CN203368614U - 将混合信号同时通过单根光纤远程传输的设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种将混合信号同时通过单根光纤远程传输的设备，包括：发送模块，用于将输入的HDMI/DVI信号、模拟音频信号、S/PDIF信号以及多路控制信号时分复用为一路高速串行信号后发送给传输模块；传输模块，用于将接收到的高速串行信号转换成光信号后通过光纤进行传输，在光信号到达接收模块前将光信号转换成高速串行信号并发送至接收模块；接收模块，用于将接收到的一路高速串行信号解复用为HDMI/DVI信号、模拟音频信号、S/PDIF信号以及多路控制信号，并分别将解复用后的各路信号输出。本实用新型将混合信号同时通过单根光纤远程传输，提高了信号的传输质量，增加了互动功能，降低了成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及音视频信号传输领域，更具体地，涉及一种将混合信号同时通过单根光纤远程传输的设备。
背景技术
在视频监控、视频会议、教学视频录制以及远距离高品质图形信号的传输，尤其是交互式新媒体领域中，经常需要对多路多格式音视频信号进行传输。现有的远距离光纤传输设备功能单一，单独的HDMI/DVI远距离光纤传输设备、单独的USB远距离光纤传输设备、单独的Ethernet远距离光纤传输设备、单独的模拟音频远距离传输设备等等，极大的增加了系统的复杂性和成本预算，特别的，现有的HDMI/DVI远距离光纤传输设备，传输带宽不高，多压缩为YUV格式后再进行传输，在传输过程中对图像质量造成了极大的损失。现有的远距离传输设备不能满足系统集成中多个信号源同时需要高质量远距离传输的要求。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种将混合信号同时通过单根光纤远程传输的设备，以解决现有技术中存在的多个信号源高质量远距离传输设备复杂、成本预算高以及低可靠性传输等问题。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
本实用新型提供了一种将混合信号同时通过单根光纤远程传输的设备，包括：发送模块、传输模块和接收模块，其中，
发送模块，用于将输入的高清晰度多媒体/数字视频HDMI/DVI信号、模拟音频信号、数字音频S/PDIF信号以及多路控制信号时分复用为一路高速串行信号后发送给传输模块；
传输模块，用于将接收到的高速串行信号转换成光信号后通过光纤进行传输，在光信号到达接收模块前将光信号转换成高速串行信号并发送至接收模块；
接收模块，用于将接收到的一路高速串行信号解复用为HDMI/DVI信号、模拟音频信号、S/PDIF信号以及多路控制信号，并分别将解复用后的各路信号输出。
优选地，发送模块包括：串/并转换单元、模/数转换单元、第一通讯接口和复用单元，其中，
串/并转换单元，用于将输入的HDMI/DVI信号转变为低速并行数据发送给复用单元；
模/数转换单元，用于将输入的模拟音频信号转换为I2S数字音频数据发送给复用单元；
第一通讯接口，包括USB2.0接口、以太网接口、两线式串行总线I2C接口、高速同步串行SPI接口、串行物理接口RS232、红外线接口，用于将从各个接口输入的控制信号发送给复用单元；
复用单元，用于将低速并行数据、I2S数字音频数据、数字音频S/PDIF信号以及多路控制信号时分复用为一路高速串行信号后发送给传输模块。
优选地，接收模块包括：解复用单元、并/串转换单元、数/模转换单元和第二通讯接口，其中，
解复用单元，用于将接收到的一路高速串行信号解复用为低速并行数据、I2S数字音频数据、S/PDIF信号以及多路控制信号，并将低速并行数据、I2S数字音频数据分别发送给并/串转换单元、数/模转换单元；
并/串转换单元，用于将低速并行数据转换成HDMI/DVI信号并输出；
数/模转换单元，用于将I2S数字音频数据转换成模拟音频信号并输出；
