CN206611509U

CN206611509U - 通过usb3.0线缆传输视频信号和usb数据的装置

Info

Publication number: CN206611509U
Application number: CN201720334836.4U
Authority: CN
Inventors: 王元龙; 梁科
Original assignee: NEREL SYSTEMS Ltd
Current assignee: NEREL SYSTEMS Ltd
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2017-11-03
Anticipated expiration: 2027-03-31

Abstract

本实用新型公开了一种通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置，包括第一USB数据终端、视频源、第二USB数据终端、视频接收终端、第一USB3.0连接器、第二USB3.0连接器和USB3.0线缆，该装置通过一条USB3.0线缆将视频源的视频数据发送给视频接收终端，同时在两个USB数据终端之间传输USB2.0数据，该装置降低了传输线缆和连接器的成本，简化了布线难度，增强了抗干扰性。

Description

通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置

技术领域

本实用新型涉及一种数据传输装置，尤其涉及通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置。

背景技术

目前，各类视频应用越来越多，在摄像头、DVD等视频源与显示器、DVR等视频接收终端之间需要传输大量视频信号。在传输视频信号的同时，有时还需要传输其他类型的数据。通用串行总线是一种应用广泛的用以传输数据的接口技术，英文为Universal SerialBus，缩写为USB，USB接口具有传输速度快、支持热插拔、可同时连接多个设备的特点，目前计算机主机和鼠标、键盘、打印机等设备之间多采用USB接口进行连接。USB具有多个不同版本，其中USB2.0也称为高速(High Speed)USB，数据传输速率为480Mbps，采用4针(电源VBUS、地GND、一对差分信号线D+和D-)引脚作为标准接口，一对差分信号线D+和D-以半双工方式传输USB2.0数据；USB3.0为超高速(Super Speed)USB，数据传输速率为5Gbps，采用9针引脚作为标准接口，在USB2.0的4针引脚的基础上增加了信号地(GND_DRAIN)和两对差分信号线(SSTX+、SSTX-、SSRX+、SSRX-)，原有的一对差分信号线D+和D-仍以半双工方式传输USB2.0数据，新增的两对差分信号线以全双工方式传输USB3.0数据；USB3.1在USB3.0的基础上进一步提高了数据传输速率，达到10Gbps，USB3.1可采用与USB3.0相同的9针引脚。

若需要同时传输视频信号和USB2.0数据，已有技术往往采用四类措施，第一类是采用不同标准的传输线缆分别传输视频信号和USB2.0数据，这种传输方式会增加系统传输介质的成本和布线的难度；第二类是采用多个同轴电缆传输视频信号和USB2.0数据，这种方法成本高，占用空间大；第三类是采用网线中的多对双绞线传输视频信号和USB2.0数据，这种方法抗干扰性差，传输效果不佳；第四类是采用光纤进行传输，这种方法需要光电收发器件，会提高系统成本，综上所述，目前缺乏一种可以在两个USB数据终端之间传输USB2.0数据，同时又可以将视频信号由视频源发送至视频接收终端的抗干扰性强、传输效果好、成本低的解决方案。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种抗干扰性强、传输效果好、成本低的传输装置，用于将视频源的视频数据发送给视频接收终端，同时在两个USB数据终端之间传输USB2.0数据。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

作为本实用新型的一种通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置，包括第一USB数据终端、视频源、第二USB数据终端、视频接收终端、第一USB3.0连接器、第二USB3.0连接器和USB3.0线缆，第一USB3.0连接器通过USB3.0线缆连接第二USB3.0连接器，第一USB数据终端中的第一USB接口与第一USB3.0连接器相连，视频源中的第一视频接口也与第一USB3.0连接器相连，第二USB数据终端中的第二USB接口与第二USB3.0连接器相连，视频接收终端中的第二视频接口也与第二USB3.0连接器相连，第一USB数据终端与第二USB数据终端通过第一USB3.0连接器、USB3.0线缆、第二USB3.0连接器传输USB数据，视频源也通过第一USB3.0连接器、USB3.0线缆、第二USB3.0连接器将视频信号发送给视频接收终端。

第一USB3.0连接器和第二USB3.0连接器为符合USB3.0/3.1标准的连接器，USB3.0线缆为符合USB3.0/3.1标准的线缆，USB数据可以是符合下述标准的数据：USB2.0标准高速模式、USB2.0标准全速模式、USB2.0标准低速模式，USB3.0线缆的长度大于USB2.0标准规定的主机与设备之间最大5米的限制。

