KR20210148146A

KR20210148146A - 싱크 전원 광학 데이터 상호연결 시스템

Info

Publication number: KR20210148146A
Application number: KR1020217031207A
Authority: KR
Inventors: 윤 바이; 웨이 마오; 쭈오동 왕
Original assignee: 윙컴 코. 엘티디.
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2020-03-12
Publication date: 2021-12-07
Also published as: JP2022525134A; WO2020183237A1; US20200322054A1; EP3939252A4; EP3939252A1; US11233570B2; CN110661991A

Abstract

소스와 싱크의 광학 데이터 상호 연결을 위한 시스템은, 소스로부터 전기 신호들을 수신할 수 있는 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터를 포함한다. 제 1 신호 변환기는 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터에 연결되고, 차분(TMDS 및 FRL을 포함하지만 이에 국한되지 않음) 전기 신호들의 광학 신호들로의 변환을 위한 전자 기기를 포함하며, 전자 기기는 광학 변환 디바이스를 포함한다. 적어도 하나의 광섬유가 제 1 신호 변환기에 연결된다. 제 2 신호 변환기는 적어도 하나의 광섬유에 연결되고 광학 신호들의 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 전기 신호들로의 변환을 위한 전자 기기를 포함한다. 제 2 신호 변환기를 위한 전원 모듈은 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 회로에 연결된 전원 탭과 전기 신호 증폭기에 전원을 제공하기 위해 전원 탭에 연결된 전압 조정기를 포함한다. 제 2 HDMI 호환 전기 커넥터는 제 2 신호 변환기에 연결되고 신호들을 싱크로 송신할 수 있다.

Description

싱크 전원 광학 데이터 상호연결 시스템

본 출원은 발명의 명칭이 "Target Powered Optical Data Interconnect System"이고, 2019년 3월 12일에 출원된 미국 가특허출원 제62/817,279호에 대한 우선권을 주장하며, 위 가특허출원은 이하에 구체적으로 나타나는 부분들을 포함하지만, 이에 국한되지 않는, 그 전체 내용이 참조로 본 명세서에 포함되고, 참조에 의한 포함은 다음 예외를 제외하고 이루어진다: 위에서 참조한 출원의 임의의 부분이 본 출원과 일치하지 않는 경우, 본 출원은 위에서-참조한 출원을 대체한다.

본 개시사항은 광학 상호연결을 위한 시스템에 관한 것이다. 특히, 광학 시스템과 전기 HDMI 상호연결들을 에뮬레이트하기 위한 시스템 및 방법이 설명된다.

고화질(HD) 신호들은 일반적으로 DVI(디지털 비디오 인터페이스) 또는 HDMI(고화질 멀티미디어 인터페이스) 신호들을 운반하는 케이블들을 사용하여 한 시스템에서 다른 시스템으로 송신된다. 종래에, DVI/HDMI 신호들은 TMDS(Transition Minimized Differential Signaling : 변화 최소화 차분 신호)라는 차분 신호의 형태를 사용하여 구리 케이블을 통해 전달된다. TMDS에서 비디오, 오디오 및 제어 데이터는 클록 정보를 위한 별도의 TMDS 채널이 있는 3개의 TMDS 데이터 채널들에서 전달될 수 있다. 최근 HDMI 2.1은 8K60Hz와 같은 더 높은 비압축 해상도들을 제공하기 위해 TMDS를 대체하기 위해 FRL(Fixed Rate Link)이라는 또 다른 차분 신호 형태를 도입했다.

불행히도 구리 케이블의 임피던스가 긴 거리(예: 5미터 이상)에 걸쳐 큰 신호 손실을 야기하여, 픽셀화, 광학 깜박임 또는 번쩍임 또는 심지어 화상의 손실과 같은 아티팩트들을 초래할 수 있다. 이러한 아티팩트들은 대형 또는 잘 차폐된 구리 케이블들과 관련된 수동 연결 설계로 줄일 수 있지만, 이는 비용이 많이 들고 부피가 크며 케이블 유연성을 제한한다. 대안적으로, 신호 부스터들과 같은 능동 전자 모듈들이 신호 손실을 줄이기 위하여 사용될 수 있지만, 이러한 기술들도 비용이 많이 들고, 신호 오류들의 도입을 초래할 수 있다.

일 실시예에서, 소스와 싱크의 광학 데이터 상호연결을 위한 시스템은 소스로부터 전기 신호들을 수신할 수 있는 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터를 포함한다. 제 1 신호 변환기는 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터에 연결되고, 차분(HDMI 표준 TMDS 또는 FRL을 포함하지만 이에 국한되지 않는) 전기 신호들을 광학 신호들로 변환하기 위한 전자 기기를 포함하며, 전자 기기는 잡음을 줄이기 위해 소스 접지에 연결될 수 있는 광학 변환 디바이스를 포함한다. 적어도 하나의 광섬유가 제 1 신호 변환기에 연결된다. 제 2 신호 변환기는 적어도 하나의 광섬유에 연결되고 광학 신호들을 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 전기 신호들로 변환하기 위한 전자 기기를 포함한다. 제 2 신호 변환기용 전원 모듈은 싱크 접지에 연결될 수 있는 전기 신호 증폭기에 전원을 제공한다. 제 2 HDMI 호환 전기 커넥터는 제 2 신호 변환기에 연결되어, 신호들을 싱크로 보낼 수 있다.

방법 실시예에서, 소스 및 싱크에 대한 광학 데이터 상호연결 시스템을 동작시키는 단계는 소스로부터 전기 신호들을 수신할 수 있는 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 신호들은 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터에 연결된 제 1 신호 변환기를 사용하여 광학 신호들로 변환되며, 제 1 신호 변환기는 잡음을 줄이기 위해 소스 접지에 연결될 수 있는 광학 변환 디바이스를 포함한다. 광학 신호들은 제 1 신호 변환기에 연결된 적어도 하나의 광섬유를 따라 송신될 수 있다. 광학 신호들은 수신되고 적어도 하나의 광섬유에 연결된 제 2 신호 변환기의 전자 기기를 사용하여 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 전기 신호들로 변환된다. 제 2 신호 변환기용 전원 모듈은 전기 신호 증폭기에 전원을 제공한다. 제 2 HDMI 호환 전기 커넥터는 제 2 신호 변환기에 연결되어 신호들을 싱크로 송신할 수 있다.

다른 실시예에서, 소스와 싱크의 광학 데이터 상호연결을 위한 시스템은 소스로부터 전기 신호들을 수신할 수 있는 제 1 전기 커넥터를 포함한다. 제 1 신호 변환기는 제 1 전기 커넥터에 연결되고 전기 신호들을 광학 신호들로 변환하기 위한 전자 기기를 포함하며, 전자 기기는 잡음을 줄이기 위해 소스 접지에 연결될 수 있는 광학 변환 디바이스를 포함한다. 적어도 하나의 광섬유는 제 1 신호 변환기에 연결된다. 제 2 신호 변환기는 적어도 하나의 광섬유에 연결되고, 광학 신호들을 전기 신호들로 변환하기 위한 전자 기기를 포함한다. 제 2 신호 변환기용 전원 모듈은 전기 신호 증폭기에 전원을 제공한다. 제 2 전기 커넥터는 제 2 신호 변환기에 연결되고 신호를 싱크로 송신할 수 있다.

