JP2010541430A - Ｘｆｐフォームファクタを用いた光インターフェイス上におけるシリアルビデオ信号の波長分割多重化 - Google Patents

Abstract

ＸＦＰコネクタの特定のピンは、コネクタが、例えば１１．８８Ｇｂ／ｓの４つのシリアルデータストリームを受信し（受信器のために）、４つの１１．８８Ｇｂ／ｓシリアルデータストリームを出力（送信器のために）することを可能にするようにリパーパスされる。４つのデータストリームは、単一の光ファイバを介する送信のためにＸＦＰモジュール内において多重化される波長であり、４７．５２Ｇｂ／ｓの総インターフェイス容量を提供する。ＸＦＰ受信器モジュールは、ＷＤＭ信号を１１．８８Ｇｂ／ｓの４つのシリアルデータストリームに変換して戻すように定義される。

Description

（背景）
本開示は、概して、信号伝送に関し、より詳細には、より高い帯域幅のビデオフォーマットで用いられるインターフェイスに関する。

超高品位テレビ（ＵＨＤＴＶ）などの、より高い帯域幅のビデオフォーマットの鮮明度によって、そのようなフォーマットの搬送のためのインターフェイス能力は、その鮮明度に見合う大きさでなければならない。ＵＨＤＴＶイメージフォーマットは、７．５Ｇｂ／ｓ〜最大７２Ｇｂ／ｓの範囲のインターフェイス能力を必要とする。１．４８５Ｇｂ／ｓで動作する現在のＨＤ−ＳＤＩインターフェイスを用いて、ＵＨＤＴＶは、イメージフォーマットおよびサンプリング構造によって８〜４８超の複数リンクを必要とする。これは、コストのかかる解決策であるのみならず、技術的にも厄介である。すべてのリンクは、同期している状態にある必要があり、追加のハードウェアを必要とする。すべてのＨＤ−ＳＤＩ「差込み口」に必要とされる空間（ｒｅａｌ ｅｓｔａｔｅ）はかなりの量であり、システムコストの増加となる。最後にケーブル配線のコストおよび複雑さは、相当なものである。

ビデオ産業内における別の要件は、施設間、装置ラック間、および放送車両外における物理的リンク（電気リンクおよび光リンクの両方）の数を減らすことである。これはまた、シリアルビデオルータなどの複数の大きな装置内における要件でもある。複数のＨＤ信号を単一の光ファイバリンクに結合させることは、（必要とされるファイバ伝送路がより少なくなり）設置のコストを低減させ、ケーブル配線資源のより効率的な使用を提供する。従って、光ファイバを用いる現在の設備が、光ファイバの数を増やすことなく、その容量を増やすことを可能にするニーズが存在する。

デジタルシネマ（Ｄシネマ）産業において、ＳＭＰＴＥ ４３５Ｍの下で標準化された、１０．６９２ Ｇｂ／ｓの光インターフェイス容量を用いる装置が開発された。Ｄシネマフォーマットが大きくなってくると、Ｄシネマフォーマットはついには現在の１０．６９２Ｇｂ／ｓインターフェイス容量を超える。従って、４つの１０．６９２ Ｇｂ／ｓ信号を結合し、現在および将来のＤシネマフォーマットのための非常に高帯域幅インターフェイスを作るニーズが存在する。

（概要）
本開示は、光モジュール内において波長分割多重化（ＷＤＭ）を用いた単一の光ファイバインターフェイスを介して超高帯域幅ビデオ信号を送信する方法を説明する。開示される技術の一例示は、ＸＦＰフォームファクタを用い、３Ｇｂ／ｓ〜１２Ｇｂ／ｓ（公称）の４つのシリアルビデオストリームの入力のための物理的接続を画定し、該ストリームは、ＷＤＭを用いて結合されたとき、１２Ｇｂ／ｓ〜４８Ｇｂ／ｓ（公称）容量の光インターフェイスを生成する。この高帯域幅容量のインターフェイスは、複数の高品位テレビ（ＨＤＴＶ）信号の搬送、または次世代超高品位テレビ（ＵＨＤＴＶ）およびＤシネマのフォーマットのために用いられ得る。