第二通讯接口，包括USB2.0接口、以太网接口、两线式串行总线I2C接口、高速同步串行SPI接口、串行物理接口RS232、红外线接口，用于将解复用后的多路控制信号从各个接口分别输出。
优选地，接收模块还可以将输入的模拟音频信号、数字音频S/PDIF信号以及多路控制信号时分复用为一路高速串行信号后发送给传输模块。
优选地，传输模块还可以将从接收模块中传来的一路高速串行信号转换成光信号后通过光纤进行传输，在光信号到达发送模块前将光信号转换成高速串行信号并发送至发送模块。
优选地，发送模块还可以将从接收模块传来的一路高速串行信号解复用为模拟音频信号、数字音频S/PDIF信号以及多路控制信号，并分别将解复用后的各路信号输出。
优选地，接收模块还包括：模/数转换单元，用于将输入的模拟音频信号转换为I2S数字音频数据发送给解复用单元。
优选的，发送模块还包括：数/模转换单元，用于将I2S数字音频数据转换成模拟音频信号并输出。
本实用新型的技术效果：
1.由于本实用新型的传输带宽高，对图形信号HDMI/DVI的支持可以达到1080p60Hz，色彩深度为36位，图形信号在整个传输过程中无压缩，图形信号以及嵌入音频数据在传输过程中无损失，提高了图像的远距离传输质量；
2.由于本实用新型中设置了USB2.0接口，设备集成了USB远距离传输的功能，传输的速率能够达到480MHz，特别是应用到交互式新媒体领域，主机和触摸屏不在本地，可以使远端的用户通过USB接口进行远距离操作，达到了与用户互动的目的，更加人性化；
3.本实用新型的设备可以将HDMI/DVI信号、USB接口、Ethernet接口、红外线接口、模拟音频以及数字音频通过单根光纤进行远距离传输，极大地简化了系统集成的难度，有效的控制了预算成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本实用新型的实施例的将混合信号同时通过单根光纤远程传输的设备的框图；
图2示出了根据本实用新型的实施例的发送模块的结构示意图；
图3示出了根据本实用新型的实施例的接收模块的结构示意图；
图4示出了根据本实用新型的另一实施例的将混合信号同时通过单根光纤远程传输的设备的示意图；
图5示出了根据本实用新型的实施例的将混合信号同时通过单根光纤远程传输的方法的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型的实现。
图1示出了根据本实用新型的实施例的将混合信号同时通过单根光纤远程传输的设备的框图，如图1所示，该设备包括：发送模块10、传输模块20和接收模块30，其中，
发送模块10，用于将输入的高清晰度多媒体/数字视频HDMI/DVI（High Definition Multimedia Interface/Digital VisualInterface）信号、模拟音频信号、数字音频S/PDIF（Sony/Philips DigitalInternet Format）信号以及多路控制信号时分复用为一路高速串行信号后发送给传输模块20；
传输模块20，用于将接收到的高速串行信号转换成光信号后通过光纤进行传输，在光信号到达接收模块前将光信号转换成高速串行信号并发送至接收模块30；
接收模块30，用于将接收到的一路高速串行信号解复用为HDMI/DVI信号、模拟音频信号、S/PDIF信号以及多路控制信号，并分别将解复用后的各路信号输出。
其中，接收模块30还可以将输入的模拟音频信号、数字音频S/PDIF信号以及多路控制信号时分复用为一路高速串行信号后发送给传输模块20；
传输模块20还可以将从接收模块30中传来的一路高速串行信号转换成光信号后通过光纤进行传输，在光信号到达发送模块10前将光信号转换成高速串行信号并发送至发送模块10；
发送模块10还可以将从接收模块30传来的一路高速串行信号解复用为模拟音频信号、数字音频S/PDIF信号以及多路控制信号，并分别将解复用后的各路信号输出。
本实用新型的实施例中所使用的光纤可以用单模光纤也可以用多模光纤，如果需要远距离传输（超过300米），则需要用单模光纤，使用单模光纤时最远传输距离可以达到20千米。