일 실시예에서, 소스와 싱크의 광학 데이터 상호연결을 위한 시스템은 소스로부터 전기 신호들을 수신할 수 있는 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터를 포함한다. 제 1 신호 변환기는 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터에 연결되고, HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 전기 신호들을 광학 신호들로 변환하기 위한 전자 기기를 포함하며, 전자 기기는 광학 변환 디바이스를 포함한다. 적어도 하나의 광섬유가 제 1 신호 변환기에 연결된다. 제 2 신호 변환기는 적어도 하나의 광섬유에 연결되고, 광학 신호들을 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 전기 신호들로 변환하기 위한 전자 기기를 포함한다. 제 2 신호 변환기용 전원 모듈은 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 회로에 연결된 전원 탭과 전기 신호 증폭기에 전원을 제공하기 위해 전원 탭에 연결된 전압 조정기를 포함한다. 제 2 HDMI 호환 전기 커넥터는 제 2 신호 변환기에 연결되어 신호들을 싱크로 송신할 수 있다.

방법 실시예에서, 소스 및 싱크에 대한 광학 데이터 상호연결 시스템을 동작시키는 단계는 소스로부터 전기 신호들을 수신할 수 있는 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 신호는 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터에 연결된 제 1 신호 변환기를 사용하여 광학 신호로 변환되며, 제 1 신호 변환기는 광학 변환 디바이스를 포함한다. 광학 신호들은 제 1 신호 변환기에 연결된 적어도 하나의 광섬유를 따라 송신될 수 있다. 광학 신호들은 수신되어 적어도 하나의 광섬유에 연결된 제 2 신호 변환기의 전자 기기를 사용하여 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 전기 신호들로 변환된다. 제 2 신호 변환기는 전원 모듈을 사용하여 전원을 공급받아, 전기 신호 증폭기에 전원을 공급한다. 제 2 HDMI 호환 전기 커넥터는 제 2 신호 변환기에 연결되어 신호들을 싱크로 보낼 수 있다.

다른 실시예에서, 소스와 싱크의 광학 데이터 상호연결을 위한 시스템은 소스로부터 전기 신호들을 수신할 수 있는 제 1 전기 커넥터를 포함한다. 제 1 신호 변환기는 제 1 전기 커넥터에 연결되고, 전기 신호들을 광학 신호들로 변환하기 위한 전자 기기를 포함하며, 전자 기기는 광학 변환 디바이스를 포함한다. 적어도 하나의 광섬유가 제 1 신호 변환기에 연결된다. 제 2 신호 변환기는 적어도 하나의 광섬유에 연결되고, 광학 신호들을 전기 신호들로 변환하기 위한 전자 기기를 포함한다. 제 2 신호 변환기를 위한 전원 모듈은 전기 신호 증폭기에 전원을 제공하기 위한 전원 탭을 포함한다. 제 2 전기 커넥터는 제 2 신호 변환기에 연결되고, 신호들을 싱크로 송신할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 소스와 싱크의 광학 데이터 상호연결을 위한 시스템은 소스로부터 전기 신호들을 수신할 수 있는 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터를 포함한다. 제 1 신호 변환기는 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터에 연결되고, HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 전기 신호들을 광학 신호들로 변환하기 위한 전자 기기를 포함하며, 전자 기기는 광학 변환 디바이스를 포함한다. 적어도 하나의 광섬유가 제 1 신호 변환기에 연결된다. 제 2 신호 변환기는 적어도 하나의 광섬유에 연결되고, 광학 신호들을 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 전기 신호들로 변환하기 위한 전자 기기를 포함한다. 제 2 신호 변환기용 전원 모듈은 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 회로에 연결된 전원 탭을 포함하고, 제 1 전압 조정기는 전기 신호 증폭기에 전원을 제공하기 위해 전원 탭에 연결된다. 충전식 배터리 모듈은 연결된 포트들의 전원 활성화를 트리거하는 데 사용되며, 배터리 모듈은 전원 탭에 연결된다. 제 2 HDMI 호환 전기 커넥터는 제 2 신호 변환기에 연결되어 신호를 싱크로 송신할 수 있다.

방법 실시예에서, 소스 및 싱크에 대한 광학 데이터 상호연결 시스템을 동작시키는 단계는, 소스로부터 전기 신호들을 수신할 수 있는 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 신호들은 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터에 연결된 제 1 신호 변환기를 사용하여 광학 신호들로 변환되며, 제 1 신호 변환기는 광학 변환 디바이스를 포함한다. 광학 신호들은 제 1 신호 변환기에 연결된 적어도 하나의 광섬유를 따라 송신될 수 있다. 광학 신호들은 수신되어, 적어도 하나의 광섬유에 연결된 제 2 신호 변환기의 전자 기기를 사용하여 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 전기 신호들로 변환된다. 제 2 신호 변환기는 전원 모듈을 사용하여 전원을 공급받아, 전기 신호 증폭기에 전원을 공급한다. 연결된 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 포트들의 HDMI 전원 활성화를 트리거할 수 있는 충전식 배터리 모듈이 사용되며, 배터리 모듈은 전원 탭에 연결된다. 제 2 HDMI 호환 전기 커넥터는 제 2 신호 변환기에 연결되어, 신호들을 싱크로 송신할 수 있다.

다른 실시예에서, 소스와 싱크의 광학 데이터 상호연결을 위한 시스템은 소스로부터 전기 신호들을 수신할 수 있는 제 1 전기 커넥터를 포함한다. 제 1 신호 변환기는 제 1 전기 커넥터에 연결되고, 전기 신호들의 광학 신호들로의 변환을 위한 전자 기기를 포함하며, 전자 기기는 광학 변환 디바이스를 포함한다. 적어도 하나의 광섬유가 제 1 신호 변환기에 연결된다. 제 2 신호 변환기는 적어도 하나의 광섬유에 연결되고, 광학 신호들의 전기 신호들로의 변환을 위한 전자 기기를 포함한다. 제 2 신호 변환기를 위한 전원 모듈은 전기 신호 증폭기에 전원을 제공하기 위한 전원 탭을 포함한다. 연결된 포트들의 전원 활성화를 트리거할 수 있는 충전식 배터리 모듈이 사용되며, 배터리 모듈은 전원 탭에 연결된다. 제 2 전기 커넥터는 제 2 신호 변환기에 연결되고, 신호들을 싱크로 송신할 수 있다.

일 실시예에서, HDMI 전기 신호들은 TMDS 또는 FRL 전기 신호들을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 광학 변환 디바이스는 레이저 디바이스 드라이버(LDD)이다.

