TW200920097A - Bidirectional HDCP-based data transmission apparatus using single optical fiber - Google Patents

Description

200920097 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種僅經由一條光纖傳送資料之資料傳輸裝 置。特別係關於雙向之資料傳輸皆運用HDCP之資料傳輸裝置 (bidirectional HDCP-based data transmission apparatus) ° 【先前技藝】

咼頻 1 數位内容保護（High-Bandwidth Digital Content Protection, HDCP)是由英特爾公司所發展的一種數位產權管理規 格，用以確保數位娛樂内容在通過DVI或HDMI介面傳送時不 至於遭到非法拷貝。HDCP規格提供一個健全、划算且易懂的方 法來傳^與接收數位娛樂内容至支援DVI/HDMI的數位顯示器 (亦即，高晝質電視或如電漿、液晶或DLp等平板顯示器）。 一般而言，HDCP係對在影像來源與數位顯示器之間傳輸之 進行力:密° HDCP其本身並非設計來避免數位内容的拷 於二;匕而疋在傳輸期間保護數位内容的完整。影像來源或傳 ^ H DVD播放器、電腦或視訊轉換器(Set-top box)等。數位 HD^P ^㈣可_位電視、監視11或投影機等。要實施 認證期要ΐ援HDCP 裝置具有—組私密金鑰(Secret㈣。在 為^巧裝置將只會在收到私密金瑜之後才會接受數位内 傳輪過財會二接收器產生—個在整個 傳輸盗將數位内容加密並且傳送給接㈣進行解密。 光纖纜線達遮蔽銅線(例如同軸纜線)或 蔽_線，liv—得㈣湘平行的遮 200920097

提出 HDCP 然而’由於這類型纜線在傳輸資料時 距離拉長時，遮蔽銅線的成本亦會增加且:傳輸 有鑑於此，多平行光纖聯結導人傳輪速。 ;=知的光纖系統通常採用至少兩條以===^皮 =同，地:纖纖模_配置具有五 六個雷射光源、六條光纖聯結與六個接收琴。i

