CN110351510A - 一种光纤矩阵交换机传输装置及转换接口装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光纤矩阵交换机传输装置及转换接口装置。该装置包括接收单元，其包括第一光接口、第一光模组传输模块、第一主控芯片和第一电接口；第一光模组传输模块包括单颗光接收器和阵列式光接收器；第一光接口接收含有多媒体输出设备的时钟信号、数据信号、热插拔信号和设备控制信号的一路光信号和四路音视频光信号，单颗光接收器将一路光信号转换为时钟信号、数据信号、热插拔信号和设备控制信号的电信号，阵列式光接收器将四路音视频光信号转换为四对差分电信号；电信号通过第一电接口输出。本发明对多媒体输出设备和Display设备的不同接口通过转换接口装置转换成光信号通过光纤进行信号传输，解决了传统传输线距离限制问题。
Description
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光纤矩阵交换机传输装置及及转换接口装置。
背景技术
目前市面上的多媒体信号传输线如HDMI传输线、DVI传输线、VGA传输线等多由19芯铜线构成，受到金属材料特性的影响，传输线存在带宽小、衰减大、抗干扰能力不强等问题，因此导致信号的传输距离较短，传统的传输线最大传输距离为20米。
为了避免信号的严重衰减，需将铜线加粗的同时加强信号屏蔽，浪费宝贵的不可再生资源。传统的传输线不可以和强电线同时布线，抗干扰能力差，传统的传输线可能会不满足信号传输的带宽、精度等需求，现有的传输线一般具有方向性，在多媒体输出设备的输出接口和Display设备(即显示或音频播放设备)的输出接口预先布线时不能出错，一旦出错需要整体返工，重新布线。
发明内容
本发明提供一种光纤矩阵交换机传输装置，可以解决多媒体输出设备和Display设备之间的传输线距离限制问题。
本发明采用以下技术方案：
一种光纤矩阵交换机传输装置，包括接收单元，其特征在于，所述接收单元包括第一光接口、第一光模组传输模块、第一主控芯片和第一电接口；
所述第一光模组传输模块包括单颗光接收器和阵列式光接收器；
所述第一光接口接收含有多媒体输出设备的时钟信号、数据信号、热插拔信号和设备控制信号的一路光信号和四路音视频光信号，所述单颗光接收器将所述一路光信号转换为多媒体输出设备的时钟信号、数据信号、热插拔信号和设备控制信号的电信号，所述阵列式光接收器将所述四路音视频光信号转换为四对差分电信号；
所述电信号通过所述第一电接口输出。
作为上述方案的改进，所述光纤矩阵交换机传输装置，还包括发射单元，其特征在于，所述发射单元包括第二光接口、第二光模组传输模块、第二主控芯片和第二电接口；
所述第二光模组传输模块包括单颗光发射器和阵列式光发射器；
所述第二电接口接收所述第一电接口的所述电信号，所述单颗光发射器将所述多媒体输出设备的时钟信号、数据信号、热插拔信号和设备控制信号的电信号转换为一路光信号，所述阵列式光发射器将所述四对差分电信号转换为四路音视频光信号；
所述光信号通过所述第二光接口输出。
优选地，所述第一光接口和所述第二光接口为多芯光纤接口。
优选地，所述第一光模组传输模块通过光纤器件连接所述第一光接口；所述时钟信号、所述数据信号、所述热插拔信号和所述设备控制信号的电信号以及所述四对差分电信号通过金手指与所述第一电接口接插件连接。。本方案可以支持多个多芯光纤接口，便于多路输入端口的切换。
优选地，所述第二光模组传输模块通过光纤器件连接所述第二光接口；所述时钟信号、所述数据信号、所述热插拔信号和所述设备控制信号的电信号以及所述四对差分电信号通过金手指与所述第二电接口接插件连接。本方案可以支持多个多芯光纤接口，便于多路输出端口的切换。
优选地，所述第一光接口和所述第二光接口连接多芯光纤法兰连接器。
本发明还提供一种转换接口装置，用于将多媒体输出设备和Display设备的端口电信号转换成光信号传输。
本发明采用以下技术方案：
