对于USB2.0插接器来说是兼容的。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种光电式插接器、尤其是USB插接装置，其借助于电信号和/或光信号实现数据传输。
根据本发明提出一种插接装置，该插接装置用于通过包含电连接部和光连接部的缆线连接第一设备和第二设备或装置，其中所述第一设备具有设备插口，而所述装置具有装置插口或设备插口，所述设备插口和装置插口分别用于接纳缆线的插头，其中，所述设备插口以及装置插口具有单元以当控制器/收发设备判定：所连接的缆线具有光导线且所述设备插口和装置插口设计用于接收光信号和电信号时，优选将在输入侧施加给设备插口的电信号的一部分转换为光信号
根据本发明设计的USB3插口在此称为USB3.x插口，其除了允许根据USB2.0和USB3.0标准借助于电信号的数据传输外还允许借助于光信号的数据传输。
根据本发明，可安装在（第一）设备——例如计算机——中的USB3.x插口具有单元以便把施加在USB3.x插口上的电信号转换为光信号以及在USB3.x插口的相应的出口处提供光信号以供继续传输。
转换单元优选具有一种如下单元：其判定是否满足光信号传输所必需的前提条件，也就是说，例如是否连接了传输光信号的缆线以及该缆线是否也与适合用于接收光信号的（第二）设备连接。
本发明尤其提供了一种小型的光电收发设备，其安装在USB3.x插口中且可与（第一或第二）设备的设备类型的电路连接，USB3.x插口安装在该设备中。
根据本发明，在USB3.x插口中设有控制器/收发设备。收发设备具有智能型的驱动和接收IC（集成电路）。收发设备检测USB3.x缆线是否连接在插口上，更确切地说，同样与在光USB3.x缆线的另一个端部上相应的USB3.x插口连接。
根据本发明，在第一设备的USB3.x插口中设有单元，尤其是控制器/收发设备的控制器和收发设备操纵单元，其判定在缆线的另一个端部上在第二设备中是否既设有USB3.x缆线也设有USB3.x插口（混合插口）并引起光数据传输。
因此，根据本发明的USB3.x插口具有所述的“链路感知（link-aware）”收发设备，也就是说，设有一能判定是否存在用于光连接的前提条件的收发设备。
附图说明
由根据附图对实施例的描述得到本发明的其它优点、目的和细节。附图示出：
图1示意性示出两个USB3.0插口，其安装在两个通过USB3.0缆线布置结构连接的设备中，
图2示出图1的USB3.0插口的细节；
图3示意性示出根据本发明的第一设备和第二设备之间的通过光学混合缆线实现的设备插接的结构；
图4示出安装在第一设备中的混合计算机插口或USB3插口，所述第一设备具有根据本发明的单元，该单元用于提供光信号以确定，是否存在用于光信号的传输可能性；
图5示出用于——尤其是根据传输可能性——选择性地传输电信号或光信号的单元的细节；
图6示出在两个USB3.x插口之间的连接，其中由于USB3.0缆线而使光信号传输是不可行的；
图7是根据图8的插口的侧视图；
图8是从输出侧看去待安装在设备中的插口的透视图。
具体实施方式
图1示意性地示出在使用了具有导体7.1；7.2；7.3；…的缆线12的情况下在第一设备1（例如计算机；在下文中涉及的第一设备称为计算机1）与第二设备2（例如硬盘；下文中用术语硬盘2来表示第二设备）之间的已知的插接装置（设备插接装置）10。第二设备也称为接收器或接收装置2。
设备插接装置10包括：具有多个入口8.1；8.2；8.3；..的插口，优选一USB3插口（其中在下文中用术语计算机插口11来表示插口11）和另一USB3插口13（在下文中该另一插口被称为硬盘插口13），其中在这两个插口11和13之间缆线12——例如USB3缆线（USB3缆线组件）12——建立电连接，亦即电传输路径。
下文中，尤其参照计算机插口11来描述本发明，但其中类似的实施方案也适用于硬盘插口13。
应该指出，该说明书对如“入口侧”和“出口侧”以及“入口”或“出口”等术语的使用，使得信息传输好像是始终从存在于计算机1中的计算机电路4仅向存在于硬盘10中的硬盘电路进行的。计算机电路4具有出口连接部5.0-5.8。但当然也可以沿反方向进行信息传输，例如在图5中的光电转换器61中便是如此。
