CN110661991A - 目标供电的光学数据互连系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于源和目标的光学数据互连的系统包括能够从源接收电气信号的第一HDMI兼容电气连接器。第一信号转换器被连接到第一HDMI兼容电气连接器并且包括用于将TMDS电气信号转换为光学信号的电子装置，以及电子装置包括光学转换设备。至少一个光纤被连接到第一信号转换器。第二信号转换器被连接到至少一个光纤并且包括用于将光学信号转换为TMDS电气信号的电子装置。用于第二信号转换器的电源模块包括：电力分接头，其被连接到TMDS电路；以及电压调节器，其被连接到电力分接头以向电气信号放大器提供电力。第二HDMI兼容电气连接器被连接到第二信号转换器并且能够向目标发送信号。

Description

目标供电的光学数据互连系统
优先权申请信息
本申请以2019年3月12日提交的美国临时申请No.62/817,279(“Target PoweredOptical Data Interconnect System”)作为优先权基础，该申请的全部内容以引用的方式纳入本申请。
技术领域
本公开涉及用于光学互连的系统。特别地，描述了一种用于仿真与光学系统的电气HDMI互连的系统和方法。
背景技术
高清晰度(HD)信号典型地使用携带DVI(数字视频接口)或者HDMI(高清晰度多媒体接口)信号的电缆从一个系统被发射到另一系统。常规地，DVI/HDMI信号使用转换最小化差分信号(TMDS)在铜电缆上来传达。在TMDS中，视频、音频和控制数据可以作为24位字被携带在三个TMDS数据信道与用于时钟信息的分离的TMDS信道上。其还可以被携带在四个TMDS数据信道上。遗憾的是，在长距离上(例如5米或更大的)，铜电缆的阻抗可能引起导致伪影(诸如像素化、光学闪光或者闪烁)或者甚至图片损失的大信号损失。这些伪影可以由涉及大或很好地遮挡的铜电缆的被动连接设计减少，但是这是昂贵、庞大的，并且限制电缆灵活性。备选地，有源电子模块(诸如信号增强器)可以被用于减少信号损失，但是这些技术也是昂贵的并且可能导致信号误差的引入。
发明内容
在一个实施例中，一种用于源和目标的光学数据互连的系统包括能够从源接收电气信号的第一HDMI兼容电气连接器。第一信号转换器被连接到第一HDMI兼容电气连接器并且包括用于将TMDS电气信号转换为光学信号的电子装置，以及电子装置包括可连接到源接地以减少噪声的光学转换设备。至少一个光纤被连接到第一信号转换器。第二信号转换器被连接到至少一个光纤并且包括用于将光学信号转换为TMDS电气信号的电子装置。用于第二信号转换器的电源模块向可连接到目标接地的电气信号放大器提供电力。第二HDMI兼容电气连接器被连接到第二信号转换器并且能够向目标发送信号。
在方法实施例中，操作用于源和目标的光学数据互连系统可以包括以下步骤：提供能够从源接收电气信号的第一HDMI兼容电气连接器。TMDS信号使用被连接到第一HDMI兼容电气连接器的第一信号转换器被转换为光学信号，以及第一信号转换器包括可连接到源接地以减少噪声的光学转换设备。光学信号可以沿着被连接到第一信号转换器的至少一个光纤发送。光学信号使用被连接到至少一个光纤的第二信号转换器中的电子装置被接收并且被转换为TMDS电气信号。用于第二信号转换器的电源模块向电气信号放大器提供电力。第二HDMI兼容电气连接器被连接到第二信号转换器并且能够向目标发送信号。
在另一实施例中，一种用于源和目标的光学数据互连的系统包括能够从源接收电气信号的第一电气连接器。第一信号转换器被连接到第一电气连接器并且包括用于将电气信号转换为光学信号的电子装置，以及电子装置包括可连接到源接地以减少噪声的光学转换设备。至少一个光纤被连接到第一信号转换器。第二信号转换器被连接到至少一个光纤并且包括用于将光学信号转换为电气信号的电子装置。用于第二信号转换器的电源模块向电气信号放大器提供电力。第二电气连接器被连接到第二信号转换器并且能够向目标发送信号。
