JP2006191160A - Optical transmission system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ビデオ信号を光信号に変換して光伝送する光伝送システムに関し、詳しくは、伝送するビデオ信号と、制御信号とを多重化して光伝送する光伝送システムに関する。 The present invention relates to an optical transmission system that converts a video signal into an optical signal and optically transmits the signal. Specifically, the present invention relates to an optical transmission system that multiplexes a video signal to be transmitted and a control signal for optical transmission.
PC(Personal Computer)や、AV(Audio and Visual)機器といったデジタルビデオ信号を出力するソース機器と、PC用モニタ装置や、フラットパネルディスプレイといった画像を表示するモニタ機器とを接続し、ソース機器からモニタ機器へと、このデジタルビデオ信号を伝送させる規格として、DVI(Digital Video Interface)や、HDMI(High Definition Multimedia Interface)といった規格が制定され実用化されている。 A source device that outputs a digital video signal such as a PC (Personal Computer) or AV (Audio and Visual) device, and a monitor device that displays an image such as a PC monitor device or a flat panel display are connected to monitor from the source device. Standards such as DVI (Digital Video Interface) and HDMI (High Definition Multimedia Interface) have been established and put into practical use as standards for transmitting digital video signals to devices.
DVI及びHDMIは、TMDS(Transmission Minimized Differential Signaling)と呼ばれる差動の電気信号でビデオ信号をデジタルのまま伝送する規格であり、アナログ変換を行わないため、モニタ機器本来のクォリティを最大限に引き出すことができる。このDVI又はHDMIの規格に基づいて、ソース機器からモニタ機器に対してデジタルビデオ信号を伝送する場合、TMDSとして伝送される信号は、ビデオ信号本体である3チャンネルのRGB信号又は輝度・色差信号(YUV信号)と、1チャンネルのクロック信号であり、DVI又はHDMIの規格に準拠する電気ケーブルを介して伝送されることになる。 DVI and HDMI are standards for transmitting video signals as digital signals with a differential electrical signal called TMDS (Transmission Minimized Differential Signaling). Since analog conversion is not performed, the original quality of monitor devices is maximized. Can do. When a digital video signal is transmitted from the source device to the monitor device based on the DVI or HDMI standard, the signal transmitted as TMDS is a 3-channel RGB signal or luminance / color difference signal (video signal body). YUV signal) and a one-channel clock signal, which are transmitted via an electric cable conforming to the DVI or HDMI standard.
しかしながら、このような電気ケーブルで、例えば、ピクセルレートが148.5Mbps(フレームレート60Hz)のFull HD(High Definition)のような情報量の多いビデオフォーマットのビデオ信号を伝送することを考えた場合、1チャンネルのTMDSを伝送するの必要な伝送帯域が1.485Gbpsとなってしまうことから、伝送距離を数メートル程度にしかできない。 However, when it is considered to transmit a video signal of a video format with a large amount of information such as Full HD (High Definition) with a pixel rate of 148.5 Mbps (frame rate 60 Hz) with such an electric cable, Since the transmission band necessary for transmitting one channel of TMDS is 1.485 Gbps, the transmission distance can only be several meters.
そこで、伝送するRGB信号、クロック信号を、それぞれ光信号に変換して長距離伝送させる手法(特許文献1参照)や、WDM(Wavelength Division Multiplexing)伝送方式で伝送させる手法(特許文献2参照)などが考案されている。 Therefore, a technique for converting RGB signals and clock signals to be transmitted into optical signals and transmitting them for a long distance (see Patent Document 1), a technique for transmitting them using a WDM (Wavelength Division Multiplexing) transmission system (see Patent Document 2), and the like. Has been devised.
しかしながら、伝送するRGB信号、クロック信号を、それぞれ光信号に変換して伝送する場合、電気信号を光信号に変換するE/O変換部、光信号を電気信号に変換するO/E変換部が複数チャンネル必要となりコストを増大させてしまうといった問題がある。また、WDM伝送に至っては、複数チャンネルの波長が必要となり、さらに波長多重/分離部が必要になるなど、装置構成が大がかりになってしまうため、コストを増大させてしまうといった問題がある。 However, when the RGB signal and the clock signal to be transmitted are each converted into an optical signal and transmitted, an E / O converter that converts an electrical signal into an optical signal and an O / E converter that converts an optical signal into an electrical signal are provided. There is a problem that a plurality of channels are required and the cost is increased. In addition, the WDM transmission has a problem of increasing the cost because the apparatus configuration becomes large, such as the necessity of wavelengths of a plurality of channels and the need for a wavelength multiplexing / separation unit.
そこで、本発明は、上述したような問題を解決するために案出されたものであり、安価なシステム構成及び伝送時に必要とされるコストを抑制しつつ、安定した伝送動作で、デジタルビデオ信号及び制御信号を長距離光伝送する光伝送システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been devised to solve the above-described problems, and it is possible to reduce the cost required at the time of transmission with a low-cost system configuration and a digital video signal with a stable transmission operation. It is another object of the present invention to provide an optical transmission system that transmits a control signal over a long distance.
上述の目的を達成するために、本発明に係る光伝送システムは、電気信号を光信号に変換して、ソース機器側ブロックとモニタ機器側ブロックとの間で光伝送する光伝送システムにおいて、上記ソース機器側ブロックより供給されるデジタルビデオ信号と、複数のソース機器側制御信号とを含む電気信号を、上記デジタルビデオ信号のピクセルクロックに同期したクロックで1本のストリームに多重化する多重化/分離手段と、上記多重化/分離手段によって多重化された上記ストリームを、パラレル信号から高速伝送レートのシリアル信号に変換するパラレル/シリアル信号変換手段と、上記パラレル/シリアル変換手段によって変換された高速伝送レートのシリアル信号を、電気信号から光信号に変換する第1の電気/光信号変換手段と、上記光信号を上記モニタ機器側ブロックに光伝送する第1の光伝送手段と、上記第1の光伝送手段によって光伝送された上記光信号を、上記高速伝送レートのシリアル信号である電気信号に変換する第1の光/電気信号変換手段と、上記第1の光/電気信号変換手段によって変換された、上記高速伝送レートのシリアル信号を、上記パラレル信号に変換するシリアル/パラレル信号変換手段と、上記シリアル/パラレル信号変換手段によって変換された上記パラレル信号である、上記多重化されたストリームを分離して、上記デジタルビデオ信号と、上記複数のソース機器側制御信号とを取り出す分離/多重化手段とを有する第1の光伝送系と、上記モニタ機器側ブロックより供給される電気信号である複数のモニタ機器側制御信号を、上記分離/多重化手段によって、1本のストリームに多重化すると共に、非同期方式のシリアル信号に変換し、上記分離/多重化手段によって変換されたシリアル信号を、電気信号から光信号に変換する第2の電気/光信号変換手段と、上記光信号を上記ソース機器側ブロックに光伝送する第2の光伝送手段と、上記第2の光伝送手段によって光伝送された上記光信号を、上記非同期方式のシリアル信号である電気信号に変換する第2の光/電気信号変換手段とを有し、上記第2の光電気信号変換手段によって変換された、上記非同期方式のシリアル信号を、上記多重化/分離手段で、上記1本のストリームに多重化されたパラレル信号に変換すると共に分離して、上記複数のモニタ機器側制御信号を取り出す第2の光伝送系とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an optical transmission system according to the present invention is an optical transmission system that converts an electrical signal into an optical signal and performs optical transmission between a source device side block and a monitor device side block. Multiplexing / multiplexing an electric signal including a digital video signal supplied from a source device side block and a plurality of source device side control signals into one stream with a clock synchronized with a pixel clock of the digital video signal. Separation means, parallel / serial signal conversion means for converting the stream multiplexed by the multiplexing / separation means from a parallel signal into a serial signal at a high transmission rate, and high speed converted by the parallel / serial conversion means First electrical / optical signal converting means for converting a serial signal of a transmission rate from an electrical signal to an optical signal; A first optical transmission means for optically transmitting the optical signal to the monitor device side block; and the optical signal optically transmitted by the first optical transmission means is converted into an electrical signal which is a serial signal at the high-speed transmission rate. First optical / electrical signal converting means for converting; and serial / parallel signal converting means for converting the high-speed transmission rate serial signal converted by the first optical / electrical signal converting means into the parallel signal; Demultiplexing / multiplexing that separates the multiplexed stream, which is the parallel signal converted by the serial / parallel signal conversion means, and extracts the digital video signal and the plurality of source device side control signals A plurality of monitor device side control signals, which are electrical signals supplied from the first monitor transmission device side block and the monitor device side block. A second signal that is multiplexed into one stream by the demultiplexing / multiplexing means and converted into an asynchronous serial signal, and the serial signal converted by the demultiplexing / multiplexing means is converted from an electric signal to an optical signal. The optical / optical signal conversion means, the second optical transmission means for optically transmitting the optical signal to the source device side block, and the optical signal optically transmitted by the second optical transmission means, Second optical / electrical signal converting means for converting the electric signal, which is a serial signal of the above, into the multiplexed / converted serial signal converted by the second photoelectric signal converting means. And a second optical transmission system for converting the parallel signals multiplexed into the one stream and separating them to extract the plurality of monitor device side control signals. It is a sign.
本発明は、ソース機器側からモニタ機器側の伝送において、デジタルビデオ信号だけでなく、制御信号も全て1本のストリームに多重化して光信号に変換して光伝送することで、安価なシステム構成で長距離伝送することを可能とする。 According to the present invention, in transmission from the source device side to the monitor device side, not only the digital video signal but also all the control signals are multiplexed into one stream, converted into an optical signal, and optically transmitted, so that an inexpensive system configuration Enables long distance transmission.
このとき、モニタ機器側からの複数の制御信号を、高速伝送をする高速デバイスを用いずに、1本のストリームに多重化して光信号に変換して光伝送することで、システムの低コスト化、伝送時の低消費電力化による送信時の低コスト化を実現することを可能とする。 At this time, a plurality of control signals from the monitor device side are multiplexed into a single stream and converted into an optical signal without using a high-speed device that performs high-speed transmission, thereby reducing the cost of the system. Therefore, it is possible to realize cost reduction during transmission by reducing power consumption during transmission.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明をする。なお、本発明は、以下の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能であることはいうまでもない。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following examples, It cannot be overemphasized that it can change arbitrarily in the range which does not deviate from the summary of this invention.
<第1の実施の形態>
{光伝送システムの構成}
図1を用いて、本発明を実施するための最良の形態として示す光伝送システムについて説明をする。図1に示すように、光伝送システムは、デジタルビデオ信号などを送出する、例えば、PC(Personal Computer)、AV再生機器といったソース機器側に設けられるソース機器側ブロック100と、例えば、PCモニタ、フラットパネルディスプレイといったモニタ機器側に設けられるモニタ機器側ブロック200とが、光ファイバ300で接続されることで、ソース機器から供給されるビデオ信号などをモニタ機器側へ光伝送する。
<First Embodiment>
{Configuration of optical transmission system}
An optical transmission system shown as the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the optical transmission system transmits a digital video signal and the like, for example, a source
ソース機器側ブロック100は、RGBインターフェース(I/F)11と、制御信号インターフェース(I/F)12と、RGBインターフェース(I/F)デバイス13と、ロジック部14と、高速デバイス15と、E/O変換部16と、O/E変換部17とを備えている。
The source
RGBインターフェース11は、ソース機器から供給されるRGB信号を受け取るコネクタである。
The
制御信号インターフェース12は、ソース機器から供給される制御信号を受け取り、ロジック部14へ送信し、逆にロジック部14から供給される制御信号を受け取り、ソース機器へと送信するコネクタである。
The
RGBインターフェースデバイス13は、DVI(Digital Visual Interface)規格、HDMI(High-Definition Multimedia Interface)規格に準拠したデバイスである。このDVI規格、HDMI規格では、RGB信号のチャンネル毎のデータ伝送路と、1チャンネルのクロック伝送路を設けて、R信号、G信号、B信号の各チャンネルの映像信号をベースバンドで差動の電気信号として伝送するTMDS(Transition Minimized Differential Signals)方式が採用されている。
The
ロジック部14は、RGBインターフェースデバイス13から供給されるRGB信号と、制御信号インターフェース12から供給される制御信号を一つのストリームに時分割多重化するデバイスであり、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Array)などで実現される。
The
高速デバイス15は、ロジック部14によって一本のストリームに多重化され、パラレル信号として伝送されたRGB信号と、制御信号とをシリアライズしてシリアル信号に変換することで、光伝送に適した符号変換(エンコード)をする。
The
E/O変換部16は、高速デバイス15から供給される電気信号であるシリアル信号を光信号に変換する。E/O変換部16によって変換された光信号は、下り方向の光伝送を担う光ファイバ300aに結合され、モニタ機器側ブロック200に光伝送される。
The E /
O/E変換部17は、後述するモニタ機器側ブロック200から上り方向の光伝送を担う光ファイバ300bを介して伝送される光信号をフォトディテクタに結合させ、電気信号へと変換する。O/E変換部17で変換された電気信号は、ロジック部14に供給される。
The O /
モニタ機器側ブロック200は、O/E変換部21と、高速デバイス22と、ロジック部23と、RGB(I/F)インターフェースデバイス24と、RGB(I/F)インターフェース25と、制御信号(I/F)インターフェース26と、E/O変換部27とを備えている。
The monitor
O/E変換部21は、光ファイバ300aを介して光伝送された光信号をフォトディテクタに結合させ電気信号に変換する。
The O /
高速デバイス22は、O/E変換部21で変換された電気信号を、デシリアライズしてシリアル信号からパラレル信号に変換する。
The high-
ロジック部23は、高速デバイス22でパラレル信号に変換された、多重化されているRGB信号と制御信号とを分離する。分離されたRGB信号、制御信号は、それぞれRGBインターフェースデバイス24、制御信号インターフェース26へと供給される。
The
RGBインターフェースデバイス24は、ロジック部23から供給されたRGB信号をTMDS信号へと変換する。
The
制御信号インターフェース26は、ロジック部23から供給される電気信号である複数の制御信号を受け取り、モニタ機器へと送信し、逆にモニタ機器から供給される制御信号をロジック部23へ送信するコネクタである。
The
E/O変換部27は、モニタ機器からロジック部23を介して供給される制御信号を光信号に変換する。E/O変換部27によって変換された光信号は、上り方向の光伝送を担う光ファイバ300bに結合され、ソース機器側ブロック100に光伝送される。
The E /
ソース機器側ブロック100の高速デバイス15、モニタ機器側ブロックの高速デバイス22としては、SERDESと呼ばれる伝送符号化として8B10Bエンコードをしてシリアライズし、伝送復号化として8B10Bデコードをしてデシリアライズをする機能を備えた高速デバイスが使用可能であり、本発明の実施の形態においても、このようなSERDESを使用するものとする。
As the high-
図2は、下り方向の伝送を担うSERDESである高速デバイス15と、高速デバイス22と、光ファイバ300aで接続されたE/O変換部16、O/E変換部21と示した図である。SERDESである高速デバイス15、22は、それぞれクロック発振器15a、22aにて動作している。しかしながら、クロック発振器15a、22aからそれぞれ発振されるクロックは、クロック発振器15a、22aそれぞれが有する誤差範囲以内、例えば±100ppm以内の誤差において同期していない。つまり、クロック発振器15a、22aの発振するクロックをそれぞれf01、f02とすると、100ppm以内の誤差以内でf01≠f02となっている。一般に、SERDESは、クロック抽出機能を備えており、規定された周波数のある誤差範囲以内、例えば±100ppm以内のリファレンスクロックを供給することにより、受信したシリアルデータから、f01=f03となる再生クロックf03を再生することができる。このとき、SERDESである高速デバイス15は、パラレルデータからシリアルデータに変換する際に8B10Bエンコードすることで、トグル頻度を上げ再生クロックの抽出の精度を高めている。
FIG. 2 is a diagram illustrating the high-
このように、図1に示した光伝送システムでは、高速デバイス15、22としてSERDESを使用することで、光ファイバ300a区間においてクロックを併走させることなくシステムを構築することができる。
As described above, in the optical transmission system shown in FIG. 1, by using SERDES as the high-
このような構成の光伝送システムは、ソース機器からモニタ機器への光伝送方向として定義した下り方向へのみビデオ信号を光伝送し、その他の制御信号を、この下り方向と、モニタ機器からソース機器への光伝送方向として定義した上り方向との両方向にて光伝送する。したがって、下り方向の伝送帯域は、上り方向の伝送帯域より非常に大きくなっている。 The optical transmission system having such a configuration optically transmits a video signal only in the downstream direction defined as the optical transmission direction from the source device to the monitor device, and transmits other control signals to the downstream direction and the monitor device to the source device. Optical transmission is performed in both directions, the upstream direction defined as the optical transmission direction. Therefore, the downstream transmission band is much larger than the upstream transmission band.