参见图2，计算机插口11具有大量入口连接部6.0至6.8，这些入口连接部与计算机插口11的相应的出口连接部6.0a至6.8a连接。入口连接部6.0至6.8与计算机电路4的相应的出口连接部5.0至5.8相连接。该电路在下文中也称为计算机电子系统4。对于USB3.0计算机插口的情况，可以存在用于USB2.0插口的D-和D+连接的入口连接部6.2和6.3，其中计算机插口11的相应的出口连接部6.2a和6.3a与缆线12的两个导体或导体连接部7.2和7.3相连接，以便建立与入口连接部8.3和8.2的连接。入口连接部8.2和8.3具有相应的出口连接部D+和D-。
参见图1，以类似方式通过计算机插口11的入口连接部6.4至6.8建立USB3连接，其中SSTX-连接和SSTX+连接配属于连接部6.5和6.7，这些连接部6.5和6.7又与缆线12的两个相应的导体连接且通过缆线12的线连接与硬盘插口13的相应连接部9.5和9.7相连接。前述的连接路径是一种USB3连接的连接路径，而在图1中布置在其上方的连接路径是USB连接的另一连接路径，由此示出了计算机插口连接部6.6、导体连接部7.6和硬盘插口连接部9.6。
在此，根据图3至5以及7和6描述本发明。图6示出将不是根据本发明设计的缆线与根据本发明的插口一起使用的情况。
图3中示出配属于第一设备（例如计算机1）的根据本发明设计的混合插口111。第一设备1的混合插口111也被称为计算机插口或混合计算机插口或混合设备插口111，而第二设备或装置2的混合插口113也被称为硬盘插口、混合硬盘插口或混合装置插口113。也可以称为“混合光缆组件（Hybrid Optical Cable Assembly）”的专用缆线112使计算机插口111（也可以称为混合口111（Hybrid Receptacle））与硬盘插口113（也可以称为混合口）。缆线12除了USB2特有的线外还具有两个光导体864和857，该光导体替代第一和第二USB3连接的缆线12的电线。
因此，除了USB2连接外，混合计算机插口111选择性地通过缆线112的相应的线以图1中示出的方式或者参见图3通过光连接或导体864和857建立USB3连接。
为了实现这一点，混合计算机插口111和混合硬盘插口113都配备了控制器/收发设备，也就是说，控制装置/发射和接收装置50。
另外，仅涉及混合计算机插口111地，参照图4和图5说明混合计算机插口111的结构。
在入口侧，以与传统的USB3计算机插口11相同的方式设计混合计算机插口111（图3）。在出口侧，混合计算机插口111额外地具有两个光出口CO1和CO2。因此，当缆线12中没有光导线857和864时且此外在硬盘2的一侧上不存在混合硬盘插口113时，混合计算机插口111可以选择性地通过电导体继续电传输通过入口连接部6.4至6.7输入的电信号。
根据本发明，混合计算机插口111（以及当然还有混合硬盘插口113）配备了控制器/收发设备50，在图5中具体示出了该控制器/收发设备。控制器/收发设备50具有控制器区段51和收发设备区段52以及还有控制器和收发设备操纵单元53。这些部件也称为转换器单元。
收发设备区段52尤其具有两个光电转换器60、61，即电光转换器60和光电转换器61。电光转换器60可以把其入口处的电信号转换为光信号并将其提供给出口CO1。
光电转换器61在入口侧接收在导线CO2处传输的光信号并在需要时将该光信号转换为电信号。随后将该电信号通过开关62、63供给导线6.4、6.6。
当开关64和65处于示出的光传输位置时，入口连接部6.5、6.7处的电信号与电光转换器60连接。相应地，当开关63、64处于光传输位置中时，光/电转换器61的电输出信号也与连接部6.4和6.6连接。
控制器和收发设备操纵单元53包括所有硬件部件和软件部件，以执行必要的收发设备和控制器操作。
例如，控制器和收发设备操纵单元53可以配备“链路感知芯片”，其在电连接与光连接之间切换。