一种转换接口装置，还包括发射单元，其特征在于，所述发射单元包括第三光接口、第三光模组传输模块、第三主控芯片、第三电接口和用于给所述发射单元供电的USB接口；
所述第三光模组传输模块包括单颗光发射器和阵列式光发射器；
所述第三电接口接收多媒体输出设备的所述电信号，所述单颗光发射器将所述多媒体输出设备的时钟信号、数据信号、热插拔信号和设备控制信号的电信号转换为一路光信号，所述阵列式光发射器将所述四对差分电信号转换为四路音视频光信号；
所述光信号通过所述第三光接口输出给所述光纤矩阵交换机传输装置的所述第一光接口。
一种转换接口装置，包括接收单元，其特征在于，所述接收单元包括第四光接口、第四光模组传输模块、第四主控芯片、第四电接口和用于给所述接收单元供电的USB接口；
所述第四光模组传输模块包括单颗光接收器和阵列式光接收器；
所述第四光接口接收所述光纤矩阵交换机传输装置其所述第二光接口发送的含有多媒体输出设备的时钟信号、数据信号、热插拔信号和设备控制信号的一路光信号和四路音视频光信号，所述单颗光接收器将所述一路光信号转换为多媒体输出设备的时钟信号、数据信号、热插拔信号和设备控制信号的电信号，所述阵列式光接收器将所述四路音视频光信号转换为四对差分电信号；
所述电信号通过所述第四电接口输出。
作为上述方案的改进，所述第三电接口和第四电接口分别为DP接头、DVI接头、HDMI接头、VGA接头和/或USB接头。该方案可以提供对不同产品接口不统一的兼容性，将不同产品的不同接口都可以通过转换接口装置转换成光信号进行信号传输。
有益效果
本发明对多媒体输出设备和Display设备的不同接口通过转换接口装置转换成光信号通过光纤进行信号传输，解决了传统传输线距离限制问题、提高抗干扰能力，减少信号衰减。通过光纤矩阵交换机传输装置的接口转换电路进一步地增加了传输线的传输距离。
附图说明
图1是本发明实施例一种光纤矩阵交换机传输装置和转换接口装置的使用总装备电路结构示意图；
图2是图1中发射单元TX的结构示意图；
图3是图1中接收单元RX的结构示意图；
图4是图1中光纤矩阵交换机传输装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1-4，一种光纤矩阵交换机传输装置1，包括电源、主控板、MPO输入控制板10(MPO，Multi Push On，多芯光纤接口)和MPO输出控制板20。
所述MPO输入控制板10上设置接收单元RX100，接收单元RX100包括第一光接口101、第一光模组传输模块102、第一主控芯片和第一电接口(即为input板卡)。所述第一光模组传输模块包括单颗光接收器和阵列式光接收器。
所述MPO输出控制板20设置发射单元TX200，发射单元TX200包括第二光接口201、第二光模组传输模块202、第二主控芯片和第二电接口(即为output板卡)。所述第二光模组传输模块包括单颗光发射器和阵列式光发射器。
所述第一光接口101和所述第二光接口201连接多芯光纤法兰连接器103、203，用于连接传输线光纤的一端MPO接头。
input板卡与output板卡直接插入主控板的卡槽里。input板卡通过金手指与MPO输入控制板10电连接，output板卡通过金手指与MPO输出控制板20电连接。
转换接口装置A包括发射单元TX300，发射单元TX300包括第三光接口、第三光模组传输模块、第三主控芯片、第三电接口和用于给所述发射单元供电的USB接口。该装置连接多媒体输出设备(如电脑、DVD等)的输出端，用于将多媒体输出设备输出的电信号转换为光信号，通过光纤传输多媒体输出设备的视频音频信号。
第三光模组传输模块包括单颗光发射器和阵列式光发射器。
第三电接口为DP接头、DVI接头、HDMI接头、VGA接头和/或USB接头。
转换接口装置B包括接收单元RX400，接收单元RX400包括第四光接口、第四光模组传输模块、第四主控芯片、第四电接口和用于给所述接收单元供电的USB接口。该装置连接显示设备和/或者音频播放设备的输入端，用于将含有多媒体输出设备的视频音频光信号转换为的电信号以供显示设备显示和/或者音频播放设备播放。