例えば、ピクセルレート80MHz、RGB信号が24(8ビット×3)ビットのビデオ信号を伝送する場合、ビデオ信号の帯域は、80MHz×24ビット×10/8(8B10B変換による帯域アップ分)=2.4Gbpsとなる。なお、HDMI規格の場合、音声信号は、ピクセルデータのブランキング期間に埋め込まれているため、この2.4Gbps内に含まれている。一方、制御信号の帯域は、1チャンネルあたり100kbps程度である。したがって、複数の制御信号(例えば、8種類程度)を使用したとしても、ビデオ信号と、制御信号とを伝送する下り方向では、数Gbpsの帯域が必要であることになる。 For example, when transmitting a video signal having a pixel rate of 80 MHz and an RGB signal of 24 (8 bits × 3) bits, the band of the video signal is 80 MHz × 24 bits × 10/8 (the bandwidth increased by 8B10B conversion) = 2. 4 Gbps. In the case of the HDMI standard, the audio signal is included in the 2.4 Gbps because it is embedded in the blanking period of the pixel data. On the other hand, the bandwidth of the control signal is about 100 kbps per channel. Therefore, even if a plurality of control signals (for example, about 8 types) are used, a bandwidth of several Gbps is required in the downlink direction in which the video signal and the control signal are transmitted.
{下り方向の伝送方法}
まず、図1に示した光伝送システムにおける下り方向の伝送方法について説明をする。下り方向の伝送方法について説明するにあたり、図3に示すソース機器側ブロック100において、RGBインターフェース11、RGBインターフェースデバイス13が、ビデオ信号として、ピクセルレート80.0MHzのRGB信号を24ビットパラレルで伝送し、高速デバイス15において8B10Bで光伝送符号化し、制御信号として、100kbps程度の8種類の制御信号を伝送することを考える。
{Downlink transmission method}
First, the downlink transmission method in the optical transmission system shown in FIG. 1 will be described. In describing the downlink transmission method, in the source device side block 100 shown in FIG. 3, the
ビデオ信号に必要な帯域は、24ビット×80.0MHz×10/8(8B10B符号化)=2.4Gbpsとなる。下り方向の光伝送に必要な帯域は、この2.4Gbpsに加えて、制御信号を伝送する帯域、さらに、8B10B符号化されたシリアルデータを、高速デバイス22において8B10Bデコードする際の10Bシンボルの区切りを検出するためのK28.5シンボルから構成されるアイドルパターンを挿入するための帯域が必要となる。この制御信号、アイドルパターンを挿入するために必要となる帯域が帯域増加分となる。
The band required for the video signal is 24 bits × 80.0 MHz × 10/8 (8B10B encoding) = 2.4 Gbps. In addition to 2.4 Gbps, the bandwidth required for downstream optical transmission includes a bandwidth for transmitting a control signal, and a 10B symbol delimiter for 8B10B decoding of 8B10B encoded serial data in the high-
上述したような帯域増加分は、必要最小限に抑えることが好ましい。ここでは、例として帯域増加分を、ビデオ信号を伝送するのに必要な帯域の1/16(6.25%)として説明をする。帯域増加分を考慮した必要となる伝送帯域は、2.4Gbps×16/15=2.56Gbpsとなる。 It is preferable to minimize the increase in bandwidth as described above. Here, as an example, the description will be made assuming that the increased bandwidth is 1/16 (6.25%) of the bandwidth required for transmitting the video signal. The necessary transmission band in consideration of the increase in the band is 2.4 Gbps × 16/15 = 2.56 Gbps.
なお、以下においては、一例として、高速デバイス15、22が、パラレルビット幅として16ビットを有し、8B10Bエンコード/デコード機能を持っているものとして説明をする。
In the following description, it is assumed that the high-
ロジック部14と、高速デバイス15との間のパラレルビット幅が16ビット、高速デバイス15において8B10B符号化が実行されることを考慮すると、パラレル部分の動作周波数は、2.56Gbps/16ビット/(10/8)=128MHzとなる。つまり、ロジック部14と、高速デバイス15との間のパラレル部分は、16ビット×128MHzであり、RGBインターフェースデバイス13と、ロジック部14との間のパラレル部分は、24ビット×80MHzとなる。
Considering that the parallel bit width between the
したがって、ロジック部14において、ビット幅変換と、速度変換を行う必要がある。24ビットのパラレルビット幅から、16ビットのパラレルビット幅へのビット幅変換により、速度は3/2倍され、さらに、アイドルパターン、制御信号の挿入のよる帯域増加により16/15倍され、最終的には、(3/2)×(16/15)=8/5(1.6)倍の速度変換となる。
Therefore, it is necessary to perform bit width conversion and speed conversion in the
速度変換後のクロック(128MHz)は、80MHzであるピクセルクロックからPLLを用いることで生成される。また、ビデオ信号の速度変換は、図4に示すように、FPGAであるロジック部14が備えるデュアルポートRAM(Random Access Memory)14aにて容易に実現することができる。速度変換後は、帯域を増加させたことにより、制御信号、アイドルパターンを挿入するタイミングが確保されることになる。
The clock (128 MHz) after the speed conversion is generated by using a PLL from a pixel clock that is 80 MHz. Further, as shown in FIG. 4, the video signal speed conversion can be easily realized by a dual port RAM (Random Access Memory) 14a included in the
図4に示すロジック部14の入力端子Aに入力されるRGB信号は、図5に示すように、それぞれ8ビットのパラレル信号であるR信号、G信号、B信号が、80MHzのピクセルクロックに同期して入力される。同じく図4に示すロジック部14の出力端子Bから出力される制御信号、アイドルパターンが挿入されビット幅変換、速度変換されたRGB信号は、図6に示すようなフォーマットの1本のストリームに多重化された信号となる。なお、この信号は、1本のストリームに多重化されるがパラレル信号として出力される。
As shown in FIG. 5, the RGB signal input to the input terminal A of the
図6に示すように、制御信号、アイドルパターンが挿入され、多重化されたRGB信号は、速度変換後のクロックを128MHzとし、ビット幅を16ビットとし、160クロック分を1単位とするようなフレームフォーマットとなっている。この伝送フレームは、先頭から8バイト(4クロック分)のアイドル(IDLE)パターン、4バイトのプリアンブル(Preamble)部(2クロック分)、28バイトのグループ1(14クロック分)、それぞれ40バイトのグループ2〜8(20クロック分×7)によって構成されている。
As shown in FIG. 6, the multiplexed RGB signal in which the control signal and the idle pattern are inserted is such that the clock after the speed conversion is 128 MHz, the bit width is 16 bits, and 160 clocks are one unit. It is a frame format. This transmission frame is composed of 8 bytes (4 clocks) of idle (IDLE) pattern, 4 bytes of preamble (2 clocks), 28 bytes of group 1 (14 clocks), 40 bytes each. It is composed of
グループ1は、アイドルパターンと、プリアンブル部とを加えることで、グループ2〜8と同じ、40バイト(20クロック分)のデータとなる。グループ1では、9種類のRGB信号の組み、グループ2〜8では、13種類のRGB信号の組みを含んでいる。
図7に詳細に示すように、制御信号の挿入されているタイムスロット(制御信号フィールドCSF)が、等間隔で配置されている。具体的には、変換後のクロック、128MHzで20クロック毎、すなわち0.16μs毎に8ビットの制御信号が配置されていることになる。 As shown in detail in FIG. 7, time slots (control signal field CSF) in which control signals are inserted are arranged at equal intervals. Specifically, an 8-bit control signal is arranged every 20 clocks at 128 MHz after conversion, that is, every 0.16 μs.
本実施の形態では、100kbps(1周期10μs)程度の制御信号の重畳を想定しているため、0.16μs毎にサンプリングし、RGB信号のようにデュアルポートRAM14aを用いずにそのまま伝送することにより、8種類の制御信号の重畳が可能となる。 In this embodiment, since it is assumed that control signals are superimposed on the order of 100 kbps (10 μs per cycle), sampling is performed every 0.16 μs and transmitted as it is without using the dual port RAM 14a as in the case of RGB signals. 8 types of control signals can be superimposed.
また、本実施の形態における制御信号フィールドCSFは、1ビットあたり1/0.16μs=6.25Mbpsの帯域が確保されており、この制御信号タイムスロットを利用して、上位レイヤのフレームを構成することにより、多機能なプロトコル領域としてもよい。 In addition, the control signal field CSF in this embodiment has a band of 1 / 0.16 μs = 6.25 Mbps per bit, and a frame of an upper layer is configured using this control signal time slot. Thus, a multi-functional protocol area may be used.
ただし、光伝送において、ランダムエラーが発生する可能性があるため、光伝送後のモニタ機器側ブロック部200における制御信号分離時に“2タイムスロット連続同一値受信にて値を認識”させるなどする動作保護回路が必要となる。さらに、本実施の形態よりも1フレーム長を長くしたり、制御信号タイムスロットを増やしたりすることにより、さらに効率のよいデータ伝送を実行することも考えられる。
However, since a random error may occur in the optical transmission, an operation of “recognizing a value by receiving the same value continuously for two time slots” at the time of the control signal separation in the monitor device
このように、制御信号が重畳された下り方向の伝送フレームは、同じパターンの繰り返しとなるため、光伝送システムの回路規模を小さくすることができ、低コスト化を促進ささせる。また、制御信号の多重化時、制御信号のサンプリングデータを等間隔に重畳するため、制御信号のプロトコルによらず、低遅延の伝送を可能とする。 In this way, since the downlink transmission frame on which the control signal is superimposed has the same pattern, the circuit scale of the optical transmission system can be reduced, and cost reduction can be promoted. Further, when the control signal is multiplexed, the sampling data of the control signal is superimposed at equal intervals, so that transmission with low delay is possible regardless of the protocol of the control signal.
図6に示す伝送フレームは、ソース機器側ブロック100のロジック部14において生成され、モニタ機器側ブロック200のロジック部23で制御信号などを分離し、さらに速度及びビット幅が、128MHzから80MHz、16ビットから24ビットへと戻されることになる。
The transmission frame shown in FIG. 6 is generated in the
制御信号などは、ロジック部14、ロジック部23の図示しないデュアルポートRAMを通過せずに、多重/分離できるので、本実施の形態として示す光伝送システムでの制御信号などの遅延は、ソース機器側ブロック100の高速デバイス15、モニタ機器側ブロック200の高速デバイス22の遅延にほぼ等しくなる。したがって、本実施の形態として示す光伝送システムでは、極めて遅延の少ない制御信号などの多重分離が可能となる。
Since the control signal and the like can be multiplexed / separated without passing through the dual port RAM (not shown) of the
このようにして、図1に示す光伝送システムは、ソース機器側ブロック100において、ビデオ信号と、制御信号とを多重化して光信号に変換して、光ファイバ300aを介して、モニタ機器側ブロック200に光伝送することができる。モニタ機器側ブロック200では、ソース機器側ブロック100と逆のステップを経ることで、光伝送された光信号を受信し、ビデオ信号と、制御信号とに分離させモニタ機器へと供給することができる。
In this way, in the optical transmission system shown in FIG. 1, in the source
下り方向の伝送において、例えば、Full HD(High Definition)と呼ばれるビデオフォーマットのように、必要とされる帯域が非常に高いビデオ信号を伝送する場合には、下り方向の光伝送チャンネルを追加して複数チャンネル(マルチリンク)とすることが望ましい。 In downstream transmission, for example, when transmitting a video signal having a very high bandwidth, such as a video format called Full HD (High Definition), an optical transmission channel in the downstream direction is added. It is desirable to have multiple channels (multilink).
第1の実施の形態として示す光伝送システムにおいて、上述したような多重化方式でRGB信号を光伝送させる場合、Full HDのピクセルクロック周波数は、148.5MHzであることから、最低必要帯域は、148.5MHz×24ビット×10/8(8B10B変換による帯域アップ分)=4.46Gbpsとなる。同時に多重化させる制御信号、アイドルパターンの帯域などを考慮すると5Gbps程度の帯域が必要となる。 In the optical transmission system shown as the first embodiment, when the RGB signal is optically transmitted by the multiplexing method as described above, the pixel clock frequency of Full HD is 148.5 MHz. 148.5 MHz × 24 bits × 10/8 (for bandwidth increase by 8B10B conversion) = 4.46 Gbps. Considering the control signal to be multiplexed at the same time, the bandwidth of the idle pattern, etc., a bandwidth of about 5 Gbps is required.
