KR101524745B1 - 단일 광 선로를 이용한 양방향 영상/음성/제어신호 전송장치 - Google Patents

단일 광 선로를 이용한 양방향 영상/음성/제어신호 전송장치 Download PDF

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Abstract

영상 및 음성 신호와 제어신호를 하나의 파이프 형태로 직렬화(serialization)하여 광에 직접 변조방식으로 실어 광섬유를 통해 전송할 수 있도록 한 단일 광 선로를 이용한 양방향 영상/음성/제어 신호 전송장치에 관한 것으로서, 높은 대역폭을 필요로 하는 영상과 음성 신호 및 낮은 대역폭의 제어 신호를 하나의 직렬 신호로 구성한 후, 광신호로 변조하여 출력하는 송신기; 상기 송신기로부터 전송된 광신호를 전기신호로 변환하고, 변환한 전기신호를 영상 및 음성신호와 제어 신호로 분리하고, 분리한 각각의 신호를 병렬 신호로 복원하는 수신기; 상기 송신기와 수신기 사이에 게재된 광파이버를 포함함으로써, 영상, 음성 및 부가적인 조절용 신호도 하나의 파이프 형태로 직렬화함으로써 단 하나의 광케이블로 양방향 통신이 가능하여, 각 신호 별로 별도의 광 송수신기를 사용하는 기존 방식과는 달리 단지 한 쌍의 광 송수신기만 사용하면 되므로, 시스템 설치의 간소화가 가능하고, 유지 보수의 효율성을 향상시키게 된다.

Description

단일 광 선로를 이용한 양방향 영상/음성/제어신호 전송장치{Apparatus for video/audio/control signals bi-direction transmission over single optical fiber}
본 발명은 단일 광 선로(single optical fiber)를 이용한 양방향 영상/음성/제어신호 전송에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 영상 및 음성 신호와 제어신호를 하나의 파이프 형태로 직렬화(serialization)하여 광에 직접 변조방식으로 실어 광섬유를 통해 전송할 수 있도록 한 단일 광 선로를 이용한 양방향 영상/음성/제어 신호 전송장치에 관한 것이다.
일반적으로, 광섬유를 통한 영상 전송 방식은 여러 개의 광섬유를 통한 전송과 광 파장분할다중화(WDM; Wavelength Division Multiplexing) 기술을 적용한 전송 방식을 사용하고 있다. 이 2가지 방식은 모두 도 1에 도시한 바와 같이, 영상 전송 커넥터(예를 들어, HDMI, DVI, DP, 기타)에서 출력되는 병렬의 신호수(주로 4채널)만큼 광 송신기와 광 수신기를 사용하며, 또한 전용 광 모듈을 사용해야 한다. 따라서 전용 광 모듈의 사용으로 비용적인 면에서 한계를 가진다.
또한, 여러 가닥의 광섬유를 사용함에 따른 전체 시스템의 설치 및 유지 보수 차원에도 불편함을 가지고 있다. 이러한 불편함을 해소하기 위해 도 2에 도시한 바와 같이, 광 파장분할다중화 기술을 적용하여 하나 혹은 두 개의 광섬유를 이용할 수 있는 전송방식이 개발되어 활용되고 있으나, 이 또한 추가 비용이 발생하여 고가의 제품으로 인식되어 시장 확장에 어려움을 가지고 있다.
광 통신을 이용하여 양방향 방송 서비스를 수행하기 위한 종래의 기술이 하기의 <특허문헌 1> 대한민국 공개특허 공개번호 10-2007-0060447호(2007.06.13. 공개)에 개시되었다.
<특허문헌 1>에 개시된 종래기술은 RF 형태의 상향 방송신호를 광신호로 변환하고, 광신호로 변환된 상향 통신 데이터와 파장 다중화하여 출력하는 복수의 양방향 방송가능 광 네트워크 터미널(ONT); 복수의 양방향 방송가능 광 네트워크 터미널에서 출력된 파장 다중된 상향 광신호를 수집하여 전송하는 광 분기 장치; 광 분기 장치로부터 파장 다중된 상향 광신호를 수신하고, 수신된 상향 광신호를 파장 역다중화하여 상향 방송 신호 및 상향 통신 데이터로 분리하는 양방향 방송가능 광 라인 터미널(OLT)을 구비한다.
이러한 <특허문헌 1>은 방송 서비스와 통신 서비스를 동시에 제공할 수 있게 된다.
대한민국 공개특허 공개번호 10-2007-0060447호(2007.06.13. 공개)
그러나 상기와 같은 일반적인 영상 전송 커넥터를 이용하는 광 통신 방식 및 종래기술은 전용 광 모듈을 사용해야하므로, 설치 비용이 많이 소요되고, 여러 가닥의 광 섬유를 사용함으로 인해 전체 시스템의 설치 및 유지 보수도 불편하다는 문제점이 있었다.