要列人考量，並且多條平狀 ^此’本發明之-範«在於提供—種伽由—條 料之貧料傳置，其雙向之資料傳輸皆朝HDCp，藉此可降 低光學兀件驗量與成本，域少整理與轉域的負擔曰。 【發明内容】 根據本發明之一較佳具體實施例之使用一光纖之雙向運用 HDCP之資料傳輸裝置_irecti〇nal HDCp_based杨加麵㈣加 apparatus)，該光纖包含一具有一第一端面與一第二端面之纖芯。 該雙向運肖HDCP之資料傳輸裝f包含一順向傳輸模㈣細㈣ transmission module)以及一反向傳輸模組(backward transmissi〇n module)。該順向傳輸模組係光學耦合至該光纖之該纖芯之該第一 端面，且該順向傳輸模組係用以被驅動發射至少二順向光訊號進 入該纖芯之該第一端面，該至少二順向光訊號隨即經由該光纖傳 輸，並且，該至少二順向光訊號中之一順向光訊號係與HDCP資 料有關。該反向傳輸模組係光學耦合至該光纖之該纖芯之該第二 端面。該反向傳輪模組用以接收經由該光纖傳輸之該至少二順向 光訊號。並且，該反向傳輸模組用以被驅動發射至少一反向光訊 號進入該纖心之該苐一端面’該至少一反向光訊號隨即經由該光 200920097 輸’且该至少—反向光訊號中之—反向光訊號係與資 料有關。其中該順向傳輸模組並接收經由該光纖傳輸之該至少一 反向光訊號。 根據本^發明之另一較佳具體實施例之使用一光纖之雙向運用 K|DCP之資料傳輸裝置，該光纖包含—具有—第—端面與一第二 ，面之纖芯。該雙向運用HDcp之資料傳輸裝置包含一順向傳輸 模組以及一反向傳輸模組。該順向傳輸模組包含一第一處理裝 置 第光發射器以及一第一光檢測器。該第一處理裝置用以 r' ㈣有關之至少三順向電訊號，並將該至少二順向 "1電=號轉換為—相軸電訊號。該第-光發射雜電性連接至 ，巧一處理裝置並且光學耦合至該光纖之該纖芯之該第一端面。 该第一光發射器用以被該序列順向電訊號驅動發射一順向光訊號 該纖心之该弟一端面，該順向光訊號隨即經由該光纖傳輸。 該第一光檢測器係電性連接至該第一處理裝置並且光學搞人 ，纖之，纖芯之該第一端面。該反向傳輸模組包含一第二光檢^ ，、一第二處理裝置以及一第二光發射器。該第二光檢測器係光 予搞合至5亥光纖之该纖芯之該第二端面。該第二光檢測器用以接 收經由該光纖傳輸之該順向光訊號’並且將該順向光訊號轉變為 C; 該序列順向電訊號。該第二處理裝置係電性連接至該第二光檢測 器以接收該序列順向電訊號，並將該序列順向電訊號轉譯為與該 HDCP資料有關之至少二順向電訊號，該第二處理裝置亦接= 少一反向電訊號，並將該至少一反向電訊號轉換為一序列反向電 訊號。該第二光發射器係電性連接至該第二處理裝置並且光學耦 合至該光纖之該纖芯之該第二端面。該第二光發射器用姑 列反向電訊號驅動發射一反向光訊號進入該纖芯之該第二端^， 5亥反向光號隨即經由該光纖傳輸。該第一光檢測器接收經由該 光纖傳輸之該反向光§fl號，並將該反向光訊號轉變為該序列反向 電訊號。該第一處理裝置接收該序列反向電訊號，並將該序列反 向電訊號轉譯為該至少一反向電訊號。其中，該至少二順向光電 200920097 汛唬中之一順向光電訊號與該至少—反向電訊號中之一反向電訊 號均包含與該HDCP資料有關之一保護機制電訊號。 因此，根據本發明之僅經由一條光纖傳送資料之資料傳輸裝 登，其雙向之資料傳輸皆運用HDCP，藉此可降低光學元件的數 1與成本。另外，本發明可以運用於雙向對稱或是雙向非對稱之 傳輸^式:因其係取決於光發射器之數量。再者，為了方便將光 發射器光學耦合至光纖，本發明亦可選擇僅利用單一光發射哭 傳輸資料。

關於本發明之伽與精神可以藉由町的發明詳述及所附圖 式付到進一步的瞭解。 【實施方式】 本發明之範嚀旨在提供一雙向運用HD 資 猎分解說本發明之特徵、精神、優點以及實 鱗示根據本發明之—較佳具體實施例之 雙向運用HDCP之貧料僂輪驻罢彳μ -立^ 本發明之傣内谨裝置1的不思圖。如圖一所示，根據 丰毛月之雙向運用HDCP之資料傳輸裝置1係使用—細12，兮 光纖12包含一具有—镇—fc你便用九纖12，该 19? 〇 rr弟—知面1222與—第二端面1224之纖芯 Μ以及-反向傳輸模組16之貝枓傳财置1包含一順向傳輪模組 該纖Hi莖Ί順山向傳輸模組14係光學麵合至該光纖12之 至兮^纖12之'^输'^Φ 1222。該反向傳輪模組16係光學輕合 至該先纖12之錢芯122之該第二端面1224。 柄 200920097