所述第四光模组传输模块包括单颗光接收器和阵列式光接收器。
第四电接口为DP接头、DVI接头、HDMI接头、VGA接头和/或USB接头。
第三电接口和第四电接口以HDMI接头为例，第一电接口和第二电接口可以理解为电信号主控板芯片的输入输出端口，也可以理解为input板卡与output板卡；第一至第四光接口为MPO接口，光纤矩阵交换机传输装置的工作过程为：
转换接口装置A的通信发射单元TX300通过HDMI接头(第三电接口)连接HDMI输出设备(如DVD，电脑等)，将其输出的4对最小化传输差分信号(TMDS：Transition MinimizedDifferential signal)通过内部电路转化为4路可驱动光发射器的信号，并使用1*4阵列式光发射器将10GB/S的高速电信号转为光信号进行发射。
转换接口装置A的通信发送单元TX300通过HDMl接头(第三电接口)将HDMl输出设备的时钟信号(SCL)、数据信号(SDA)、热插拔信号(HPD)、设备控制信号(CEC)输入第三主控制芯片，由第三主控制芯片将上述4路信号整合成为一路5MB/S的低速电信号，并将其送入单颗光发射器转化为光信号进行发射。
转换接口装置A的通信发送单元TX300端的阵列式光发射器发出的4路高速光信号和单颗光发射器发出的1路低速光信号通过第三光接口(MP0接口)、MPO法兰连接器、MPO接头，以90度反射并进入光纤，通过五根直径为125μm光纤将光信号传入光纤矩阵交换机传输装置的通信接收单元RX100。
光纤矩阵交换机传输装置的通信接收单元RX100通过传输线光纤MPO接头、MPO法兰连接器103、第一光接口101(MP0接口)将收到的4路高速光信号和1路低速光信号，并进入第一光模组传输模块102的光接收器。光接收器接收到的光信号分别转化为4路高速电信号和1路低速电信号，其中4路高速电信号通过内部电路转化后输出4对最小化传输差分信号(TMDS：Transition Minimized Differential signal)，1路低速电信号进入主控制芯片，由主控制芯片将其分解成为时钟信号(SCL)，数据信号(SDA)，热插拔信号(HPD)和设备控制信号(CEC)，上述4对差分电信号和4路分解电信号从第一电接口输出。
光纤矩阵交换机传输装置的通信接收单元TX200通过第二电接口收到第一电接口发送的4对差分电信号和4路分解电信号，4对差分电信号由第二光模组传输模块202转化为4路可驱动光发射器的信号，并使用1*4阵列式光发射器将10GB/S的高速电信号转为光信号进行发射。第二主控制芯片将上述4路分解电信号时钟信号(SCL)、数据信号(SDA)、热插拔信号(HPD)、设备控制信号(CEC)信号整合成为一路5MB/S的低速电信号，并将其送入单颗光发射器转化为光信号进行发射。
光纤矩阵交换机传输装置的通信接收单元TX200端的阵列式光发射器发出的4路高速光信号和单颗光发射器发出的1路低速光信号通过第二光接口201(MPO接口)，MPO法兰连接器203、传输线光纤MPO接头，以90度反射并进入光纤，通过五根直径为125μm光纤将光信号传入转换接口装置B的通信接收单元RX400。
转换接口装置B的通信接收单元RX通过HDMI接头(第四电接口)连接HDMI显示设备(如电视机，显示器等)，接收单元RX通过MPO接头、MPO法兰连接器、第四光接收口(MPO接口)将接收到的5路光信号输入第四光模组传输模块，分别转化为4路高速电信号和1路低速电信号，其中4路高速电信号通过内部电路转化后输出4对最小化传输差分信号，1路低速电信号进入主控制芯片，由主控制芯片将其分解成为时钟信号(SCL)，数据信号(SDA)，热插拔信号(HPD)和设备控制信号(CEC)。