在本实用新型的实施例中，对图形信号HDMI/DVI的支持可以达到1080p60Hz，色彩深度为36位，图形信号在整个传输过程中无压缩，图形信号以及嵌入音频数据在传输过程中无损失，提高了图像的远距离传输质量；支持最多6通道模拟音频信号的双向传输和数字音频S/PDIF信号的双向传输，两种格式可以同时存在，互不影响的同时传输。
图2示出了根据本实用新型的实施例的发送模块的结构示意图，如图2所示，发送模块10包括：串/并转换单元102、模/数转换单元104、第一通讯接口106和复用单元18，其中，
串/并转换单元102，用于将输入的HDMI/DVI信号转变为低速并行数据发送给复用单元108；
模/数转换单元104，用于将输入的前端模拟音频信号转换为I2S数字音频数据发送给复用单元108；
这里所说的前端是指从本地发出的源端信号。
第一通讯接口106，包括USB2.0接口、以太网接口、两线式串行总线I2C（Inter-Integrated Circuit）接口、高速同步串行SPI（SerialPeripheral Interface）接口、串行物理接口RS232、红外线接口，用于将从各个接口输入的控制信号发送给复用单元108；
其中，从USB2.0接口接收的USB数据在复用单元108内部完成串/并转换；
从以太网接口接收的控制信号通过物理接口收发单元112发送给108复用单元；
从串行物理接口RS232接收的控制信号通过驱动单元114经过电平转换后发送给复用单元108；
从接收模块30传来的红外数据经过编码器116编码后通过红外线接口输出。
复用单元108，用于将低速并行数据、I2S数字音频数据、数字音频S/PDIF信号以及多路控制信号时分复用为一路高速串行信号后发送给传输模块20。
其中，发送模块10还包括：数/模转换单元110，用于将I2S（Inter-IC Sound）数字音频数据转换成后端模拟音频信号并输出。
这里所说的后端是指从远程接收端发出的信号。
图3示出了根据本实用新型的实施例的接收模块的结构示意图，如图3所示，接收模块30包括：解复用单元302、并/串转换单元304、数/模转换单元306和第二通讯接口308，其中，
解复用单元302，用于将接收到的一路高速串行信号解复用为低速并行数据、I2S数字音频数据、S/PDIF信号以及多路控制信号，并将低速并行数据、I2S数字音频数据分别发送给并/串转换单元304、数/模转换单元306；
并/串转换单元304，用于将低速并行数据转换成HDMI/DVI信号并输出；
数/模转换单元306，用于将I2S数字音频数据转换成模拟音频信号并输出；
第二通讯接口308，包括USB2.0接口、以太网接口、两线式串行总线I2C接口、高速同步串行SPI接口、串行物理接口RS232、红外线接口，用于将解复用后的多路控制信号从各个接口分别输出。
其中，USB数据在解复用单元302内部完成并/串转换；
从以太网接口输出的控制信号在输出之前需通过物理接口收发单元312后输出；
从串行物理接口RS232输出的控制信号在输出之前需通过驱动单元314经过电平转换后输出；
从红外线接口输入的控制信号需经过解码器316发送至解复用单元302。
其中，接收模块30还包括：模/数转换单元310，用于将输入的后端模拟音频信号转换为I2S数字音频数据发送给解复用单元302。
图4示出了根据本实用新型的另一实施例的将混合信号同时通过单根光纤远程传输的设备的示意图，如图4所示，传输模块20包括：两个转换单元202，由于系统中双向传输的部分是一个发中有收、收中有发的过程，两端都采用的是收发一体的转换单元，即，由复用单元108发出的电信号经过转换单元202转换成光信号后通过光纤进行传输，在到达解复用单元302之前再由转换单元202将传输来的光信号转换成电信号后传输给解复用单元302，反向过程同理，这里不再赘述。
本实用新型的设备前向传输（从本地的源端至远程的接收端）的传输带宽为6.25G，由于高清晰度多媒体/数字视频HDMI/DVI信号是单向传输，故后向传输（从远程的接收端至本地的源端）的带宽为3.125G。