또한, 일반적인 광 통신 방식 및 종래기술은 성능면에서도 한계를 보이는 단점이 있다. 즉, 첫 번째로는 여러 광섬유 혹은 파장을 이용함에 따라 전송하는 거리가 길어지면 길어질수록 시간 동기화에 어려움이 발생하여 전송거리에 제한이 발생하며(일반적으로 2km 이내 전송 거리에서만 사용), 두 번째로는 디지털 고화질 영상 전송에는 디스플레이 정보(EDID: Extended Display Identification Data)에 따라 신호 송출부에 세팅이 필요하고, 이를 자동으로 감지하여 세팅하기 위해 양방향 통신이 필요한 데, 양방향 통신을 하기 위해서는 별도의 상향(upstream) 라인이 추가로 필요하다는 단점이 있다.
또한, 일반적인 광 통신 방식 및 종래기술은 여러 가닥의 광섬유를 사용함에 따른 시스템의 설치 및 유지 보수의 불편함을 개선하기 위해서, 광 파장분할다중화 기술을 사용하였으나, 이러한 광 파장분할다중화 기술도 추가 비용이 발생하고, 설치 비용이 많이 소요되어 대중적으로 확장하기에는 어려움이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 일반적인 광통신 방식 및 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 영상 및 음성 신호와 조절신호를 하나의 파이프 형태로 직렬화(serialization)하여 광에 직접 변조방식으로 실어 광섬유를 통해 전송할 수 있도록 한 단일 광 선로를 이용한 양방향 영상/음성/제어 신호 전송장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 직병렬화(SERDES: Serialize/Deserialize) 기술을 이용한 전기적 신호의 직렬화로 단일 광 파장을 사용함으로써, 복수의 파장 사용시 파장별 분산(dispersion)에 따른 시간 동기화의 어려움 없이 장거리 전송도 가능하도록 한 단일 광 선로를 이용한 양방향 영상/음성/제어 신호 전송장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 쉽고 편리한 단일 광 직접 변조 방식과 단일 광섬유 양방향 전송기술을 적용하여 시스템 설치를 간소화하고 유지 보수에 효율성을 도모하도록 한 단일 광 선로를 이용한 양방향 영상/음성/제어 신호 전송장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 단일 광 직접 변조방식을 사용하여 일반적으로 상용되는 광 송수신기를 사용할 수 있도록 한 양방향 영상/음성/제어 신호 전송장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 양방향 영상/음성/제어 신호 전송장치는 높은 대역폭을 필요로 하는 영상과 음성 신호 및 낮은 대역폭의 제어 신호를 하나의 직렬 신호로 구성한 후, 광신호로 변조하여 출력하는 송신기; 상기 송신기로부터 전송된 광신호를 전기신호로 변환하고, 변환한 전기신호를 영상 및 음성신호와 제어 신호로 분리하고, 분리한 각각의 신호를 병렬 신호로 복원하는 수신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 양방향 영상/음성/제어 신호 전송장치는 상기 송신기와 상기 수신기 사이에 게재되어, 광신호를 송수신해주는 단일 광파이버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 송신기는 송신 신호의 전송을 위한 제어 신호를 발생하는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU); 상기 마이크로 컨트롤 유닛의 제어에 따라 높은 대역폭을 필요로 하는 고화질의 영상과 음성 신호 및 낮은 대역폭의 제어 신호를 하나의 직렬 신호로 구성하는 오디오/비디오 프로세서; 상기 오디오/비디오 프로세서에서 출력되는 직렬 송신신호를 단일 광신호로 변조한 후 송출하는 광 송신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 오디오/비디오 프로세서는 송신할 영상과 제어 신호를 분석하여 클록과 영상 신호를 구분하여 출력하는 인코더; 상기 인코더에서 출력되는 수직/수평 동기신호를 기초로 영상 타이밍 신호를 검출하는 비디오 타이밍 검출기; 상기 인코더에서 출력되는 영상 신호를 전송 레이트(rate)에 맞는 단위로 묶어 출력하는 비디오 처리기; 오디오 신호를 입력받는 오디오 입력부; 상기 오디오 입력부를 통해 입력된 오디오를 상기 전송 레이트에 맞는 단위로 묶어 출력하는 오디오 처리기; 상기 비디오 타이밍 검출기와 비디오 처리기 및 오디오 처리기에서 각각 출력되는 클록과 비디오 및 오디오를 하나의 단위로 묶어 송신신호로 출력하는 팩부; 상기 팩부에서 출력되는 송신신호를 버퍼링하는 버퍼; 상기 버퍼에서 출력되는 송신신호를 전송 속도에 맞게 직렬 신호로 재구성하는 서데스(serdes)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 팩부는 3개의 버스를 통해 클록, 영상 신호 및 오디오 신호를 각각 입력받는 것을 특징으로 한다.
