TWI543549B - 光傳輸裝置以及光收發模組 - Google Patents

Description

光傳輸裝置以及光收發模組

本發明係有關於一種光傳輸裝置，且特別有關於應用於通用串列匯流排的光傳輸裝置。

隨著光傳輸技術的發展，光纖傳輸在傳輸速率、傳輸距離和抗干擾能力上具有相當優勢，因此光傳輸裝置(optical transmission device)得到了越來越廣泛的應用。由於光傳輸技術的優勢，目前越來越多的應用希望主機(host)和設備(device)能夠連接至光傳輸裝置，使得傳統介面規格，如快速外設元件互連標準(Peripheral Component Interconnect Express，PCIE)介面規格或通用串列匯流排(Universal Serial Bus，USB)版本3.0介面規格等的主機和設備也可以通過光傳輸裝置進行光纖通訊。在光傳輸裝置中，主動型光纖纜線(Active Optical Cable，AOC)包括分別位於主機端與設備端的二個電光與光電轉換(electrical-to-optical/optical-to-electrical，EO/OE)處理晶片，藉由主動型光纖纜線，主機與設備不須更換硬體即可進行光纖通訊。現有技術的主動型光纖纜線通常沒有包括電源管理功能，因此，即使USB鏈結(USB link)夥伴進入低耗能狀態，主動型光纖纜線晶片還是會與高功耗狀態時一樣地運 作，造成能量浪費。有鑑於此，本發明提出一種新的主動型光纖纜線以及光傳輸方法，以解決現有技術存在的問題。

本發明一實施例提供一種光傳輸裝置，耦接於一 第一電子裝置以及一第二電子裝置之間，包括一第一光收發模組，耦接至該第一電子裝置；一第二光收發模組，耦接至該第二電子裝置；以及第一、第二光纖，耦接於該第一光收發模組與該第二光收發模組之間，其中當該第二電子裝置閒置超過一第一預定時間時，該第二光收發模組週期性地傳送光訊號至該第一光收發模組。

本發明之另一實施例提供一種光收發模組，包括 一光電轉換路徑，而光電轉換路徑包括：一電子訊號傳送器；一轉換模組，用以根據該光電轉換路徑所接收到的光訊號，驅動該電子訊號傳送器透過一電子訊號傳送端傳送電子訊號；以及一控制單元，用以當該光電轉換路徑超過一第一預定時間未接收到光訊號時，關閉該轉換模組的電源。

本發明之另一實施例提供一種光收發模組，包 括：一電光轉換路徑，而電光轉換路徑包括：一光訊號傳送器；一驅動模組，用以根據該光電轉換路徑所接收到的電訊號，驅動該光訊號傳送器透過一光訊號傳送端傳送光訊號；以及一閒置訊號偵測單元，用以根據該電光轉換路徑所接收到的一閒置訊號輸出一閒置偵測訊號至一控制單元。

本發明之另一實施例提供一種光收發模組，具有一光訊號接收端、一光訊號傳送端、一電子信號接收端、一電 子訊號傳送端，包括：一光訊號偵測單元，耦接至該光訊號接收端；一電子訊號傳送器，耦接至該電子訊號傳送端；一轉換模組，耦接於該光訊號接收端與該電子訊號傳送器之間；一光訊號傳送器，耦接至該光訊號傳送端；一驅動模組，耦接至該電子信號接收端與該光訊號傳送器之間；一閒置偵測單元，耦接至該電子信號接收端；以及一控制單元，耦接該光訊號偵測單元、該轉換模組、該驅動模組與該閒置偵測單元，用以當該光訊號偵測單元偵測到該光訊號接收端超過一第一預定時間未接收到光訊號時，關閉該轉換模組的電源。