同樣示於圖一，該順向傳輸模組14用以被驅動發射至少二 順向光訊號進入該纖芯122之該第一端面1222，該至少二順向光 訊號隨即經由該光纖12傳輸。該至少二順向光訊號中之一順向 光訊號係與HDCP資料有關。該反向傳輸模組16用以接收經由 該光纖I2傳輸之該至少二順向光訊號，並且該反向傳輪模組16 用以被驅動發射至少一反向光訊號進入該纖芯122之該第二端面 1224。該至少一反向光訊號隨即經由該光纖12傳輸。其中該順 向傳輸模組14並且接收經由該光纖12傳輸之該至少一巧、 號，並且該至少一反向光訊號中之一反向光訊號包含與該σΗΐ)α) 資料有關之一保護機制光訊號1622。 ' 於實際應用巾，該雙向運用HDCP之資料傳輸裝置丨 向傳輸模組14可包含於音效與高解析度影像中介者 ^ 模組16可包含於高解析度顯示面板與·中。^如了 f豕庭娛㈣、職帛上’音賴緒析度影像 t或視訊轉換器，並且高解析度顯示面 问解析度或數位電視、監視器、或投影機。錢、 影、音樂等娛樂内容。 用末播放電 •股而言 位音效及/絲細保護的數 =，舆高解析度影像t:者 ==與内，， ，含音樂、影像的音軌、有聲書、機°音效内容 益之間通訊用之編碼的二 元訊及 機器與機 έ數位影像，例如纟劇、圖像影像與數位藝1#^彡像内容可包 請參閱圖二A，圖二A #洽；国 . 的示意圖。如圖二A所示，於：：、曰呈體實一順向傳輪模組14 訊號包含-第-光峨咖==巾’，少二順向光 ^傳輸频14包含—第―絲射^ 200920097 12之該“ Ϊ第—光發射器、142係光學福合至該光纖 被驅動二楚“苐一端面1222。該第一光發射器142用以 门 丨1向光訊號1422進入該纖芯122之該第一端 之該纖芯丨=該第係光學搞合至該光纖12 Λ弟鳊面1222。该第二光發射器144用以被驅 毛射4一順向光訊號1442進入該纖芯122之該第一端面 1ΖΖΖ ° =樣不於圖二Α，於此實施例中，該順向傳輸模組14進一 步包含一第一光檢测器146。該第一光檢測器146係光學耦合至 12之該纖芯122之該第—端面1222。該第—光檢測器 146用以接收經由該光纖12傳輸之該保護機制光訊號1622。 一為了保護數位音效/影像内容在傳輸過程中的完整性，於一具 體實施例中，該第一順向光訊號1422、該第二順向光訊號14似 以及該保護機制光訊號1622之格式符合HDCP規範。藉此，數 位音效/影像内容在傳輸過程中的完整性即可藉由HDCp的認證 與加密而受到保護。 請參閱圖二B，圖二B係繪示圖一中之一反向傳輸模組16 的示意圖。如圖二B所示，於一實施例中，該反向傳輸模組16 包含一第三光發射器162以及一第二光檢測器164。 如圖二B所示，該第三光發射器162係光學耦合至該光纖12 之該纖芯122之該第二端面1224。該第三光發射器162用以被驅 動發射該保護機制光訊號1622進入該纖芯122之該第二端面 1224。該第二光檢測器164係光學耦合至該光纖12之該纖芯122 之該第二端面1224’該第二光檢測器164用以接收經由該光纖 12傳輸之該第一順向光訊號1422與該第二順向光訊號1442。 於一具體實施例中，該第一順向光訊號1422與該第二順向 光訊號1442係在800nm至1600nm且調變階數為1GHz或更高 200920097 之範圍内’並且該保護機制光訊號1622係在400nm至750mn且 調變階數為10MHz或更低之範圍内。因此，HDCP係利用光纖 的高速順向傳輸(亦即，大於1Giga-bit/s)來傳遞未壓縮的數位音效 及/或影像内容。 >