视频源可通过USB3.0线缆中的一对或两对差分信号线将视频信号发送给视频接收终端，视频信号为压缩视频数据或非压缩视频数据。

第一视频接口和第二视频接口可以是符合下述标准的接口：SDI、HDMI、DisplayPort、DVI、MIPI。

作为本实用新型的另一种通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置，包括第一USB数据终端、视频源、第二视频源、第二USB数据终端、视频接收终端、第二视频接收终端、第一USB3.0连接器、第二USB3.0连接器和USB3.0线缆，第一USB3.0连接器通过USB3.0线缆连接第二USB3.0连接器，第一USB数据终端中的第一USB接口与第一USB3.0连接器相连，视频源中的第一视频接口也与第一USB3.0连接器相连，第二视频源中的第三视频接口也与第一USB3.0连接器相连，第二USB数据终端中的第二USB接口与第二USB3.0连接器相连，视频接收终端中的第二视频接口也与第二USB3.0连接器相连，第二视频接收终端中的第四视频接口也与第二USB3.0连接器相连，第一USB数据终端与第二USB数据终端通过第一USB3.0连接器、USB3.0线缆、第二USB3.0连接器传输USB数据，视频源也通过第一USB3.0连接器、USB3.0线缆、第二USB3.0连接器将视频信号发送给视频接收终端，第二视频源也通过第一USB3.0连接器、USB3.0线缆、第二USB3.0连接器将第二路视频信号发送给第二视频接收终端。

视频源通过USB3.0线缆中的一对差分信号线将视频信号发送给视频接收终端，第二视频源通过USB3.0线缆中的另一对差分信号线将第二路视频信号发送给第二视频接收终端，视频信号和第二路视频信号可以是压缩视频数据或非压缩视频数据。

第一视频接口、第二视频接口、第三视频接口、第四视频接口可以是符合下述标准的接口：SDI、HDMI、DisplayPort、DVI、MIPI。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型为一种通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置，该装置通过一条USB3.0线缆，将视频源的视频数据发送给视频接收终端，同时在两个USB数据终端之间传输USB2.0数据，降低了传输线缆和连接器的成本，简化了布线难度，增强了抗干扰性，达到较好的传输效果。

附图说明

图1是本实用新型通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置的一种整体模块图

图2是本实用新型通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置的一种应用示意图及信号连接图

图3是本实用新型通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置的另一种应用示意图及信号连接图

图4是本实用新型通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置的另一种整体模块图

图5是本实用新型通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置的又一种应用示意图及信号连接图

其中：

100 第一USB数据终端 200 视频源

202 第二视频源 300 第二USB数据终端

400 视频接收终端 402 第二视频接收终端

500 第一USB3.0连接器 600 第二USB3.0连接器

700 USB3.0线缆 101 第一USB接口

201 第一视频接口 301 第二USB接口

401 第二视频接口 203 第三视频接口

403 第四视频接口

1010 USB数据

2010 视频信号

2030 第二路视频信号

具体实施方式

下面，结合附图中的实施例对本实用新型一种通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置进行进一步说明。

USB具有多个不同版本，其中USB2.0也称为高速(High Speed)USB，数据传输速率为480Mbps，采用4针(电源VBUS、地GND、一对差分信号线D+和D-)引脚作为标准接口，一对差分信号线D+和D-以半双工方式传输USB2.0数据；USB3.0为超高速(Super Speed)USB，数据传输速率为5Gbps，USB3.0的标准A型和标准B型连接器采用9针引脚，在USB2.0的4针引脚的基础上增加了信号地(GND_DRAIN)和两对差分信号线(SSTX+、SSTX-、SSRX+、SSRX-)，原有的一对差分信号线D+和D-仍以半双工方式传输USB2.0数据，新增的两对差分信号线以全双工方式传输USB3.0数据；USB3.1在USB3.0的基础上进一步提高了数据传输速率，达到10Gbps，USB3.1可采用与USB3.0相同的9针引脚。

如图1所示，在本实用新型的一个应用实施例中，一种通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置，包括第一USB数据终端100、视频源200、第二USB数据终端300、视频接收终端400、第一USB3.0连接器500、第二USB3.0连接器600和USB3.0线缆700，第一USB3.0连接器500通过USB3.0线缆700连接第二USB3.0连接器600。在一个实施例中，第一USB数据终端100和视频源200为计算机主机的组成部分，视频接收终端400为显示器，第二USB数据终端300是USB设备，如键盘、鼠标、摄像头、U盘、音频输入输出设备等，也可以是USB集线器。