由于本实用新型的实施例的传输带宽高，对图形信号HDMI/DVI的支持可以达到1080p60Hz，色彩深度为36位，图形信号在整个传输过程中无压缩，图形信号以及嵌入音频数据在传输过程中无损失，提高了图像的远距离传输质量；设置了USB2.0接口，设备集成了USB远距离传输的功能，传输的速率能够达到480Mbit/s，特别是应用到交互式新媒体领域，主机和触摸屏不在本地，可以使远端的用户通过USB接口进行远距离操作，达到了与用户互动的目的，更加人性化；本设备可以将HDMI/DVI信号、USB接口、Ethernet接口、红外线接口、模拟音频以及数字音频通过单根光纤进行远距离传输，极大地简化了系统集成的难度，有效的控制了预算成本。
图5示出了根据本实用新型的实施例的将混合信号同时通过单根光纤远程传输的方法的流程图。如图5所示，该方法包括：
步骤S501，将输入的高清晰度多媒体/数字视频HDMI/DVI信号、模拟音频信号、数字音频S/PDIF信号以及多路控制信号时分复用为一路高速串行信号后发送给传输模块；
步骤S502，将接收到的高速串行信号转换成光信号后通过光纤进行传输，在光信号到达接收模块前将光信号转换成高速串行信号并发送至接收模块；
步骤S503，将接收到的一路高速串行信号解复用为HDMI/DVI信号、模拟音频信号、S/PDIF信号以及多路控制信号，并分别将解复用后的各路信号输出。
其中，在将输入的高清晰度多媒体/数字视频HDMI/DVI信号、模拟音频信号、数字音频S/PDIF信号以及多路控制信号时分复用为一路高速串行信号之前该方法还包括：将输入的HDMI/DVI信号转变为低速并行数据发送给发送模块中的复用单元，将输入的模拟音频信号转换为I2S数字音频数据发送给复用单元。
具体地，多路控制信号包括：从USB2.0接口接收的控制信号、从Ethernet接口接收的控制信号、从两线式串行总线I2C接口接收的控制信号、从高速同步串行SPI接口接收的控制信号、从串行物理接口RS232接收的控制信号、从红外线接口接收的控制信号。
从USB2.0接口接收的控制信号在复用单元内部完成串/并转换；
从Ethernet接口接收的控制信号需经过物理接口收发单元发送给复用单元；
从串行物理接口RS232接收的控制信号需通过驱动单元经过电平转换后发送给复用单元；
从红外线接口接收的控制信号经解码器解码后发送给接收模块中的解复用单元，经光纤传输到发送模块后经编码器编码后输出，此传输为单向传输。
在分别将解复用后的各路信号输出之前该方法还包括：将接收模块中的解复用单元解复用后的低速并行数据转换成HDMI/DVI信号，将解复用单元解复用后的I2S数字音频数据转换成模拟音频信号。
具体地，输出的多路控制信号中，USB数据在解复用单元内部完成并/串转换后输出；
从以太网接口输出的控制信号在输出之前需通过物理接口收发单元后输出；
从串行物理接口RS232输出的控制信号在输出之前需通过驱动单元经过电平转换后输出。
由于系统中有双向传输的部分，故，接收模块还可以将输入的模拟音频信号、数字音频S/PDIF信号以及多路控制信号时分复用为一路高速串行信号后发送给传输模块。
传输模块还可以将从接收模块中传来的一路高速串行信号转换成光信号后通过光纤进行传输，在光信号到达发送模块前将光信号转换成高速串行信号并发送至发送模块。
发送模块还可以将从接收模块传来的一路高速串行信号解复用为模拟音频信号、数字音频S/PDIF信号以及多路控制信号，并分别将解复用后的各路信号输出。
从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：
1.由于本实用新型的传输带宽高，对图形信号HDMI/DVI的支持可以达到1080p60Hz，色彩深度为36位，图形信号在整个传输过程中无压缩，图形信号以及嵌入音频数据在传输过程中无损失，提高了图像的远距离传输质量；
2.由于本实用新型中设置了USB2.0接口，设备集成了USB远距离传输的功能，传输的速率能够达到480MHz，特别是应用到交互式新媒体领域，主机和触摸屏不在本地，可以使远端的用户通过USB接口进行远距离操作，达到了与用户互动的目的，更加人性化；