插入在收发设备区段52中的收发设备50可以包括统一/一致的智能性的驱动器和接收器IC。收发设备50本身可以检测：光USB缆线112是否可用，更确切地说，和另一端部上的混合硬盘插口113一起是否可用。当可用时，以光传输方式执行USB3传输，否则该IC用作电USB信号的中继器/转发器。与简单的无源USB2.3插口相比，这种功能提供了若干优点。
重要的是，收发设备50判定：是否存在USB光缆112以及另一端部上是否存在混合插口。
另外可能的是：图5中的控制器区段51由于代表控制器和收发设备操纵单元53的单元而能够判定：存在何种缆线连接并且据此而在标准USB缆线的情况下把电信号传导至电连接部或引脚或者传导至内部的光电收发设备，此处该收发设备通过电光转换器60和光/电转换器61形成。
图7和8示出根据本发明的插口11、13的机械结构，该插口既可以作为计算机插口11也可以作为硬盘插口13使用。
如图可见，相应的接触臂的五个直线排列的出口连接部6.4a、6.6a、6.8a、6.5a、6.7a分别终止在入口连接部6.4、6.6、6.8、6.5、6.7中，以便连接至设备类型的电路——在此例如为计算机电路4。
在根据图8的视图中，控制器/接收器50安装在绝缘体95中。
1              第一设备，例如计算机
2              第二设备，装置，接收设备，例如硬盘
3              壳体
4              设备类型的电路，例如计算机电路
5              出口，出口触点，电出口触点
6.0-6.8        插口11的入口连接部
6.0a-6.8a      插口11的出口连接部
7.1;7.2;7.6    导体连接部
8.1;8.2;8.3    插口13的入口
9.1;9.2;…     硬盘入口连接部
10             插接装置或设备插接装置，例如USB3插接装置
11             插口，例如USB3插口，例如计算机插口
12             缆线，例如USB3缆线
12A            缆线，例如USB3.5缆线
13             插口，装置插口，硬盘插口，例如USB3插口
13A            插口，装置插口，硬盘插口，例如USB3A插口
50             控制器/收发设备（控制装置/发射和接收装置）
51             控制器区段
52             收发设备区段
53             控制器和收发设备操纵单元
60             电光转换器
61             光电转换器
62-65          开关
95             …体
101            光/电插接装置
110            计算机
111            混合插口，混合设备插口，计算机插口
112            缆线
113            混合插口，混合装置插口，硬盘插口
210            硬盘
857            光导体
864            光导体

Claims (16)

1.一种插接装置，该插接装置用于通过包含电连接部和光连接部的缆线（112）连接第一设备（1）和第二设备或装置（210），其中所述第一设备（1）具有设备插口（11），而所述装置（210）具有装置插口（113），所述设备插口和装置插口分别用于接纳缆线（112）的插头，其特征在于，所述设备插口（111）以及装置插口（113）具有单元以当设置在所述设备插口（111）中的控制器/收发设备（50）判定：所连接的缆线（112）具有光导线（864、857）且所述装置插口（113）设计用于接收光信号和电信号时，优选将在输入侧施加给设备插口（111）的电信号的一部分转换为光信号。
2.根据权利要求1所述的插接装置，其特征在于，设有控制器/收发设备操纵单元（53），该控制器/收发设备操纵单元具有在设备插口和装置插口中的“链路感知”芯片，以在电传输与光传输之间切换。