在图1所示的实施例中，第一USB数据终端100中的第一USB接口101与第一USB3.0连接器500相连，视频源200中的第一视频接口201也与第一USB3.0连接器500相连，第二USB数据终端300中的第二USB接口301与第二USB3.0连接器600相连，视频接收终端400中的第二视频接口401也与第二USB3.0连接器600相连，第一USB数据终端100与第二USB数据终端300通过第一USB3.0连接器500、USB3.0线缆700、第二USB3.0连接器600传输USB数据1010，视频源200也通过第一USB3.0连接器500、USB3.0线缆700、第二USB3.0连接器600将视频信号2010发送给视频接收终端400。

第一USB3.0连接器500和第二USB3.0连接器600为符合USB3.0/3.1标准的连接器，USB3.0线缆700为符合USB3.0/3.1标准的线缆。

在一个实施例中，USB数据1010为符合USB2.0标准高速模式的数据，第一视频接口201和第二视频接口401均为符合SDI标准的接口，在其他实施例中，USB数据1010可以是符合USB2.0标准全速模式或USB2.0标准低速模式的数据，第一视频接口201和第二视频接口401采用相同标准的接口，接口标准可以是HDMI、DisplayPort、DVI或MIPI。

USB3.0线缆700同时传输USB数据1010和视频信号2010，其长度大于USB2.0标准规定的主机与设备之间最大5米的限制。

视频源200可通过USB3.0线缆700中的一对或两对差分信号线将视频信号2010发送给视频接收终端400，视频信号2010可以是压缩视频数据或非压缩视频数据。

如图2所示，在本实用新型的一个应用实施例中，一种通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置中的第一USB3.0连接器500和第二USB3.0连接器600为符合USB3.0/3.1的标准A型连接器，根据USB3.0/3.1标准，USB3.0/3.1标准A型连接器采用的9针引脚定义如表1所示。

表1 USB3.0/3.1标准A型连接器9针引脚定义

在图2所示的实施例中，USB3.0线缆700为符合USB3.0/3.1标准的线缆，根据USB3.0/3.1标准，线缆的线序安排如表2所示。

表2 USB3.0/3.1线缆的线序安排

在图2所示的实施例中，第一USB数据终端100中的第一USB接口101和第二USB数据终端300中第二USB接口301均为符合USB2.0标准的接口，第一USB数据终端100与第二USB数据终端300的连接方式为，第一USB接口101的差分信号端口D-和D+分别与第一USB3.0连接器500的第2脚和第3脚相连，再通过USB3.0线缆700中的一对双绞线UTP_D-和UTP_D+分别与第二USB3.0连接器600的第2脚和第3脚相连，再与第二USB接口301的差分信号端口D-和D+相连，通过此连接方式，在第一USB数据终端100和第二USB数据终端300之间传输USB数据1010。

在图2所示的实施例中，视频源200中的第一视频接口201和视频接收终端400中的第二视频接口401均为符合SDI标准的接口，视频源200与视频接收终端400的连接方式为，第一视频接口201的差分信号输出端SDO0-和SDO0+分别与第一USB3.0连接器500的第5脚和第6脚相连，再通过USB3.0线缆700中的一对双绞线SDP1-和SDP1+分别与第二USB3.0连接器600的第5脚和第6脚相连，再与第二视频接口401的差分信号输入端SDI0-和SDI0+相连，通过此连接方式，视频源200将视频信号2010发送给视频接收终端400。

在图2所示的实施例中，利用USB3.0线缆700中的一对非屏蔽双绞线UTP_D-和UTP_D+传输USB数据1010，同时利用一对屏蔽双绞线SDP1-和SDP1+传输视频信号2010，降低了连接器和线缆的成本，简化了布线难度。

如图3所示，在本实用新型的一个应用实施例中，一种通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置中的第一USB3.0连接器500和第二USB3.0连接器600为符合USB3.0/3.1的标准A型连接器，USB3.0线缆700为符合USB3.0/3.1标准的线缆，在第一USB数据终端100和第二USB数据终端300之间，通过与图2所示实施例相同的连接方式传输USB数据1010。

在图3所示的实施例中，视频源200中的第一视频接口201和视频接收终端400中的第二视频接口401均为符合SDI标准的接口，视频源200与视频接收终端400的连接方式为，第一视频接口201的两对差分信号输出端SDO0-、SDO0+以及SDO1-、SDO1+分别与第一USB3.0连接器500的第5脚、第6脚、第8脚、第9脚相连，再通过USB3.0线缆700中的两对双绞线SDP1-、SDP1+以及SDP2-、SDP2+分别与第二USB3.0连接器600的第5脚、第6脚、第8脚、第9脚相连，再与第二视频接口401的两对差分信号输入端SDI0-、SDI0+以及SDI1-、SDI1+相连，视频源200将视频信号2010分配到第一视频接口201的两对差分信号输出端，并通过上述连接方式发送给视频接收终端400，在视频接收终端400对从两对差分信号输入端收到的视频信号进行合并。