在一个实施例中，一种用于源和目标的光学数据互连的系统包括能够从源接收电气信号的第一HDMI兼容电气连接器。第一信号转换器被连接到第一HDMI兼容电气连接器并且包括用于将TMDS电气信号转换为光学信号的电子装置，以及电子装置包括光学转换设备。至少一个光纤被连接到第一信号转换器。第二信号转换器被连接到至少一个光纤并且包括用于将光学信号转换为TMDS电气信号的电子装置。用于第二信号转换器的电源模块包括：电力分接头，其被连接到TMDS电路；以及电压调节器，其被连接到电力分接头以向电气信号放大器提供电力。第二HDMI兼容电气连接器被连接到第二信号转换器并且能够向目标发送信号。
在方法实施例中，操作用于源和目标的光学数据互连系统可以包括以下步骤：提供能够从源接收电气信号的第一HDMI兼容电气连接器。TMDS信号使用被连接到第一HDMI兼容电气连接器的第一信号转换器被转换为光学信号，以及第一信号转换器包括光学转换设备。光学信号可以沿着被连接到第一信号转换器的至少一个光纤发送。光学信号使用被连接到至少一个光纤的第二信号转换器中的电子装置被接收并且被转换为TMDS电气信号。第二信号转换器使用电源模块供电以向电气信号放大器提供电力。第二HDMI兼容电气连接器被连接到第二信号转换器并且能够向目标发送信号。
在另一实施例中，一种用于源和目标的光学数据互连的系统包括能够从源接收电气信号的第一电气连接器。第一信号转换器被连接到第一电气连接器并且包括用于将电气信号转换为光学信号的电子装置，以及电子装置包括光学转换设备。至少一个光纤被连接到第一信号转换器。第二信号转换器被连接到至少一个光纤并且包括用于将光学信号转换为电气信号的电子装置。用于第二信号转换器的电源模块包括向电气信号放大器提供电力的电力分接头。第二电气连接器被连接到第二信号转换器并且能够向目标发送信号。
在又一实施例中，一种用于源和目标的光学数据互连的系统包括能够从源接收电气信号的第一HDMI兼容电气连接器。第一信号转换器被连接到第一HDMI兼容电气连接器并且包括用于将TMDS电气信号转换为光学信号的电子装置，以及电子装置包括光学转换设备。至少一个光纤被连接到第一信号转换器。第二信号转换器被连接到至少一个光纤并且包括用于将光学信号转换为TMDS电气信号的电子装置。用于第二信号转换器的电源模块包括：电力分接头，其被连接到TMDS电路；以及第一电压调节器，其被连接到电力分接头以向电气信号放大器提供电力。可再充电电池模块被用于触发连接的端口的电力激活，以及电池模块被连接到电力分接头。第二HDMI兼容电气连接器被连接到第二信号转换器并且能够向目标发送信号。
在方法实施例中，操作用于源和目标的光学数据互连系统可以包括以下步骤：提供能够从源接收电气信号的第一HDMI兼容电气连接器。TMDS信号使用被连接到第一HDMI兼容电气连接器的第一信号转换器被转换为光学信号，以及第一信号转换器包括光学转换设备。光学信号可以沿着被连接到第一信号转换器的至少一个光纤发送。光学信号使用被连接到至少一个光纤的第二信号转换器中的电子装置被接收并且被转换为TMDS电气信号。第二信号转换器使用电源模块供电以向电气信号放大器提供电力。使用能够触发连接的TMDS端口的HDMI电力激活的可再充电电池模块，以及电池模块被连接到电力分接头。第二HDMI兼容电气连接器被连接到第二信号转换器并且能够向目标发送信号。
在另一实施例中，一种用于源和目标的光学数据互连的系统包括能够从源接收电气信号的第一电气连接器。第一信号转换器被连接到第一电气连接器并且包括用于将电气信号转换为光学信号的电子装置，以及电子装置包括光学转换设备。至少一个光纤被连接到第一信号转换器。第二信号转换器被连接到至少一个光纤并且包括用于将光学信号转换为电气信号的电子装置。用于第二信号转换器的电源模块包括向电气信号放大器提供电力的电力分接头。使用能够触发连接的端口的电力激活的可再充电电池模块，以及电池模块被连接到电力分接头。第二电气连接器被连接到第二信号转换器并且能够向目标发送信号。
在实施例中，光学转换设备是激光设备驱动器(LDD)。
在实施例中，至少一个光纤是多模光纤并且可以包括四个或更多个光纤。