高速デバイス15、22として使用可能で、現在、市販されている通信規格に準じたSERDESは、2.5Gbps〜3.125Gbps近辺の帯域に対応するものであれば、比較的安価で入手することができる。これ以上の帯域に対応するようなSERDESは、10Gbps近辺の帯域に対応するようなものが存在するが、これは非常に高価であり、10Gbpsに対応したE/O変換デバイス、O/E変換デバイスも非常に高価である。
A SERDES that can be used as the high-
そこで、上述したようなFull HDといった高帯域のビデオフォーマットのビデオ信号を伝送するために、光伝送チャンネルを複数設けることが考えられる。例えば、5Gbpsの信号を伝送する場合には、2.5Gbpsの光伝送チャンネルを2チャンネル用意すればよいことになる。この方が、高速デバイス15、22として使用するSERDESや、E/O変換デバイス、O/E変換デバイスも安価なものを使用することができるため、コストダウンを図ることができる。
Therefore, in order to transmit a video signal of a high-bandwidth video format such as Full HD as described above, it is conceivable to provide a plurality of optical transmission channels. For example, in the case of transmitting a 5 Gbps signal, two 2.5 Gbps optical transmission channels may be prepared. In this case, since SERDES, E / O conversion devices, and O / E conversion devices used as the high-
このように複数チャンネル化したことの弊害として、モニタ機器側ブロック200の高速デバイス22で、伝送フレームのチャンネル間スキューが生じるが、最大でもシリアル伝送レートで、数十〜数百ビット分程度であるため、ロジック部23にてFIFOなどを使用することにより吸収可能な程度のスキューである。
As a detrimental effect of having a plurality of channels in this manner, the high-
なお、ビデオ信号は、RGB信号又はYUV信号で表現できるが、両者ともロジック的動作は同じなので、ここでは、RGB信号の場合のみについて説明をする。 Note that the video signal can be expressed as an RGB signal or a YUV signal, but since both have the same logic operation, only the case of the RGB signal will be described here.
{上り方向の伝送の方法}
続いて、図1に示した光伝送システムにおける上り方向の伝送方法について説明をする。上り方向の伝送では、下り方向の伝送と異なりビデオ信号を伝送する必要がない。例えば、本実施の形態として示す光伝送システムが図8に示すようなテレビジョン放送を受信するチューナなどが実装されたソース装置100Sと、テレビジョン受像機であるモニタ装置200Mとに適用されている場合を考える。
{Uplink transmission method}
Next, an uplink transmission method in the optical transmission system shown in FIG. 1 will be described. In the upstream transmission, unlike the downstream transmission, there is no need to transmit a video signal. For example, the optical transmission system shown as the present embodiment is applied to a
図8に示すような構成の場合、モニタ装置200Mは、付属されたリモートコントロール装置150Rから各種制御信号が入力されることになる。リモートコントロール装置150Rから入力された各種制御信号は、モニタ200Mの制御信号受光部200Rで受光され、光ケーブル300を介して、ソース装置100Sに伝えられる。このときの制御信号の流れが上り方向の伝送である。このようなソース装置と、モニタ装置とが分離された構成は、大型化且つ薄型化されてきているフラットパネルテレビジョン受像機などにおいて、主流となっているシステム構成である。
In the case of the configuration shown in FIG. 8, the
このようなモニタ側装置からソース側装置に送信される制御信号の速度は、比較的遅く、下り方向のような転送レートを全く必要としない。そこで、本発明の実施の形態として示す光伝送システムにおいては、上り方向の伝送では、このような速度の遅い制御信号などを送信することとする。上り方向の伝送で伝送する制御信号としては、例えば、100kbps程度の速度の制御信号を、8種類以内だけ用いることにする。 The speed of the control signal transmitted from the monitor side device to the source side device is relatively slow and does not require any transfer rate as in the downlink direction. Therefore, in the optical transmission system shown as the embodiment of the present invention, such a low-speed control signal is transmitted in uplink transmission. As a control signal to be transmitted in uplink transmission, for example, a control signal having a speed of about 100 kbps is used within 8 types.
上り方向の伝送では、上述したように、速度の遅い制御信号を伝送するため、高速デバイス15、22などを使用せずに、例えば、マンチェスタ符号といった非同期動作可能な符号化方式で符号化させて伝送する。マンチェスタ符号とは、図9に示すように、1ビットのデータを2ビットのデータとして表現した符号である。
In upstream transmission, as described above, since a slow control signal is transmitted, it is encoded using an encoding method capable of asynchronous operation such as Manchester code without using the high-
図10(a)は、図1にも示した本発明の実施の形態として示す光伝送システムである。図10(b)は、光伝送システムにおいて、上り方向の伝送を担う、ソース機器側ブロック100のロジック部14と、O/E変換部17、モニタ機器側ブロック200のロジック部23と、E/O変換部27を拡大して示した図である。図10(b)に示すように、モニタ機器側ブロック200のロジック部23、伝送する制御信号をマンチェスタ符号に符号化するために制御信号サンプリング部23S、マンチェスタエンコード部23Eを備えている。またソース機器側ブロック100のロジック部14は、マンチェスタデコード部14D、制御信号送出部14Sを備えている。なお、以下に示す説明においては、上り方向において伝送する制御信号として8種類の制御信号CTL1〜CTL8を伝送する場合を考える。
FIG. 10A shows an optical transmission system shown as an embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 10B illustrates the
まず、図11に示すように、制御信号サンプリング部23Sは、上り方向で伝送する制御信号CTL1〜8を、ぞれぞれ、1MHzのサンプリング信号でサンプリングし、図12に示すマルチプレクサ23MUXで時分割多重し、シリアライズする。このときの制御信号の帯域は、8Mbpsである。シリアライズされた制御信号は、ヘッダ付加部23HEDにて8ビット毎に2ビットのフレーム同期ビットが付加される。このときのフレーム同期ビットが付加された制御信号の帯域は10Mbpsである。
First, as shown in FIG. 11, the control
制御信号サンプリング部23Sから供給されたフレーム同期ビットが付加された制御信号は、マンチェスタエンコード部23Eにて、バイフェーズ信号であるマンチェスタ符号に変換され10Mbps×2=20Mbpsの帯域となる。このマンチェスタ符号に変換された制御信号は、E/O変換部27で光信号に変換され光ファイバ300bにてソース側機器ブロック100に光伝送される。
The control signal to which the frame synchronization bit supplied from the control
図10(b)に示すように、光ファイバ300bにて光伝送された光信号は、O/E変換部17にて電気信号に変換され、20Mbpsの帯域のマンチェスタ符号となる。このマンチェスタ符号は、ロジック部14が備えるマンチェスタデコード部14Dにて、デコードされる。マンチェスタデコード部14Dは、マンチェスタ符号をデコードする際に、図13に示すように、高速デバイス15のパラレルインターフェース動作クロックを用いる。本実施の形態では、上述したように高速デバイス15のパラレルインターフェース動作クロックが128MHzとなっている。したがって、パラレルインターフェース動作クロックは、20Mbpsであるマンチェスタ符号を6倍以上のレートでオーバーサンプリングできることになるため、2ビットで表現されたマンチェスタ符号を1ビットのデータとして十分デコードすることができる。
As shown in FIG. 10B, the optical signal optically transmitted through the
図14に示すように、マンチェスタデコード部14Dでデコードされ、10Mbpsとされたフレーム同期ビットが付加されたシリアル信号である制御信号は、制御信号送出部14Sに供給され、フレーム同期部14SYNにてフレーム同期ビットを用いて、フレーム同期をとり、8Mbpsの制御信号とされデマルチプレクサ14DMUXにてパラレル信号にデシリアライズされ、制御信号CTL1〜CTL8として制御信号送出部14Sから出力される。
As shown in FIG. 14, the control signal, which is a serial signal decoded by the
このように、比較的低速で伝送可能な上り方向の制御信号をマンチェスタ符号といった非同期動作で伝送させることにより、本実施の形態として示す光伝送システムでは、下り方向の伝送にのみ高速デバイス15、22を用いることになる。したがって、消費電力を多大に要する高速デバイス15、22を双方向の伝送にて用いることを回避することができるため、コストを大幅に抑制することができる。
In this way, by transmitting an upstream control signal that can be transmitted at a relatively low speed by an asynchronous operation such as a Manchester code, the optical transmission system shown as the present embodiment can perform high-
{光伝送システムの立ち上げ動作}
本実施の形態として示す光伝送システムを用いる、ソース機器と、モニタ機器との間では、ソース機器から送信されるビデオ信号の他に、独自のソフトウェアベースで動作する制御信号などが必要とされる場合がある。このような場合、この制御信号の送受信が成功しない限り、ソース機器からソース機器側ブロック100に対してピクセルクロック及びビデオ信号が出力されない場合がある。
{Startup operation of optical transmission system}
In addition to the video signal transmitted from the source device, a control signal that operates based on its own software is required between the source device and the monitor device using the optical transmission system shown as the present embodiment. There is a case. In such a case, the pixel clock and the video signal may not be output from the source device to the source
図1に示す光伝送システムでは、下り方向の伝送において、ピクセルクロックを基にロジック部14、23、高速デバイス15、22を動作させている。そのためピクセルクロックが出力されていない状態では、ソース機器側ブロック100と、モニタ機器側ブロック200との間で、上述した制御信号の送受信を試みたとしても制御信号を伝送させることができない。
In the optical transmission system shown in FIG. 1, the
したがって、この問題を解決するために、図15に示すように、ソース機器側ブロック100のロジック部14の構成を、RGBインターフェース部11からのピクセルクロックの供給が断たれたかどうかを監視するピクセルクロック監視回路14WATと、ピクセルクロック監視回路14WATの結果に応じて、外部に設けられたピクセルクロックと同一のクロックを自発振するクロック発振器14CLKからの入力に切り替えるクロック選択部14SELとを備えることが考えられる。
Therefore, in order to solve this problem, as shown in FIG. 15, the configuration of the
このようにロジック部14を構成することで、ソース機器からのピクセルクロックが断たれている場合、例えば、光伝送システムの立ち上げ時において、ピクセルクロックが供給されていない場合などに、ピクセルクロック監視回路14WATによって、クロック発振器14CLKが選択されることでソース機器と、モニタ機器との間の制御信号の送受信を実現する。
By configuring the
また、ピクセルクロックが供給されたことが検出された際、クロック選択回路14SELは、ピクセルクロック監視回路14の監視結果に基づいて、RGBインターフェース11から供給されるピクセルクロックを選択する。これにより、ピクセルクロックが正常に供給されている場合には、正しく画像データを伝送できることになる。
When it is detected that the pixel clock is supplied, the clock selection circuit 14SEL selects the pixel clock supplied from the
<第2の実施の形態>
続いて、本発明の第2の実施の形態として示す光伝送システムについて説明する。第2の実施の形態として示す光伝送システムは、図1に示した第1の実施の形態である光伝送システムと基本的には同一の装置構成であるため、第2の実施の形態においても図1を用いた説明を行う。その際、重複する箇所の説明を省略しながら、相違点が明確となるように説明をする。
<Second Embodiment>
Next, an optical transmission system shown as the second embodiment of the present invention will be described. The optical transmission system shown as the second embodiment basically has the same device configuration as the optical transmission system according to the first embodiment shown in FIG. The description will be made with reference to FIG. At that time, the description of overlapping parts will be omitted, and the description will be made so that the difference is clear.
第2の実施の形態として示す光伝送システムは、1つの光伝送システムで、あらゆるビデオフォーマットのビデオ信号を伝送できる構成となっている。このように1つの光伝送システムにおいて、あらゆるビデオフォーマットのビデオ信号を伝送可能とするためには、ソース機器側ブロック100の高速デバイス15、モニタ機器側ブロック200の高速デバイス22に同一のリファレンスクロックを供給する必要がある。
The optical transmission system shown as the second embodiment is configured to be able to transmit video signals of any video format with a single optical transmission system. Thus, in order to transmit video signals of any video format in one optical transmission system, the same reference clock is applied to the
一般に、高速デバイス15、22として用いられているSERDESは、リファレンスクロックを供給することで、そのクロックの周波数に準じた速度で動作する。
Generally, SERDES used as the high-
例えば、ソース機器側ブロック100の高速デバイス15、モニタ機器側ブロック200の高速デバイス22として、パラレルビット幅が16ビット、エンコード/デコード方式が8B10B方式という仕様のSERDESを用いた場合、16ビット×10/8(8B10B変換による帯域アップ分)=20となり、リファレンスクロックの20倍のレートがシリアル部分のビットレートとなる。
For example, when the high-
このリファレンスクロックは、ソース機器側ブロック100の高速デバイス15及びモニタ機器側ブロック200の高速デバイス22に供給しなければならない。SERDESである高速デバイス15、22に供給すべきリファレンスクロック周波数は、下り方向の必要帯域に応じて決定すればよい。
This reference clock must be supplied to the
まず、高速デバイス15、22のリファレンスクロックをソース機器からビデオ信号のピクセルクロックを基準に生成するシステムを考える。例えば、ビデオ信号として、ピクセルレートが80Mbpsで、RGB信号が24(8ビット×3)ビットのパラレルで伝送されるとする。このとき、上述した第1の実施の形態と同様に、ビデオ信号に加えて、制御信号を1本のストリームに重畳し、さらに8B10B同期をさせるためにK28.5コードからなるアイドルパターンを定期的に挿入する。
First, consider a system in which the reference clocks of the high-
この制御信号、アイドルパターンを挿入することで増加させる帯域を、全体の1/16(6.25%)とする場合、SERDESリファレンスクロックfrefと、ピクセルクロック周波数fpixとの関係は、パラレルビット幅の変換分が24ビット/16ビットであるため、fref=fpix×(24/16)×(16/15)=fpix×(8/5)となる。 When the band to be increased by inserting the control signal and the idle pattern is 1/16 (6.25%) of the whole, the relationship between the SERDES reference clock f ref and the pixel clock frequency f pix is parallel bits. Since the width conversion is 24 bits / 16 bits, f ref = f pix × (24/16) × (16/15) = f pix × (8/5).