在图3所示的实施例中，利用USB3.0线缆700中的一对非屏蔽双绞线UTP_D-和UTP_D+传输USB数据1010，同时利用两对屏蔽双绞线SDP1-、SDP1+，以及SDP2-、SDP2+传输视频信号2010，降低了连接器和线缆的成本，简化了布线难度。

如图4所示，在本实用新型的一个应用实施例中，一种通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置，包括第一USB数据终端100、视频源200、第二视频源202、第二USB数据终端300、视频接收终端400、第二视频接收终端402、第一USB3.0连接器500、第二USB3.0连接器600和USB3.0线缆700，第一USB3.0连接器500通过USB3.0线缆700连接第二USB3.0连接器600。

在图4所示的实施例中，第一USB数据终端100中的第一USB接口101与第一USB3.0连接器500相连，视频源200中的第一视频接口201也与第一USB3.0连接器500相连，第二视频源202中的第三视频接口203也与第一USB3.0连接器500相连，第二USB数据终端300中的第二USB接口301与第二USB3.0连接器600相连，视频接收终端400中的第二视频接口401也与第二USB3.0连接器600相连，第二视频接收终端402中的第四视频接口403也与第二USB3.0连接器600相连，第一USB数据终端100与第二USB数据终端300通过第一USB3.0连接器500、USB3.0线缆700、第二USB3.0连接器600传输USB数据1010，视频源200也通过第一USB3.0连接器500、USB3.0线缆700、第二USB3.0连接器600将视频信号2010发送给视频接收终端400，第二视频源202也通过第一USB3.0连接器500、USB3.0线缆700、第二USB3.0连接器600将第二路视频信号2030发送给第二视频接收终端402。

在一个实施例中，USB数据1010为符合USB2.0标准高速模式的数据，第一视频接口201、第二视频接口401、第三视频接口203、第四视频接口403均为符合SDI标准的接口，在其他实施例中，USB数据1010可以是符合USB2.0标准全速模式或USB2.0标准低速模式的数据，第一视频接口201和第二视频接口401采用相同标准的接口、第三视频接口203和第四视频接口403采用相同标准的接口，接口标准可以是SDI、HDMI、DisplayPort、DVI或MIPI。

USB3.0线缆700同时传输USB数据1010、视频信号2010和第二路视频信号2030，其长度大于USB2.0标准规定的主机与设备之间最大5米的限制。

视频源200通过USB3.0线缆700中的一对差分信号线将视频信号2010发送给视频接收终端400，第二视频源202通过USB3.0线缆700中的另一对差分信号线将第二路视频信号2030发送给第二视频接收终端402，视频信号2010和第二路视频信号2030可以是压缩视频数据或非压缩视频数据。

如图5所示，在本实用新型的一个应用实施例中，一种通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置中的第一USB3.0连接器500和第二USB3.0连接器600为符合USB3.0/3.1的标准A型连接器，USB3.0线缆700为符合USB3.0/3.1标准的线缆，在第一USB数据终端100和第二USB数据终端300之间，通过与图2所示实施例相同的连接方式传输USB数据1010。

在图5所示的实施例中，视频源200中的第一视频接口201和视频接收终端400中的第二视频接口401均为符合SDI标准的接口，视频源200与视频接收终端400的连接方式为，第一视频接口201的差分信号输出端SDO0-和SDO0+分别与第一USB3.0连接器500的第5脚和第6脚相连，再通过USB3.0线缆700中的一对双绞线SDP1-和SDP1+分别与第二USB3.0连接器600的第5脚和第6脚相连，再与第二视频接口401的差分信号输入端SDI0-和SDI0+相连，通过此连接方式，视频源200将视频信号2010发送给视频接收终端400。

在图5所示的实施例中，第二视频源202中的第三视频接口203和第二视频接收终端402中的第四视频接口403均为符合SDI标准的接口，第二视频源202与第二视频接收终端402的连接方式为，第三视频接口203的差分信号输出端SDO1-和SDO1+分别与第一USB3.0连接器500的第8脚和第9脚相连，再通过USB3.0线缆700中的一对双绞线SDP2-和SDP2+分别与第二USB3.0连接器600的第8脚和第9脚相连，再与第四视频接口403的差分信号输入端SDI1-和SDI1+相连，通过此连接方式，第二视频源202将第二路视频信号2030发送给第二视频接收终端402。