일 실시예에서, 적어도 하나의 광섬유는 다중-모드 광섬유이고, 4개 이상의 광섬유들을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 광학 변환 디바이스는 공통 캐소드를 사용하여 잡음을 감소시키기 위해 소스 접지에 연결될 수 있다.

일 실시예에서, 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터는 제 2 HDMI 호환 전기 커넥터에 대한 전기 및 광학 연결부 중 적어도 하나를 사용하여 소스로부터 싱크로 제어 또는 다른 신호들을 송신할 수 있다. 유사하게, 일부 실시예들에서, 제 2 HDMI 호환 전기 커넥터는 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터에 대한 적어도 하나의 전기 및 광학 연결부를 사용하여 싱크로부터 소스로 제어 또는 다른 신호들을 송신할 수 있다.

일 실시예에서, 제 2 신호 변환기의 전기 신호 증폭기는 트랜스임피던스 증폭기(TIA)를 더 포함한다.

일 실시예에서, 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터에 연결된 제 1 신호 변환기는 광학 신호들을 수신 및 송신하기 위한 광검출기, VCSEL 레이저 또는 LED 다이오드 및 인코더/디코더를 더 포함한다.

일 실시예에서, 제 2 HDMI 호환 전기 커넥터에 연결된 제 2 신호 변환기는 광학 신호들을 수신 및 송신하기 위한 광검출기, VCSEL 레이저 또는 LED 다이오드 및 인코더/디코더를 더 포함한다.

일 실시예에서, 제 1 및 제 2 HDMI 호환 전기 커넥터들 사이에 직접적인 전기 데이터 연결부가 이루어진다.

일 실시예에서, 제 1 및 제 2 HDMI 호환 전기 커넥터들 사이에 직접적인 전원 연결부가 이루어진다.

일 실시예에서, 전원 모듈은 제 2 전원 포트에 연결될 수 있다.

일 실시예에서, 전기 신호 증폭기는 싱크 접지에 연결될 수 있다.

일 실시예에서, 전원 탭은 인덕터를 포함한다.

일 실시예에서, 전원 탭은 페라이트 비드(ferrite bead)를 포함한다.

일 실시예에서, 충전식 배터리 모듈은 싱크 디바이스의 HDMI 커넥터 상의 5V 포트에 5V를 공급하는 제 2 전압 조정기를 더 포함한다.

일 실시예에서, 충전식 배터리 모듈은 전원 탭으로부터 전원이 수신된 후 제 2 전압 조정기로부터 분리된다.

일 실시예에서, 충전식 배터리 모듈은 전원 탭에 의해 재충전된다.

본 개시사항의 비제한적이고 비-포괄적인 실시예들은 달리 명시되지 않는한 다양한 도면들 전체에 걸쳐 유사한 참조 번호들이 유사한 부분들을 지칭하는 다음 도면을 참조하여 설명된다.

도 1은 광학 상호연결 시스템을 도시하는 도면.
도 2는 광학 상호연결 시스템을 동작시키는 방법을 도시하는 도면.
도 3은 외부 전원을 갖는 광학 상호연결 시스템을 도시하는 도면.
도 4는 양방향 광학 상호연결 시스템을 도시하는 도면.
도 5a는 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 신호들을 광학 신호들로 변환하고 충전식 배터리를 포함하는 광학 상호연결 시스템의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 5b는 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 신호들을 광학 신호들로 변환하고, 배터리 없이 전원 태핑 회로를 포함하는, 광학 상호연결 시스템의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 6a는 HDMI 호환 상호연결을 위한 데이터 및 제어 연결부들을 위한 모든 광학적 연결부들을 도시하는 도면.
도 6b는 HDMI 호환 상호연결을 위한 광학 데이터 연결부들, 전기 제어 연결부들, 및 전원 연결부를 도시하는 도면.
도 6c는 HDMI 호환 상호연결을 위한 모든 광학 데이터 및 제어 연결부들 및 전원 연결부를 도시하는 도면.
도 7은 본 개시사항에 따른 HDMI 커넥터의 일 실시예를 도시하는 도면.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 전기 신호들의 광학 신호들로, 그리고 다시 전기 신호들로의 변환을 지원할 수 있는 광학 상호연결 시스템(100)이 도시되었다. 신호 소스(112)는 신호 소스(112)로부터 수신된 전기 신호들을 광학 신호들로 변환하는 제 1 신호 변환기로서 작용하는 광학 송신기(114)에 연결된다. 하나 이상의 광섬유들(115)은 광학적으로 인코딩된 데이터를 광학 수신기(116)로 송신하는데 사용된다. 광학 수신기는 데이터를 디코딩하고, 데이터를 싱크 디바이스(120)에 제공되는 전기 신호들로 변환하는 제 2 신호 변환기로서 작용한다. 광학 수신기(116)는 적어도 하나의 실시예에서 전원 연결부(119)를 통해 싱크 디바이스에 연결되는 별도의 전원 모듈(118)을 포함할 수 있다.

다양한 시그널링 프로토콜들이 광학 상호연결 시스템에 의해 지원된다. 일부 실시예들에서, 전기 신호들은 소스(112)에 의해 제 1 프로토콜로 제공될 수 있고, 광학 수신기(116)에 의해 제 2 프로토콜로 변환될 수 있다. 다른 실시예들에서, 전기 신호들은 소스(112)에 의해 제 1 프로토콜로 제공되고, 광학 수신기(116)에 의해 다시 동일한 프로토콜로 변환될 수 있다.

하나의 특정 실시예에서, HDMI 1.4b/1.4, HDMI 2.0b/2.0, HDMI 2.1, 또는 다른 적절한 HDMI 프로토콜들이 지원될 수 있다. HDMI 1.4b/l.4는 초당 30프레임의 4K(3840x2160픽셀) 비디오를 지원하는 반면, HDMI 2.0b/2.0은 최대 18Gbps의 비트 비트율로 초당 60프레임의 4K 비디오를 지원한다. 최신 HDMI 2.1은 최대 48Gbps의 비트율로 초당 60프레임의 8K 비디오와 초당 120프레임의 4K 비디오를 지원한다. HDMI는 비디오 및 오디오 데이터 송신을 위한 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 직렬 링크들을 기반으로 한다. 일반적으로 HDMI 인터페이스는 DVD 플레이어들, 게임 콘솔들, 셋톱 박스들 및 기타 오디오비디오 소스 디바이스들로부터 디지털 텔레비전 오디오비디오 신호들을, 텔레비전 세트들, 디스플레이들, 프로젝터들 및 다른 오디오비디오 디바이스들과 같은 다른 HDMI 호환 디바이스들 송신하기 위해 제공된다. HDMI는 또한 양방향으로 제어 및 상태 정보를 전달할 수 있다.