在实施例中，第一HDMI兼容电气连接器能够使用第二HDMI兼容电气连接器的电气连接和光学连接中的至少一个将控制或者其他信号从源发射到目标。类似地，在一些实施例中，第二HDMI兼容电气连接器能够使用第一HDMI兼容电气连接器的电气连接和光学连接中的至少一个将控制或者其他信号从目标发射到源。
在实施例中，第二信号转换器的电气信号放大器还包括互阻抗放大器(TIA)。
在实施例中，被连接到第一HDMI兼容电气连接器的第一信号转换器还包括光电探测器、VCSEL激光器或者LED二极管以及接收和发射光学信号的编码器/解码器。
在实施例中，被连接到第一HDMI兼容电气连接器的第二信号转换器还包括光电探测器、VCSEL激光器或者LED二极管以及接收和发射光学信号的编码器/解码器。
在实施例中，在第一HDMI兼容电气连接器与第二HDMI兼容电气连接器之间做出直接电气数据连接。
在实施例中，在第一HDMI兼容电气连接器与第二HDMI兼容电气连接器之间做出直接电气电力分接头。
在实施例中，电源模块可连接到第二电源端口。
在实施例中，电气信号放大器可连接到目标接地。
在实施例中，电力分接头包括感应器。
在实施例中，电力分接头包括铁氧体磁珠。
在实施例中，可再充电电池模块还包括将5伏特供应到目标设备的HDMI连接器上的5V端口的第二电压调节器。
在实施例中，可再充电电池模块在电力从电力分接头被接收之后与第二电压调节器断开。
在实施例中，可再充电电池模块由电力分接头再充电。
附图说明
参考以下附图描述了本公开的非限制性和非详尽实施例，其中，除非另外指定，否则相同附图标记贯穿各附图指代相同部分。
图1图示了光学互连系统；
图2图示了操作光学互连系统的方法；
图3图示了与外部电源的光学互连系统；以及
图4图示了双向光学互连系统；
图5A图示了将TMDS信号转换为光学信号的光学互连系统的一个实施例；
图5B图示了将控制或者其他信号转换为光学信号的光学互连系统的一个实施例；
图6A图示了用于HDMI兼容互连的数据连接和控制连接的所有光学连接；
图6B图示了用于HDMI兼容互连的光学数据连接、电气控制连接和电气电力连接；
图6C图示了用于HDMI兼容互连的所有光学数据和控制连接和电气电力连接；以及
图7图示了根据本公开的HDMI连接器的一个实施例。
具体实施方式
如在图1中看到，图示了能够支持将电气信号转换为光学信号并且返回电气信号的光学互连系统100。信号源112被连接到光学发送器114，其充当将从信号源112接收到的电气信号转换为光学信号的第一信号转换器。一个或多个光纤115被用于将光学编码数据传送到光学接收器116。光学接收器解码并且充当将数据转换为被提供到目标设备120的电气信号的第二信号转换器。光学接收器116可以包括分离的电源模块118，其在至少一个实施例中经由电气电力连接119被连接到目标设备。
各种信号协议由光学互连系统支持。在一些实施例中，电气信号可以由源112被提供在第一协议中并且由光学接收器116被转换为第二协议。在其他实施例中，电气信号可以由源112被提供在第一协议中并且由光学接收器116被转换回到相同协议。
在一个特定实施例中，可以支持HDMI 1.4b/1.4、HDMI 2.0b/2.0、HDMI 2.1或者其他适合的HDMI协议。HDMI 1.4b/1.4支持30帧每秒处的4K(3840x2160个像素)视频，而2.0b/2.0支持60帧每秒处以及高达18Gbps的位速率的4K视频。最新HDMI 2.1支持60帧每秒处的8K视频和120帧每秒以及高达48Gbps的位速率的4K视频。HDMI基于用于发射视频和音频数据的TMDS串行链路。通常地，HDMI接口被提供用于将数字电视视听信号从DVD播放器、游戏控制台、机顶盒和其他视听源设备发射到其他HDMI兼容设备(诸如电视机、显示器、投影仪和其他视听设备)。HDMI还可以在两个方向上携带控制信息和状态信息。
在其他实施例中，可以支持其他连接器和协议，包括但不限于串行连接器或者并行连接器、数字视频接口(DVI)、其他适合的连接器(诸如基于DisplayPort、USB-C或者SATA的那些连接器)。在一些实施例中，可以使用备选编码系统。例如，TDMS串行链路利用用于视频数据的低密度奇偶校验(LDPC)码替换。备选地或者另外，可变长度和速率Reed-Solomon(RS)码可以被用于音频和控制信号以提供误差保护。有利地，这样的代码不要求用于DC平衡或者转换最小化的附加开销，这导致与TMDS编码信号相比较的增加的数据速率。