转换接口装置B的通信接收单元RX将转化后的电信号4对高速最小化传输差分信号、低速时钟信号(SCL)、数据信号(SDA)、热插拔信号(HPD)和设备控制信号(CEC)传入具有HDMI接口(第四电接口)的显示设备(如电视、显示器等)和/或者音频播放设备，完成从输出设备(如DVD，电脑等)、具有HDMI第三电接口的转换接口装置A、光纤传输线、光纤矩阵交换机传输装置、光纤传输线、具有HDMI第四电接口的转换接口装置B、到显示设备和/或者音频播放设备的信号传输。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种光纤矩阵交换机传输装置，包括接收单元，其特征在于，所述接收单元包括第一光接口、第一光模组传输模块、第一主控芯片和第一电接口；
所述第一光模组传输模块包括单颗光接收器和阵列式光接收器；
所述第一光接口接收含有多媒体输出设备的时钟信号、数据信号、热插拔信号和设备控制信号的一路光信号和四路音视频光信号，所述单颗光接收器将所述一路光信号转换为多媒体输出设备的时钟信号、数据信号、热插拔信号和设备控制信号的电信号，所述阵列式光接收器将所述四路音视频光信号转换为四对差分电信号；
所述电信号通过所述第一电接口输出。
2.如权利要求1所述的光纤矩阵交换机传输装置，还包括发射单元，其特征在于，所述发射单元包括第二光接口、第二光模组传输模块、第二主控芯片和第二电接口；
所述第二光模组传输模块包括单颗光发射器和阵列式光发射器；
所述第二电接口接收所述第一电接口的所述电信号，所述单颗光发射器将所述多媒体输出设备的时钟信号、数据信号、热插拔信号和设备控制信号的电信号转换为一路光信号，所述阵列式光发射器将所述四对差分电信号转换为四路音视频光信号；
所述光信号通过所述第二光接口输出。
3.如权利要求2所述的光纤矩阵交换机传输装置，其特征在于，所述第一光接口和所述第二光接口为多芯光纤接口。
4.如权利要求1所述的光纤矩阵交换机传输装置，其特征在于，所述第一光模组传输模块通过光纤器件连接所述第一光接口；所述时钟信号、所述数据信号、所述热插拔信号和所述设备控制信号的电信号以及所述四对差分电信号通过金手指与所述第一电接口接插件连接。
5.如权利要求2所述的光纤矩阵交换机传输装置，其特征在于，所述第二光模组传输模块通过光纤器件连接所述第二光接口；所述时钟信号、所述数据信号、所述热插拔信号和所述设备控制信号的电信号以及所述四对差分电信号通过金手指与所述第二电接口接插件连接。
6.如权利要求2所述的光纤矩阵交换机传输装置，其特征在于，所述第一光接口和所述第二光接口连接多芯光纤法兰连接器。
7.一种转换接口装置，还包括发射单元，其特征在于，所述发射单元包括第三光接口、第三光模组传输模块、第三主控芯片、第三电接口和用于给所述发射单元供电的USB接口；
所述第三光模组传输模块包括单颗光发射器和阵列式光发射器；
所述第三电接口接收多媒体输出设备的所述电信号，所述单颗光发射器将所述多媒体输出设备的时钟信号、数据信号、热插拔信号和设备控制信号的电信号转换为一路光信号，所述阵列式光发射器将所述四对差分电信号转换为四路音视频光信号；
所述光信号通过所述第三光接口输出给所述光纤矩阵交换机传输装置的所述第一光接口。
8.如权利要求7所述的转换接口装置，其特征在于，所述第三电接口为DP接头、DVI接头、HDMI接头、VGA接头和/或USB接头。
9.一种转换接口装置，包括接收单元，其特征在于，所述接收单元包括第四光接口、第四光模组传输模块、第四主控芯片、第四电接口和用于给所述接收单元供电的USB接口；
所述第四光模组传输模块包括单颗光接收器和阵列式光接收器；
所述第四光接口接收所述光纤矩阵交换机传输装置其所述第二光接口发送的含有多媒体输出设备的时钟信号、数据信号、热插拔信号和设备控制信号的一路光信号和四路音视频光信号，所述单颗光接收器将所述一路光信号转换为多媒体输出设备的时钟信号、数据信号、热插拔信号和设备控制信号的电信号，所述阵列式光接收器将所述四路音视频光信号转换为四对差分电信号；
所述电信号通过所述第四电接口输出。
10.如权利要求9所述的转换接口装置，其特征在于，所述第四电接口为DP接头、DVI接头、HDMI接头、VGA接头和/或USB接头。
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