다른 실시예에서, 직렬 또는 병렬 커넥터들, 디지털 비디오 인터페이스(DVI), 및 LVDS, 디스플레이포트, USB-C 또는 SATA를 기반으로 하는 것들과 같은 다른 적절한 커넥터를 포함하지만 이에 국한되지 않는 다른 커넥터들 및 프로토콜들이 지원될 수 있다. 다른 실시예들에서, 대체 인코딩 시스템들이 사용될 수 있다. 예를 들어, TMDS 직렬 링크들은 비디오 데이터에 대한 저밀도 패리티 검사(LDPC) 코드로 대체될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 가변 길이 및 속도의 리드 솔로몬(RS) 코드가 오류 보호를 제공하기 위해 오디오 및 제어 정보에 사용될 수 있다. 유리하게는, 그러한 코드들은 DC-밸런싱 또는 전이 최소화를 위한 추가 오버헤드를 필요로 하지 않아, TMDS 인코딩된 신호들과 비교하여 증가된 데이터 속도를 초래한다.

일 실시예에서, 소스(112)는 예를 들어 DVD 플레이어들, 게임 콘솔들, 스마트폰들, 셋톱 박스들, 전화들, 컴퓨터들, 오디오 시스템들, 또는 다른 네트워크 클라이언트 디바이스들을 포함할 수 있다. 소스(112)는 하드 드라이브, 회전 가능한 디스크(예: 블루-레이 또는 DVD)에 저장되거나, 고체 상태 저장장치에 보관된 미디어 데이터를 재생할 수 있다. 다른 실시예들에서, 소스(112)는 케이블 공급자들, 위성 시스템들, 또는 전화 네트워크들에 대한 유선 또는 무선 연결부를 통해 데이터를 수신할 수 있다. 유사하게, 싱크 디바이스(120)는 또한 텔레비전들, 모니터들, 디스플레이들, 오디오 시스템들, 프로젝터들, 또는 다른 네트워크 클라이언트 디바이스들일 수 있다.

일 실시예에서, 광학 송신기(114)는 잡음을 감소시키기 위해 접지에 연결된 광학 변환 디바이스를 사용하여 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 전기 신호를 변환할 수 있다. 일반적으로 이것은 LDD(레이저 다이오드 드라이버)일 수 있다. 광학 변환 드라이버 디바이스는 적외선 또는 광학 LED, 반도체 레이저, 또는 VCSEL 디바이스를 포함할 수 있다.

유리하게, 광섬유(115)의 사용 및 전기 배선 연결부의 제거는 모두 전기 절연 및 크게 개선된 신호를 제공한다. 광섬유(115)는 산업, 제조, 자동차, 트럭 운송, 운송 및 항공 전자공학에서 볼 수 있는 것과 같이 전기적으로 활성, 젖거나, 습한 환경들뿐만 아니라 소비자 또는 가정 환경들을 사용하는 데 매우 적합하다. 일 실시예에서, 광섬유(115)는 편조 섬유 또는 플라스틱 외피 또는 다른 적절한 커버링에 의해 보호되는 하나 이상의 다중-모드 광섬유들을 포함한다. 완전한 전기 절연이 필요하지 않은 경우, 다른 실시예에서 하나 이상의 저전압 배선들이 또한 전원 또는 제어 신호들을 제공하기 위하여 지원된다.

일 실시예에서, 광학 수신기(116)는 광학 신호들을 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 또는 다른 적절한 전기 신호들로 변환할 수 있다. 광학 수신기(116)는 광학 임펄스들을 전기 신호로 변환하는 광학 검출기 및 광학 수신기를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 트랜스임피던스 증폭기(TIA) 또는 다른 적절한 신호 증폭 시스템은 신호 전원을 증가시키기 위해 사용될 수 있고, PD(포토다이오드) 또는 APD(애벌랜시 포토다이오드)는 광학 신호들을 전류들로 변환하기 위해 사용될 수 있다.

광학 수신기(116)를 동작시키기 위한 전원 모듈(118)로부터의 전원은 싱크 디바이스(120)에 대한 연결부에 의해, 제 2 전원 포트 또는 다른 외부 전원(도시되지 않음)에 대한 연결부에 의해, 또는 내부 배터리 소스에 의해 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 싱크 디바이스는 외부 2차 전원 및/또는 내부 배터리 충전 스테이션들로 사용될 수 있는 다중 커넥터 유형들(HDMI, 디스플레이포트, USB, USB-C, DC 전원 커넥터)을 지원할 수 있다. 싱크 HDMI에 대한 소스 HDMI의 연결을 지원하는 실시예들에서, 광학 수신기(116)를 동작하기 위한 전원과 전기적 HDMI 연결부를 에뮬레이트하기 위한 추가 전원이 모두 필요할 수 있는데, 왜냐하면 기존의 HDMI 연결 가능 디바이스들은 회로를 완성하기 위하여 소스(112)와 접지된 싱크 디바이스(120) 사이의 DC 연결부를 필요로 하기 때문이다. 이 DC 연결부는 싱크 디바이스(120)로부터 소스(112)로의 전류 복귀 경로를 생성한다. 이러한 연결부는 일반적으로 전용 광학 상호연결 시스템에서 사용할 수 없는 개별 연선의 배선(twisted wire pairs)을 덮는 내부 차폐와 덮개 편조 차폐를 통해 제공되기 때문에, 추가 전원이 필요하다.

도 2는 소스와 싱크를 상호연결하기 위한 방법(200)을 도시한다. 소스로부터의 전기 신호들은 적외선 또는 광학 LED, 반도체 레이저 또는 VCSEL 디바이스용 드라이버 디바이스를 사용하여 광학 신호로 변환된다(단계(210)). 광학 신호는 광섬유 케이블에 주입되어 송신된다(단계(212)). 송신된 광학 시스템은 전기 신호로 변환되고(단계(216)), 이 전기 신호는 싱크에 의해 수신된다(단계(218)). 전기 신호의 변환을 보장하기 위해, 싱크에 대한 연결부 또는 다른 외부 전원에 대한 연결부는 전원을 공급하고, 신호 변환 마이크로프로세서들 또는 다른 전자 기기를 깨우고, 선택적 배터리들을 충전할 수 있다(단계(214)).

도 3은 외부 전원을 갖는 광학 상호연결 시스템을 도시한다. 본 실시예에서, 신호 소스(312)는 신호 소스(312)로부터 수신된 전기 신호들을 변환하는 광학 송신기(314)에 연결된다. 하나 이상의 광섬유들(315)은 광학적으로 인코딩된 데이터를 광학 수신기(316)로 송신하는데 사용된다. 광학 수신기는 데이터를 디코딩하여 전기 신호들로 변환하고, 이러한 전기 신호들은 싱크 디바이스(320)에 제공된다. 광학 수신기(316)는 적어도 하나의 실시예에서 외부 전원 모듈(322)에 대한 전원 연결부(319)에 의해 제공되는 별도의 전원 모듈(318)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서 전원 모듈은 싱크 디바이스(예: USB 포트)의 다른 포트들 또는 전원 공급장치를 통해 제공될 수 있는 반면, 다른 실시예들에서 전원은 다른 디바이스(예: 네트워크 스위치로부터 이더넷 연결부를 통한 전원) 또는 적절한 직류 전원 공급장치에 의해 공급될 수 있다.