相對地，於此具體實施例中，該第一順向光訊號1422之頻 率係在一 GHz範圍内，該第二順向光訊號1442之頻率係在—與 該第一順向光訊號1422之頻率不同範圍之GHz範圍内，並且^ 保護機制光訊號1622之頻率係在一 MHz範圍内。因此，該第」 光發射器142可為-第-雷射二極體，該第二光發射器144 一第二雷射二極體，並且該第三光發射器162可為一發光二 體。 1550nm之雷射二極體 之雷射二極體，並且;/第:雷= 中為傳輸額外的控制訊號，於-具體實施例 訊號)。該反向傳輸模組16可選擇性 ；= 器(未示於财）。該第四光發射^ * 3細先毛射 -122 m诚而1274 ^ 先學麵合至該光纖12之該纖 =122 了，面1224。该第四光發射器用 制光訊號進人該纖芯122之該第桃射°亥控 經由該光纖I2傳輸。藉此，一 。丨:，制光訊號隨即 該光纖12傳輸之該控制光訊號。 並且接收經由 另外，請參閱圖三，圖三係泠 實施例之雙向運用HDCP 另—較佳具體 示，根據本發明之雙向運用HD'd 思圖:如圖三所 纖32，該光纖32包含-具有傳輸裝置3係使用一光 3224之纖芯322。該雙向運用與一第二端面 ™CP之貧料傳輸裝置3包含一順 200920097 向傳輸模組34以及一反向傳輪模組36。 如圖二所示，該順向傳輪模組34包含一第—處理裝置342、 第一光發射器344以及一第一光檢測器346。該反向傳輸模組 36包3第一處理裝置362、一第二光發射器以及一第二光 檢測器366。 同樣示於圖三，該第一處理裝置342用以接收與HDCP資料 有關之至少二順向電訊號42，並且將該至少二順向電訊號42轉 換為一序列順向電訊號44。 同樣示於圖三，該第一光發射器344係電性連接至該第一處 理裝置342並且光學耦合至該光纖32之該纖芯322之該第一端 面3222。該第一光發射器344係用以被該第一處理裝置从2根據 名序列順+向電訊號44之驅動而發射一順向光訊號46進入該纖芯 322之該第一端面3222。該順向光訊號46隨即經由該光纖32傳 輪。 >同樣示於圖三，該第二光檢測器366係光學耦合至該光纖32 亥纖芯322之該第二端面3224。該第二光檢測器π6用以經由 忒光纖32接收該順向光訊號46，並且將該順向光訊號46轉變為 該序列順向電訊號44。 八、=樣示於圖三，該第二處理裝置362係電性連接至該第二光 才欢測器364。δ玄第一處理裝置362用以接收該序列順向電訊號 44，並且將該序列順向電訊號44轉譯為該與該HDcp資料有關 之至少二順向電訊號42。另外，該第二處理裝置362亦接收至少 一反向電訊號52，並且將該至少一反向電訊號52轉換為一序列 反向電訊號54。 同樣示於圖三，該第二光發射器364係電性連接至該第二處 理裝置362並且光學輕合至該光纖η之該纖芯似之該第二端 12 200920097 面3224。該第二光發射器364用以被該第二處理裝置362根據該 序列反向電訊號54之驅動而發射一反向光訊號56進入該纖芯 322之該第二端面3224 ’該反向光訊號56隨即經由該光纖32傳 輸。 同樣示於圖三，該第一光檢測器346係電性連接至該第一處 理裝置342 ^且光學耦合至該光纖32之該纖芯幻2之該第一端 面3222。该第一光檢測器346用以接收經由該光纖32傳輸之該 ，向光訊號56，並且將該反向光訊號56轉變為該序列反向電訊 號54。

〇同樣示於圖三，該第一處理裝置342係接收該序列反向電訊 號54，並且將該糊反向電訊號54轉譯為該至少—反向電訊號 該至少一反向電訊號52包含與該hdcp資料有關之一保護 機制電訊號。 362 皆為多、ii/^ί 與該第二處理裝置

檢測号實施例中，該第一光檢測器146與該第二光 正方二^的f動區的直徑大約介於80至100微米之間(亦即， 徑規則形狀)，並且該光纖12之該纖芯則直 主動㈣更大(亦即，直徑大約介謂至 、可Μ選擇使用玻璃纖維材質的光纖來傳輸資料。〃雨 於其^護運3ΗΙΧ：Ρ之資料雜裝置1亦可應用 隻機制應用中。例如，該順向傳輸模組14可用來傳遞 13 200920097 承載資料(payload data) ’同時該反向傳輸模組16可用來傳遞键結 管理(link management)或額外資訊，如傳輸統計(亦即，承載資料 的傳輸量或傳輸時間)以及客戶資料(亦即，信用卡資訊、電影選 擇以及訂戶回饋等）。 、 欠相較於先成技藝，根據本發明之僅經由一條光纖傳送資料之 資料傳輸裝置，其雙向之資料傳輪皆運用HDCp，藉此可降低光 學兀件的數量與成本。另外’本發日柯將練、三個或四個以上 ，發射器運用於雙向對贼是雙向非對稱之傳輸