在一个实施例中，源112可以包括例如DVD播放器、游戏控制台、智能电话、机顶盒、电话、计算机、音频计算机或者其他网络客户端设备。源112可以播放被存储在硬盘驱动器、可旋转磁盘(例如，蓝光或者DVD)、或者保持在固态存储装置中的媒体数据。在其他实施例中，源112可以通过电缆提供商、卫星系统或者电话网络的有线或无线连接接收数据。类似地，目标设备120还可以是电视、监视器、显示器、音频系统、投影仪或者其他网络客户端设备。
在一个实施例中，光学发送器114可以使用被连接到接地以减少噪声的光学转换设备转换TMDS电气信号。通常地，这可以是激光二极管驱动器(LDD)。光学转换驱动器设备可以包括红外线或者光学LED、半导体激光器或者VCSEL设备。
有利地，光纤15的使用和电气有线连接的消除二者提供电气隔离和大大地改进的信号。光纤115很适合于使用消费者或者家庭环境，以及在电气活性、湿、或潮湿环境中诸如在工业、制造、汽车、运输业、船舶和航空电子设备中找到。在一个实施例中，光纤115包括由编织纤维或者塑料护套或者其他适合的覆盖物保护的一个或多个多模光纤。如果不要求完全的电气隔离，则在另一实施例中，一个或多个低电压电线还被支持以提供电力信号或者控制信号。
在一个实施例中，光学接收器116可以将光学信号转换为TMDS或者其他适合的电气信号。光学接收器116可以包括光电探测器和将光脉冲转换为电气信号的光学接收器。在一些实施例中，互阻抗放大器(TIA)或者其他适合的信号放大系统可以被用于增加信号功率，并且PD(光电二极管)或者APD(雪崩光电二极管)可以被用于将光学信号转换为电流。
来自操作光学接收器116的电源模块118的电力可以通过目标设备120的连接、通过第二电源端口或者另一外部电源(未示出)的连接或者通过内部电池源来提供。在一些实施例中，目标设备可以支持多个连接器类型(HDMI、DisplayPort、USB、CD电源连接器)，其可以被用作外部二次电源和/或内部电池充电站。在支持源HDMI到目标HDMI连接的那些实施例中，可以要求操作光学接收器116的电源和仿真电气HDMI连接的附加电源二者，因为常规HDMI可连接设备要求源112与接地的目标设备120之间的DC连接完成电路。该DC连接创建从目标设备120到源112的电流返回路径。由于该连接通常地通过覆盖单独的双绞线对并且覆盖在专用光学互连系统中不可用的编织屏蔽的内部屏蔽提供，因而需要附加电源。
图2图示了用于将源和目标互连的方法200。来自源的电气信号使用用于红外线或光学LED、半导体激光器或者VCSEL设备的驱动器设备被转换为光学信号(步骤210)。光学信号被注入到光纤电缆中并且传送(步骤212)。传送的光学系统被转换为由目标接收(步骤216)的电气信号(步骤216)。为了确保电气信号的转换，插入到目标或者另一外部电源的连接中可以供电、唤醒信号转换微处理器或者其他电子装置，并且对可选电池进行充电(步骤S214)。
图3图示了与外部电源的光学互连系统。在该实施例中，信号源312被连接到光学发送器314，其转换从信号源312接收到的电气信号。一个或多个光纤315被用于将光学编码数据传送到光学接收器316。光学接收器解码并且将数据转换为被提供到目标设备320的电气信号。光学接收器316可以包括分离的电源模块318，其在至少一个实施例中由电气电力连接319被提供到外部电源模块322。在一些实施例中，电源模块可以经由目标设备上的其他端口或者电源(例如，USB端口)提供，而在其他实施例中，电力可以由另一设备(例如来自网络交换机的以太网连接上的电力)或者适合的直流电源供应。
图4图示了能够支持将电气信号转换为光学信号并且返回电气信号的双向光学互连系统400。在数据传送的第一方向上，信号源412被连接到光学收发器414，其转换从信号源412接收到的电气信号。一个或多个光纤415被用于将光学编码数据传送到光学收发器416。光学收发器416解码并且将数据转换为被提供到目标设备420的电气信号。还支持从目标设备420到源412的返回信号。