したがって、ソース機器側ブロック100において、SERDESである高速デバイス15のリファレンスクロックは、ソース機器からのピクセルクロックを基準にしてPLLを使用することで生成できる。
Therefore, in the source
しかし、モニタ機器側ブロック200においても、SERDESである高速デバイス22のクロック抽出機能を実現するためには、ソース機器側ブロック100の高速デバイス15のリファレンスクロックfrefと同じクロックとなるリファレンスクロックを高速デバイス22に供給する必要がある。
However, also in the monitor
例えば、図16に示すように、ソース機器側ブロック100においては、ソース機器から供給されるビデオ信号のピクセルクロックが供給されるため、PLL31を用いることでリファレンスクロックを生成し、高速デバイス15に供給することができる。
For example, as shown in FIG. 16, in the source
一方、モニタ機器側ブロック200においては、送信されるビデオ信号のビデオフォーマットがあらかじめ分かっているという特別な場合においては、リファレンスクロックを生成することができる。しかし、あらゆるビデオフォーマットのビデオ信号を伝送することを考えた場合、このビデオフォーマットのピクセルクロックに対応するために、あらゆる周波数のリファレンスクロックを高速デバイス22に供給可能とする構成にする必要がある。これを実現するには、例えば、図16に示すように、モニタ機器側ブロック200において、それぞれ異なるクロックを自発振する複数のクロック発振器32n(nは、自然数)を備え、適宜セレクタ33によって選択することで、ビデオフォーマットに応じたリファレンスクロックを高速デバイス22に供給するといった非現実的な構成となってしまう。
On the other hand, the monitor device side block 200 can generate a reference clock in a special case where the video format of the transmitted video signal is known in advance. However, in consideration of transmitting video signals of any video format, it is necessary to be able to supply a reference clock of any frequency to the high-
そこで、第2の実施の形態として示す光伝送システムでは、SERDESである高速デバイス15、22を、図17に示すように、自発振するクロック発振器34、35から供給される固定レートのリファレンスクロックで動作させることにする。高速デバイス15、22に供給すべきリファレンスクロックの周波数は、当該光伝送システムで伝送するビデオ信号のビデオフォーマットのうち、一番帯域の大きなビデオフォーマットのビデオ信号を伝送可能とするように設定する。なお、このとき、ビデオ信号に加える上述したアイドルパターン、下り方向の制御信号の帯域増加分も考慮されることはいうまでもない。
Therefore, in the optical transmission system shown as the second embodiment, the high-
図17に示すように、ソース機器側ブロック100のロジック部14は、伝送するビデオ信号を当該ビデオ信号のビデオフォーマットで定められたピクセルクロックから、SERDESである高速デバイス15のリファレンスクロックに乗せ換える必要がある。つまり、伝送されるビデオ信号は、ロジック部14に供給される前には、ピクセルクロックに同期しているが、ロジック部14を経由して高速デバイス15に供給される際には、クロック発振器34にて生成されるリファレンスクロックに同期させる必要がある。
As shown in FIG. 17, the
このロジック部14におけるクロックの乗せ換えは、図4を用いて説明したFPGAであるロジック部14に予め備えられているデュアルポートRAM14aを用いることで実現することができる。
The clock change in the
一方、モニタ機器側ブロック200では、リファレンスクロックに同期して伝送されたビデオ信号を再びピクセルクロックに同期させることになる。このとき、モニタ機器側ブロック200は、ピクセルクロックの情報を保持していないため、なんらかの手法によりソース機器側ブロック100からピクセルクロックを取得する必要がある。
On the other hand, in the monitor
このピクセルクロックを伝送する手法は、ピクセルクロックを伝送する光クロック伝送チャンネルを別途設けるという手法と、このような光クロック伝送チャンネルを設けずに、下り方向で送信するフレームのヘッダ情報としてピクセルクロック情報を伝送するという手法とが考えられる。 The method of transmitting the pixel clock includes a method of separately providing an optical clock transmission channel for transmitting the pixel clock, and pixel clock information as header information of a frame transmitted in the downstream direction without providing such an optical clock transmission channel. It is conceivable to transmit the data.
(1)光クロック伝送チャンネルを設けピクセルクロックを伝送する手法
まず、ソース機器側ブロック100から、モニタ機器側ブロック200にピクセルクロックを伝達する手法として、図1に示した光伝送システムに、新たに下り方向の光伝送を担う光クロック伝送チャンネルを設け、この光クロック伝送チャンネルでピクセルクロックを伝送する手法について説明をする。
(1) Method for Transmitting Pixel Clock by Providing an Optical Clock Transmission Channel First, as a method for transmitting a pixel clock from the source
例えば、図18に示すように、光クロック伝送チャンネルは、ソース機器側ブロック100に備えられ、ロジック部14と接続されたE/O変換部18と、モニタ機器側ブロック200に備えられ、ロジック部23と接続されたO/E変換部28とが光ファイバ300cを介して接続されることで形成される。光クロック伝送チャンネルは、上り方向の制御信号専用チャンネルと同様に、高速デバイス15、22を経由することなく、ロジック部14、ロジック部23と接続されている。
For example, as shown in FIG. 18, the optical clock transmission channel is provided in the source
このように光クロック伝送チャンネルを設けることで、ソース機器側ブロック100のロジック部14から、モニタ機器側ブロック200のロジック部23に対して伝送されるビデオ信号のピクセルクロックを伝送させることができる。
By providing the optical clock transmission channel in this way, the pixel clock of the video signal transmitted from the
これに応じて、モニタ機器側ブロック200のロジック部23は、リファレンスクロックに同期して伝送されたビデオ信号をピクセルクロックに同期するように、クロックの乗せ換えを行う。クロックの乗せ換えは、ロジック部14と同様に、FPGAであるロジック部23に予め備えられている図示しないデュアルポートRAMを用いることで実現することができる。
In response to this, the
この光クロック伝送チャンネルにて、ピクセルクロックをソース機器側ブロック100からモニタ機器側ブロック200へと光伝送する際、光伝送系のコストダウンを図るためにソース機器側ブロック100のロジック部14で、1/Mに分周するようにしてもよい。
In this optical clock transmission channel, when the pixel clock is optically transmitted from the source
例えば、図19に示すように、ロジック部14に設けられた1/M分周器41で、ピクセルクロックを1/Mに分周して、E/O変換部18、光ファイバ300cを介して、モニタ機器側ブロック200のO/E変換部28に光伝送し、PLL42で、1/Mに分周されたピクセルクロックをM倍に逓倍して元に戻す。このとき、FPGAであるロジック部23内部に設けられているPLLを用いれば、図19に示すように別途PLL42を用意する必要がないため、よりコストダウンを図ることができる。
For example, as shown in FIG. 19, the 1 / M frequency divider 41 provided in the
このように、ピクセルクロックを光伝送するための光クロック伝送チャンネルを設けることで、第2の実施の形態として示す光伝送システムは、図18に示すように、ビデオ信号と、制御信号とを多重化して1本のストリームとして伝送する下り方向の高速チャンネル、モニタ機器からの制御信号を伝送する上り方向の制御信号専用チャンネル、というように3つの光伝送チャンネルを備えることになる。 Thus, by providing an optical clock transmission channel for optical transmission of the pixel clock, the optical transmission system shown as the second embodiment multiplexes the video signal and the control signal as shown in FIG. Thus, three optical transmission channels are provided, such as a high-speed channel in the downlink direction that is transmitted as a single stream and a dedicated control signal channel in the uplink direction that transmits a control signal from the monitor device.
ビデオ信号を伝送する下り方向の高速チャンネルは、数Gbpsの非常に高速な信号であり、PECLやCMLなどの電気インターフェースで、高速デバイス15と、E/O変換部16とが、また高速デバイス22と、O/E変換部21とが直接接続されている。
The high-speed channel in the downstream direction for transmitting the video signal is a very high-speed signal of several Gbps. The high-
一方、制御信号専用チャンネルと、光クロック伝送チャンネルとは、数十MHz〜百数十MHzの速度であり、SERDESである高速デバイス15、22を経由することなく、ロジック部14と、O/E変換部17、E/O変換部18とがそれぞれ接続され、ロジック部23と、E/O変換部27、O/E変換部28とが接続されている。
On the other hand, the control signal dedicated channel and the optical clock transmission channel have a speed of several tens of MHz to one hundred and several tens of MHz, and without passing through the
上り方向の光伝送を担う制御信号専用チャンネルでは、DVI規格に準拠している場合、DDC(Display Data Channel)通信用の帯域として、100kbps程度が必要となり、制御信号インターフェース26には、上述のモニタ機器を提供しているベンダ独自のリモコン信号や、ソフトウェアベースで動作する低速信号などが存在し、それらも数kpbs〜数十bps程度の以内の場合が多い。したがって、これらの複数の制御信号は、第1の実施の形態でも説明したように、時分割多重と、非同期動作可能なマンチェスタ符号伝送を用いることにより1本のストリームで伝送させることができる。 In the case of the control signal dedicated channel that handles the optical transmission in the upstream direction, when it complies with the DVI standard, a bandwidth for DDC (Display Data Channel) communication is required to be about 100 kbps. There are vendor-specific remote control signals that provide equipment, low-speed signals that operate on a software basis, and the like, which are often in the order of several kpbs to several tens of bps. Accordingly, as described in the first embodiment, these control signals can be transmitted in one stream by using time division multiplexing and Manchester code transmission capable of asynchronous operation.
このように、低速の信号であれば、高速デバイス15、22のようにSERDESといった高速デバイスを使用することなく光伝送が可能である。そして、ビデオ信号を伝送していない場合に限り、下り方向の光クロック伝送チャンネルを使用して、時分割多重と、マンチェスタ符号伝送をすることで、上り方向の制御信号専用チャンネルと併せて、双方向の通信をすることができる。
In this way, a low-speed signal enables optical transmission without using a high-speed device such as SERDES like the high-
例えば、光伝送システムの立ち上げ時のネゴシエーション、ビデオフォーマット変更時のネゴシエーション、光伝送システムの低消費電力モードというように、ビデオ信号の伝送が必要のない場合には、下り方向の光クロック伝送チャンネルと、上り方向の制御信号専用チャンネルとを用いた、高速デバイス15、22を使用しない低消費電力での双方向光伝送を実現することができる。
For example, when there is no need to transmit a video signal, such as negotiation when the optical transmission system is started up, negotiation when changing the video format, and low power consumption mode of the optical transmission system, the downstream optical clock transmission channel In addition, bidirectional optical transmission with low power consumption without using the high-
このように、あらゆるビデオフォーマットのビデオ信号を伝送するために、第2の実施の形態として示す光伝送システムでは、ソース機器側ブロック100からモニタ機器側ブロック200へのピクセルクロックの伝送を、光クロック伝送チャンネルを新たに設けることで実現している。そして、光クロック伝送チャンネルを設けたことにより、ピクセルクロック以外の制御信号の光伝送を低消費電力にて行うことができる。
As described above, in order to transmit video signals of all video formats, in the optical transmission system shown as the second embodiment, transmission of the pixel clock from the source
しかしながら、図18に示すように、光クロック伝送チャンネルを設けたことにより、光ファイバcが増設されるため、例えば、伝送距離が長くなった場合など、製造コストが大幅に増加してしまうといった問題がある。 However, as shown in FIG. 18, since the optical fiber c is added due to the provision of the optical clock transmission channel, there is a problem that the manufacturing cost is greatly increased, for example, when the transmission distance is increased. There is.
そこで、図20に示すように、下り方向の高速チャンネルは、そのままにし、制御信号専用チャンネルと、光クロック伝送チャンネルとを1本の光ファイバ300dにて形成する1芯双方向の構成とすることが考えられる。図20に示すように、低速な信号を伝送する上り方向と、下り方向とを1芯双方向の構成とするにあたり、ソース機器側ブロック100には、O/E変換部17、E/O変換部18に換えて、O/E・E/O変換部51が備えられ、モニタ機器側ブロック200には、E/O変換部27、O/E変換部28に換えて、O/E・E/O変換部61が備えられ、それぞれファイバ結合ブロック57、67を介して光ファイバ300dに接続されている。
Therefore, as shown in FIG. 20, the high-speed channel in the downstream direction is left as it is, and a single-core bidirectional configuration is formed in which the control signal dedicated channel and the optical clock transmission channel are formed by one
O/E・E/O変換部51は、LD53を制御するLDD(Laser Diode Driver)52と、LDD52の制御に応じてレーザ光を出射するLD(Laser Diode)53と、受光した光を光電変換するPD(Photo Detector)54と、PD54で受光された光を電圧信号に変換するTIA(Trans Impedance Amplifier)55と、電圧信号を波形成形するLIA(Limiting Amplifier)56とを備えている。O/E・E/O変換部51は、LDD52、LD53でE/O変換を実行し、PD54、TIA55、LIA56とでO/E変換を実行する。なお、O/E・E/O変換部61は、O/E・E/O変換部51と全く同じ構成であるため説明を省略する。
The O / E / E /
このような構成とすることで、モニタ機器側ブロック200へのピクセルクロックの伝送を可能としつつ、光ファイバの本数を減少させることができ、製造コストを大幅に低減させることができる。
By adopting such a configuration, it is possible to reduce the number of optical fibers while enabling the transmission of the pixel clock to the monitor
図20に示したように、1芯双方向とするチャンネルを、制御信号専用チャンネルと、光クロック伝送チャンネルとで形成しているが、例えば、下り方向の伝送チャンネルとして高速デバイス15、22を経由した伝送を行う高速チャンネルを用いると、以下に示す理由で、好ましくない結果となる。
As shown in FIG. 20, a single-core bidirectional channel is formed by a control signal dedicated channel and an optical clock transmission channel. For example, as a downstream transmission channel, the high-
一般に、O/E変換部内の光受信デバイスとして用いられているフォトディテクタ(PD:Photo Detector)が、所望のBER(Bit Error Rate)を得るのに必要な最小受信感度は、以下に示す(1)式のように現せる。 In general, the minimum receiving sensitivity required for a photo detector (PD) used as an optical receiving device in the O / E converter to obtain a desired BER (Bit Error Rate) is shown below (1). It can be expressed as an expression.
