KR101072624B1 - 디지털 인터페이스 장치 및 이를 이용한 멀티미디어 데이터전송 케이블 - Google Patents

디지털 인터페이스 장치 및 이를 이용한 멀티미디어 데이터전송 케이블 Download PDF

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Abstract

디지털 멀티미디어 인터페이스 및 이를 이용한 멀티미디어 전송 케이블이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 인터페이스 장치는 수신된 광신호를 복수 개의 멀티미디어 데이터 신호로 변환하고, 변환된 데이터 신호를 이용하여 클럭 신호를 추출한다. 이에 의해 데이터 신호 및 클럭신호를 함께 전송하는 경우 보다 낮은 회선속도로 전송이 가능하여 구현이 용이하다.
전송 케이블, TMDS, 멀티미디어 인터페이스, 멀티미디어 전송

Description

디지털 인터페이스 장치 및 이를 이용한 멀티미디어 데이터 전송 케이블 {Digital multimedia interface apparatus and multimedia data transmitting cable}
본 발명의 일 양상에 따른 기술분야는 멀티미디어 데이터 전송에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디지털 인터페이스 장치 및 이를 이용한 멀티미디어 데이터 전송 케이블에 관한 것이다.
본 연구는 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 선도기술시험지원사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 07-기반-05, 과제명: 광통신 부품 개발기술지원사업].
최근 HD급 고화질 디지털 방송 시대가 개막됨과 동시에 디지털 방송 청취와 관련된 셋톱박스(Set-top box)등의 A/V(Audio/Video)기기들도 등장하고 있다. 또한 이러한 A/V기기들과 텔레비전(Television) 등의 디스플레이 기기 사이에 대용량의 멀티미디어 데이터를 전송하기 위한 디지털 멀티미디어 인터페이스 및 전송기술에 대해서도 소개되고 널리 이용되고 있다.
이들 A/V기기와 디스플레이 기기 사이의 연결은 주로 구리로 된 케이블을 이 용한다. 그러나 구리선의 경우 속도 및 거리상의 제약이 있으므로, 광섬유를 이용한 광 전송기술에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 그런데, 광전송 기술을 이용하여 멀티미디어 데이터를 전송하기 위해서는 데이터 신호뿐만 아니라 클럭 신호도 함께 전송하여야 하므로 구성이 복잡해지거나, 전송속도가 높아야 하는 문제점이 있다.
일 양상에 따라, 수신된 멀티미디어 데이터 신호로부터 클럭 신호를 복원하는 디지털 멀티미디어 인터페이스 장치 및 이를 이용한 멀티미디어 데이터 전송 케이블을 제안한다.
일 양상에 따른 디지털 인터페이스 장치는, 적어도 하나 이상의 광신호를 수신하여 수신된 광신호를 전기 데이터 신호로 변환하는 광전변환부, 변환된 전기 데이터 신호를 복수 개의 전기 데이터 신호로 변환하는 출력 데이터 변환부 및 변환된 복수 개의 전기 데이터 신호로부터 클럭 신호를 추출하는 클럭복원부를 포함한다.
한편 다른 양상에 따른 디지털 인터페이스 장치는, 하나의 파장 다중화된 광신호를 수신하여 상기 수신된 파장 분할 다중화된 광신호를 복수 개의 광신호로 변환하는 파장분할역다중화부, 변환된 복수 개의 광신호를 복수 개의 전기 데이터 신호로 변환하는 광전변환부 및 변환된 복수 개의 전기 데이터 신호로부터 클럭 신호를 추출하는 클럭복원부를 포함한다.
한편 또 다른 양상에 따른 멀티미디어 데이터 전송 케이블은 클럭 신호를 제외한 복수 개의 데이터 신호만을 입력받아 하나의 광신호로 변환하는 송신부, 광신호를 전달하는 광섬유 및 광신호를 수신하여 복수 개의 전기 데이터 신호로 변환하고, 변환된 신호를 이용하여 클럭 신호를 추출하여 상기 복수 개의 데이터 신호와 함께 출력하는 수신부를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 복수 개의 병렬 데이터 신호만을 직렬 데이터 신호로 변환하여 광섬유를 통해 전송함으로써 데이터와 클럭 신호를 함께 전송하는 경우에 비해 전송속도를 낮출 수 있어 구현이 용이하다.