光学收发器414和416二者可以包括相应的分离的电源模块419和418。在至少一个实施例中，可以做出从电源模块418到目标设备420的电气电力连接。类似地，可以做出从电源模块419到源设备412的电气电力连接。
在一个实施例中，光纤可以被用于从源设备到目标设备的数据传输。附加的光纤可以被用于将返回信号从目标设备420传输到源设备412。这样的双向信号功能允许HDMI规格的更完全的支持，包括支持低数据速率远程控制命令、从目标设备到源的音频返回、以太网通信和热插拔检测的信道。这样的数据信道可以包括但不限于消费电子产品控制(CEC)、音频返回信道(ARC)或者增强音频返回信道(eARC)、HDMI以太网信道(HEC)和热插拔检测(HPD)。CEC允许用户使用单个遥控器控制经由HDMI电缆耦合在一起的多个设备。更特别地，唯一地址被分配给连接的设备组，其被用于向设备发送远程控制命令。ARC或者eARC是旨在替换目标设备与源之间的其他电缆的音频链路，其允许源在不使用其他电缆的情况下再现来自目标设备的音频输出。HEC通过HDMI启用基于IP的应用并且提供双向以太网通信。HPD允许源感测目标设备的存在，并且如果必要的话，重新发起链接。
图5A图示了包括电气到光学并且随后光学到电气转换的HDMI光纤数据连接系统的一个实施例。该实施例可以基本上替换具有被附接到电缆的相对端的两个相同连接器的常规电气HDMI接口。这样的电缆通常地包括用于传递各种信息的四个屏蔽双绞线铜线对和七个分离的铜线。屏蔽双绞线对中的四个适于以转换最小化差分信号(TMDS)的形式传递相对地高速数据和时钟。在HDMI 2.0b和先前的HDMI标准中，三对被用于传递视频、音频和辅助数据，并且通常地被称为D0-D2。最后一对被用于发射与数据相关联的时钟，并且通常地被称为CLK。在HDMI 2.1中，所有四对被用于传递视频、音频和辅助数据，并且通常地被称为D0-D3。高速数据的速度可以从3到12吉字节每秒(GPS)范围。剩余的七个分离的接线被用于传递相对地低速数据(诸如在100千比特每秒(kbit/s)到400kbit/s的范围内)。这样的接线中的两个被称为用于使用遵守I2C总线规格的通信信道提供设备之间的通信的显示数据信道(DDC)。DDC线对中的一个(通常地被称为DDC DATA)被用于在设备之间传递数据。另一DDC线对(通常地被称为DDC CLK)被用于发射与数据相关联的时钟。七个分离的接线中的其他五个是CEC、utility、HPD、5V电源和接地。
在操作中，来自源512的相应TMDS、DDC和其他电气信号被提供到被安置在HDMI兼容连接器中的发送器514。使用由电压调节器REG1供电的激光二极管驱动器(LDD)和半导体激光器或者LED二极管，光学信号被生成并且被传送到被安置在另一HDMI兼容连接器中的光电探测器和TMDS接收器516。TMDS接收器互阻抗放大器(TIA)，其被连接以放大光电探测器信号。对应于最初提供的TMDS、DDC和其他电气信号的放大电气信号被发送到电视、显示器或者其他适合的目标520。
在一个实施例中，电源通过被连接到电压调节器(REG2)的感应器L1和L2(或者其他适合的电气滤波电路元件(诸如铁氧体磁珠))通过TMDS端口的电气分接头被供应到TMDS接收器。电压调节器REG2被连接到接地以减少噪声并且动作以将电压转换为接收光学信号并且将其转换为电气信号的互阻抗放大器的所要求的(一个或多个)操作电压。
然而，在一些可商购的实施例中，该机构将不独立工作，因为特定电压功率的施加被要求启用或者以其他方式触发从目标520向HDMI连接和连接的电子装置提供电力。