高速チャンネルのO/E変換部21で用いられている高速フォトディテクタ21aは、高速化のためにCR時定数の影響を極力抑える必要があるため受光面積が、低速フォトディテクタに較べて狭くなっている。したがって、高速フォトディテクタ21aで受光可能な光量は、低速フォトディテクタよりも少なくなりS/N比が低下する。
The high-speed photodetector 21a used in the high-speed channel O /
(1)式からも分かるように、S/N比の低下は、最小受光感度の低下を招く上、高速チャンネルでは、高帯域であることからBが大きいため、所望のBER(10−12)を得るのに必要な受信光量がさらに大きくなってしまうことになる。したがって、高速フォトディテクタ21aでは、少しでも大きいS/N比を確保することが要求される。 As can be seen from the equation (1), a decrease in the S / N ratio causes a decrease in the minimum light receiving sensitivity, and in a high-speed channel, B is large because it is a high band, so a desired BER (10 −12 ) As a result, the amount of received light necessary to obtain the above becomes even larger. Therefore, the high-speed photodetector 21a is required to ensure a large S / N ratio.
高速チャンネルと、低速な、例えば制御信号専用チャンネルとで1芯双方向の構成とした場合、電気的クロストークや、光クロストークの影響が避けられず、光伝送システム全体の設計マージン(S/N)を低下させてしまうことになる。 When a high-speed channel and a low-speed, for example, control signal dedicated channel, have a single-core bidirectional configuration, the effects of electrical crosstalk and optical crosstalk are unavoidable, and the design margin of the entire optical transmission system (S / N) will be reduced.
したがって、上述したように高速フォトディテクタ21aで要求される高いS/N比の確保が困難になってしまう。 Therefore, as described above, it becomes difficult to ensure a high S / N ratio required for the high-speed photodetector 21a.
また、最小受信感度の良い高速フォトディテクタを使用することも考えられるが、このような高速フォトディテクタは、非常に高価であるため、コストの増加を招いてしまうといった、新たな問題が発生してしまうことになる。 In addition, it is conceivable to use a high-speed photo detector with good minimum reception sensitivity, but such a high-speed photo detector is very expensive, which may cause new problems such as an increase in cost. become.
以上の理由から、1芯双方向とする際に選択される2つのチャンネルは、低速の伝送を担う制御信号専用チャンネルと、光クロック伝送チャンネルとの組み合わせとなる。 For the reasons described above, the two channels selected for single-core bidirectional use are a combination of a control signal dedicated channel responsible for low-speed transmission and an optical clock transmission channel.
(2)光クロック伝送チャンネルを設けずにピクセルクロック情報を伝送する手法
続いて、ソース機器側ブロック100から、モニタ機器側ブロック200にピクセルクロックを伝達する手法として、図18に示したような光クロック伝送チャンネルを設けずに、下り方向で送信するフレームのヘッダ情報として、ピクセルクロック情報を伝送する手法について説明をする。
(2) Method for Transmitting Pixel Clock Information Without Providing an Optical Clock Transmission Channel Subsequently, as a method for transmitting a pixel clock from the source
光クロック伝送チャンネルを設けない場合には、ソース機器側ブロック100、モニタ機器側ブロック200は、それぞれ図21A、図21Bに示すような構成となる。
When the optical clock transmission channel is not provided, the source
図21Aに示すように、ソース機器側ブロック100のロジック部14は、主にRGB信号、V/H同期信号、DE信号といった主要な信号の処理を担う映像信号処理系であるマルチプレクサ51、FIFO52と、ピクセルクロックに関する処理を担うクロック処理系であるディバイダ53、クロックアナライザ54と、それぞれの処理系の最終段において、出力された信号をマルチプレクスして、伝送フレームを形成するマルチプレクサ55とを備えている。クロックアナライザ54には、高速デバイス15を動作させる固定レートのリファレンスクロックCLKrefがクロック発振器34から供給されている。
As shown in FIG. 21A, the
また、図21Bに示すようにモニタ機器側ブロック200のロジック部23は、ソース機器側ブロック100より伝送され、O/E変換部21、高速デバイス22を経由した伝送フレームをデマルチプレクスするデマルチプレクサ61と、デマルチプレクスされたフレームからRGB信号、V/H同期信号、DE信号を取り出す映像信号処理系であるFIFO62、デマルチプレクサ63と、同じくデマルチプレクスされたフレームからクロック情報を取り出すクロック処理系であるクロックジェネレータ64、PLL65とを備えている。クロックジェネレータ64は、高速デバイス22を動作させる固定レートのリファレンスクロックCLKrefにロックしたクロックデータリカバリーCLKcdrが供給されている。
In addition, as shown in FIG. 21B, the
なお、以下においては、一例として、高速デバイス15、22が、パラレルビット幅として16ビットを有し、8B10Bエンコード/デコード機能を持っているものとして説明をする。
In the following description, it is assumed that the high-
続いて、図22、図23に示すタイミングチャートを用いて、ピクセルクロック情報をソース機器側ブロック100からモニタ機器側ブロック200に伝送する動作について説明をする。
Next, the operation of transmitting pixel clock information from the source
図22(a)、(b)、(c)、(d)、(e)は、それぞれ、ピクセルクロック、ピクセルクロックを1/mに分周した1/mピクセルクロック、1フレーム期間を指定するフレーム(Flame)クロック、クロック発振器34で発振されるクロックリファレンスCLKref、モニタ機器側ブロック200に伝送する伝送フレームを示している。
22 (a), (b), (c), (d), and (e) designate a pixel clock, a 1 / m pixel clock obtained by dividing the pixel clock by 1 / m, and one frame period, respectively. The frame (Flame) clock, the clock reference CLKref oscillated by the
図23(a)、(b)、(c)、(d)は、それぞれ、ソース機器側ブロック100から伝送された伝送フレーム、クロックデータリカバリーCLKcdr、ピクセルクロック’が1/mで分周された1/mピクセルクロック’、1/mピクセルクロック’をm逓倍したピクセルクロック’を示している。
23 (a), (b), (c), and (d), the transmission frame, clock data recovery CLKcdr, and pixel clock 'transmitted from the source
まず、図21Aに示したロジック部14のディバイダ53には、図22(a)に示したピクセルクロックが供給され、このピクセルクロックを1/mに分周し、図22(b)に示すような1/mピクセルクロックを出力する。
First, the pixel clock shown in FIG. 22A is supplied to the
1/mピクセルクロックは、クロックアナライザ54に供給され、高速デバイス15の動作クロックである図22(d)に示すクロックリファレンスCLKrefで計数されて取り込まれる。クロックアナライザ54で取り込まれた時点で、1/mピクセルクロックは、クロックリファレンスCLKrefに同期した信号となる。
The 1 / m pixel clock is supplied to the
1/mピクセルクロックを、クロックリファレンスCLKrefで計数した値を、計数値hi(iは、自然数)として表すことにする。つまり図22に示すように、1/mピクセルクロックは、クロックリファレンスCLKrefと、計数値hとのかけ算で表すことができる。この計数値hiは、ピクセルクロック情報の一つとして図22(e)に示す伝送フレームのフレームヘッダhedに格納される。 A value obtained by counting the 1 / m pixel clock with the clock reference CLKref is represented as a count value h i (i is a natural number). That is, as shown in FIG. 22, the 1 / m pixel clock can be represented by multiplication of the clock reference CLKref and the count value h. The count value h i is stored in a frame header hed in the transmission frame shown in FIG. 22 (e) as one of the pixel clock information.
クロックアナライザ54は、取り込んだ1/mピクセルクロックを、図22(c)に示すフレームクロックにて、伝送フレーム単位で計数する。クロックアナライザ54で計数された値は、サイクル数kとして、計数値hiと同様に、伝送フレームのフレームヘッダhedに、ピクセルクロック情報として格納される。
The
図21Aに示すマルチプレクサ55は、FIFO52から供給されるピクセルデータと、制御信号とを伝送フレームの本体部分にマルチプレクスし、クロックアナライザ54から供給されるピクセルクロック情報である、計数値hiと、サイクル数kとを伝送フレームのフレームヘッダhedにマルチプレクスして伝送フレームを形成する。
The
形成された伝送フレームは、高速デバイス15、E/O変換部16、光ファイバ300aを介して、ソース機器側ブロック100からモニタ機器側ブロック200に伝送される。
The formed transmission frame is transmitted from the source
モニタ機器側ブロック200に伝送された伝送フレームは、図21Bに示すO/E変換部21、高速デバイス22を介して、ロジック部23に供給される。ロジック部23のデマルチプレクサ61は、供給された伝送フレームをデマルチプレクスし、フレームヘッダhedからピクセルクロック情報である計数hiと、サイクル数kとを取り出し、クロックジェネレータ64に供給する。
The transmission frame transmitted to the monitor
クロックジェネレータ64は、計数hiと、サイクル数kとを用いて、クロックデータリカバリーCLKderに同期した1/mピクセルクロック’を生成する。1/mピクセルクロック’をPLL65でm逓倍することでピクセルクロック’が再生される。
上述したように、クロックデータリカバリーCLKcdrは、クロックリファレンスrefにロックさせているので、CLKcdr=CLKrefがなりたつ。したがって、クロックデータリカバリーCLKcdrにて再生されたピクセルクロック’は、クロックリファレンスCLKrefで再生されたことに同義となり、ピクセルクロック’と、ピクセルクロックとは、結果的に同じクロックであるといえる。 As described above, since the clock data recovery CLKcdr is locked to the clock reference ref, CLKcdr = CLKref. Therefore, the pixel clock 'regenerated by the clock data recovery CLKcdr is synonymous with the reproduction by the clock reference CLKref, and the pixel clock' and the pixel clock can be said to be the same clock as a result.
このようにして、伝送フレームのフレームヘッダhedに、ピクセルクロック情報として、1/mピクセルクロックをクロックリファレンスCLKrefで計数した計数値hi、1つの伝送フレーム内の1/mピクセルクロックを計数したサイクル数kを格納し、光信号として伝送することで、光クロック伝送チャンネルを設けなくても、モニタ機器側ブロック200に対してピクセルクロック情報を伝送でき、モニタ機器ブロック200では、伝送されたピクセルクロック情報からピクセルクロックを再生するこができる。
In this way, in the frame header hed of the transmission frame, as the pixel clock information, the count value h i obtained by counting the 1 / m pixel clock with the clock reference CLKref, and the cycle in which the 1 / m pixel clock in one transmission frame is counted. By storing several k and transmitting it as an optical signal, the pixel clock information can be transmitted to the monitor
したがって、本発明の第2の実施の形態として示す光伝送システムは、光クロック伝送チャンネルを別途設けなくても、あらゆるビデオフォーマットのビデオ信号を伝送することができる。 Therefore, the optical transmission system shown as the second embodiment of the present invention can transmit video signals of any video format without providing an optical clock transmission channel separately.
なお、ロジック部23内のPLL65は、ロジック部23をFPGAで形成した場合には、FPGA内部あらかじめ備えているPLLを用いることができる。また、PLL単体のデバイスを利用することも当然可能である。
As the
続いて、このように光クロック伝送チャンネルを設けずに、ピクセルクロック情報を送信する手法について、さらに具体的に説明をする。 Next, a method for transmitting pixel clock information without providing an optical clock transmission channel will be described more specifically.
例えば、このような光伝送システムにおいて、画素フォーマットがUXGA(Ultra extended Graphics Array:1600×1200画素)のモニタ機器に対応したピクセル周波数が162MHzのビデオ信号を、ソース機器側ブロック100からモニタ機器側ブロック200に光伝送する場合を考える。
For example, in such an optical transmission system, a video signal having a pixel frequency of 162 MHz corresponding to a monitor device having a pixel format of UXGA (Ultra extended Graphics Array: 1600 × 1200 pixels) is transmitted from the source
光伝送システムとしては、図21A,図21Bに示すような構成とし、ソース機器側ブロック100、モニタ機器側ブロック200のそれぞれの高速デバイス15、22を2.5Gbpsの伝送帯域を有する2チャンネルとし、合計5Gbpsの光伝送が可能なシステムとする。
The optical transmission system is configured as shown in FIGS. 21A and 21B, and the high-
ところで、コンピュータ用ディスプレイに関する標準化の策定などを行うVESA(Video Electronics Standards Association)規格においては、モニタ機器の受信性能として、ピクセル周波数±0.5%の偏差があっても受信できなければならないという規定がある。そこで、このVESA規格を満たすためには、ピクセルレート162MHzのビデオ信号では、162MHz×1.005=162.81MHzの帯域を確保する必要がある。 By the way, in the VESA (Video Electronics Standards Association) standard, which develops standardization for computer displays, etc., the reception performance of monitor devices must be able to be received even if there is a deviation of the pixel frequency ± 0.5%. There is. Therefore, in order to satisfy this VESA standard, it is necessary to secure a band of 162 MHz × 1.005 = 162.81 MHz for a video signal having a pixel rate of 162 MHz.
したがって、ピクセルレートが162MHzのビデオ信号を伝送するのに必要となる帯域は、162.81MHz×24ビット×10/8=4.89Gbps程度となる。 Therefore, the bandwidth required for transmitting a video signal with a pixel rate of 162 MHz is approximately 162.81 MHz × 24 bits × 10/8 = 4.89 Gbps.
なお、24ビットとは、RGB信号を、それぞれ各色信号毎に8ビットずつパラレルで供給されることに起因し、10/8は、高速デバイス15における8B10B変換によって増加するビット分を考慮した値である。
Note that 24 bits means that RGB signals are supplied in parallel by 8 bits for each color signal, and 10/8 is a value that takes into account the amount of bits increased by 8B10B conversion in the high-
高速デバイス15の動作クロックとして使用する水晶発振器であるクロック発振部34の偏差が±100ppmであるとすると、ワーストケースを考えて、125MHz−100ppm=124.9875MHzとなる。したがって、光伝送システムで用意できる光伝送帯域は、ワーストケースで、124.9875MHz×20×2ch=4.9995Gbpsとなる。したがって、4.9995Gbpsの光伝送帯域で、4.89Gbpsの画像信号を伝送しなければならないことになる。
If the deviation of the
図6を用いて説明したように、ビデオ信号、制御信号、アイドルパターンが多重化された伝送フレームは、複数のグループから構成されている。1伝送フレームにおけるグループの数を多くして伝送フレーム長を長くすると、フレームヘッダの挿入が抑制できるため伝送効率があがることになる。しかしながら、フレームヘッダの挿入が抑制され、伝送フレーム長が長くなると伝送路エラーにより、8B10B同期が外れてしまった際の復旧に時間を要してしまうため、なるべく伝送フレーム長を短くしたいという要請もあり、互いにトレードオフの関係にある。 As described with reference to FIG. 6, the transmission frame in which the video signal, the control signal, and the idle pattern are multiplexed is composed of a plurality of groups. If the number of groups in one transmission frame is increased to increase the transmission frame length, the insertion of the frame header can be suppressed, so that the transmission efficiency is improved. However, when the insertion of the frame header is suppressed and the transmission frame length becomes long, it takes time to recover when the 8B10B synchronization is lost due to a transmission path error. Therefore, there is a request to shorten the transmission frame length as much as possible. Yes, they are in a trade-off relationship with each other.