3.根据权利要求1或2所述的插接器，其特征在于，在所述设备插口（111）上的电信号是USB3信号，其中所述设备插口能把USB3电信号转换为USB3光信号，其中由缆线（112）传输的USB3光信号能通过所述装置插口转换为USB3电信号以在所述装置（210）中被应用。
4.经修改的USB设备插接器，尤其是混合插口，所述混合插口具有用于连接设备（1）的连接侧以及用于连接允许光信号传输和/或电信号传输的缆线（112）的连接侧，所述缆线与接收设备（2）的USB连接部连接，其中，当所连接的缆线是允许USB3光信号传输的缆线时，由设备（1）发出的、被称为USB电信号的设备电信号在设备插接器（111）中能被转换为USB光信号；接收设备（2）本身或优选通过使用混合插口（113）同样也设计用于接收USB3光信号。
5.根据权利要求5所述的经修改的USB设备插接器，其中在所述混合插口（111）中包含转换器单元，当施加来自设备（1）的USB3电信号时，所述转换器单元把该USB3电信号转换为USB3光信号并供给到缆线（112）。
6.根据权利要求4或5所述的经修改的USB设备插接器，其中在所述混合插口（113）中包含转换器单元，当施加来自缆线（112）的USB3光信号时，所述转换器单元把该USB3光信号转换为USB3电信号并供给到接收设备（2）。
7.根据前述权利要求的一项或多项所述的经修改的USB设备插接器，其中如此选择转换器单元，即所述转换器单元基于缆线（12；112）的特性以及所述接收设备（2）的特性决定，是否应该进行USB3电信号至USB3光信号的转换。
8.根据前述权利要求的一项或多项所述的经修改的USB设备插接器，其中如此设计所述单元，即所述单元基于所连接的缆线的电特性以及所述接收设备的电特性决定，在设备插头的出口上使USB3信号作为电信号出现还是作为光信号出现。
9.一种混合插口，该混合插口用于连接到设备（1）以将由所述设备（1）提供的信号——尤其是USB3信号——转换为代表该USB3信号的光信号从而通过允许光传输的缆线（112）将该光信号传输至第二设备或接收设备（2），所述第二设备或接收设备（2）能够接收USB3光信号或者具有接收所述光信号且将其转换为USB3电信号的混合插口（113）。
10.根据权利要求9所述的混合插口，其中所述插口具有控制器/收发设备（50），所述控制器/收发设备能够一方面把USB3电信号转换为USB3光信号，另一方面能够把接收的USB3光信号转换为USB3电信号。
11.根据权利要求10所述的混合插口，其中所述控制器/收发设备（50）具有控制器区段（51）和收发设备区段（52），其中在所述控制器区段（51）中包含开关（62、63、64、65），在通过控制器和收发设备操纵单元（53）进行操控的情况下根据是否应该把来自设备（4）的USB3电信号转换至USB3光信号以及是否应该把通过缆线（112）传输的USB3光信号转换至USB3电信号来控制所述开关。
12.根据权利要求10或11所述的混合插口，其中所述收发设备区段（52）具有两个转换器（60、61），具体而言具有一个电光转换器（60）和一个光电转换器（61）。
13.根据前述权利要求的一项或多项所述的混合插口，其中除了USB3信号传输外所述插口还提供USB2电信号传输。
14.用于电USB连接和光USB连接的有源的混合插口，所述混合插口能与标准的USB3缆线相插接，但其中在所述插口中存在“链路感知芯片”，所述链路感知芯片在电连接与光连接之间进行切换。
15.根据权利要求14所述的有源的混合插口，其中在USB插口中嵌入有小型的光电收发设备。
16.根据权利要求15所述的有源的混合插口，其中所述收发设备具有驱动器和接收器IC，所述驱动器和接收器IC能够确定，是否连接了USB缆线，更确切地说是否与缆线的另一端部上的混合插口连接，其中当连接了USB缆线时，执行光传输，否则便使所述IC起USB电信号“中继器”的作用。
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