다른 실시예에 따르면, 복수 개의 병렬 데이터 신호를 광신호로 변환하여 파장분할다중화하는 과정에서 클럭 신호는 변환하지 않으므로 클럭 신호를 전송하는 데 필요한 부품 수를 줄일 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 인터페이스 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 디지털 인터페이스 장치(100)는 광전변환부(110), 출력데이터변환부(130) 및 클럭복원부(150)를 포함하는 수신부(160)와 전광변환부(180) 및 입력데이터변환부(190)을 포함하는 송신부(170)를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 입력 데이터 변환부(190)로 입력된 복수 개의 TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 병렬 데이터 신호는 하나의 직렬 전기 신호로 변환된다. 입력 데이터 변환부(190)는 직렬변환부(Serializer) 및 다중화부(Multiplexer)를 포함하여 구성될 수 있다. 변환된 전기 신호는 전광변환부(180)를 거쳐 광신호로 변환되며, 광섬유를 통해 반대편의 디지털 인터페이스 장치의 수신부로 전송된다. 수신된 광신호는 광전변환부(110)를 거쳐 전기 신호로 변환되고, 변환된 전기신호는 출력 데이터 변환부(130)를 통해 복수 개의 TMDS 데이터 신호로 변환된다. 출력 데이터 변환부(130)는 직병렬변환부(Deserializer) 및 역 다중화부(Demultiplexer)를 포함하여 구성될 수 있다. 변환된 복수 개의 TMDS 데이터 신호는 클럭복원부(150)로 입력되고, 클럭복원부(150)는 입력된 TMDS 데이터 신호를 기초로 하여 TMDS 클럭 신호를 추출하고, 추출된 TMDS 클럭신호와 TMDS 데이터 신호를 함께 출력한다.
일예로, 클럭복원부(150)는 적어도 하나의 CDR(Clock Data Recovery)회로를 포함하여 구성될 수 있다. CDR회로는 잡음이 섞인 데이터의 잡음을 제거하여 데이터를 복원하고, 데이터와 동기된 클럭을 만들어내는 기능을 수행하는 회로이다. 일반적으로 CDR회로는 아날로그 PLL(Phase-locked loop)을 포함하는 구성을 가지고, PLL을 이용하여 이진 데이터로부터 타이밍 클럭을 복원하고, 복원된 타이밍 클럭을 이용하여 데이터를 복원한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호증폭부 및 직병렬변환부를 포함하
는 수신부의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 출력데이터변환부(230)는 신호증폭부(232) 및 직병렬변환부(236)를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 광전변환부(210)을 통과한 전기신호는 신호증폭회로(232)를 통해 증폭되는데 신호증폭부(232)는 적어도 하나 이상의 증폭기를 포함하여 구성된다. 증폭된 신호는 다시 직병렬변환부(236)를 통과하여 복수 개의 TMDS 데이터 신호로 변환된다. 변환된 복수 개의 TMDS 데이터 신호는 클럭복원부(250)에 입력되고, 추출된 TMDS 클럭신호와 TMDS 데이터신호가 클럭복원부(250)로부터 출력된다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 신호증폭부, 데이터 복원부 및 직
병렬변환부 포함하는 수신부의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 출력데이터변환부(330)는 신호증폭부(332), 데이터복원부(334) 및 직병렬변환부(336)를 포함한다.
보다 구체적으로는, 수신된 광신호는 광전변환부(310)를 지나 직렬 전기 데이터 신호로 변환되고, 변환된 전기신호는 신호증폭부(332)로 입력되어 증폭된다. 그런데, 증폭기의 입력신호에 약간의 잡음이라도 섞이게 되면, 신호 증폭 과정상 그 잡음도 함께 증폭되므로 송신단에서 전송한 데이터와 증폭된 신호간 차이가 발생할 수 있으며, 이를 병렬화하여 클럭복원부(350)을 통해 클럭 신호를 추출할 경우 송신단과 수신단 사이의 클럭의 차이도 발생할 가능성이 있다. 따라서 이를 방지하기 위해 증폭된 신호를 데이터복원부(334)에 입력시켜 잡음을 제거하고, 복원된 데이터를 직병렬변환부(336)에 입력되어 복수 개의 TMDS 병렬 데이터 신호로 변 환한다. 일 예로, 데이터 복원부는 CDR회로를 이용하여 구현할 수 있다. 변환된 복수 개의 병렬 TMDS 데이터 신호는 클럭복원부(350)에 입력되고, 추출된 TMDS 클럭신호와 TMDS 데이터신호가 클럭복원부(350)로부터 출력된다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단일클럭복원부 및 시간지연부를
포함하는 클럭복원부를 포함하는 수신부의 구성도이다.