ここで、1伝送フレーム長に設けるグループ数の数と、伝送帯域との関係を図24に示す。図24に示すOH率は、グループ数をGとした場合に、OH率=(8+0.5G)/65×Gとして定義され、1伝送フレームの全帯域に対するビデオ信号以外の信号の帯域が占める割合を示す。このOH率は、グループ数の増加に応じて減少する値である。図24に示すように、グループ数Gが8の時には、帯域不足となって伝送することができないが、グループ数Gを12以上に増加させた場合に伝送可能帯域を確保することができる。ここでは、クロック情報を全く考慮していないため、グループ数Gが12だと伝送帯域が足りなくなるおそれがあるため、マージンをとって、グループ数Gを16とする。 Here, FIG. 24 shows the relationship between the number of groups provided in one transmission frame length and the transmission band. The OH rate shown in FIG. 24 is defined as OH rate = (8 + 0.5G) / 65 × G, where G is the number of groups, and the ratio of signal bands other than video signals to the entire band of one transmission frame Indicates. This OH rate is a value that decreases as the number of groups increases. As shown in FIG. 24, when the group number G is 8, transmission is not possible due to insufficient bandwidth, but when the group number G is increased to 12 or more, a transmittable bandwidth can be secured. Here, since clock information is not considered at all, if the number of groups G is 12, there is a possibility that the transmission band will be insufficient. Therefore, the number of groups G is set to 16 with a margin.
また、リフレッシュレート60HzのUXGAフォーマットのビデオ信号を伝送する場合、水平解像度が、ブランキング期間を含めると1250であるため、水平走査周波数(Horizontal scan rate)は、60Hz×1250=75kHzであり、その周期は、13.3μs(1/75kHz)である。したがって、伝送フレーム長、つまり伝送フレーム周期を8.32μsとすると、本光伝送システムのビデオ信号伝送遅延を、1水平走査周期程度の低遅延に抑えることができる。 Also, when transmitting a video signal in the UXGA format with a refresh rate of 60 Hz, the horizontal resolution is 1250 when the blanking period is included, so the horizontal scan rate is 60 Hz × 1250 = 75 kHz. The period is 13.3 μs (1/75 kHz). Therefore, if the transmission frame length, that is, the transmission frame period is 8.32 μs, the video signal transmission delay of the present optical transmission system can be suppressed to a low delay of about one horizontal scanning period.
このようにグループ数Gを16としたときの伝送フレームの様子を図25に示す。図25に示すように、グループ数Gを16としたときの伝送フレームの1周期は、8.32μsとなる。 The state of the transmission frame when the number of groups G is 16 is shown in FIG. As shown in FIG. 25, one cycle of the transmission frame when the group number G is 16 is 8.32 μs.
<ピクセルクロック情報>
このように伝送フレームの1周期を8.32μsと決め、ピクセルクロック情報を、伝送フレームのフレームヘッダに乗せて伝送する場合に、ピクセルクロック情報の乗せ方について、様々なピクセルクロックを例に用いて検証をする。
<Pixel clock information>
In this way, when one cycle of the transmission frame is determined to be 8.32 μs and the pixel clock information is transmitted by being carried on the frame header of the transmission frame, various pixel clocks are used as examples of how to put the pixel clock information. Verify.
光伝送システムは、図21A、図21Bに示すような、光クロック伝送チャンネルを設けずに、ピクセルクロック情報の伝送を可能なシステムとする。伝送するビデオ信号のピクセルクロック周波数範囲、光伝送ビットレート、光伝送システムを構成する高速デバイスの仕様、クロックリファレンスCLKrefの周波数、伝送フレーム長を図26にまとめて示す。 The optical transmission system is a system capable of transmitting pixel clock information without providing an optical clock transmission channel as shown in FIGS. 21A and 21B. FIG. 26 summarizes the pixel clock frequency range of the video signal to be transmitted, the optical transmission bit rate, the specifications of the high-speed device constituting the optical transmission system, the frequency of the clock reference CLKref, and the transmission frame length.
上述したように、ピクセルクロック情報は、伝送フレームのフレームヘッダに乗せられて伝送される。したがって、フレームヘッダに乗せる際のピクセルクロック情報の情報量は非常に重要となってくる。具体的には、フレームヘッダに乗せるピクセルクロック情報の情報量が減らせれば、伝送効率をあげることができる。 As described above, the pixel clock information is transmitted by being carried on the frame header of the transmission frame. Therefore, the information amount of the pixel clock information when being put on the frame header is very important. Specifically, if the amount of pixel clock information to be placed on the frame header can be reduced, the transmission efficiency can be increased.
上述したように、ピクセルクロック情報として伝送する情報は、ピクセルクロックを分周値mで分周した1/mピクセルクロックを、クロックリファレンスCLKrefで計数した計数値hと、1つの伝送フレーム時間での1/mピクセルクロックの数を計数したサイクル数kである。 As described above, the information transmitted as pixel clock information includes the count value h obtained by counting the 1 / m pixel clock obtained by dividing the pixel clock by the divided value m with the clock reference CLKref, and one transmission frame time. This is the number of cycles k obtained by counting the number of 1 / m pixel clocks.
ピクセルクロックとクロックリファレンスCLKrefは完全に非同期であるため、最大、クロックリファレンスCLKref、1クロック分の誤差を持つ。ただし、この誤差は累積されるものではないため、1/mピクセルクロックの累積時間と、クロックリファレンスCLKrefで計数された累積時間との誤差も、クロックリファレンスCLKref、1クロック以内に抑えられることになる。 Since the pixel clock and the clock reference CLKref are completely asynchronous, there is a maximum error of one clock reference CLKref. However, since this error is not accumulated, the error between the accumulated time of the 1 / m pixel clock and the accumulated time counted by the clock reference CLKref is also suppressed within one clock reference CLKref. .
また、モニタ機器側ブロック200のPLL65にてm逓倍することによりピクセルクロックが再生される。このとき、クロックリファレンスCLKref、1クロック分の誤差は、m個のピクセルクロックで分配されることになる。したがって、分周値mの値が大きいほど、再生されたピクセルクロックに分配される誤差も小さくなるため、ジッタ量を抑えることができる。
Further, the pixel clock is regenerated by multiplying by m in the
このように、分周値mの値は大きいほど、再生されるピクセルクロックに含まれる誤差成分を小さくできるため、再生されたピクセルクロックの精度を上げることができる。ピクセルクロックをモニタ機器側ブロック200で再生するには、図21Bに示したようにPLL65が用いられ、1/mピクセルクロックを入力してm逓倍することでピクセルクロックを再生する。
As described above, the larger the frequency division value m, the smaller the error component included in the reproduced pixel clock, so that the accuracy of the reproduced pixel clock can be increased. In order to reproduce the pixel clock in the monitor
PLL65は、入力周波数に下限値を有しており、この下限値を下回った場合には、PLLロックをかけることができなくなってしまう。したがって、PLL65に入力する1/mピクセルクロックの入力周波数が、下限値を下回らないように、分周値mを決定する必要がある。本実施例では、このPLL65の入力周波数の下限値である下限周波数を250kHzとする。
The
図26に示すように25MHz〜165MHzの周波数範囲のピクセルクロックにおいて、PLL65の下限周波数250kHzを満足するように分周値mを決めるには、例えば、図27に示すように、ピクセルクロック周波数を所定の周波数範囲毎のグループに区切り、このグループ毎に分周値mを決める必要がある。
In order to determine the frequency division value m so as to satisfy the
このように、分周値mを決めることで、1/mピクセルクロックの周波数が、PLL65の下限周波数を満たしつつ、ある範囲内、図27に示す例では、250kHz〜500kHzという範囲内に納まり、PLL65の位相比較周期の範囲が広がりすぎることを回避することができる。
Thus, by determining the frequency division value m, the frequency of the 1 / m pixel clock is within a certain range while satisfying the lower limit frequency of the
このように分周値mを最適化して決定することで、1クロックあたりの誤差を小さくすると共に、1つの伝送フレームに乗せる情報を削減することができるため、伝送効率を大幅に向上させることを可能とする。 By optimizing and determining the division value m in this way, it is possible to reduce the error per clock and reduce the information put on one transmission frame, thereby greatly improving the transmission efficiency. Make it possible.
このように、1/mピクセルクロックの周波数は、250kHz〜500kHz、周期で表すと、2μs〜4μsとなる。したがって、上述したように決めた、周期が8.32μsの伝送フレームでは、1つの伝送フレーム時間内に、1/mピクセルクロックの立ち上がりエッジが2〜5回検出されることになる。つまり、1つの伝送フレーム内には、1/mピクセルクロックの2〜5サイクル分の情報を載せる必要がある。これは、ピクセルクロック情報であるサイクル数kが、最大でk=5となることを示している。 Thus, the frequency of the 1 / m pixel clock is 250 kHz to 500 kHz and 2 μs to 4 μs in terms of period. Therefore, in the transmission frame having the cycle of 8.32 μs determined as described above, the rising edge of the 1 / m pixel clock is detected 2 to 5 times within one transmission frame time. That is, it is necessary to place information for 2 to 5 cycles of 1 / m pixel clock in one transmission frame. This indicates that the number of cycles k as pixel clock information is k = 5 at the maximum.
図28に、25MHz〜165MHzの周波数範囲の代表的なピクセルクロック周波数毎に、図27に示した分周値mと、1/mピクセルクロックの周期と、ピクセルクロック情報である計数値hとを示す。図28に示すように、計数値hは、10進数で250〜500の値となっているため、1つの計数値hを表現するために9ビットの領域をフレームヘッダに確保する必要がある。 FIG. 28 shows the divided value m shown in FIG. 27, the period of 1 / m pixel clock, and the count value h, which is pixel clock information, for each representative pixel clock frequency in the frequency range of 25 MHz to 165 MHz. Show. As shown in FIG. 28, since the count value h is a decimal value of 250 to 500, it is necessary to secure a 9-bit area in the frame header in order to express one count value h.
例えば、あるピクセルクロックを分周値mで分周した結果、1/mピクセルクロックの周波数が500kHzとなり、1つの伝送フレーム(周期8.32μs)の1/mピクセルクロックの計数であるサイクル数kがk=5となった場合を考える。この伝送フレーム内の5つの1/mピクセルクロックを、クロックリファレンスCLKrefでそれぞれ計数した結果、計数値h1〜h5は、それぞれ10進数で、253、254、252、253、254になったとする。 For example, as a result of dividing a certain pixel clock by the division value m, the frequency of the 1 / m pixel clock becomes 500 kHz, and the number of cycles k that is a count of 1 / m pixel clock of one transmission frame (period 8.32 μs). Consider the case where k = 5. As a result of counting the five 1 / m pixel clocks in the transmission frame with the clock reference CLKref, the count values h 1 to h 5 are decimal numbers 253, 254, 252, 253, and 254, respectively. .
この値を、このままフレームヘッダに乗せた場合、非常に情報量が多くなってしまうため、それぞれの計数値をオフセット情報と、差分情報という形に変換することで情報量の削減を図ることにする。 If this value is put on the frame header as it is, the amount of information becomes very large. Therefore, the amount of information is reduced by converting each count value into the form of offset information and difference information. .
具体的には、計数値h1=253を、オフセット情報として、そのまま伝送フレームのフレームヘッダに乗せる。h2〜h5は、オフセット情報としたh1と差分がとられ、その差分値を差分情報として、伝送フレームのフレームヘッダに乗せる。 Specifically, the count value h 1 = 253 is directly put on the frame header of the transmission frame as offset information. h 2 to h 5 are different from h 1 as offset information, and the difference value is put as difference information on the frame header of the transmission frame.
ところで、上述したが、VESA規格や、861B規格においては、ピクセルクロック周波数の公称値に対して±0.5%の偏差があっても、モニタ機器側で受信できなければならないことになっている。そこで、ワーストケースを想定して、1/mピクセルクロックごとに±0.5%の変動があっても、差分情報を表現できるように、フレームヘッダに乗せる差分情報の情報量を決定する。 By the way, as described above, in the VESA standard and the 861B standard, even if there is a deviation of ± 0.5% from the nominal value of the pixel clock frequency, it must be received on the monitor device side. . Therefore, assuming the worst case, the information amount of the difference information to be put on the frame header is determined so that the difference information can be expressed even if there is a variation of ± 0.5% for each 1 / m pixel clock.
図29に、図28に示したピクセルクロック周波数と、計数値hとの対応関係を、±0.5%の偏差を考慮して改めて示す。このように±0.5%の偏差を考慮した場合、最悪の場合、1/mピクセルクロックは、1サイクル毎に+0.5%、−0.5%、+0.5% ・ ・ ・の揺れ幅をもった周波数となってしまう。したがって、計数値hは、最大で+5、−5、+5、−5 ・ ・ ・と遷移することになる。そこで、差分情報は、少なくともこの±5を表現できるように、符号ビットを考慮して差分情報1つあたり4ビット分の領域をフレームヘッダに確保する。 FIG. 29 shows again the correspondence between the pixel clock frequency shown in FIG. 28 and the count value h in consideration of a deviation of ± 0.5%. In this way, when the deviation of ± 0.5% is taken into account, in the worst case, the 1 / m pixel clock swings + 0.5%, -0.5%, + 0.5%, etc. every cycle. It becomes a frequency with a width. Therefore, the count value h transitions to +5, -5, +5, -5,. Therefore, the difference information secures an area for 4 bits per difference information in the frame header in consideration of the sign bit so that at least ± 5 can be expressed.
差分情報は、例えば、図30に示すように表現でき、最大で±7まで表現でき、差分情報“1000”を終了フラグとする。この終了フラグについては、後で説明をする。 The difference information can be expressed, for example, as shown in FIG. 30, and can be expressed up to ± 7, and the difference information “1000” is set as the end flag. The end flag will be described later.