도 4는 전기 신호들을 광학 신호들로, 그리고 다시 전기 신호들로의 변환을 지원할 수 있는 양-방향 광학 상호연결 시스템(400)을 도시한다. 데이터 송신의 제 1 방향에서, 신호 소스(412)는 신호 소스(412)로부터 수신된 전기 신호를 변환하는 광학 송수신기(414)에 연결된다. 하나 이상의 광섬유들(415)은 광학적으로 인코딩된 데이터를 광학 송수신기(416)로 송신하는데 사용된다. 광학 송수신기(416)는 데이터를 디코딩하고 싱크 디바이스(420)에 제공되는 전기 신호들로 변환한다. 싱크 디바이스(420)에서 소스(412)로의 복귀 신호도 또한 지원된다.

광학 송수신기들(414 및 416) 둘 모두는 각각의 개별 전원 모듈(419 및 418)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서 전원 연결부는 전원 모듈(418)로부터 싱크 디바이스(420)로 이루어질 수 있다. 유사하게, 전원 연결부는 전원 모듈(419)로부터 소스 디바이스(412)로 이루어질 수 있다.

일 실시예에서 광섬유는 소스 디바이스로부터 싱크 디바이스로의 데이터 송신을 위해 사용될 수 있다. 추가 광섬유는 싱크 디바이스(420)에서 소스 디바이스(412)로의 복귀 신호 송신에 사용될 수 있다. 이러한 양-방향 신호 기능은, 낮은 데이터-속도 원격 제어 명령들, 싱크 디바이스로부터 소스로의 오디오 복귀, 이더넷 통신 및 핫 플러그 검출을 지원하는 채널들을 포함하여, HDMI 규격의 완전한 지원을 허용한다. 이러한 데이터 채널은 소비자 전제제품 제어(CEC : Consumer Electronics Control), 오디오 복귀 채널(ARC : Audio Return Channel) 또는 강화된 오디오 복귀 채널(eARC : Enhanced Audio Return Channel), HDMI 이더넷 채널(HEC) 및 핫 플러그 검출(HPD : Hot Plug Detect)을 포함할 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. CEC는 사용자로 하여금 단일 원격 제어를 사용하여 HDMI 케이블들을 통해 함께 결합된 다수의 디바이스들을 제어하도록 허용한다. 보다 구체적으로, 디바이스들에 원격 제어 명령들을 보내는데 사용되는 고유한 주소가 디바이스들의 연결된 그룹에 할당된다. ARC 또는 eARC는 소스가 다른 케이블들을 사용하지 않고 싱크 디바이스로부터 오디오 출력을 재생하는 것을 허용하는 싱크 디바이스와 소스 사이의 다른 케이블을 대체하는 오디오 링크이다. HEC는 HDMI를 통한 IP-기반 애플리케이션들을 가능하게 하고, 양방향 이더넷 통신을 제공한다. HPD는 소스가 싱크 디바이스의 존재를 감지하고, 필요한 경우 링크를 재시작할 수 있다.

도 5a는 전기에서 광학으로, 그리고 후속적으로 광학에서 전기로의 변환을 포함하는 HDMI 광섬유 데이터 연결 시스템(500)의 일 실시예를 도시한다. 이 실시예는 케이블의 반대 단부들에 부착된 2개의 동일한 커넥터들을 갖는 종래의 전기 HDMI 인터페이스를 실질적으로 대체할 수 있다. 이러한 케이블들은 일반적으로 다양한 정보를 전달하기 위한 4개의 차폐 연선들의 구리 배선들과 7개의 개별 구리 배선들을 포함한다. 4개의 차폐 연선들의 배선들은 변화 최소화 차분 신호(HDMI 표준 TMDS 또는 FRL)의 형태로 비교적 고속 데이터 및 클록을 통신하도록 적응된다. HDMI 2.0b 및 이전 HDMI 표준들에서, 3개의 연선이 비디오, 오디오 및 보조 데이터를 통신하는데 사용되며, 일반적으로 D0-D2로 언급된다. 마지막 연선은 데이터와 관련된 클록을 송신하는데 사용되며, 일반적으로 CLK로 언급된다. HDMI 2.1에서, 4개의 연선들은 모두 비디오, 오디오 및 보조 데이터를 통신하는데 사용되며, 일반적으로 D0-D3로 언급된다. 고속 데이터의 속도는 레인당 3~12 Gbps 범위일 수 있다. 나머지 7개의 개별 배선들은 100 내지 400 kbps 범위와 같이 비교적 저속 데이터를 통신하는데 사용된다. 이러한 배선들 중 2개는 I²C 버스 규격을 준수하는 통신 채널을 사용하는 디바이스들 사이의 통신을 제공하기 위한 디스플레이 데이터 채널(DDC)로 언급된다. 일반적으로 DDC DATA로 언급되는 DDC 배선 쌍 중 하나는 디바이스들 사이에서 데이터를 통신하는데 사용된다. 일반적으로 DDC CLK로 언급되는 다른 DDC 배선 쌍은 데이터와 관련된 클록을 송신하는데 사용된다. 7개의 개별 배선들 중 나머지 5개는 CEC, 유틸리티, HPD, 5V 전원 및 접지이다.

동작시, 소스(512)로부터 각각의 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL, DDC, 및 다른 전기 신호들은 HDMI 호환 커넥터에 수용된 송신기(514)에 제공된다. 전압 조정기(REG1)에 의해 전원을 공급받는 레이저 다이오드 드라이버(LDD)와 반도체 레이저 또는 LED 다이오드를 사용하여, 광학 신호가 생성되어 다른 HDMI 호환 커넥터에 내장된 광검출기 및 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 수신기(516)로 송신된다. HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 수신기는 광검출기 신호를 증폭하기 위해 연결된 트랜스임피던스 증폭기(TIA)를 포함한다. 원래 제공된 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL, DDC 및 다른 전기 신호들에 대응하는 증폭된 전기 신호들은 텔레비전, 디스플레이 또는 다른 적절한 싱크(520)로 송신된다.

일 실시예에서, 전원은 전압 조정기(REG2)에 연결된 인덕터들(LI 및 L2)(또는 페라이트 비드들과 같은 다른 적절한 전기 필터링 회로 요소)에 의해 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 포트의 전기 탭을 통해 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 수신기에 공급된다. 전압 조정기(REG2)는 접지에 연결되어 잡음을 줄이고, 전압을 광학 신호들을 수신하여 전기 신호들로 변환하는 트랜스임피던스 증폭기를 위한 필요한 동작 전압 또는 전압들로 변환하는 역할을 한다.

그러나 일부 상업적으로 이용 가능한 실시예들에서, 싱크(520)로부터 HDMI 연결 및 연결된 전자 기기에 대한 전원의 공급을 가능하게 하거나 그렇지 않으면 트리거하기 위해 특정 전압 전원의 인가가 필요하기 때문에, 이러한 메커니즘은 도움 없이 동작하지 않을 것이다.