상기에서 팩부는 영상 신호의 블랭크 구간에 음성 신호 및 제어 신호를 삽입하여 클록과 비디오 및 오디오를 하나의 단위로 묶는 것을 특징으로 한다.
상기에서 버퍼는 송신신호를 하나의 버스를 통해 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 수신기는 단일 광파이버를 통해 수신한 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 광 수신기; 수신 신호의 출력을 위한 제어 신호를 발생하는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU); 상기 마이크로 컨트롤 유닛의 제어에 따라 수신한 직렬 수신 신호를 영상과 음성 신호 및 제어 신호로 분리하는 오디오/비디오 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 오디오/비디오 프로세서는 수신신호를 전송 속도에 맞게 재구성하여 병렬 신호로 만드는 서데스; 상기 서데스에서 출력되는 수신 신호를 버퍼링하는 버퍼; 상기 버퍼에서 버퍼링된 수신 신호를 클록과 영상 신호 및 오디오 신호로 분리하는 신호 분리기; 상기 신호 분리기에서 분리된 클록 신호의 펄스 폭을 변조하여 픽셀 클록으로 출력하는 펄스폭 변조기; 상기 신호 분리기에서 분리된 비디오 신호를 데이터 인에이블 신호, 수직/수평 동기 신호 및 RGB신호로 분리하는 비디오 처리기; 상기 픽셀 클록에 따라 상기 비디오 처리기에서 출력되는 비디오 신호를 처리하여 원래의 비디오 신호로 복조하는 디코더; 상기 신호 분리기에서 분리된 오디오 신호를 신호 처리 단위로 분리하는 오디오 처리기; 상기 오디오 처리기에서 처리된 오디오 신호를 출력하는 오디오 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 펄스폭 변조기는 송신기에서 전송된 해상도 정보를 기초로 위상동기루프(PLL)를 이용하여 수신 클록으로부터 픽셀 클록을 추출하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 펄스폭 변조기는 PLL을 록킹하지 않고 연속적으로 주파수를 가변하여 전송에 따른 지연을 보상하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 영상, 음성 및 부가적인 조절용 신호도 하나의 파이프 형태로 직렬화 함으로서 단 하나의 광케이블로 양방향 통신이 가능하여, 각 신호 별로 별도의 광 송수신기를 사용하는 기존 방식과는 달리 단지 한 쌍의 광 송수신기만 사용하면 되므로, 시스템 설치의 간소화가 가능하고, 유지 보수의 효율성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 하나의 광케이블로 양방향 통신이 가능함에 따라 기존 방식에서는 사용하지 못하는 저가의 수동소자인 광 분배기 사용이 가능하여 기존 전용 광 모듈(HDMI/DVI 분배기)을 사용하는 것에 비해 설치 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 쉽고 편리한 단일 광 직접 변조방식을 사용함으로써, 일반적인 상용 광 송수신기를 사용할 수 있어 전용 광 송수신기 전용 모듈을 사용하는 기존 방식에 비해 제품 단가를 낮출 수 있으며, 업그레이드를 용이하게 할 수 있어 현재의 해상도뿐만이 아니라 미래의 고해상도에서도 적용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 하나의 광케이블로 양방향 통신이 가능해서 부가적인 케이블이나 수동적인 EDID 정보의 세팅 없이 자동으로 디스플레이 정보를 연결하여 사용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 여러 개의 병렬 신호 전송 대신 직렬신호를 사용함으로써, 하나의 파장으로 하나의 광섬유를 이용하여 영상/음성 신호를 전송함으로써, 기존 방식과는 달리 시간 동기화 문제가 발생하지 않아 수십 km까지 장거리 전송이 가능하다는 장점도 있다.
도 1은 일반적인 광 4채널 영상 전송 모듈의 개략 구성도,
도 2는 종래 WDM 기술을 적용한 2채널 영상 신호 전송 모듈의 개략 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 단일 광 선로를 이용한 양방향 영상/음성/제어 신호 전송장치의 개략 구성도,
도 4는 도 3의 송신기 및 수신기의 실시 예 구성도,
도 5는 도 4의 송신기 및 수신기의 구체적인 실시 예 구성도,
도 6은 본 발명에서 송신기의 영상신호 처리 파형도,
도 7은 본 발명에서 수신기의 영상신호 파형도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 단일 광 선로를 이용한 양방향 영상/음성/제어 신호 전송장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 단일 광 선로를 이용한 양방향 영상/음성/제어 신호 전송장치의 개략 구성도로서, 음성 및 영상 출력장치(10), 터치 스크린(20), 송신기(30), 단일 광파이버(40), 수신기(50), 디스플레이 장치(61), 스피커(62) 및 터치 스크린(63)을 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명은 송신기(30)에서 음성 및 영상 출력장치(10)에서 출력되는 영상 및 음성 신호와 터치 스크린(20)에서 출력되는 영상 신호를 각각의 채널로 입력받아, 송신기(30)에서 직렬화하여 하나의 단일 광 선로인 단일 광파이버(40)를 통해 송신한다.