对于要求HDMI连接的电源触发的实施例而言，可再充电电池、超级电容器或者类似电荷组可以被用于经由调节器(REG3)向目标520的HDMI端口上的5V插针(RX5V)供应初始5伏特电荷。在触发HDMI端口的激活之后，由感应器L1和L2造成的电气分接头(或者其他适合的电气滤波电路元件(诸如铁氧体磁珠))可以被用于对电池或者其他电源进行充电。在操作中，当HDMI连接器未被插入到目标520中时，REG3的使能插针“en”被保持为开路并且通过电阻器R4被拉到接地。因此，REG3被关断并且因此不从电池汲取电流。当HDMI连接器被插入到目标520中时(例如，TV或者显示器)，ECE插针或者其他适当的插针(诸如DDC)被连接到REG3“en”，其具有某个电压，例如3.3V。REG3被接通并且将电池电压(例如1.5V)向上转换为5V。当目标520的“5V”插针被拉到5V时，其开始对TMDS+和TMDS-端口进行供电。感应器L1和L2阻止由TMDS数据连接所提供的AC信号并且通过从TMDS端口到REG2“in”的DC电压(例如2V)。REG2将该电压向上转换或者向下转换为必要的(一个或多个)电压用于TIA操作。一旦REG2开始输出电压，其就切换MUX输入，使得REG3“in”被连接到REG2“in”。其还关闭开关S1并且REG3“out”开始对电池进行充电。
有效地，所描述的电路的操作允许对目标520的HDMI端口上的5V插针(RX5V)供电的可再充电电池被控制以当HDMI连接器被拔掉时防止电池耗散。可再充电电池仅当电缆首先被插入到目标520中时进行操作。在目标520开始对TMDS端口进行供电之后，可再充电电池停止输出电流并且相反被切换到再充电模式中。
图5B图示了将TMDS和控制或者其他非TMDS信号二者转换为光学信号的光学互连系统550的一个实施例。HDMI协议要求用于成功视频/音频传输和接收的源552与目标554之间的双向通信信道，其包括但不限于CEC、Utility、DDC(SCL)、DDC(SDA)、接地、5V电源和HPD。在图5B的实施例中，源552与目标554之间的所有通信信道被聚集到两个光纤上。光纤561将数据从源552携带到目标554，而光纤562将数据从目标554携带到源552，因此建立双向通信。数字信号处理由源侧的数字编码器/解码器1(DED1556)和目标侧的数字编码器/解码器2(DED 558)实现。DED 556和558可以或者将多个通信信道组合为单个聚合信道或者将单个聚合信道分离为多个通信信道。如所图示的，P2是由REG1“out”供电并且由DED1调制并且驱动VCSEL或者LED二极管的电流源。图5B中的REG1以与如图5A中可见的REG1类似的方式进行操作。P1、N1和R5形成由REG1“out”供电并且将光电探测器的输出缓冲到DED1中的互阻抗放大器。类似地，P4是由REG2“out”供电并且由DED2调制并且驱动VCSEL或者LED二极管的电流源。
图5B中的REG2以如图5A中可见的REG2类似的方式进行操作，其利用来自TMDS端口的感应电源分接头。P3、N3和R6形成由REG2“out”供电并且将光电探测器的输出缓冲到DED2中的互阻抗放大器。在该实施例中，多个HDMI通信信道使用仅两个光纤在源侧和目标侧复制。
图6A图示了HDMI兼容完全光学互连系统600的一个实施例。如所图示的，多个多模光纤电缆610和612被用于将数据从发送器602发射到接收器604，并且将信号从接收器604发射回到发送器602的至少一个多模光纤614。在发送器602中，电气TMDS和非TMDS数据使用VCSEL激光器或者LED二极管被转换为光学脉冲。光电探测器和相关联的电路被用于将从光纤614接收到的光学脉冲转换为可以由连接源(未示出)处理的电气信号。接收器604具有多个光电探测器和相应地连接的TMDS光电子发送器以将从光纤610和612接收到的光学脉冲转换为可以由连接的目标(未示出)处理的电气信号。接收器604还包括被连接到编码器/解码器的VCSEL激光器或者LED二极管以将电气信号转换为可以被发送到发送器602的光学信号。