之數量。如此，可解決當需要傳輸“=量= ^僅使用個光發射器來發送資料所造成不敷使用的問顏。 者’為了錢將光發射e光學麵合至賴，林财可^丄再 用多工器/解多工器以經由單—光發射器H月亦可進-步利 藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望 :之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較描迷本 本發明之範#加以限制，反地，其 ς體^施例來對 及具鱗性的安排於本發明所欲申請之專利範圍蓋各種改變 14 200920097 【圖式簡單說明】 圖係纟會示根據本發明之一較佳具體實施例之雙6 HDCP之資料傳輸裝置的示意圖。 、 又 圖二Α係繪示圖一中之一順向傳輪模組的示意圖。 圖二B係繪示圖一中之一反向傳輪模組的示意圖。 Ο 圖三係繪示根據本發明之另一較佳具體實施 HDCP之資料傳輸裝置的示意圖。 雙白運 【主要元件符號說明】 1、3 ··雙向運用HDCP之資料傳輸裝置 12'32 :光纖 1222、3222 :第一端面 14、34 :順向傳輸模組 1422 :第·一順向光訊7虎 1442 :第二順向光訊號 16、36 :反向傳輸模組 1622 :保護機制光訊號 342 :第一處理裝置 42 :至少二順向電訊號 46 :順向光訊號 122、322 :纖芯 1224、3224:第二端面 142、344 :第一光發射器 144、364 :第二光發射器 146、346 :第一光檢測器 162 :第三光發射器 164、366 :第二光檢測器 362 :第二處理裝置 44 :序列順向電訊號 52 :至少一反向電訊號 200920097 反向光訊號 54:序列反向電訊號 56 f

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Claims (1)

1. 200920097 十、申請專利範圍： U二種使用—光纖之雙向運用HDCP之資料傳輸裝置，該光纖包含 一具有—第一端面與一第二端面之纖芯，該雙向運用HDCP之資 料傳輪裝置包含： 、 一順向傳輸模組’該順向傳輸模組係光學耦合至該光纖之該 纖芯之該第一端面，該順向傳輸模組用以被驅動發射至少 二順向光訊號進入該纖芯之該第一端面，該至少二順向光 訊號係與HDCP資料有關，該至少二順向光訊號隨即經由該 光纖傳輸；以及 f 一反向傳輸模組，該反向傳輸模組係光學耦合至該光纖之該 纖芯之該第二端面’該反向傳輸模組用以接收經由該光纖 傳輪之該至少二順向光訊號，並且該反向傳輸模組用以被 驅動發射至少一反向光訊號進入該纖芯之該第二端面，該 至少一反向光訊號隨即經由該光纖傳輸，其中該順向傳輸 模組並且接收經由該光纖傳輸之該至少一反向光訊號，並 且該至少一反向光訊號包含一與該HDCP資料有關之保護機 制光訊號。 2、 如申請專利範圍第1項所述之雙向運用HDCP之資料傳輸裝置， ij 其中該至少二順向光訊號包含一第一順向光訊號與一第二順向 光訊號，該順向傳輸模組包含： 一第一光發射器，該第一光發射器係光學耦合至該光纖之該 纖芯之該第一端面，該第一光發射器用以被驅動發射該第 一順向光訊號進入該纖芯之該第一端面；以及 一第二光發射器，該第二光發射器係光學耦合至該光纖之該 纖芯之該第一端面，該第二光發射器用以被驅動發射該第 二順向光訊號進入該纖β之該第一端面。 3、 如申請專利範圍第2項所述之雙向運用HDCP之資料傳輸裝置， 其中該順向傳輸模組進一步包含一第一光檢測器，該第一光檢 17 200920097 測器係光學耦合至該光纖之該纖芯之該第一端面，該第一光檢 測器用以接收經由該光纖傳輪之該保護機制光訊號。 4、 如申請專利範圍第3項所述之雙向運用HDCP之資料傳輸裝置， 其中該反向傳輸模組包含： 乂 弟二光發射器，5亥弟二光發射器係光學輛合至該光纖之該 纖芯之該第二端面，該第三光發射器用以被驅動發射該保 護機制光訊號進入該纖芯之該第二端面；以及 一第二光檢測器，該第二光檢測器係光學耦合至該光纖之該 纖心之5亥第一Λτό面，5亥第一光檢測器用以接收經由該光纖 傳輸之該第一順向光訊號與該第二順向光訊號。 5、 如申請專利範圍第4項所述之雙向運用HDCP之資料傳輸裝置， 其中該第一順向光訊號之頻率係在一GHz範圍内，該第二順向光 訊號之頻率係在一與該第一順向光訊號之頻率不同範圍2GHz範 圍内’並且該保護機制光訊號之頻率係在一 MHz範圍内。 6、 如申請專利範圍第5項所述之雙向運用HDCP之資料傳輸裝置， 其中該第一順向光訊號與該第二順向光訊號係在8〇〇nm至 1600nm且調變階數為1GHz或更高之範圍内，並且該保護機制光 訊號係在400麵至750腿且調變階數為10MHz或更低之範圍内。 7、 如申請專利範圍第4項所述之雙向運用HDCP之資料傳輸裝置， 其中該第一光發射器為一第一雷射二極體，該第二光發射器為 一第二雷射二極體，並且該第三光發射器為一發光二極體。 8、 如申請專利範圍第5項所述之雙向運用HDCP之資料傳輸裝置， 其中該反向光訊號並且包含一控制光訊號，該反向傳輸模組進 一步包含一第四光發射器，該第四光發射器係光學耦合至該光 纖之該纖芯之該第二端面，該第四光發射器用以被驅動發射該 控制光訊號進入該纖芯之該第二端面，該控制光訊號隨即經由 該光纖傳輸，該第一光檢測器並且接收經由該光纖傳輸之該控 制光訊號。 9、 一種使用一光纖之雙向運用HDCP之資料傳輸裝置，該光纖包含 200920097 該雙向運用HDCP之資 具有一苐一端面與一第二端面之纖芯 料傳輸裝置包含： 一順向傳輸模組包含： 關ϋ丨理-裝丨υι—處理裝置用以接收細^資料有 為；%並且職至少二軸電訊號轉換 馮一序列順向電訊號； 該第—光發射11係電性連接至該第一處理 ^ 絲纖之_紅料—端面，該第 ft被該第—處理裝置根據該序列順向電訊號