여기서 본 발명의 특징은 송신기(30)에서 광 파장분할다중화(WDM) 방식을 사용하지 않고, 단일 광 파장 방식을 이용함으로써, 복수의 파장 사용시 파장 별 분산에 따른 시간 동기화가 필요 없으며, 수십 km 이상 장거리 전송에도 적용 가능하다는 것이다.
아울러 수신 단은 수신기(50)에서 상기 광파이버(40)를 통해 수신한 광신호를 수신하여 전기적인 신호로 변환을 하고, 직렬화된 수신 신호를 영상 및 음성과 데이터 신호로 복원하여, 영상은 디스플레이 장치(61)로, 음성은 스피커(62)로 출력한다.
아울러 본 발명은 편의상 송신기에서 수신기로 음성, 영상 신호를 전송하는 것만 도시하였으나, 실제 본 발명에 따른 단일 광 선로를 이용한 양방향 영상/음성 신호 전송장치는, 송신기(30)에 수신기(50)와 동일한 구성의 수신기가 포함되며, 수신기(50)에도 송신기(30)와 동일한 구성의 송신기가 포함된다.
따라서 이러한 구성을 통해 양방향 음성/영상/제어 신호 전송이 가능하며, 양방향의 음성/영상/제어 신호 전송은 단일 방향의 음성/영상/제어 신호 전송 방식과 동일하게 이루어지므로, 설명의 편의를 위해 본 발명에서는 일측 송신기와 수신기는 생략하였다.
도 4는 도 3과 같이 단일 광 선로를 이용한 양방향 영상/음성/제어 신호 전송장치를 구성한 경우, 송신기(30) 및 수신기(50)의 실시 예 구성을 나타낸 것이다.
송신기(30)는 높은 대역폭을 필요로 하는 영상과 음성 신호 및 낮은 대역폭의 제어 신호를 하나의 직렬 신호로 구성한 후, 광신호로 변조하여 출력하는 역할을 한다.
상기 송신기(30)는 송신 신호(Tx)의 전송을 위한 제어 신호를 발생하는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)(31); 상기 마이크로 컨트롤 유닛(31)의 제어에 따라 높은 대역폭을 필요로 하는 고화질의 영상과 음성 신호(High BW Parallel A/V Signal) 및 낮은 대역폭의 제어 신호(Low BW & Control Signal)를 하나의 직렬 신호로 구성하는 오디오/비디오 프로세서(32); 상기 오디오/비디오 프로세서(32)에서 출력되는 직렬 송신신호를 단일 광신호로 변조한 후 송출하는 광 송신기(33)를 포함한다.
여기서 오디오/비디오 프로세서(32)는 도 5에 도시한 바와 같이, 송신할 영상(R,G,B, Vsync, Hsync))과 제어 신호(pixel clock, Data Enable)를 분석하여 클록(Clock)과 영상 신호(Data Enable, Vsync, Hsync, RGB)를 구분하여 출력하는 인코더(32a); 상기 인코더(32a)에서 출력되는 수직/수평 동기신호를 기초로 클록으로부터 영상 타이밍 신호를 검출하는 비디오 타이밍 검출기(32b); 상기 인코더(32a)에서 출력되는 영상 신호를 전송 레이트(rate)에 맞는 단위로 묶어 출력하는 비디오 처리기(32c); 오디오 신호를 입력받는 오디오 입력부(32d); 상기 오디오 입력부(32d)를 통해 입력된 오디오를 상기 전송 레이트에 맞는 단위로 묶어 출력하는 오디오 처리기(32e); 상기 비디오 타이밍 검출기(32b)와 비디오 처리기(32c) 및 오디오 처리기(32e)에서 각각 출력되는 클록과 비디오 및 오디오를 하나의 단위로 묶어 송신신호로 출력하는 팩부(32f); 상기 팩부(32f)에서 출력되는 송신신호를 버퍼링하는 버퍼(32g); 상기 버퍼(32g)에서 출력되는 송신신호를 전송 속도에 맞게 직렬 신호로 재구성하는 서데스(serdes)(32h)를 포함한다.
상기 팩부(32f)는 3개의 버스를 통해 클록, 영상 신호 및 오디오 신호를 각각 입력받고, 영상 신호의 블랭크 구간에 음성 신호 및 제어 신호를 삽입하여 클록과 비디오 및 오디오를 하나의 단위로 묶는다.
아울러 상기 버퍼(32g)는 송신신호(data[63:0])를 하나의 버스를 통해 출력한다.