在图5所示的实施例中，利用USB3.0线缆700中的一对非屏蔽双绞线UTP_D-和UTP_D+传输USB数据1010，同时利用一对屏蔽双绞线SDP1-和SDP1+传输视频信号2010，利用另一对屏蔽双绞线SDP2-和SDP2+传输第二路视频信号2030，降低了连接器和线缆的成本，简化了布线难度。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的保护范围上的任何限定，本实用新型请求的保护范围应当以权利要求书所记载的内容为准，凡是依据本实用新型的技术实质对上述具体实施方式所作的任何简单变化、等同替换或者分解合并，均仍属于本实用新型请求保护的范围之内。

Claims

1.一种通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置，包括第一USB数据终端(100)、视频源(200)、第二USB数据终端(300)、视频接收终端(400)、第一USB3.0连接器(500)、第二USB3.0连接器(600)和USB3.0线缆(700)，第一USB3.0连接器(500)通过USB3.0线缆(700)连接第二USB3.0连接器(600)，其特征在于：

所述第一USB数据终端(100)包含第一USB接口(101)，第一USB接口(101)与第一USB3.0连接器(500)相连，

所述视频源(200)包含第一视频接口(201)，第一视频接口(201)也与第一USB3.0连接器(500)相连，

所述第二USB数据终端(300)包含第二USB接口(301)，第二USB接口(301)与第二USB3.0连接器(600)相连，

所述视频接收终端(400)包含第二视频接口(401)，第二视频接口(401)也与第二USB3.0连接器(600)相连，

所述第一USB数据终端(100)与第二USB数据终端(300)之间通过第一USB3.0连接器(500)、USB3.0线缆(700)和第二USB3.0连接器(600)来传输USB数据(1010)，

所述第一USB3.0连接器(500)和第二USB3.0连接器(600)都为符合USB3.0/3.1标准的连接器，USB3.0线缆(700)为符合USB3.0/3.1标准的线缆。

2.根据权利要求1所述的通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置，其特征在于：

所述USB数据(1010)为符合USB2.0标准高速模式的数据。

3.根据权利要求1所述的通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置，其特征在于：

所述USB数据(1010)为符合USB2.0标准全速模式的数据。

4.根据权利要求1所述的通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置，其特征在于：

所述USB数据(1010)为符合USB2.0标准低速模式的数据。

5.根据权利要求1所述的通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置，其特征在于：

所述USB3.0线缆(700)的长度大于5米。

6.根据权利要求1所述的通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置，其特征在于：

所述第一视频接口(201)择一地为符合SDI、HDMI、DisplayPort、DVI、MIPI标准的接口，第二视频接口(401)择一地为符合SDI、HDMI、DisplayPort、DVI、MIPI标准的接口。

7.根据权利要求1所述的通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置，其特征在于：

所述视频源(200)通过第一USB3.0连接器(500)、USB3.0线缆(700)和第二USB3.0连接器(600)将视频信号(2010)发送给视频接收终端(400)。

8.根据权利要求7所述的通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置，其特征在于：

所述视频源(200)择一地通过USB3.0线缆(700)中的一对差分信号线和两对差分信号线将视频信号(2010)发送给视频接收终端(400)。

9.根据权利要求7所述的通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置，其特征在于：

所述视频信号(2010)择一地为压缩视频数据和非压缩视频数据。

10.根据权利要求1所述的通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置，其特征在于：

所述通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置还包括第二视频源 (202)和第二视频接收终端(402)，

所述第二视频源(202)包含第三视频接口(203)，第三视频接口(203)与第一USB3.0连接器(500)相连，

所述第二视频接收终端(402)包含第四视频接口(403)，第四视频接口(403)与第二USB3.0连接器(600)相连，

所述第二视频源(202)通过第一USB3.0连接器(500)、USB3.0线缆(700)和第二USB3.0连接器(600)将第二路视频信号(2030)发送给第二视频接收终端(402)。

11.根据权利要求10所述的通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置，其特征在于：

所述第二路视频信号(2030)择一地为压缩视频数据和非压缩视频数据。

12.根据权利要求7或10所述的通过USB3.0线缆传输视频信号和USB数据的装置，其特征在于：

所述视频源(200)通过USB3.0线缆(700)中的一对差分信号线将视频信号(2010)发送给视频接收终端(400)，

所述第二视频源(202)通过USB3.0线缆(700)中的另一对差分信号线将第二路视频信号(2030)发送给第二视频接收终端(402)。