HDMI 연결부의 전원 트리거링을 필요로 하는 실시예들의 경우, 충전식 배터리, 슈퍼커패시터 또는 유사한 충전 뱅크가 조정기(REG3)를 통해 싱크(520)의 HDMI 포트(RX5V)의 5V 핀에 초기 5볼트 전하를 공급하기 위하여 사용될 수 있다. HDMI 포트의 활성화를 트리거한 후, 인덕터들(L1 및 L2)(또는 페라이트 비드들과 같은 다른 적절한 전기 필터링 회로 요소)에 의한 전기 탭은 배터리 또는 다른 전압 소스를 충전하는데 사용될 수 있다. 동작시, HDMI 커넥터가 싱크(520)에 연결되지 않은 경우, REG3의 인에이블 핀 "en"은 개방 회로로 유지되고 저항(R4)에 의해 접지로 풀링된다. 따라서 REG3은 턴 오프되고, 배터리에서 전류를 끌어오지 않는다. HDMI 커넥터가 싱크(520)(예: TV 또는 디스플레이)에 연결될 때, CEC 핀 또는 DDC와 같은 다른 적절한 핀들이 특정 전압, 예컨대 3.3V를 갖는 REG3 "en"에 연결된다. REG3는 턴온되고, 배터리 전압, 예컨대 1.5V를 "5V"로 상향-변환한다. 싱크(520)의 "5V" 핀이 5V로 풀링되면, HDMI 표준 TMDS 또는 FRL+ 및 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL- 포트들에 전원을 공급하기 시작한다. 인덕터들(L1 및 L2)은 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 데이터 연결부들에 의해 제공된 AC 신호를 차단하고, DC 전압(예: 2V)을 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 포트들로부터 REG2 "in"으로 전달한다. REG2는 이 전압을 TIA가 동작하는데 필요한 전압 또는 전압들로 상향 또는 하향 변환한다. REG2가 전압을 출력하기 시작하면, REG3“in”이 REG2“in”에 연결되도록 MUX 입력을 스위칭한다. 또한 스위치 S1를 닫고, REG3 "out"은 배터리를 충전하기 시작한다.

효과적으로, 설명된 회로의 동작은, 싱크 520(RX5V)의 HDMI 포트 상의 5V 핀에 전원을 공급하는 충전식 배터리로 하여금 HDMI 커넥터가 연결 해제될 때 배터리 소모를 방지하도록 제어되는 것을 하용한다. 충전식 배터리는 케이블이 처음 싱크(520)에 연결되었을 때에만 동작한다. 싱크(520)가 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 포트들에 전원을 공급하기 시작한 후, 충전식 배터리는 전류의 출력을 중지하고, 대신 충전 모드로 전환된다.

대안적으로, 도 5b는 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 신호들을 배터리 없이 전원 태핑 회로를 포함한 광학 신호들로 변환하는 도 5a와 관련하여 논의된 것과 유사한 광학 상호연결 시스템(501)의 일 실시예를 도시한다. 동작시, 각각의 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL, DDC, 및 소스(513)로부터의 다른 전기 신호들은 HDMI 호환 커넥터에 수용된 송신기(515)에 제공된다. 전압 조정기(REG1)에 의해 전원을 공급받는 레이저 다이오드 드라이버(LDD) 및 반도체 레이저 또는 LED 다이오드를 사용하여 광학 신호들이 생성되어 다른 HDMI 호환 커넥터에 내장된 광검출기 및 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 수신기(517)로 송신된다. HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 수신기는 광검출기 신호를 증폭하기 위해 연결된 트랜스임피던스 증폭기(TIA)를 포함한다. 원래 제공된 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL, DDC 및 다른 전기 신호들에 대응하는 증폭된 전기 신호들은 텔레비전, 디스플레이 또는 기타 적절한 싱크(521)로 송신된다. 또한 설명된 회로는 고속 차분 신호 RX_Data[3:0] 상의 전원 탭들로부터 REG2의 소비 전류의 램프 업 시간을 제어하는 슬루율 컨트롤러를 포함한다. 이러한 램프 업 시간이 너무 짧으면, RX_Data[3:0] 상의 DC 전압은 REG2가 동작을 멈추는 낮은 레벨까지 떨어질 수 있다. 이것은 RX_Data[3:0] 상의 적절한 전원 탭핑을 보장하도록 충분히 느리게 램프 업 시간을 조절하는 슬루율 컨트롤러에 의해 방지된다.

도 5c는 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 및 제어 또는 다른 비-HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 신호들을 광학 신호들로 변환하고, HDMI 프로토콜이 성공적인 비디오/오디오 송신 및 수신을 위해 소스(552)와 싱크(554) 사이의 양-방향 통신 채널들을 필요로 하는 광학 상호연결 시스템(550)의 일 실시예를 도시하며, 이 시스템은 CEC, 유틸리티, DDC(SCL), DDC(SDA), 접지, 5V 전원 및 HPD를 포함하지만 이에 국한되는 것은 아니다. 도 5b의 실시예에서, 소스(552)와 싱크(554) 사이의 모든 통신 채널들은 2개의 광섬유들로 집합된다. 광섬유(561)는 소스(552)로부터의 데이터를 싱크(554)로 전달하는 반면, 광섬유(562)는 싱크(554)로부터의 데이터를 소스(552)로 전달하여, 양방향 통신을 설정한다. 디지털 신호 처리는 소스 측의 디지털 인코더/디코더 1(DED1(556))과 싱크 측의 디지털 인코더/디코더 2(DED(558))에 의해 실현된다. DED1(556 및 558)은 다중 통신 채널들을 단일 집합 채널로 결합하거나, 단일 집합 채널을 다수의 통신 채널들로 분리할 수 있다. 도시된 바와 같이, P2는 REG1 "out"에 의해 전원을 공급받고, DED1에 의해 변조되며, VCSEL 또는 LED 다이오드를 구동하는 전류 소스이다. 도 5b의 REG1은 도 5a에 도시된 REG 1과 유사한 방식으로 동작한다. P1, N1 및 R5는 REG1 "out"에 의해 전원을 공급받는 트랜스임피던스 증폭기를 형성하고, 광검출기의 출력을 DED1로 버퍼링한다. 유사하게, P4는 REG2 "out"에 의해 전원을 공급받고 DED2에 의해 변조되며 VCSEL 또는 LED 다이오드를 구동하는 전류 소스이다. 도 5b의 REG2는 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 포트들로부터 유도 전원 태핑을 활용하는 도 5a에 도시된 REG2와 유사한 방식으로 동작한다. P3, N3 및 R6은 REG2 "out"에 의해 전원을 공급받고 광검출기의 출력을 DED2로 버퍼링하는 트랜스임피던스 증폭기를 형성한다. 본 실시예에서, 다수의 HDMI 통신 채널들은 2개의 광섬유들만을 사용하여 소스 측과 싱크 측 모두에서 복제된다.