한편, 수신기(50)는 상기 송신기(30)로부터 전송된 광신호를 단일 광파이버(40)를 통해 수신하여 전기신호로 변환하고, 변환한 전기신호를 영상 및 음성신호와 제어 신호로 분리하고, 분리한 각각의 신호를 병렬 신호로 복원하게 된다.
상기 수신기(50)는 단일 광파이버(40)를 통해 수신한 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 광 수신기(51); 수신 신호의 출력을 위한 제어 신호를 발생하는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)(53); 상기 마이크로 컨트롤 유닛(53)의 제어에 따라 수신한 직렬 수신 신호를 영상과 음성 신호 및 제어 신호로 분리하는 오디오/비디오 프로세서(52)를 포함한다.
여기서 오디오/비디오 프로세서(52)는 도 5에 도시한 바와 같이, 수신신호(Serial Data)를 전송 속도에 맞게 재구성하여 병렬 신호로 만드는 서데스(52a); 상기 서데스(52a)에서 출력되는 수신 신호를 버퍼링하는 버퍼(52b); 상기 버퍼(52b)에서 버퍼링된 수신 신호를 클록과 영상 신호 및 오디오 신호로 분리하는 신호 분리기(52c); 상기 신호 분리기(52c)에서 분리된 클록 신호의 펄스 폭을 변조하여 픽셀 클록으로 출력하는 펄스폭 변조기(52d); 상기 신호 분리기(52c)에서 분리된 비디오 신호를 데이터 인에이블 신호, 수직/수평 동기 신호 및 RGB신호로 분리하는 비디오 처리기(52e); 상기 픽셀 클록에 따라 상기 비디오 처리기(52e)에서 출력되는 비디오 신호를 처리하여 원래의 비디오 신호로 복조하는 디코더(52h); 상기 신호 분리기(52c)에서 분리된 오디오 신호를 신호 처리 단위로 분리하는 오디오 처리기(52f); 상기 오디오 처리기(52f)에서 처리된 오디오 신호를 출력하는 오디오 출력부(52g)를 포함한다.
상기 펄스폭 변조기(52d)는 송신기(30)에서 전송된 해상도 정보를 기초로 위상동기루프(PLL)를 이용하여 수신 클록으로부터 픽셀 클록을 추출하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게 PLL을 록킹하지 않고 연속적으로 주파수를 가변하여 전송에 따른 지연을 보상하게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 단일 광 선로를 이용한 양방향 영상/음성/제어 신호 전송장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 송신기(30)에서 영상 및 음성, 그리고 제어신호를 직렬화하여 단일 광 선로를 통해 수신기(50) 측으로 전송하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
송신기(30)에 높은 대역폭의 영상과 음성 신호, 그리고 낮은 대역폭의 제어 신호가 입력되면, 마이크로 컨트롤 유닛(31)에서 송신 신호(Tx)의 전송을 위한 제어 신호를 발생하여 오디오/비디오 프로세서(32)를 컨트롤한다.
오디오/비디오 프로세서(32)는 상기 마이크로 컨트롤 유닛(31)의 제어에 따라 높은 대역폭을 필요로 하는 고화질의 영상과 음성 신호(High BW Parallel A/V Signal) 및 낮은 대역폭의 제어 신호(Low BW & Control Signal)를 하나의 직렬 신호로 구성하여 광 송신기(32)에 전달한다.
즉, 오디오/비디오 프로세서(32)의 인코더(32a)는 입력되는 영상(R,G,B, Vsync, Hsync))과 제어 신호(pixel clock, Data Enable)를 분석하여 클록(Clock)과 영상 신호(Data Enable, Vsync, Hsync, RGB)를 구분하여, 클록(Clock)은 비디오 타이밍 검출기(32b)에 전달하고, 영상 신호(Data Enable, Vsync, Hsync, RGB)는 비디오 처리기(32c)에 전달한다. 도 6의 상부 타이밍 신호는 상기 인코더(32a)에서 출력되는 타이밍 신호로서, 위로부터 픽셀 클럭(Pixel Clock), 데이터 인에이블 신호(Data Enable), 수직동기(Vsync), 수평동기(Hsync), R, G, B 색상 신호의 파형을 각각 나타낸다. 이때 영상 신호는 다수의 채널을 통해 입력되는 병렬의 영상 신호이다.
상기 비디오 타이밍 검출기(32b)는 상기 인코더(32a)에서 출력되는 수직/수평 동기신호를 기초로 입력되는 픽셀 클록(Clock)으로부터 영상 타이밍 신호(Clock data[63:0])를 검출하여 제1 버스를 통해 팩부(32f)에 전달한다.