도 4를 참조하면, 클럭복원부(450)는 복수 개의 전기 데이터 신호 중 하나의 전기 데이터 신호에 연결된 단일클럭복원부 및 단일클럭복원부에 연결된 신호를 제외한 각각의 전기 데이터 신호에 연결된 복수 개의 시간 지연부를 포함한다.
보다 구체적으로는, 수신된 광신호는 광전변환부(410)및 출력데이터 변환부(430)를 거쳐 복수 개의 병렬의 TMDS 데이터 신호로 변환된다. 변환된 복수 개의 TMDS 데이터 신호 중 하나의 신호만이 단일클럭복원부(452)에 입력되어 클럭을 추출하고, 추출된 TMDS 클럭신호와 병렬의 TMDS 데이터신호가 클럭복원부(450)로부터 출력된다. 그런데 클럭을 복원하는 동안 단일클럭복원부(452)에 연결된 TMDS 데이터 신호와 다른 TMDS 데이터 신호들간에 필연적으로 시간지연이 발생하게 된다. 이 문제를 해결하기 위해 다른 데이터 신호들은 시간지연부(451)에 연결되어, 단일클럭복원부(452)에서 발생하는 지연만큼 시간 지연을 가지게 된다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파장 분할 다중화(WDM) 방식을 이용한 디지털 인터페이스 장치 및 케이블의 구성도이다.
도 5를 참조하면, 케이블(695)는 디지털 인터페이스 장치(500) 및 광섬유(578)을 포함한다. 디지털 인터페이스 장치(500)는 송신부(570) 및 수신부(560) 을 포함하며, 송신부(570)는 복수 개의 전광변환기(585)를 포함하는 전광변환부(580) 및 복수 개의 광신호를 파장분할다중화방식(WDM)을 이용하여 하나의 광신호로 변환하는 파장분할 다중화부(575)를 포함한다. 수신부(560)는 수신된 하나의 광신호를 복수 개의 광신호로 변환하는 파장 분할 역 다중화부(505), 복수 개의 광전변환기(515)를 포함하는 광전변환부(510) 및 클럭복원부(550)를 포함한다.
보다 구체적으로는, 전광변환부(580)으로 입력된 복수 개의 TMDS 병렬 데이터 신호는 각각의 전광변환기(580)를 통해 복수 개의 광신호로 변환된다. 변환된 광신호는 파장분활다중화부(575)에 의해 하나의 광신호로 변환된다. 이어서, 하나의 파장다중화된 광신호는 광섬유(578)를 통해 전송되어, 파장분할 역다중화부(505)에 입력된다. 입력된 광신호는 복수 개의 광신호로 변환되고, 변환된 복수 개의 광신호는 각각의 광전변환회로(515)를 통과하여 TMDS 데이터 신호로 변환된다. 변환된 복수개의 TMDS 데이터 신호는 클럭복원부(550)에 입력되고, 입력된 신호로부터 TMDS 클럭신호를 추출하여 추출된 TMDS 클럭신호와 TMDS 데이터신호를 함께 출력한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티미디어 데이터 전송 케이블의 구성
도이다.
도 6을 참조하면, 전송케이블(695)은 송신부(670)과 수신부(660) 및 광섬유(678)를 포함하며, 송신부는 입력데이터 변환부(690) 및 전광 변환부(680)를 포함하고 수신부는 광전변환부(610), 출력데이터변환부(630) 및 클럭복원부(650)를 포함하는 구성이다.