続いて、このような計数値hを乗せるフレームヘッダのデータ構造について説明する。上述したように、1つの伝送フレームのフレームヘッダには、最大で5サイクル分(サイクル数k=5)の計数値hを乗せることになる。本実施例として示す光伝送システムが備える高速デバイス15の入力ビット幅は、16ビットであるため、フレームヘッダの該当領域を16ビット単位で表現すると図31(a)に示すようなデータ構造となる。図31(b)は、各データ領域の説明である。
Next, the data structure of the frame header that carries such a count value h will be described. As described above, a count value h of up to 5 cycles (the number of cycles k = 5) is put on the frame header of one transmission frame. Since the input bit width of the high-
上述した、253、254、252、253、254となる計数値h1〜h5をフレームヘッダに載せる場合、伝送フレームのフレームヘッダの該当領域のデータ構造は、図32に示すようになる。なお、図32では、オフセット情報、差分情報ともに、全て2進数表記している。 When the count values h 1 to h 5 that become 253, 254, 252, 253, and 254 described above are put on the frame header, the data structure of the corresponding area of the frame header of the transmission frame is as shown in FIG. In FIG. 32, both offset information and difference information are all expressed in binary numbers.
このように、ピクセルクロック情報の計数値hをオフセット情報と、差分情報とで表現することで、フレームヘッダに乗せる情報量を圧縮できるため、伝送効率を向上させることができる。また、オフセット情報を毎フレーム伝送しているので、フレーム同期がはずれた場合のリカバリーも容易に実行することができる。 Thus, by expressing the count value h of the pixel clock information with the offset information and the difference information, the amount of information put on the frame header can be compressed, so that the transmission efficiency can be improved. Further, since offset information is transmitted every frame, recovery when frame synchronization is lost can be easily performed.
次に、1/mピクセルクロックのサイクル数がk=3となる伝送フレームにおいて、3つの計数値h1〜h3が10進数表記で501、502、500である場合について考える。この場合も、上述した手法と同様にして図33に示すように、計数値h1=501をオフセット情報として、フレームヘッダのオフセット情報領域OFにそのまま乗せ、計数値h2=502、h3=500を差分情報、+1、−1としてフレームヘッダの差分情報領域SF1、SF2に載せる。なお、図33では、オフセット情報、差分情報ともに、全て2進数表記している。 Next, consider a case where three count values h 1 to h 3 are 501, 502, and 500 in decimal notation in a transmission frame in which the number of 1 / m pixel clock cycles is k = 3. Also in this case, as shown in FIG. 33, the count value h 1 = 501 is directly used as the offset information in the offset information area OF of the frame header, as shown in FIG. 33, and the count values h 2 = 502, h 3 = 500 is set as difference information, and +1 and −1 are put in the difference information areas SF1 and SF2 of the frame header. In FIG. 33, both offset information and difference information are all expressed in binary numbers.
図33に示す、差分情報領域SF3、SF4には、上述した図30で示した終了フラグ“1000”が記述されている。このように、1つの伝送フレームに乗せる1/mピクセルクロックが4サイクル以下、つまり、つまりk≦4(k=1,2,3,4)のときは、必ず差分情報領域SFに空き領域ができるため、これを終了フラグで埋めることにする。これにより、特に1/mピクセルクロックのサイクル数kを、ピクセルクロック情報として乗せなくても、モニタ機器側ブロック200で終了フラグの数を確認すればサイクル数kを取得することができる。このようにして、ソース機器側ブロック100は、計数値h、サイクル数kを、伝送フレームのフレームヘッダに乗せて、モニタ機器側ブロック200に伝送することができる。
In the difference information areas SF3 and SF4 shown in FIG. 33, the above-described end flag “1000” shown in FIG. 30 is described. Thus, when the 1 / m pixel clock to be put on one transmission frame is 4 cycles or less, that is, when k ≦ 4 (k = 1, 2, 3, 4), there is always an empty area in the difference information area SF. Since this is possible, this is filled with an end flag. Thus, even if the 1 / m pixel clock cycle number k is not added as pixel clock information, the cycle number k can be acquired by checking the number of end flags in the monitor
<エラー対策>
一般に、伝送路においては、ランダムエラーが発生し、本光伝送システムにおいても例外なくランダムエラーが発生することになる。本発明の第2の実施の形態として示す光伝送システムにおいて、ピクセルクロック情報が伝送路エラーにより正しく伝送されない場合、ピクセルクロックを再生できず、画像データを正常に伝送できなくなってしまう。そこで、この伝送路エラーに対する対策を施し、以下に具体的に説明をする。
<Countermeasures for errors>
In general, a random error occurs in the transmission path, and a random error also occurs without exception in the present optical transmission system. In the optical transmission system shown as the second embodiment of the present invention, when the pixel clock information is not correctly transmitted due to a transmission path error, the pixel clock cannot be reproduced and the image data cannot be transmitted normally. Therefore, countermeasures against this transmission path error are taken and described in detail below.
上述したように、ピクセルクロック情報を、伝送フレームのフレームヘッダに乗せて伝送する場合、フレームヘッダの該当領域のデータ構造は、図34に示すようになり、フレームヘッダの32ビット(16ビット×2)の領域を要することになる。 As described above, when the pixel clock information is transmitted on the frame header of the transmission frame, the data structure of the corresponding region of the frame header is as shown in FIG. 34, and the frame header has 32 bits (16 bits × 2 ) Area is required.
上述したように、高速デバイス15、高速デバイス22は、8B10Bエンコード/デコード機能を有しており、この変換方式よって、パラレルデータからシリアルデータへ、シリアルデータからパラレルデータへのパラレル−シリアル変換を実行する。したがって、32ビットのピクセルクロック情報は、10B 4ワード分(10ビット×4)で伝送されることになる。つまり、1伝送フレームのピクセルクロック情報(1つのピクセルクロック情報)が、ソース機器側ブロック100からモニタ機器側ブロック200に正常に伝送するためには、10Bで40ビット分の情報を全て確実に伝送する必要がある。
As described above, the high-
以下に、伝送路エラーレートと、ピクセルクロック情報伝送の正常性について説明をする。光伝送路のエラーレートをPeとすると、1つのピクセルクロック情報が正常にモニタ機器側ブロック200に伝送される確率Paは、以下に示す(2)式のようになる。
The transmission path error rate and the normality of pixel clock information transmission will be described below. When the error rate of the optical transmission line is Pe, the probability Pa that one piece of pixel clock information is normally transmitted to the monitor
Pa=(1−Pe)40 ・ ・ ・ (2)
したがって、1つのピクセルクロック情報が正常にモニタ機器側ブロック200に伝送されない確率Pbは、以下に示す(3)式のようになる。
Pa = (1-Pe) 40 (2)
Therefore, the probability Pb that one pixel clock information is not normally transmitted to the monitor
Pb=1−Pa=1−(1−Pe)40 ・ ・ ・ (3)
例えば、光伝送路のエラーレートがPe=10−12であるとすると、(3)式より、Pb=1−(1−10−12)40≒4×10−11となる。
Pb = 1-Pa = 1- (1-Pe) 40 (3)
For example, assuming that the error rate of the optical transmission line is Pe = 10 −12 , Pb = 1− (1−10 −12 ) 40 ≈4 × 10 −11 from the equation (3).
これは、1/Pb=1/(4×10−11)=2.5×1010回に一回、正常な伝送ができない、つまりエラーが生ずるということを示している。ピクセルクロック情報は、伝送フレーム毎に1つずつ乗せられている。つまり1/Pb×8.32μs=57.8時間に1回、ピクセルクロック情報が正常に伝送されないことになる。ピクセルクロック情報が正常に伝送されない場合の動作は全く予想することができず、正常に伝送されない確率は、できるだけ低くすることが望まれる。 This indicates that normal transmission cannot be performed once every 1 / Pb = 1 / (4 × 10 −11 ) = 2.5 × 10 10 times, that is, an error occurs. Pixel clock information is carried one by one for each transmission frame. That is, pixel clock information is not normally transmitted once every 1 / Pb × 8.32 μs = 57.8 hours. The operation when the pixel clock information is not normally transmitted cannot be predicted at all, and the probability that the pixel clock information is not normally transmitted is desired to be as low as possible.
そこで、同一伝送フレーム内に、ピクセルクロック情報を複数回載せ、この伝送フレームを受信したモニタ機器側ブロック200にて、多数決判定させることで、上述したようなピクセルクロック情報の伝送エラーが生ずる確率を低下させる。 Therefore, by placing pixel clock information a plurality of times in the same transmission frame and making a majority decision at the monitor device side block 200 that has received this transmission frame, the probability that a transmission error of the pixel clock information as described above will occur can be obtained. Reduce.
本実施例では、同一伝送フレーム内に同一内容のピクセルクロック情報を3回載せることにする。このとき、モニタ機器側ブロック200は、ピクセルクロック情報として受信した3つのデータのうち、2つ以上同一であるデータをピクセルクロック情報として選択、つまり、最も多いデータをピクセルクロック情報とする多数決判定をする。これにより、正常に伝送される確率を上げることができる。
In this embodiment, pixel clock information having the same content is placed three times in the same transmission frame. At this time, the monitor
図35に、同一伝送フレーム内で乗せる3つのピクセルクロック情報を、それぞれA、B、Cとしたときの、起こりうる結果(○印、×印で示す。)とその確率、及び多数決判定結果を示す。図35に示す○印は、正しく受信されたピクセルクロック情報であることを示し、×印は、正しく受信されなかったピクセルクロック情報であることを示す。 FIG. 35 shows the possible results (indicated by ◯ and X), their probabilities, and majority decision results when the three pixel clock information to be placed in the same transmission frame are A, B, and C, respectively. Show. A circle mark shown in FIG. 35 indicates that the pixel clock information is correctly received, and a cross mark indicates that the pixel clock information is not correctly received.
図35に示すように、ピクセルクロック情報として受信された3つのデータのうち、少なくとも互いに一致するデータがあった場合、そのデータをピクセルクロック情報として選択するという受信動作をした際に、一致したデータが正常に受信できているパターンは、パターン1、2、3、5の4パターンである。このパターン1、2、3、5となる確率Pgは、Pg=Pa3+3×(Pa2×Pb)であり、(2)式、(3)式を代入し、エラーレートPeとしてPe=10−12を用いると、Pg≒1−10−20となる。
As shown in FIG. 35, when there is at least matching data among the three data received as pixel clock information, the matching data is selected when the receiving operation is performed to select the data as pixel clock information. There are four
また、図35に示すように、ピクセルクロック情報として受信された3つのデータのうち、少なくとも互いに一致するデータがあった場合、そのデータをピクセルクロック情報として選択するという受信動作をした際に、一致したデータが正常に受信できていないパターンは、パターン4、6、7、8の4パターンである。このパターン4、6、7、8となる確率Pngは、Png=3×Pa×Pb2+Pb3であり、(2)式、(3)式を代入し、エラーレートPeとしてPe=10−12を用いると、Png≒10−20となる。
In addition, as shown in FIG. 35, when there is at least matching data among the three data received as the pixel clock information, when the receiving operation is performed to select the data as the pixel clock information, the matching is performed. There are four
Png=10−20であることから、モニタ機器側ブロック200における受信動作として、ピクセルクロック情報として受信された3つのデータのうち、少なくとも互いに一致するデータがあった場合、そのデータをピクセルクロック情報として選択するようにした場合、1020フレームに1回、正常にピクセルクロック情報を受信できず、1020×8.32[μs]=8.32×1014[s]=9.6×109[日]に1回、正常に受信できないという確率になる。
Since Png = 10 −20 , if there is at least matching data among the three data received as the pixel clock information as the reception operation in the monitor
したがって、1伝送フレーム中にピクセルクロック情報を1つしか乗せない場合には、57.8時間に1回、つまり、3日に1回は伝送エラーが生じてしまうが、1伝送フレーム中にピクセルクロック情報としてデータを3つ乗せ、受信側では、2つ以上のデータが一致した場合に、これをピクセルクロック情報とする多数決判決を実行することで、9.6×109[日]に1回しか伝送エラーを生じないように、エラー伝送が生ずる確率を大幅に低下させることができる。 Therefore, when only one pixel clock information is put in one transmission frame, a transmission error occurs once in 57.8 hours, that is, once every three days. Three pieces of data are added as clock information. When two or more pieces of data coincide with each other on the receiving side, a majority decision using this as pixel clock information is executed, so that 9.6 × 10 9 [day] is set to 1 The probability of error transmission can be greatly reduced so that transmission errors only occur once.
上述したピクセルクロック情報は、フレームヘッダに限らず、伝送フレーム内の後半部分に乗せてもよく、また4ワード×3回の情報を1ワードずつ散りばめて伝送フレーム内に乗せてもよい。 The pixel clock information described above may be placed not only in the frame header but also in the latter half of the transmission frame, or may be placed in the transmission frame by spreading information of 4 words × 3 times one word at a time.
なお、図1、図18、図20、図21A、図21Bに示す光伝送システムは、例えば、ソース機器側ブロック100、モニタ機器側ブロック200を、それぞれコネクタ端子部とし、光ケーブル300で接続された光伝送ケーブルなどに適用される。
1, 18, 20, 21 </ b> A, and 21 </ b> B, for example, the source
また、ソース機器側ブロック100のRGBインターフェース11、制御信号インターフェース12、RGBインターフェースブロック13、ロジック部14、高速デバイス15をソース機器に搭載させ、モニタ機器側ブロック200の高速デバイス22、ロジック部23、RGBインターフェースデバイス24、RGBインターフェース25、制御信号インターフェース26をモニタ機器に搭載させるようにしてもよい。
In addition, the
このとき、図1の場合、光伝送ケーブルは、E/O変換部16、O/E変換部17を一方のコネクタ端子部とし、O/E変換部21、E/O変換部27を他方のコネクタ端子部とし、光ケーブル300a、300bで接続されたケーブルとなる。
At this time, in the case of FIG. 1, the optical transmission cable uses the E /
図18の場合、光伝送ケーブルは、E/O変換部16、O/E変換部17、E/O変換部18を一方のコネクタ端子部とし、O/E変換部21、E/O変換部27、O/E変換部28を他方のコネクタ端子部とし、光ケーブル300a、300b、300cで接続されたケーブルとなる。
In the case of FIG. 18, the optical transmission cable uses the E /
図20の場合、光伝送ケーブルは、E/O変換部16、O/E・E/O変換部51、ファイバ結合ブロック57を一方のコネクタ端子部とし、O/E変換部21、O/E・E/O変換部61、ファイバ結合ブロック67を他方のコネクタ端子部とし、光ケーブル300a、300dで接続されたケーブルとなる。
In the case of FIG. 20, the optical transmission cable has the E /
図21A、図21Bの場合、光伝送ケーブルは、E/O変換部16を一方のコネクタ端子部とし、O/E変換部21を他方のコネクタ端子部とし、光ケーブル300aで接続されたケーブルとなる。
In the case of FIGS. 21A and 21B, the optical transmission cable is a cable connected by an
なお、説明のため、本発明の第1の実施の形態として示す光伝送システムと、第2の実施の形態として示す光伝送システムとは、それぞれ独立に記載しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、それぞれが有する各機能、各構成を互いに組み合わせて、或いは独立に用いることができる。 For the sake of explanation, the optical transmission system shown as the first embodiment of the present invention and the optical transmission system shown as the second embodiment are described independently, but the present invention is not limited thereto. It is not limited, and each function and configuration of each can be combined with each other or used independently.