도 6a는 HDMI 호환 완전 광학 상호연결 시스템(600)의 일 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 다수의 다중-모드 광섬유 케이블들(610, 612)은 송신기(602)로부터의 데이터를 수신기(604)로 송신하는데 사용되고, 적어도 하나의 다중-모드 광섬유(614)는 수신기(604)로부터의 신호들을 다시 송신기(602)로 송신한다. 송신기(602)에서 전기 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 및 비-HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 데이터는 VCSEL 레이저 또는 LED 다이오드들을 사용하여 광학 펄스들로 변환된다. 광검출기 및 관련 회로들은 광섬유(614)로부터 수신된 광학 펄스들을 연결된 소스(도시되지 않음)에 의해 처리될 수 있는 전기 신호들로 변환하는데 사용된다. 수신기(604)는 광섬유(610 및 612)로부터 수신된 광학 펄스들을 연결된 싱크(미도시)에 의해 처리될 수 있는 전기 신호들로 변환하기 위해 다수의 광검출기들 및 각각 연결된 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 광전자 송신기들을 갖는다. 수신기(604)는 또한, 전기 신호들을 송신기(602)로 송신될 수 있는 광학 신호들로 변환하기 위하여 인코더/디코더에 연결된 VCSEL 레이저 또는 LED 다이오드를 포함한다.

도 6b는 HDMI 호환 하이브리드 전기 및 광학 상호연결 시스템(620)의 일 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 다수의 다중-모드 광섬유 케이블들(630)은 송신기(622)로부터의 데이터를 수신기(624)로 송신하는데 사용된다. 송신기(622)에서, 전기 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 데이터는 VCSEL 레이저 또는 다른 레이저 다이오드들을 사용하여 광학 펄스들로 변환된다. 광검출기 및 관련 회로들은 광섬유(634)로부터 수신된 광학 펄스들을 연결된 소스(미도시)에 의해 처리될 수 있는 전기 신호들로 변환하는데 사용된다. 수신기(624)는 광섬유(630)로부터 수신된 광학 펄스들을 연결된 싱크(미도시)에 의해 처리될 수 있는 전기 신호들로 변환하기 위해 다수의 광검출기들 및 각각 연결된 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 광전자 송신기들을 갖는다. 광학 연결부들에 더하여, 시스템(620)은 또한 다양한 제어 및 데이터 신호들을 위한 전기 유선 연결부(632)를 지원한다. 이해되는 바와 같이, 이러한 연결부들은 송신기(622)와 수신기(624) 사이에서 단방향 또는 양방향일 수 있다. 또한, 시스템은 송신기(622) 및 수신기(624)의 각각의 전원 관리 유닛들을 연결하는 전원 연결부(634)를 포함한다. 유리하게, 전원이 사용 가능하기 때문에, 도 5에 도시된 실시예에 관해 설명된 HDMI 연결부 및 관련 전자 기기 및 배터리 시스템들의 전원 트리거링은 필요하지 않다.

도 6c는 HDMI 호환 상호연결 시스템(640)에 대한 모든 광학 데이터 연결부들 및 전원 연결부를 도시한다. 도시된 바와 같이, 다수의 다중-모드 광섬유 케이블들(650 및 652)은 송신기(642)로부터의 데이터 및 제어 데이터를 수신기(644)로 각각 송신하는데 사용되며, 또한 적어도 하나의 다중-모드 광섬유(656)가 수신기(644)로부터의 신호들을 다시 송신기(642)로 송신한다. 송신기(642)에서, 전기 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 데이터는 VCSEL 레이저 또는 LED 다이오드들을 사용하여 광학 펄스들로 변환된다. 수신기(644)는 광섬유(650 및 652)로부터 수신된 광학 펄스들을 연결된 싱크(미도시)에 의해 처리될 수 있는 전기 신호들로 변환하기 위해 다수의 광검출기들 및 각각 연결된 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 광전자 송신기들을 갖는다. 수신기(644)는 또한 전기 신호들을 다중 모드 광섬유(656)를 따라 송신기(642)에 송신될 수 있는 광학 신호들로 변환하기 위하여 인코더/디코더에 연결된 VCSEL 레이저 또는 LED 다이오드를 포함한다. 또한, 시스템은 송신기(642)와 수신기(644)를 연결하는 전원 연결부(654)를 포함한다. 유리하게, 전원이 이용가능하기 때문에, 도 5에 도시된 실시예에 대해 설명된 것과 같은 HDMI 연결부 및 이들의 관련 전자 기기 및 배터리 시스템의 전원 트리거링 은 필요하지 않다. 그러나, 특정 실시예들에서, HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 포트들(예를 들어, 인덕터들 및 조정기들을 사용하는) 상의 전원 탭은 여전히 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 수신기 또는 다른 관련 회로에 전원을 공급하는데 사용될 수 있다.

도 7은 번들되고 느슨하게 루프된 광학 케이블들(702), 소스(710) 및 싱크(712) HDMI 커넥터들을 포함하는 HDMI 호환 상호연결 시스템(700)의 일 실시예를 도시한다. 신호 변환기들(720 및 722)은 HDMI 표준 TMDS 또는 FRL 수신기를 위한 하우징 및 보드 레이아웃은 물론 전기에서 광으로의 변환 또는 광에서 전기로의 변환을 지원하는 기타 전자 기기를 포함하며, 각각의 HDMI 커넥터(710 및 712)에 인접하게 위치한다.

이해되는 바와 같이, 본 명세서에 설명된 시스템 및 방법들은 서버들, 데스크탑 컴퓨터들, 랩탑들, 태블릿들, 게임 콘솔들, 또는 스마트폰들과 같은 디바이스들과의 상호작용을 위해 동작할 수 있다. 데이터 및 제어 신호들은 무선 네트워크들, 개인 영역 네트워크들, 셀룰러 네트워크들, 인터넷 또는 클라우드 매개 데이터 소스들을 포함하는 다양한 외부 데이터 소스들 사이에서 수신, 생성 또는 운반될 수 있다. 또한 로컬 데이터의 소스들(예: 하드 드라이브, 고체 상태 드라이브, 플래시 메모리 또는 SRAM 또는 DRAM과 같은 동적 메모리를 포함한 다른 적절한 메모리)은 사용자-지정 선호들 또는 프로토콜들의 로컬 데이터 저장을 허용할 수 있다.

본 발명의 많은 수정들 및 다른 실시예들은 전술한 설명들 및 관련 도면들에 제시된 교시들의 이점을 갖는 당업자에 의해 도출될 것이다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정 실시예들로 제한되지 않으며, 수정들 및 실시예들은 첨부된 청구범위의 범위 내에 포함되도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 다른 실시예들은 본 명세서에 구체적으로 개시되지 않은 요소/단계의 부재 하에 실시될 수 있음이 또한 이해된다.