아울러 상기 비디오 처리기(32c)는 상기 인코더(32a)에서 출력되는 영상 신호를 전송 레이트(rate)에 맞는 단위로 묶어 비디오 신호(Video Data[63:0])로 제2 버스를 통해 후단의 팩부(32f)에 전달한다.
이때 영상 신호는 색상 심도(color depth)에 따라 24비트, 혹은 30비트 혹은 36비트 데이터와 수직/수평 동기 신호가 단일의 버스(제2버스)를 통해 팩부(32f)에 전달된다.
아울러 입력되는 오디오 신호(i2s)는 오디오 입력부(32d)를 통해 입력된 후, 오디오 데이터(Audio data)로 출력되어 오디오 처리기(32e)에 전달되고, 상기 오디오 처리기(32e)에서 입력된 오디오를 상기 전송 레이트에 맞는 단위로 묶어 제3버스를 통해 오디오 신호(Audio data[63:0])를 상기 팩부(32f)에 전달한다.
즉, 상기 팩부(32f)에는 클록 신호와 비디오 신호 및 영상 신호가 각각의 버스를 통해 전달된다.
상기 팩부(32f)는 3개의 버스를 통해 상기 비디오 타이밍 검출기(32b)와 비디오 처리기(32c) 및 오디오 처리기(32e)에서 각각 출력되는 클록과 비디오 및 오디오를 하나의 단위로 묶어 송신신호로 버퍼(32g)에 출력한다. 도 6에 도시한 영상 신호의 타이밍 하단부는 상기 팩부(32f)에서의 수직 동기신호, 수평동기신호, R,G,B 색상 신호가 하나의 직렬 신호로 전환된 파형을 나타낸 것이다.
여기서 팩부(32f)는 시간 동기화를 위해 영상 해상도에 따른 픽셀 클록과 음성 신호 및 기타 제어신호를 할당된 데이터 공간에 위치시켜 전체를 하나의 직렬 신호로 구성한다. 특히, 영상 신호의 블랭크 구간에 음성 신호 및 제어 신호를 삽입하여 클록과 비디오 및 오디오를 하나의 단위(64비트)로 묶는다.
이렇게 영상 신호와 음성 신호 및 제어신호가 하나의 단위로 송신 신호는 버퍼(32g)에서 버퍼링된 후, 직렬 통신 인터페이스인 서데스(32h)를 통해 광송신기(32)에 전달된다. 여기서 버퍼(32g)는 선입선출(FIFO)기를 이용할 수 있으며, 수신기(50)로부터 응답이 없을 경우, 전송할 송신 신호를 임시로 대기시키는 역할을 한다. 서데스(32h)는 송신신호를 전송 속도에 맞게 직렬 신호로 재구성하여 전송하는 역할을 한다.
여기서 서데스(serdes)(32h)는 Serializer/Deserializer의 약자이다. PC같은 단말기에서 데이터들은 병렬로 처리되나, 전송로로 데이터를 보내기 위해서는 하나의 선으로 데이터를 보내야 하기 때문에 여러 개의 선으로 된 병렬 데이터들 직렬로 바꾸어 주어야 한다. 이렇게 병렬신호를 직렬신호로 바꾸는 것을 Serializer라고 하며, 그 역을 수행하는 것을 Deserializer라고 한다. 서데스는 이미 잘 알려진 직렬 통신 인터페이스 장치이므로, 그것에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
광송신기(33)는 입력되는 송신 신호를 단일 파장의 광신호로 직접 변조하여, 단일 광파이버(40)를 통해 전송한다.
한편, 수신기(50)는 상기 송신기(30)로부터 전송된 광신호를 단일 광파이버(40)를 통해 수신하여 전기신호로 변환하고, 변환한 전기신호를 영상 및 음성신호와 제어 신호로 분리하고, 분리한 각각의 신호를 병렬 신호로 복원하게 된다.
즉, 수신기(50)는 광 수신기(51)에서 상기 단일 광파이버(40)를 통해 수신한 광신호를 전기적인 신호로 변환하여 오디오/비디오 프로세서(52)에 전달한다.
상기 오디오/비디오 프로세서(52)는 수신 신호의 출력을 위한 제어 신호를 발생하는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)(53)의 제어에 따라 수신한 직렬 수신 신호를 영상과 음성 신호 및 제어 신호로 분리한다. 여기서 마이크로 컨트롤 유닛(53)은 수신신호에 포함된 해상도 정보를 기반으로 상기 오디오/비디오 프로세서(52)를 제어하는 것이 바람직하다. 해상도 정보는 송신기에서 영상 신호의 블랭크 구간에 삽입하여 전송한다.