일 실시예에 따르면, 입력 데이터 변환부(690)로 입력된 복수 개의 TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 데이터 신호는 하나의 직렬 전기 신호로 변환된다. 입력 데이터 변환부(690)는 직렬변환부(Serializer) 및 다중화부(Multiplexer)를 포함하여 구성될 수 있다. 변환된 전기 신호는 전광변환부(180)를 거쳐 광신호로 변환되며, 광섬유(678)를 통해 반대편의 디지털 인터페이스 장치의 수신부로 전송된다. 수신된 광신호는 광전변환부(610)를 거쳐 전기 신호로 변환되고, 변환된 전기신호는 출력 데이터 변환부(630)를 통해 복수 개의 TMDS 데이터 신호로 변환된다. 출력 데이터 변환부(630)는 직병렬변환부(Deserializer) 및 역 다중화부(Demultiplexer)를 포함하여 구성될 수 있다. 변환된 복수 개의 TMDS 데이터 신호는 클럭복원부(650)로 입력되고, 클럭복원부(650)는 입력된 TMDS 데이터 신호를 기초로 하여 TMDS 클럭 신호를 추출하고, 추출된 TMDS 클럭신호와 TMDS 데이터 신호를 함께 출력한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 인터페이스를 이용한 데이터 전송방법을 도시한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 디지털 인터페이스 장치는 광신호를 수신하고 수신된 광신호를 복수 개의 전기신호로 복원한다(S710). 구체적으로, 수신된 광신호는 광전변환부에 의하여 전기 데이터 신호로 변환되고 변환된 신호는 직병렬변환부를 포함하는 데이터변환부에 의해 복수 개의 병렬 데이터 신호로 변환된다.
이어서, 변환된 전기 데이터 신호를 토대로 클럭복원부를 이용하여 클럭신호를 추출한다(S720). 일 예로 클럭복원부가 PLL을 포함하는 CDR회로를 포함하는 구 성을 가진다고 했을 때, 적어도 하나 이상의 데이터 신호가 클럭복원부로 입력되면 클럭복원부는 입력된 데이터 신호로부터 PLL을 이용하여 타이밍 클럭을 복원한다. 클럭 신호의 복원이 완료되면 추출된 클럭신호와 복수 개의 전기 데이터 신호를 함께 출력한다(S730).
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 인터페이스 장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호증폭부 및 직병렬변환부를 포함하는 수신부의 구성도,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 신호증폭부, 데이터 복원부 및 직병렬변환부 포함하는 수신부의 구성도,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단일클럭복원부 및 시간지연부를 포함하는 클럭복원부를 포함하는 수신부의 구성도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파장 분할 다중화(WDM) 방식을 이용한 디지털 인터페이스 장치 및 케이블의 구성도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티미디어 데이터 전송 케이블의 구성도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 인터페이스를 이용한 데이터 전송방법을 도시한 흐름도이다.

Claims (10)

  1. 수신된 광신호를 전기 데이터 신호로 변환하는 광전변환부;
    상기 변환된 전기 데이터 신호를 복수 개의 전기 데이터 신호로 변환하는 출력 데이터 변환부; 및
    상기 변환된 복수 개의 전기 데이터 신호로부터 클럭 신호를 추출하는 클럭복원부를 포함하고,
    상기 클럭복원부는
    상기 복수 개의 전기 데이터 신호 중 적어도 하나의 전기 데이터 신호에 연결되어 상기 하나의 전기 데이터 신호를 기반으로 타이밍 클럭을 복원하는 단일클럭복원부; 및
    상기 단일클럭복원부에 연결된 신호를 제외한 각각의 전기 데이터 신호에 연결되어 단일클럭복원부로 인해 발생하는 지연을 보상해주는 복수 개의 시간 지연부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 인터페이스 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 변환된 복수 개의 전기 데이터 신호는 멀티미디어 데이터 전송에 사용되는 TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 데이터 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 인터페이스 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 출력 데이터 변환부는
    상기 변환된 전기 데이터 신호를 증폭하는 신호 증폭부; 및
    상기 증폭된 전기 데이터 신호를 역다중화하고, 병렬의 복수 개의 전기 데이터 신호로 변환하는 직병렬변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 인터페이스 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 출력 데이터 변환부는
    상기 증폭된 전기 데이터 신호에 섞인 잡음을 제거하여 데이터를 복원하는 데이터 복원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 인터페이스 장치.