開示される技術は、超高帯域幅のビデオデータの搬送のために超高品位テレビ（ＵＨＤＴＶ）のためのＧｅｎｎｕｍの１１．８８Ｇｂ／ｓシリアルビデオデータインターフェイスの提案において用いられる。ＵＨＤＴＶ画像フォーマットは、７．５Ｇｂ／ｓ〜最大７２Ｇｂ／ｓの範囲のインターフェイス容量を必要とする。ＧｅｎｎｕｍのＵＨＤＴＶインターフェイス解決策は、複数の１１．８８Ｇｂ／ｓ光インターフェイスにおけるこれらの大画像フォーマットの搬送を定義する。これらの画像フォーマットの搬送に必要とされる光インターフェイスの数を減らすために、本開示は、ＸＦＰコネクタが１１．８８Ｇｂ／ｓの４つのシリアルデータストリームを受容するか（受信器のために）、または１１．８８Ｇｂ／ｓの４つのシリアルデータストリームを出力する（送信器のために）ように定義されることを提案する。４つのデータストリームは、単一の光ファイバを介する送信のためにＸＦＰモジュール内において波長分割多重化され、４７．５２Ｇｂ／ｓの総インターフェイス容量を提供する。ＸＦＰ受信器モジュールは、ＷＤＭ信号を１１．８８Ｇｂ／ｓの４つのシリアルデータストリームに変換して戻すように定義される。

開示される技術はまた、他の高品位シリアルビデオデータインターフェイスのための光「コンバイナ」解決策においても用いられ得る。この場合、２．９７Ｇｂ／ｓの４つのＳＤＩ信号（１０８０ｐ５０／６０ビデオフォーマットの搬送のために用いられる）は、１１．８８Ｇｂ／ｓ光リンクに結合され得る。上記のパラグラフにおいて説明されるように、４つの３Ｇ−ＳＤＩ信号は、ＷＤＭを用いて送信モジュールまたは送信器モジュールにおいて結合され、波長分割逆多重化（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｅｖｉｓｉｏｎ ｄｅ−ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を用いて受信器モジュールにおいて分離される。

本開示が容易に理解されかつ直ちに実施されるために、開示される技術は、以下の図面に関連して、限定することなく例示の目的のために、ここで説明される。

図１Ａおよび図１Ｂは、ＸＦＰ接続性を利用するＸＦＰ出力ピンの再定義（リパーパス）を例示する。 図２は、ＸＦＰ受信器モジュールおよびＸＦＰ送信器モジュールの両方の概念的ブロック図である。 図３は、図２に示される受信器モジュールおよび送信器モジュールを用いる高水準システムのブロック図である。

（詳細な説明）
提案される技術は、ＸＦＰフォームファクタに基づいて光送信器モジュールおよび光受信器モジュールの両方を定義する。ＸＦＰフォームファクタは、Ｍｕｌｔｉ Ｓｏｕｒｃｅ Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ（ＭＳＡ）Ｇｒｏｕｐの下で開発された。ＸＦＰ ＭＳＡ Ｇｒｏｕｐは、ＸＦＰモジュールのための仕様を作成した。この標準は、保持器（ｃａｇｅ）設計と、フォームファクタ（外形、サイズなど）と、ＩＣインターフェイスとを含む。例えば、１０Ｇｂｉｔ ＸＦＰモジュールは、シリアル電気信号を外部のシリアル光信号またはシリアル電気信号に変換する。ＸＦＰモジュールは、ホットプラガブル（ｈｏｔ ｐｌｕｇｇａｂｌｅ）であり、同じモジュール内において、ＳＯＮＥＴ［ＯＣ１９２／ＳＴＭ−６４］と、１０Ｇ Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌと、Ｇ．７０９と、１０Ｇｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）とをサポートする。

ＸＦＰ電気ポートは、１つの差動送信ポート［ＴＤ］と、１つの差動受信ポート［ＲＤ］と、差動基準クロック［ＲｅｆＣＫ］と、図１Ａに示されるような他の追加の制御信号とを有する。ＸＦＰモジュールは、３つの異なる電源、すなわち１．８ｖ、３．３ｖ、５ボルトと、オプションの−５．２ボルトとを用いる。

ＸＦＰモジュールの物理的電気インターフェイスは、図１Ｂに示されるように、再定義される。図１Ｂにおいて、丸がつけられた４つのピン（２０、２２、２４、および２５）は、リパーパスされる。ＸＦＰモジュールの標準の定義は、データ入力信号対（ピン１７および１８）とデータ出力信号対（ピン２８および２９）とを有するトランシーバである。本開示は、受信器モジュールおよび送信器モジュールであって、その各々が４つのシリアル差動入力（送信器モジュール）または４つのシリアル差動出力（受信器モジュール）を必要とする、受信器モジュールおよび送信器モジュールを定義する。これらは、図１Ｂにおいて、Ｄ１＋／Ｄ１−〜Ｄ４＋／Ｄ４−としてラベルづけされる。