图6B图示了HDMI兼容混合电气和光学互连系统620的一个实施例。如所图示的，多个多模光纤电缆630被用于将数据从发送器622发射到接收器624。在发送器622中，电气TMDS数据使用VCSEL激光器或者其他激光器二极管转换为光学脉冲。光电探测器和相关联的电路被用于将从光纤634接收到的光学脉冲转换为可以由连接源(未示出)处理的电气信号。接收器624具有多个光电探测器和相应地连接的TMDS光电子发送器以将从光纤630接收到的光学脉冲转换为可以由连接的目标(未示出)处理的电气信号。除光学连接之外，系统620还支持用于各种控制和数据信号的电气接线连接632。如将理解到，这些连接可以在发送器622与接收器624之间是单向或者双向的。另外，系统包括连接发送器622和接收器624的相应电源管理单元的电气电力连接634。有利地，由于电源是可用的，因而诸如相对于图5中所图示的实施例所描述的HDMI连接和其相关联的电子装置和电池系统的电源触发是不必要的。
图6C图示了用于HDMI兼容互连系统640的所有光学数据连接和电气电力连接。如所图示的，多个多模光纤电缆650和652被用于将数据和控制数据从发送器642分别地发射到接收器644，并且以及将信号从接收器644发射回到发送器642的至少一个多模光纤656。在发送器642中，电气TMDS数据使用VCSEL激光器或者LED二极管转换为光学脉冲。接收器644具有多个光电探测器和相应地连接的TMDS光电子发送器以将从光纤650和652接收到的光学脉冲转换为可以由连接的目标(未示出)处理的电气信号。接收器644还包括被连接到编码器/解码器的VCSEL激光器或者LED二极管以将电气信号转换为可以沿着多模光纤656被发送到发送器642的光学信号。另外，系统包括将发送器642和接收器644连接的电气电力连接654。有利地，由于电源是可用的，因而诸如相对于图5中所图示的实施例所描述的HDMI连接和其相关联的电子装置和电池系统的电源触发是不必要的。然而，在某些实施例中，TMDS端口上的电力分接头(例如使用感应器和调节器)可以仍然被用于对TMDS接收器或者其他相关联的电路进行供电。
图7图示了包括成束并且松散地循环的光学电缆702和源710和目标712HDMI连接器的HDMI兼容互连系统700的一个实施例。信号转换器720和722包括用于TMDS接收器的壳体和板布局，以及支持电气到光学转换或者光学到电气转换的其他电子装置并且邻近于相应的HDMI连接器710和712定位。
如将理解到，本文所描述的系统和方法可以针对与设备(诸如服务器、台式计算机、膝上型电脑、平板电脑、游戏控制台或者智能电话)的相互作用进行操作。数据和控制信号可以在各种外部数据源之间接收、生成或者运输，包括无线网络、个域网、蜂窝网络、因特网或者云中间的数据源。另外，本地数据的源(例如，硬盘驱动器、固态驱动器、闪存或者任何其他适合的存储器，包括动态存储器(诸如SRAM或者DRAM))可以虑及用户指定的偏好或者协议的本地数据存储。
受益于前述描述和相关联的附图中呈现的教导，本领域的技术人员将想到本发明的许多修改和其他实施例。因此，将理解到，本发明不限于所公开的特定实施例，并且修改和实施例旨在被包括在随附的权利要求的范围内。还应理解到，在缺少在本文中未特别地公开的元件/步骤的情况下，可以实践本发明的其他实施例。

Claims (21)

1.一种用于源和目标的光学数据互连系统，包括：
第一HDMI兼容电气连接器，其能够从所述源接收电气信号；
第一信号转换器，其被连接到所述第一HDMI兼容电气连接器并且包括用于将TMDS电气信号转换为光学信号的电子装置，以及所述电子装置包括光学转换设备；
至少一个光纤，其被连接到所述第一信号转换器；
第二信号转换器，其被连接到所述至少一个光纤并且包括用于将光学信号转换为TMDS电气信号的电子装置；
用于所述第二信号转换器的电源模块，其包括：电力分接头，其被连接到TMDS电路；以及电压调节器，其被连接到所述电力分接头以向电气信号放大器提供电力；以及
第二HDMI兼容电气连接器，其被连接到所述第二信号转换器并且能够向所述目标发送信号。
2.根据权利要求1所述的光学数据互连系统，其中，所述光学转换设备是激光设备驱动器(LDD)。
3.根据权利要求1所述的光学数据互连系统，其中，所述至少一个光纤是多模光纤。
4.根据权利要求1所述的光学数据互连系统，其中，所述第一HDMI兼容电气连接器能够使用所述第二HDMI兼容电气连接器的电气连接和光学连接中的至少一个将控制或者其他信号从所述源发射到所述目标；以及所述第二HDMI兼容电气连接器能够使用所述第一HDMI兼容电气连接器的电气连接和光学连接中的至少一个将控制或者其他信号从所述目标发射到所述源。