3.本实用新型的设备可以将HDMI/DVI信号、USB接口、Ethernet接口、红外线接口、模拟音频以及数字音频通过单根光纤进行远距离传输，极大地简化了系统集成的难度，有效的控制了预算成本。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种将混合信号同时通过单根光纤远程传输的设备，其特征在于，包括：发送模块、传输模块和接收模块，其中，
发送模块，用于将输入的高清晰度多媒体/数字视频HDMI/DVI信号、模拟音频信号、数字音频S/PDIF信号以及多路控制信号时分复用为一路高速串行信号后发送给所述传输模块；
传输模块，用于将接收到的所述高速串行信号转换成光信号后通过光纤进行传输，在所述光信号到达所述接收模块前将所述光信号转换成所述高速串行信号并发送至所述接收模块；
接收模块，用于将接收到的一路所述高速串行信号解复用为所述HDMI/DVI信号、所述模拟音频信号、所述S/PDIF信号以及所述多路控制信号，并分别将解复用后的各路信号输出。
2.根据权利要求1所述的将混合信号同时通过单根光纤远程传输的设备，其特征在于，所述发送模块包括：串/并转换单元、模/数转换单元、第一通讯接口和复用单元，其中，
串/并转换单元，用于将输入的所述HDMI/DVI信号转变为低速并行数据发送给所述复用单元；
模/数转换单元，用于将输入的所述模拟音频信号转换为I2S数字音频数据发送给所述复用单元；
第一通讯接口，包括USB2.0接口、以太网接口、两线式串行总线I2C接口、高速同步串行SPI接口、串行物理接口RS232、红外线接口，用于将从各个接口输入的所述控制信号发送给所述复用单元；
复用单元，用于将所述低速并行数据、所述I2S数字音频数据、所述数字音频S/PDIF信号以及所述多路控制信号时分复用为一路高速串行信号后发送给所述传输模块。
3.根据权利要求2所述的将混合信号同时通过单根光纤远程传输的设备，其特征在于，所述接收模块包括：解复用单元、并/串转换单元、数/模转换单元和第二通讯接口，其中，
解复用单元，用于将接收到的一路所述高速串行信号解复用为所述低速并行数据、所述I2S数字音频数据、所述S/PDIF信号以及所述多路控制信号，并将所述低速并行数据、所述I2S数字音频数据分别发送给所述并/串转换单元、数/模转换单元；
并/串转换单元，用于将所述低速并行数据转换成HDMI/DVI信号并输出；
数/模转换单元，用于将所述I2S数字音频数据转换成模拟音频信号并输出；
第二通讯接口，包括USB2.0接口、以太网接口、两线式串行总线I2C接口、高速同步串行SPI接口、串行物理接口RS232、红外线接口，用于将解复用后的所述多路控制信号从各个接口分别输出。
4.根据权利要求1所述的将混合信号同时通过单根光纤远程传输的设备，其特征在于，所述接收模块还可以将输入的模拟音频信号、数字音频S/PDIF信号以及多路控制信号时分复用为一路高速串行信号后发送给所述传输模块。
5.根据权利要求4所述的将混合信号同时通过单根光纤远程传输的设备，其特征在于，所述传输模块还可以将从所述接收模块中传来的所述一路高速串行信号转换成光信号后通过光纤进行传输，在所述光信号到达所述发送模块前将所述光信号转换成高速串行信号并发送至所述发送模块。
6.根据权利要求4所述的将混合信号同时通过单根光纤远程传输的设备，其特征在于，所述发送模块还可以将从所述接收模块传来的一路高速串行信号解复用为所述模拟音频信号、所述 数字音频S/PDIF信号以及所述多路控制信号，并分别将解复用后的各路信号输出。
7.根据权利要求3所述的将混合信号同时通过单根光纤远程传输的设备，其特征在于，所述接收模块还包括：模/数转换单元，用于将输入的所述模拟音频信号转换为I2S数字音频数据发送给所述解复用单元。
8.根据权利要求2所述的将混合信号同时通过单根光纤远程传输的设备，其特征在于，所述发送模块还包括：数/模转换单元，用于将所述I2S数字音频数据转换成模拟音频信号并输出。
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