ＸＦＰモジュールは、相補基準クロックが送信データチャネルのためにピン２４および２５に提供されなければならないように定義される。ＸＦＰモジュールにおいて用いられるＧｅｎｎｕｍクロックおよびデータ回復（ＣＤＲ）デバイスの１つの固有の特徴は、ＣＤＲデバイスがこの基準クロックを必要としないことである。例として含まれるものは、カナダ、オンタリオ州のＧｅｎｎｕｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能である、Ｇｅｎｎｕｍ ＧＮ２００３Ｓ、ＧＮ２００４Ｓ、ＧＮ２０１３Ａ、およびＧＮ２０１４Ａである。本開示において、基準クロック入力ピンは、追加のシリアル差動データ対によって再定義（リパーパス）される。Ｇｅｎｎｕｍモジュールは、ＸＦＰ仕様においてＶＣＣ２（ピン２０および２２）として定義される１．８Ｖ電源を必要としない。Ｇｅｎｎｕｍモジュールは、本開示において定義される第４のシリアル差動データ対のために追加のピンを提供する。

公知の波長分割多重化（ＷＤＭ）技術は、複数の光信号が単一のファイバを介して結合されることを可能にする。各光信号は、ファイバを介して光学的に多重化される前に異なる波長を用いて生成される。本開示は、ＸＦＰモジュールの内部にＷＤＭをもたらし、その結果、モジュールの外部にいかなる光学「回路」も必要としない。ＸＦＰ送信器モジュール１０および受信器モジュール２０の両方の概念ブロック図は、図２に示される。上記に言及されたように、入力信号は３Ｇｂ／ｓ〜１２Ｇｂ／ｓ（公称）であり、結合された出力ストリームは１２Ｇｂ／ｓ〜４８Ｇｂ／ｓ（公称）であり得る。送信器モジュール１０および受信器モジュール２０内の、図２に示されるブロックは、機能的であり、必ずしもハードウェアに一致しない。

送信器モジュール１０において、４つの受信信号（Ｄ１〜Ｄ４）の各々は、トレース等化を通過し、リタイミングされ、問題のない適切にタイミングがとられたデータ信号を生成し、該データ信号は光送信器に入力される。４つの光送信器の出力は、波長分割マルチプレクサに入力され、該波長分割マルチプレクサは、単一の光ファイバによって搬送され得る出力信号を生成する。

受信器モード２０において、単一の信号は波長分割デマルチプレクサに入力され、該波長分割デマルチプレクサは４つの個々の信号を回復し、該４つの個々の信号の各々は、次いで図２に示される４つの信号経路、すなわち、光受信器、リタイマ、およびトレースドライブの信号経路のうちの１つの中に入力される。

図２から、単一の超高帯域幅光ファイバインターフェイスが波長分割多重化を用いて４つのシリアルビデオデータストリームを結合することによって実現され得ることが分かり得る。送信のために必要なすべての電気的構成要素および光学的構成要素は、ＸＦＰ標準を満足するデバイスハウジング１２内に含まれ、受信のために必要なすべての電気的構成要素および光学的構成要素は、ＸＦＰ標準を満足するデバイスハウジング２２内に含まれる。

図３を見ると、図３は、図２に示される送信器モジュール１０および受信器モジュール２０を例示する高水準システムブロック図である。図３は、４つのデータ信号をＸＦＰ送信器モジュール１０に提供するビデオマルチプレクサＡＳＩＣを備えているビデオ源を例示する。結合されたビデオ出力は、単一の光ビデオケーブルを介してビデオシンクに送信される。ビデオシンクは、ＸＦＰ受信器モジュール２０を含み、４つのデータ信号を回復し、出力し、該４つのデータ信号は、次いでビデオデマルチプレクサＡＳＩＣに出力される。

本開示は本開示の好ましい実施形態に関連して説明されたが、当業者は多くの修正および変形が可能であることを認識する。以下の特許請求の範囲は、すべてのそのような修正および変形を含むことが意図される。

Claims (16)