상기 오디오/비디오 프로세서(52)의 서데스(52a)는 수신신호(Serial Data)를 전송 속도에 맞게 재구성하여 병렬 신호로 만든다,
이렇게 서데스(52a)에서 병렬 신호로 만들어진 수신 신호는 버퍼(52b)에서 버퍼링된 후, 신호 분리기(52c)에 전달된다. 상기 신호 분리기(52c)는 상기 버퍼(52b)에서 버퍼링된 수신 신호를 클록(Clock data[63:0])과 영상 신호(Video Data[63:0]) 및 오디오 신호(Audio data[63:0])로 분리하여, 클록은 펄스폭 변조기(PWM)(52d)에 전달하고, 비디오는 비디오 처리기(52e)에 전달하며, 오디오는 오디오 처리기(52f)에 전달한다. 도 7은 상기 신호 분리기(52c)에서 복원된 영상신호의 파형을 나타낸 것이다. 위로부터 데이터 인에이블(Data enable), 수직 동기(Vsync), 수평 동기(Hsync) 및 RGB 신호(RGB data)를 나타낸다.
상기 펄스폭 변조기(52d)는 상기 신호 분리기(52c)에서 분리된 클록 신호의 펄스 폭을 변조하여 픽셀 클록으로 추출하고, 이를 디코더(52h)에 전달한다. 여기서 펄스폭 변조기(52d)는 송신기(30)에서 전송된 해상도 정보를 기초로 위상동기루프(PLL)를 이용하여 수신 클록으로부터 픽셀 클록을 추출하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게 PLL을 록킹하지 않고 연속적으로 주파수를 가변하여 전송에 따른 지연을 보상하게 된다.
비디오 처리기(52e)는 상기 신호 분리기(52c)에서 분리된 비디오 신호를 데이터 인에이블 신호, 수직/수평 동기 신호 및 RGB신호로 분리하여 상기 디코더(52h)에 전달하게 된다.
상기 디코더(52h)는 상기 픽셀 클록에 따라 상기 비디오 처리기(52e)에서 출력되는 비디오 신호를 처리하여 원래의 비디오 신호로 복조하게 된다. 이렇게 복조된 비디오 신호는 디스플레이장치(61)를 통해 화면에 디스플레이된다.
아울러 오디오 처리기(52f)는 상기 신호 분리기(52c)에서 분리된 오디오 신호(Audio data[63:0])를 신호 처리 단위로 분리하여 오디오 신호(Audio data)로 오디오 출력부(52g)에 전달하게 된다. 오디오 출력부(52g)는 입력되는 오디오 신호를 스피커(62)와 같은 출력 장치를 통해 외부에 출력하게 된다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명은 영상/음성/제어 신호를 광 선로를 통해 전송하는 기술에 적용된다. 특히, 단일 파장을 이용한 단일 광 선로로 영상 및 음성, 그리고 제어신호를 양방향으로 통신하는 기술에 효과적으로 적용된다.
30: 송신기
31: 마이크로 컨트롤 유닛
32: 오디오/비디오 프로세서
32a: 인코더
32b: 비디오 타이밍 검출기
32c: 비디오 처리기
32f: 팩부
32h: 서데스
40: 단일 광파이버
50: 수신기
51: 광 수신기
52: 오디오/비디오 프로세서
52a: 서데스
52c: 신호 분리기
52d: 펄스폭 변조기
52e: 비디오 처리기
52h: 디코더
53: 마이크로 컨트롤 유닛

Claims (11)

  1. 높은 대역폭을 필요로 하는 영상과 음성 신호 및 낮은 대역폭의 제어 신호를 하나의 직렬 신호로 구성한 후, 단일 파장의 광신호로 변조하여 출력하는 송신기;
    상기 송신기로부터 전송된 광신호를 전기신호로 변환하고, 변환한 전기신호를 영상 및 음성신호와 제어 신호로 분리하고, 분리한 각각의 신호를 병렬 신호로 복원하는 수신기;
    상기 송신기와 상기 수신기 사이에 게재되어, 광신호를 송수신해주는 단일 광파이버를 포함하고,
    상기 송신기는 송신 신호의 전송을 위한 제어 신호를 발생하는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU); 상기 마이크로 컨트롤 유닛의 제어에 따라 높은 대역폭을 필요로 하는 고화질의 영상과 음성 신호 및 낮은 대역폭의 제어 신호를 하나의 직렬 신호로 구성하는 오디오/비디오 프로세서; 상기 오디오/비디오 프로세서에서 출력되는 직렬 송신신호를 단일 파장의 광신호로 변조한 후 송출하는 광 송신기를 포함하고,
    상기 오디오/비디오 프로세서는 송신할 영상과 제어 신호를 분석하여 클록과 영상 신호를 구분하여 출력하는 인코더; 상기 인코더에서 출력되는 수직/수평 동기신호를 기초로 영상 타이밍 신호를 검출하는 비디오 타이밍 검출기; 상기 인코더에서 출력되는 영상 신호를 전송 레이트(rate)에 맞는 단위로 묶어 출력하는 비디오 처리기; 오디오 신호를 입력받는 오디오 입력부; 상기 오디오 입력부를 통해 입력된 오디오를 상기 전송 레이트에 맞는 단위로 묶어 출력하는 오디오 처리기; 상기 비디오 타이밍 검출기와 비디오 처리기 및 오디오 처리기에서 각각 출력되는 클록과 비디오 및 오디오를 하나의 단위로 묶어 송신신호로 출력하는 팩부; 상기 팩부에서 출력되는 송신신호를 버퍼링하는 버퍼; 상기 버퍼에서 출력되는 송신신호를 전송 속도에 맞게 직렬 신호로 재구성하는 서데스(serdes)를 포함하며,