13 RGB インターフェース(I/F)デバイス、14 ロジック部、15 高速デバイス、16 E/O変換部、17 O/E変換部、21 O/E変換部、22 高速デバイス、23 ロジック部、24 RGB インターフェース(I/F)デバイス、27 E/O変換部、100 ソース機器側ブロック、200 モニタ機器側ブロック、300,300a,300b 光ファイバ
13 RGB interface (I / F) device, 14 logic unit, 15 high speed device, 16 E / O conversion unit, 17 O / E conversion unit, 21 O / E conversion unit, 22 high speed device, 23 logic unit, 24 RGB interface (I / F) device, 27 E / O converter, 100 source device side block, 200 monitor device side block, 300, 300a, 300b optical fiber
Claims (10)
上記ソース機器側ブロックより供給されるデジタルビデオ信号と、複数のソース機器側制御信号とを含む電気信号を、上記デジタルビデオ信号のピクセルクロックに同期したクロックで1本のストリームに多重化する多重化/分離手段と、
上記多重化/分離手段によって多重化された上記ストリームを、パラレル信号から高速伝送レートのシリアル信号に変換するパラレル/シリアル信号変換手段と、
上記パラレル/シリアル変換手段によって変換された高速伝送レートのシリアル信号を、電気信号から光信号に変換する第1の電気/光信号変換手段と、
上記光信号を上記モニタ機器側ブロックに光伝送する第1の光伝送手段と、
上記第1の光伝送手段によって光伝送された上記光信号を、上記高速伝送レートのシリアル信号である電気信号に変換する第1の光/電気信号変換手段と、
上記第1の光/電気信号変換手段によって変換された、上記高速伝送レートのシリアル信号を、上記パラレル信号に変換するシリアル/パラレル信号変換手段と、
上記シリアル/パラレル信号変換手段によって変換された上記パラレル信号である、上記多重化されたストリームを分離して、上記デジタルビデオ信号と、上記複数のソース機器側制御信号とを取り出す分離/多重化手段とを有する第1の光伝送系と、
上記モニタ機器側ブロックより供給される電気信号である複数のモニタ機器側制御信号を、上記分離/多重化手段によって、1本のストリームに多重化すると共に、非同期方式のシリアル信号に変換し、
上記分離/多重化手段によって変換されたシリアル信号を、電気信号から光信号に変換する第2の電気/光信号変換手段と、
上記光信号を上記ソース機器側ブロックに光伝送する第2の光伝送手段と、
上記第2の光伝送手段によって光伝送された上記光信号を、上記非同期方式のシリアル信号である電気信号に変換する第2の光/電気信号変換手段とを有し、
上記第2の光電気信号変換手段によって変換された、上記非同期方式のシリアル信号を、上記多重化/分離手段で、上記1本のストリームに多重化されたパラレル信号に変換すると共に分離して、上記複数のモニタ機器側制御信号を取り出す第2の光伝送系とを備えること
を特徴とする光伝送システム。 In an optical transmission system that converts an electrical signal into an optical signal and optically transmits between the source device side block and the monitor device side block,
Multiplexing that multiplexes an electric signal including a digital video signal supplied from the source device side block and a plurality of source device side control signals into one stream with a clock synchronized with a pixel clock of the digital video signal. / Separation means;
Parallel / serial signal converting means for converting the stream multiplexed by the multiplexing / demultiplexing means from a parallel signal into a serial signal at a high transmission rate;
First electrical / optical signal conversion means for converting a serial signal of a high-speed transmission rate converted by the parallel / serial conversion means from an electrical signal to an optical signal;
First optical transmission means for optically transmitting the optical signal to the monitor device side block;
First optical / electrical signal conversion means for converting the optical signal optically transmitted by the first optical transmission means into an electrical signal that is a serial signal of the high-speed transmission rate;
Serial / parallel signal converting means for converting the high-speed transmission rate serial signal converted by the first optical / electrical signal converting means into the parallel signal;
Separation / multiplexing means for separating the multiplexed stream, which is the parallel signal converted by the serial / parallel signal conversion means, and extracting the digital video signal and the plurality of source device side control signals A first optical transmission system comprising:
A plurality of monitor device side control signals, which are electrical signals supplied from the monitor device side block, are multiplexed into a single stream by the demultiplexing / multiplexing means, and converted into an asynchronous serial signal,
Second electrical / optical signal conversion means for converting the serial signal converted by the demultiplexing / multiplexing means from an electrical signal to an optical signal;
Second optical transmission means for optically transmitting the optical signal to the source device side block;
Second optical / electrical signal conversion means for converting the optical signal optically transmitted by the second optical transmission means into an electrical signal that is the asynchronous serial signal;
The asynchronous serial signal converted by the second photoelectric signal converting means is converted into a parallel signal multiplexed into the one stream by the multiplexing / separating means and separated, An optical transmission system comprising: a second optical transmission system that extracts the plurality of monitor device side control signals.
を特徴とする請求項1記載の光伝送システム。 The demultiplexing / multiplexing means multiplexes the plurality of monitor device side control signals into a single stream, converts the control signals into serial signals, and further encodes them by an encoding method using a biphase signal. The optical transmission system according to claim 1, wherein the optical transmission system is converted into a serial signal.
上記シリアル/パラレル信号変換手段に、上記所定の周波数のリファレンスクロックを供給する第2のクロック供給手段とを有し、
上記第1の光伝送系及び上記第2の光伝送系に加え、
上記ソース機器側ブロックから供給される上記デジタルビデオ信号の上記ピクセルクロックを、電気信号から光信号に変換する第3の電気/光信号変換手段と、
上記光信号を上記モニタ機器側ブロックに光伝送する第3の光伝送手段と、
上記第3の光伝送手段によって光伝送された上記光信号を、上記ピクセルクロックである電気信号に変換し、上記分離/多重化手段に供給する第3の光/電気信号変換手段とを有する第3の光伝送系を備えること
を特徴とする請求項1記載の光伝送システム。 First clock supply means for supplying a reference clock having a predetermined frequency to the parallel / serial signal conversion means;
A second clock supply means for supplying a reference clock of the predetermined frequency to the serial / parallel signal conversion means;
In addition to the first optical transmission system and the second optical transmission system,
Third electrical / optical signal conversion means for converting the pixel clock of the digital video signal supplied from the source device side block from an electrical signal to an optical signal;
Third optical transmission means for optically transmitting the optical signal to the monitor device side block;
A third optical / electrical signal conversion unit that converts the optical signal optically transmitted by the third optical transmission unit into an electrical signal that is the pixel clock and supplies the electrical signal to the demultiplexing / multiplexing unit; The optical transmission system according to claim 1, comprising three optical transmission systems.
上記第2の光伝送系及び第3の光伝送系は、上記ソース機器側ブロックと、上記モニタ機器側ブロックとの間で、制御信号を互いに送受信し、双方向光通信を実行すること
を特徴とする請求項3記載の光伝送システム。 In a period in which the digital video signal is not transmitted in the first optical transmission system,
The second optical transmission system and the third optical transmission system transmit and receive control signals to and from each other between the source device side block and the monitor device side block to execute bidirectional optical communication. The optical transmission system according to claim 3.
上記第3の電気/光信号変換手段は、上記ピクセルクロックに代えて、上記1/Mピクセルクロックを電気信号から光信号に変換し、
上記第3の光伝送手段は、上記光信号を上記モニタ機器側ブロックに光伝送し、
上記第3の光/電気信号変換手段は、上記第3の光伝送手段によって光伝送された上記光信号を、上記1/Mピクセルクロックである電気信号変換し、
上記分離/多重化手段は、上記1/MピクセルクロックをM倍で逓倍するPLL(Phase Locked Loop)を有すること
を特徴とする請求項3記載の光伝送システム。 The multiplexing / separating means includes 1 / M frequency dividing means for generating a 1 / M pixel clock by dividing the pixel clock of the digital video signal supplied from the source device side block by a frequency division value M. Have
The third electrical / optical signal converting means converts the 1 / M pixel clock from an electrical signal to an optical signal instead of the pixel clock,
The third optical transmission means optically transmits the optical signal to the monitor device side block,
The third optical / electrical signal conversion means converts the optical signal optically transmitted by the third optical transmission means to an electrical signal that is the 1 / M pixel clock,
The optical transmission system according to claim 3, wherein the demultiplexing / multiplexing means includes a PLL (Phase Locked Loop) that multiplies the 1 / M pixel clock by M times.
上記シリアル/パラレル信号変換手段に、上記所定の周波数のリファレンスクロックを供給する第2のクロック供給手段とを有し、
上記第2の光伝送系において、
上記第2の光/電気変換手段は、上記ソース機器側ブロックから供給される上記デジタルビデオ信号の上記ピクセルクロックを、電気信号から光信号に変換し、
上記第2の光伝送手段は、上記光信号を上記モニタ機器側ブロックに光伝送し、
上記第2の電気/光変換手段は、上記第2の光伝送手段によって光伝送された上記光信号を、上記ピクセルクロックである電気信号に変換し、上記分離/多重化手段に供給すること
を特徴とする請求項1記載の光伝送システム。 First clock supply means for supplying a reference clock having a predetermined frequency to the parallel / serial signal conversion means;
A second clock supply means for supplying a reference clock of the predetermined frequency to the serial / parallel signal conversion means;
In the second optical transmission system,
The second optical / electrical conversion means converts the pixel clock of the digital video signal supplied from the source device side block from an electrical signal to an optical signal,
The second optical transmission means optically transmits the optical signal to the monitor device side block,
The second electrical / optical conversion means converts the optical signal optically transmitted by the second optical transmission means into an electrical signal that is the pixel clock, and supplies the electrical signal to the demultiplexing / multiplexing means. The optical transmission system according to claim 1, wherein:
上記第2の光伝送系は、上記ソース機器側ブロックと、上記モニタ機器側ブロックとの間で、制御信号を互いに送受信し、双方向光通信を実行すること
を特徴とする請求項6記載の光伝送システム。 In a period in which the digital video signal is not transmitted in the first optical transmission system,
The said 2nd optical transmission system transmits and receives a control signal mutually between the said source apparatus side block and the said monitor apparatus side block, and performs bidirectional | two-way optical communication. Optical transmission system.
上記第2の光/電気信号変換手段は、上記ピクセルクロックに代えて、上記1/Mピクセルクロックを電気信号から光信号に変換し、
上記第2の光伝送手段は、上記光信号を上記モニタ機器側ブロックに光伝送し、
上記第2の電気/光信号変換手段は、上記第2の光伝送手段によって光伝送された上記光信号を、上記1/Mピクセルクロックである電気信号変換し、
上記分離/多重化手段は、上記1/MピクセルクロックをM倍で逓倍するPLL(Phase Locked Loop)を有すること
を特徴とする請求項6記載の光伝送システム。 The multiplexing / separating means includes 1 / M frequency dividing means for generating a 1 / M pixel clock by dividing the pixel clock of the digital video signal supplied from the source device side block by a frequency division value M. Have
The second optical / electrical signal conversion means converts the 1 / M pixel clock from an electric signal to an optical signal instead of the pixel clock,
The second optical transmission means optically transmits the optical signal to the monitor device side block,
The second electrical / optical signal converting means converts the optical signal optically transmitted by the second optical transmission means to an electrical signal that is the 1 / M pixel clock,
7. The optical transmission system according to claim 6, wherein the demultiplexing / multiplexing means includes a PLL (Phase Locked Loop) that multiplies the 1 / M pixel clock by M times.
を特徴とする請求項1記載の光伝送システム。 Making the first optical transmission system into a plurality of channels according to a necessary band required for optical transmission of the digital video signal;
The optical transmission system according to claim 1.
上記多重化/分離手段に供給される上記ピクセルクロックの供給状態を監視するピクセルクロック監視手段と、
上記ピクセルクロック監視手段によって、上記ピクセルクロックが上記多重化/分離手段に供給されていないと判定された場合に、上記クロック発振手段によって発振された上記クロックを上記ピクセルクロックの代わりに、上記多重化/分離手段に供給するよう切り替える供給切り替え手段とを備えること
を特徴とする請求項1記載の光伝送システム。
Clock oscillation means for oscillating a clock synchronized with the pixel clock of the digital video signal;
Pixel clock monitoring means for monitoring a supply state of the pixel clock supplied to the multiplexing / demultiplexing means;
When the pixel clock monitoring means determines that the pixel clock has not been supplied to the multiplexing / demultiplexing means, the multiplexing of the clock generated by the clock oscillation means instead of the pixel clock is performed. The optical transmission system according to claim 1, further comprising: a supply switching unit configured to switch to supply to the separation unit.
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Cited By (3)
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JP2007300487A (en) * | 2006-05-01 | 2007-11-15 | Sony Corp | Optical transmission unit and optical cable inspection method |
JP4843683B2 (en) * | 2005-12-21 | 2011-12-21 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | Open fiber control and propagation of optical loss in channel links between time division multiplexed systems |
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---|---|---|---|---|
JP4843683B2 (en) * | 2005-12-21 | 2011-12-21 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | Open fiber control and propagation of optical loss in channel links between time division multiplexed systems |
JP2007300487A (en) * | 2006-05-01 | 2007-11-15 | Sony Corp | Optical transmission unit and optical cable inspection method |
CN109644290A (en) * | 2018-11-02 | 2019-04-16 | 上海极清慧视科技有限公司 | Data switching device, data acquisition device and system, method |
CN109644290B (en) * | 2018-11-02 | 2022-03-08 | 上海极清慧视科技有限公司 | Data switching device, data acquisition device, system and method |
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