   m光訊號進人該纖芯之該第—端面，該順向 光δίΐ5虎11¾即經由該光纖傳輸；以及 第一、光檢測态，該第一光檢測器係電性連接至該第一處理 4置並且光學耗合至該光纖之該纖芯之該第一端面；以及 一反向傳輸模組包含： 二第-光㈣n ’該第二光檢測器係光學齡至該光纖之該 纖芯之該第二端面，該第二光檢測㈣以經由該光纖接收 該順向光訊號，並且將該順向光訊號轉變為該序列順向電 訊號； 「第「處理裝置’該第二處理裝置係電性連接至該第二光檢 測器，該第二處理裝置用以接收該序列順向電訊號 ，將該 序列順向電訊號轉譯為該與該111)(::1>資料有關之至少二順向 電訊號，接收至少一反向電訊號，並且將該至少一反向電 訊號轉換為一序列反向電訊號；以及 一第一光發射器，該第二光發射器係電性連接至該第二處理 裝置並且光學耦合至該光纖之該纖芯之該第二端面，該第 一光發射器用以被該第二處理裝置根據該序列反向電訊號 驅動發射一反向光訊號進入該纖芯之該第二端面，該反向 光訊號隨即經由該光纖傳輸； 其中該第一光檢測器接收經由該光纖傳輸之該反向光訊號，並且 將該反向光訊號轉變為該序列反向電訊號；以及 19 200920097 其中該第一處理裝置接收該序列反向電訊號’並且將該序列反向 電訊號轉譯為該至少一反向電訊號，該至少一反向電訊號 與该HDCP資料有關之保護機制電訊號。 1〇、項*述之雙向運脚cp之資料傳輸裝置， I如申請專利範圍第9項 ς白為夕夕工器。 其中該第-射Φ運細⑶之資料傳輪裝置， 笙- 耵為—弟一雷射二極體，並且該第-态為一第二雷射二極體。 &罘一先發射 、如申睛專利範圍第9項所诚之雔&_ f、 料該至少-反向電管廿曰41·ΗΕΟ>之資料傳輪裝置’ 冤汛唬亚且包含一控制電訊號。 20