1. 波長分割多重化を用いて単一の光ファイバを介して高帯域幅のビデオ信号を送信する光送信器モジュールであって、
   ＸＦＰコネクタを有するデバイスハウジングであって、該ＸＦＰコネクタの特定のピンは、複数のシリアル差動入力（ＳＤＩ）信号を受信するためにリパーパスされる、デバイスハウジングと、
   該ＳＤＩ信号をシリアル光信号に変換するための該デバイスハウジング内に含まれる複数の光送信器回路と、
   単一の光ファイバを介する送信のために該シリアル光信号を光学的に多重化された信号に結合するための該デバイスハウジング内に含まれる波長分割マルチプレクサと
   を備えている、光送信器モジュール。
2. リパーパスされる前記特定のピンは、一対の基準クロックピンと一対の電源ピンとを含む、請求項１に記載の光送信器モジュール。
3. ４つの光信号経路をさらに含み、１つの信号経路は、前記受信された複数のＳＤＩ信号の各々に対する信号経路であり、該４つの光信号経路の各々は、トレース等化を提供し、前記複数の光送信器回路のうちの１つに該信号を入力する前にリタイミングする、請求項１に記載の光送信器モジュール。
4. 前記波長分割マルチプレクサは、３Ｇｂ／ｓ〜１２Ｇｂ／ｓ（公称）の４つのシリアル光ストリームを受信し、該ストリームを結合し、それぞれ１２Ｇｂ／ｓ〜４８Ｇｂ／ｓ（公称）の出力信号を生成するように構成される、請求項１に記載の光送信器モジュール。
5. 単一の光ファイバを介して送信される高帯域幅のビデオ信号を受信する光受信器モジュールであって、
   ＸＦＰコネクタを有するデバイスハウジングであって、該ＸＦＰコネクタの特定のピンは、複数のシリアル差動入力（ＳＤＩ）信号を出力するためにリパーパスされる、デバイスハウジングと、
   該デバイスハウジング内に含まれる波長分割マルチプレクサであって、該波長分割マルチプレクサは、単一の光ファイバから高帯域幅ビデオ信号を受信し、該高帯域幅ビデオ信号を複数のシリアル光信号に分離する、波長分割マルチプレクサと、
   該デバイスハウジング内に含まれる複数の光受信器回路であって、該複数の光受信器回路は、該複数のシリアル光信号を、出力されるべき複数のＳＤＩ信号に変換する、光受信器回路と
   を備えている、光受信器モジュール。
6. リパーパスされる前記特定のピンは、一対の基準クロックピンと一対の電源ピンとを含む、請求項５に記載の光受信器モジュール。
7. ４つの光信号経路をさらに含み、１つの信号経路は、前記受信された複数のＳＤＩ信号の各々に対する信号経路であり、該４つの光信号経路の各々は、リタイミングと、前記信号を出力するトレースドライバとを提供する、請求項５に記載の光受信器モジュール。
8. 前記波長分割デマルチプレクサは、１２Ｇｂ／ｓ〜４８Ｇｂ／ｓ（公称）の信号を受信し、該信号から３Ｇｂ／ｓ〜１２Ｇｂ／ｓ（公称）のそれぞれ４つのシリアル光ストリームを生成するように構成される、請求項５に記載の光受信器モジュール。
9. 波長分割多重化を用いて単一の光ファイバを介して高帯域幅のビデオ信号を光学的に送信する方法であって、
   ＸＦＰコネクタを有するデバイスハウジングにおいて複数のシリアル差動入力（ＳＤＩ）信号を受信することであって、該ＸＦＰコネクタの特定のピンは該複数のＳＤＩ信号のうちの特定の信号を受信するためにリパーパスされる、ことと、
   該ＳＤＩ信号をシリアル光信号に変換することと、
   波長分割マルチプレクサを用いて、単一の光ファイバを介する送信のために該シリアル光信号を光学的に多重化された信号に結合することと
   を包含する、方法。
10. 前記受信することは、前記ＳＤＩ信号の受信のためにリパーパスされるＸＦＰ基準クロックピンおよびＸＦＰ電源ピンにおいて複数のＳＤＩ信号を受信することを包含する、請求項９に記載の方法。
11. 前記変換の前に前記受信されたＳＤＩ信号の各々のトレース等化およびリタイミングをさらに包含する、請求項９に記載の方法。
12. 前記結合することは、３Ｇｂ／ｓ〜１２Ｇｂ／ｓ（公称）の４つのシリアル光ストリームを結合し、それぞれ１２Ｇｂ／ｓ〜４８Ｇｂ／ｓ（公称）の出力信号を生成することを包含する、請求項９に記載の方法。
13. 単一の光ファイバを介して送信される高帯域幅のビデオ信号を光学的に受信する方法であって、
    単一の光ファイバから高帯域幅のビデオ信号を受信することと、
    該高帯域幅のビデオ信号を複数のシリアル光信号に分離することと、
    該複数のシリアル光信号を複数のシリアル差動入力（ＳＤＩ）信号に変換することと、
    ＸＦＰコネクタを用いて該複数のＳＤＩ信号を出力することであって、該ＸＦＰコネクタの特定のピンは、該複数のＳＤＩ信号の特定の信号を出力するためにリパーパスされる、ことと
    を包含する、方法。
14. 前記出力することは、前記ＳＤＩ信号の出力のためにリパーパスされるＸＦＰ基準クロックピンおよびＸＦＰ電源ピンにおいて複数のＳＤＩ信号を出力することを包含する、請求項１３に記載の方法。
15. 前記出力の前に、前記ＳＤＩ信号の各々をリタイミングし、駆動することをさらに包含する、請求項１３に記載の方法。
16. 前記分離することは、１２Ｇｂ／ｓ〜４８Ｇｂ／ｓ（公称）の信号を分離し、それぞれ３Ｇｂ／ｓ〜１２Ｇｂ／ｓ（公称）のシリアル光ストリームを生成することを包含する、請求項１３に記載の方法。

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