5.根据权利要求1所述的光学数据互连系统，其中，所述第二信号转换器的所述电气信号放大器还包括互阻抗放大器(TIA)。
6.根据权利要求1所述的光学数据互连系统，其中，被连接到所述第一HDMI兼容电气连接器的所述第一信号转换器还包括光电探测器、VCSEL激光器或者LED二极管以及接收和发射光学信号的编码器/解码器。
7.根据权利要求1所述的光学数据互连系统，其中，被连接到所述第二HDMI兼容电气连接器的所述第二信号转换器还包括光电探测器、VCSEL激光器或者LED二极管以及接收和发射光学信号的编码器/解码器。
8.根据权利要求1所述的光学数据互连系统，其中，所述电气信号放大器可连接到目标接地。
9.根据权利要求1所述的光学数据互连系统，其中，所述电力分接头包括感应器。
10.根据权利要求1所述的光学数据互连系统，其中，所述电力分接头包括铁氧体磁珠。
11.一种用于操作用于源和目标的光学数据互连系统的方法，包括以下步骤：
提供能够从所述源接收电气信号的第一HDMI兼容电气连接器；
使用被连接到所述第一HDMI兼容电气连接器将TMDS信号转换为光学信号，所述第一信号转换器包括光学转换；
沿着被连接到所述第一信号转换器的至少一个光纤发送光学信号；
使用被连接到所述至少一个光纤的第二信号转换器中的电子装置接收光学信号并且将其转换为TMDS电气信号；
使用具有被连接到TMDS电路的电力分接头的电源模块并且使用被连接到所述电力分接头以向电气信号放大器提供电力的电压调节器对所述第二信号转换器进行供电；以及
提供被连接到所述第二信号转换器并且能够向所述目标发送信号的第二HDMI兼容电气连接器。
12.根据权利要求11所述的光学数据互连操作方法，其中，所述光学转换设备是激光设备驱动器(LDD)。
13.根据权利要求11所述的光学数据互连操作方法，其中，所述至少一个光纤是多模光纤。
14.根据权利要求11所述的光学数据互连操作方法，其中，所述第一HDMI兼容电气连接器能够使用所述第二HDMI兼容电气连接器的电气连接和光学连接中的至少一个将控制或者其他信号从所述源发射到所述目标；以及所述第二HDMI兼容电气连接器能够使用所述第一HDMI兼容电气连接器的电气连接和光学连接中的至少一个将控制或者其他信号从所述目标发射到所述源。
15.根据权利要求11所述的光学数据互连操作方法，其中，所述第二信号转换器的所述电气信号放大器还包括互阻抗放大器(TIA)。
16.根据权利要求11所述的光学数据互连操作方法，其中，被连接到所述第一HDMI兼容电气连接器的所述第一信号转换器还包括光电探测器、VCSEL激光器或者LED二极管以及接收和发射光学信号的编码器/解码器。
17.根据权利要求11所述的光学数据互连操作方法，其中，被连接到所述第二HDMI兼容电气连接器的所述第二信号转换器还包括光电探测器、VCSEL激光器或者LED二极管以及接收和发射光学信号的编码器/解码器。
18.根据权利要求11所述的光学数据互连操作方法，其中，所述电气信号放大器可连接到目标接地。
19.根据权利要求11所述的光学数据互连系统，其中，所述电力分接头包括感应器。
20.根据权利要求11所述的光学数据互连操作方法，其中，所述电力分接头包括铁氧体磁珠。
21.一种用于源和目标的光学数据互连系统，包括：
第一电气连接器，其能够从所述源接收电气信号；
第一信号转换器，其被连接到所述第一电气连接器并且包括用于将电气信号转换为光学信号的电子装置，以及所述电子装置包括光学转换设备；
至少一个光纤，其被连接到所述第一信号转换器；
第二信号转换器，其被连接到所述至少一个光纤并且包括用于将光学信号转换为电气信号的电子装置；
用于所述第二信号转换器的电源模块，其包括被连接到电压调节器以向电气信号提供电力的电力分接头；以及
第二电气连接器，其被连接到所述第二信号转换器并且能够向所述目标发送信号。
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