    상기 팩부는 시간 동기화를 위해 영상 해상도에 따른 픽셀 클록과 음성 신호 및 제어신호를 할당된 데이터 공간에 위치시켜 전체를 하나의 직렬 신호로 구성하되, 영상 신호의 블랭크 구간에 음성 신호 및 제어 신호를 삽입하여 클록과 비디오 및 오디오를 하나의 단위로 묶는 것을 특징으로 하는 단일 광 선로를 이용한 양방향 영상/음성/제어 신호 전송장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 팩부는 3개의 버스를 통해 클록, 영상 신호 및 오디오 신호를 각각 입력받는 것을 특징으로 하는 단일 광 선로를 이용한 양방향 영상/음성/제어 신호 전송장치.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 버퍼는 송신신호를 하나의 버스를 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 단일 광 선로를 이용한 양방향 영상/음성/제어 신호 전송장치.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 수신기는 단일 광파이버를 통해 수신한 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 광 수신기; 수신 신호의 출력을 위한 제어 신호를 발생하는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU); 상기 마이크로 컨트롤 유닛의 제어에 따라 수신한 직렬 수신 신호를 영상과 음성 신호 및 제어 신호로 분리하는 오디오/비디오 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 광 선로를 이용한 양방향 영상/음성/제어 신호 전송장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 오디오/비디오 프로세서는 수신신호를 전송 속도에 맞게 재구성하여 병렬 신호로 만드는 서데스; 상기 서데스에서 출력되는 수신 신호를 버퍼링하는 버퍼; 상기 버퍼에서 버퍼링된 수신 신호를 클록과 영상 신호 및 오디오 신호로 분리하는 신호 분리기; 상기 신호 분리기에서 분리된 클록 신호의 펄스 폭을 변조하여 픽셀 클록으로 출력하는 펄스폭 변조기; 상기 신호 분리기에서 분리된 비디오 신호를 데이터 인에이블 신호, 수직/수평 동기 신호 및 RGB신호로 분리하는 비디오 처리기; 상기 픽셀 클록에 따라 상기 비디오 처리기에서 출력되는 비디오 신호를 처리하여 원래의 비디오 신호로 복조하는 디코더; 상기 신호 분리기에서 분리된 오디오 신호를 신호 처리 단위로 분리하는 오디오 처리기; 상기 오디오 처리기에서 처리된 오디오 신호를 출력하는 오디오 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 광 선로를 이용한 양방향 영상/음성/제어 신호 전송장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 펄스폭 변조기는 송신기에서 전송된 해상도 정보를 기초로 위상동기루프(PLL)를 이용하여 수신 클록으로부터 픽셀 클록을 추출하는 것을 특징으로 하는 단일 광 선로를 이용한 양방향 영상/음성/제어 신호 전송장치.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 펄스폭 변조기는 PLL을 록킹하지 않고 연속적으로 주파수를 가변하여 전송에 따른 지연을 보상하는 것을 특징으로 하는 단일 광 선로를 이용한 양방향 영상/음성/제어 신호 전송장치.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114339486B (zh) * 2021-12-17 2024-02-27 中国电子科技集团公司第四十四研究所 一种时频信号的光纤网络分配与传输方法
CN117749263B (zh) * 2024-02-08 2024-04-26 合肥国家实验室 基于空间激光通信的接收装置及空间激光通信系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970004780B1 (ko) * 1993-09-03 1997-04-03 엘지전자 주식회사 신호전송장치의 광변조방식
JP2004173171A (ja) * 2002-11-22 2004-06-17 Toa Corp 多重光送信機及び多重光伝送システム
JP2011066548A (ja) * 2009-09-15 2011-03-31 Sony Corp 電子機器およびデータ伝送方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970004780B1 (ko) * 1993-09-03 1997-04-03 엘지전자 주식회사 신호전송장치의 광변조방식
JP2004173171A (ja) * 2002-11-22 2004-06-17 Toa Corp 多重光送信機及び多重光伝送システム
JP2011066548A (ja) * 2009-09-15 2011-03-31 Sony Corp 電子機器およびデータ伝送方法

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