Claims

소스 및 싱크를 위한 광학 데이터 상호연결 시스템으로서:
상기 소스로부터 전기 신호들을 수신할 수 있는 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터;
상기 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터에 연결되고, HDMI 전기 신호들의 광학 신호들로의 변환을 위한 전자 기기를 포함하는 제 1 신호 변환기로서, 상기 전자 기기는 광학 변환 디바이스를 포함하는, 제 1 신호 변환기;
상기 제 1 신호 변환기에 연결된 적어도 하나의 광섬유;
상기 적어도 하나의 광섬유에 연결되고, 광학 신호들의 HDMI 전기 신호들로의 변환을 위한 전자 기기를 포함하는 제 2 신호 변환기;
차분 회로에 연결된 전원 탭 및 전기 신호 증폭기에 전원을 제공하기 위해 상기 전원 탭에 연결된 전압 조정기를 포함하는 제 2 신호 변환기용 전원 모듈; 및
상기 제 2 신호 변환기에 연결되고, 신호들을 싱크로 송신할 수 있는 제 2 HDMI 호환 전기 커넥터를 포함하는, 광학 데이터 상호연결 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 광학 변환 디바이스는 레이저 디바이스 드라이버(LDD)인, 광학 데이터 상호연결 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 광섬유는 다중-모드 광섬유인, 광학 데이터 상호연결 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터는 상기 제 2 HDMI 호환 전기 커넥터에 대한 전기적 및 광학적 연결 중 적어도 하나를 사용하여 제어 또는 다른 신호들을 상기 소스로부터 상기 싱크로 송신할 수 있고, 상기 제 2 HDMI 호환 전기 커넥터는 상기 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터에 대한 전기적 및 광학적 연결 중 적어도 하나를 사용하여 제어 또는 다른 신호들을 상기 싱크로부터 상기 소스로 송신할 수 있는, 광학 데이터 상호연결 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 신호 변환기의 상기 전기 신호 증폭기는 트랜스임피던스 증폭기(TIA)를 더 포함하는, 광학 데이터 상호연결 시스템.
제 1 항에 있어서,
광학 신호들을 수신 및 송신하기 위해, 상기 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터에 연결된 상기 제 1 신호 변환기는 광검출기, VCSEL 레이저 또는 LED 다이오드 및 인코더/디코더를 더 포함하는, 광학 데이터 상호연결 시스템.
제 1 항에 있어서,
광학 신호들을 수신 및 송신하기 위해, 상기 제 2 HDMI 호환 전기 커넥터에 연결된 상기 제 2 신호 변환기는 광검출기, VCSEL 레이저 또는 LED 다이오드 및 인코더/디코더를 더 포함하는, 광학 데이터 상호연결 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 전기 신호 증폭기는 싱크 접지에 연결될 수 있는, 광학 데이터 상호연결 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 전원 탭은 인덕터를 포함하는, 광학 데이터 상호연결 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 전원 탭은 페라이트 비드를 포함하는, 광학 데이터 상호연결 시스템.
소스 및 싱크에 대한 광학 데이터 상호연결 시스템을 동작시키는 방법으로서:
상기 소스로부터 전기 신호들을 수신할 수 있는 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터를 제공하는 단계;
상기 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터에 연결되고, 광학 변환을 포함하는 제 1 신호 변환기를 사용하여 HDMI 신호들을 광학 신호들로 변환하는 단계;
상기 제 1 신호 변환기에 연결된 적어도 하나의 광섬유를 따라 광학 신호들을 송신하는 단계;
상기 적어도 하나의 광섬유에 연결된 제 2 신호 변환기 내의 전자 기기를 사용하여 광학 신호들을 수신하고 이를 HDMI 전기 신호들로 변환하는 단계;
HDMI 회로에 연결된 전원 탭을 갖는 전원 모듈을 사용하고, 전기 신호 증폭기에 전원을 제공하기 위해 상기 전원 탭에 연결된 전압 조정기를 사용하여, 상기 제 2 신호 변환기에 전원을 공급하는 단계; 및
상기 제 2 신호 변환기에 연결되고 신호를 상기 싱크에 송신할 수 있는 제 2 HDMI 호환 전기 커넥터를 제공하는 단계를 포함하는, 광학 데이터 상호연결 시스템을 동작시키는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 광학 변환 디바이스는 레이저 디바이스 드라이버(LDD)인, 광학 데이터 상호연결 시스템을 동작시키는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 광섬유는 다중-모드 광섬유인, 광학 데이터 상호연결 시스템을 동작시키는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터는 상기 제 2 HDMI 호환 전기 커넥터에 대한 전기적 및 광학적 연결 중 적어도 하나를 사용하여 제어 또는 다른 신호들을 상기 소스로부터 상기 싱크로 송신할 수 있고, 상기 제 2 HDMI 호환 전기 커넥터는 상기 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터에 대한 전기적 및 광학적 연결 중 적어도 하나를 사용하여 제어 또는 다른 신호들을 상기 싱크로부터 상기 소스로 송신할 수 있는, 광학 데이터 상호연결 시스템을 동작시키는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 제 2 신호 변환기의 상기 전기 신호 증폭기는 트랜스임피던스 증폭기(TIA)를 더 포함하는, 광학 데이터 상호연결 시스템을 동작시키는 방법.
제 11 항에 있어서,
광학 신호들을 수신 및 송신하기 위해, 상기 제 1 HDMI 호환 전기 커넥터에 연결된 상기 제 1 신호 변환기는 광검출기, VCSEL 레이저 또는 LED 다이오드 및 인코더/디코더를 더 포함하는, 광학 데이터 상호연결 시스템을 동작시키는 방법.
제 11 항에 있어서,
광학 신호들을 수신 및 송신하기 위해, 상기 제 2 HDMI 호환 전기 커넥터에 연결된 상기 제 2 신호 변환기는 광검출기, VCSEL 레이저 또는 LED 다이오드 및 인코더/디코더를 더 포함하는, 광학 데이터 상호연결 시스템을 동작시키는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 전기 신호 증폭기는 싱크 접지에 연결될 수 있는, 광학 데이터 상호연결 시스템을 동작시키는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 전원 탭은 인덕터를 포함하는, 광학 데이터 상호연결 시스템을 동작시키는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 전원 탭은 페라이트 비드를 포함하는, 광학 데이터 상호연결 시스템을 동작시키는 방법.
소스 및 싱크를 위한 광학 데이터 상호연결 시스템으로서:
상기 소스로부터 전기 신호들을 수신할 수 있는 제 1 전기 커넥터;
상기 제 1 전기 커넥터에 연결되고, 전기 신호들의 광학 신호들로의 변환을 위한 전자 기기를 포함하는 제 1 신호 변환기로서, 상기 전자 기기는 광학 변환 디바이스를 포함하는, 제 1 신호 변환기;
상기 제 1 신호 변환기에 연결된 적어도 하나의 광섬유;
상기 적어도 하나의 광섬유에 연결되고, 광학 신호들의 전기 신호들로의 변환을 위한 전자 기기를 포함하는 제 2 신호 변환기;
전기 신호에 전원을 제공하기 위해 전압 조정기에 연결된 전원 탭을 포함하는 상기 제 2 신호 변환기용 전원 모듈; 및
제 2 신호 변환기에 연결되고, 신호들을 싱크로 송신할 수 있는 제 2 전기 커넥터를 포함하는, 광학 데이터 상호연결 시스템.