  5. 수신된 파장 분할 다중화된 광신호를 역다중화하여 복수 개의 병렬 광신호로 변환하는 파장분할역다중화부;
    상기 변환된 복수 개의 병렬 광신호를 복수 개의 병렬 전기 데이터 신호로 변환하는 광전변환부; 및
    상기 변환된 복수 개의 병렬 전기 데이터 신호로부터 클럭 신호를 추출하는 클럭복원부를 포함하고,
    상기 클럭복원부는
    상기 복수 개의 전기 데이터 신호 중 적어도 하나의 전기 데이터 신호에 연결되어 상기 하나의 전기 데이터 신호를 기반으로 타이밍 클럭을 복원하는 단일클럭복원부; 및
    상기 단일클럭복원부에 연결된 신호를 제외한 각각의 전기 데이터 신호에 연결되어 단일클럭복원부로 인해 발생하는 지연을 보상해주는 복수 개의 시간 지연부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 인터페이스 장치.
  6. 삭제
  7. 클럭 신호를 제외한 복수 개의 데이터 신호만을 입력받아 하나의 신호로 변환해주는 입력데이터변환부 및 전기신호를 광신호로 변환하는 전광변환부를 포함하는 송신부;
    상기 광신호를 전달하는 광섬유; 및
    상기 광신호를 수신하여 상기 복수 개의 전기 데이터 신호로 변환하고, 상기 변환된 신호를 이용하여 클럭 신호를 추출하여 상기 복수 개의 데이터 신호와 함께 출력하는 수신부를 포함하고,
    상기 수신부는
    수신된 광신호를 전기 데이터 신호로 변환하는 광전변환부;
    상기 변환된 전기 데이터 신호를 복수 개의 전기 데이터 신호로 변환하는 출력 데이터 변환부; 및
    상기 변환된 복수 개의 전기 데이터 신호로부터 클럭 신호를 추출하는 클럭복원부를 포함하고,
    상기 클럭복원부는
    상기 복수 개의 전기 데이터 신호 중 적어도 하나의 전기 데이터 신호에 연결되어 상기 하나의 전기 데이터 신호를 기반으로 타이밍 클럭을 복원하는 단일클럭복원부; 및
    상기 단일클럭복원부에 연결된 신호를 제외한 각각의 전기 데이터 신호에 연결되어 단일클럭복원부로 인해 발생하는 지연을 보상해주는 복수 개의 시간 지연부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 데이터 전송 케이블.
  8. 삭제
  9. 클럭 신호를 제외한 복수 개의 데이터 신호를 하나 이상의 광신호로 변환하여 전광변환부 및 전광변환된 광신호를 파장분할다중화하는 파장분할다중화부를 포함하는 송신부;
    상기 광신호를 전달하는 광섬유; 및
    상기 광신호를 수신하여 상기 복수 개의 전기 데이터 신호로 변환하고, 상기 변환된 신호를 이용하여 클럭 신호를 추출하여 상기 복수 개의 데이터 신호와 함께 출력하는 수신부를 포함하고,
    상기 수신부는
    수신된 파장 분할 다중화된 광신호를 역다중화하여 복수 개의 병렬 광신호로 변환하는 파장분할역다중화부;
    상기 변환된 복수 개의 병렬 광신호를 복수 개의 병렬 전기 데이터 신호로 변환하는 광전변환부; 및
    상기 변환된 복수 개의 병렬 전기 데이터 신호로부터 클럭 신호를 추출하는 클럭복원부를 포함하고,
    상기 클럭복원부는
    상기 복수 개의 전기 데이터 신호 중 적어도 하나의 전기 데이터 신호에 연결되어 상기 하나의 전기 데이터 신호를 기반으로 타이밍 클럭을 복원하는 단일클럭복원부; 및
    상기 단일클럭복원부에 연결된 신호를 제외한 각각의 전기 데이터 신호에 연결되어 단일클럭복원부로 인해 발생하는 지연을 보상해주는 복수 개의 시간 지연부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 데이터 전송 케이블.
  10. 삭제
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