1、5‧‧‧光傳輸系統

10‧‧‧主機

20‧‧‧設備

30、50‧‧‧光傳輸裝置

31、32‧‧‧光收發模組

331、332、531、532‧‧‧光纖

310、311、312‧‧‧光訊號偵測單元

320、321、322‧‧‧轉換模組

330、331、332‧‧‧電子訊號傳送器

340、341、342‧‧‧光訊號傳送器

350、351、352‧‧‧驅動模組

360、361、362‧‧‧閒置偵測單元

370、371、372‧‧‧光電二極體

380、381、382‧‧‧控制單元

D_EIDLEDET‧‧‧設備端閒置偵測訊號

D_LOSDET‧‧‧設備端光訊號接收端偵測訊號

D_PD_ORx‧‧‧設備端光訊號接收端關閉訊號

D_PD_OTx‧‧‧設備端光訊號傳送端關閉訊號

D_SM‧‧‧設備狀態機器訊號

D_Tx‧‧‧設備傳送端訊號

EIDLEDET‧‧‧閒置偵測訊號

ERx、ERx1、ERx2‧‧‧電子訊號接收端

ETx、ETx1、ETx2‧‧‧電子訊號傳送端

H_EIDLEDET‧‧‧主機端閒置偵測訊號

H_LOSDET‧‧‧主機端光訊號接收端偵測訊號

H_ORxR‧‧‧主機端光訊號接收端暫存器訊號

H_PD_ORx‧‧‧主機端光訊號接收端關閉訊號

H_PD_OTx‧‧‧主機端光訊號傳送端關閉訊號

LOSDET‧‧‧光訊號接收端偵測訊號

ORx、ORx1、ORx2‧‧‧光訊號接收端

OTx、OTx1、OTx2‧‧‧光訊號傳送端

OTM‧‧‧光收發模組

OTMD‧‧‧設備端光收發模組

OTMH‧‧‧主機端光收發模組

PD_ORx‧‧‧光訊號接收端關閉訊號

PD_OTx‧‧‧光訊號傳送端關閉訊號

RxD、RxH‧‧‧接收端

TxD、TxH‧‧‧傳送端

t_EIDLE、t_ORxLOS、t_OTxOFF、t_OTxON‧‧‧時間

U0、U1、U2、U3‧‧‧操作鏈結狀態

第1圖所示為根據本發明一實施例之光傳輸系統的示意圖。

第2圖所示為根據本發明一實施例之光收發模組的示意圖。

第3圖所示為根據本發明一實施例之光收發模組的訊號時序圖。

第4圖所示為根據本發明一實施例之光收發模組的訊號時序圖。

第5圖所示為根據本發明一實施例之光傳輸系統的示意圖。

第6圖所示為根據本發明一實施例之光傳輸系統在設備於操作鏈結狀態U2或U3的訊號時序圖。

第7圖所示為根據本發明一實施例之光傳輸系統在設備於操作鏈結狀態U1的訊號時序圖。

第8圖所示為根據本發明一實施例之光傳輸系統在設備於操作鏈結狀態U2或U3的訊號時序圖。

以下說明為本發明的實施例。其目的是要舉例說明本發明一般性的原則，不應視為本發明之限制，本發明之範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

值得注意的是，以下所揭露的內容可提供多個用以實踐本發明之不同特點的實施例或範例。以下所述之特殊的元件範例與安排僅用以簡單扼要地闡述本發明之精神，並非用以限定本發明之範圍。此外，以下說明書可能在多個範例中重複使用相同的元件符號或文字。然而，重複使用的目的僅為了提供簡化並清楚的說明，並非用以限定多個以下所討論之實施例以及/或配置之間的關係。此外，以下說明書所述之一個特徵連接至、耦接至以及/或形成於另一特徵之上等的描述，實際可包含多個不同的實施例，包括該等特徵直接接觸，或者包含其它額外的特徵形成於該等特徵之間等等，使得該等特徵並非直接接觸。

第1圖所示為根據本發明一實施例之光傳輸系統1的示意圖。光傳輸系統1包括主機(host)10、設備(device)20以及連接於主機10與設備20之間的光傳輸裝置30。主機10可以是快速外設元件互連標準(PCIE)介面規格或通用串列匯流排版本3.0(USB 3.0)介面規格等、支援熱插拔(hot plug)功能的高速電子收發裝置，並包括傳送端TxH以及接收端RxH。設備20可以是PCIE介面規格或USB 3.0介面規格等、支援熱插拔功能的高速鏈結電子裝置，並包括傳送端TxD以及接收端RxD。光傳輸裝置30可以是一條主動型光纖纜線，其主要進行主機10與設 備20之間的光纖通訊。

光傳輸裝置30包括耦接至主機10的光收發模組31、耦接至設備20的光收發模組32。光傳輸裝置30還包括光纖331和332耦接於光收發模組31和32之間。光收發模組31包括電子訊號傳送端ETx1以及電子訊號接收端ERx1用以收發電子訊號，光收發模組31還包括光訊號傳送端OTx1以及光訊號接收端ORx1用以收發光訊號。光收發模組32包括電子訊號傳送端ETx2以及電子訊號接收端ERx2用以收發電子訊號，光收發模組32還包括光訊號傳送端OTx2以及光訊號接收端ORx2用以收發光訊號。光收發模組31由電子訊號接收端ERx1透過電纜線耦接至主機10的傳送端TxH以接收主機10所傳送的電子訊號。光收發模組31將電子訊號接收端ERx1所接收之電子訊號電光轉換而得一光訊號，並由光訊號傳送端OTx1藉由光纖331傳送光訊號至光訊號接收端ORx2。光收發模組32將光訊號接收端ORx2所接收之光訊號光電轉換而得一電子訊號，並由電子訊號傳送端ETx2透過電纜線傳送至設備20的接收端RxD。電子訊號接收端ERx2透過電纜線耦接至設備20的傳送端TxD以接收設備20所傳送的電子訊號。光收發模組32將電子訊號接收端ERx2所接收之電子訊號電光轉換而得一光訊號，並由光訊號傳送端OTx2藉由光纖332傳送光訊號至光訊號接收端ORx1。光收發模組31將光訊號接收端ORx1所接收之光訊號光電轉換而得一電子訊號，並由電子訊號傳送端ETx1透過電纜線傳送至主機10的接收端RxH。

第2圖所示為根據本發明一實施例之光收發模組 OTM的示意圖。如圖所示，光電二極體370耦接至光訊號接收端ORx，電子訊號傳送器330耦接至電子訊號傳送端ETx，轉換模組320耦接於光電二極體370與電子訊號傳送器330之間。光訊號傳送器340耦接於光訊號傳送端OTx與驅動模組350之間。 驅動模組350耦接於光訊號傳送器340與電子訊號接收端ERx之間。光訊號偵測單元310耦接於光電二極體370與控制單元380之間。閒置偵測單元360耦接於電子訊號接收端ERx與控制單元380之間。控制單元380還與轉換模組320、驅動模組350以及電子訊號傳送器330相耦接。控制單元380依據光訊號偵測單元310以及閒置偵測單元360的偵測信號來控制轉換模組320、驅動模組350以及電子訊號傳送器330。光收發模組OTM透過電子訊號傳送端ETx與電子訊號接收端ERx耦接至電子設備(未圖示)。光收發模組OTM可為第1圖之光收發模組31或光收發模組32。光收發模組OTM具有一電光轉換路徑用以將電子訊號轉換為光訊號。在上述電光轉換路徑上至少包含驅動模組350、光訊號傳送器340。驅動模組350根據所接收的電子訊號做抽取電流的作動以驅動(driving)光訊號傳送器340進行光訊號的傳送。在一實施例中，光訊號傳送器340可為垂直腔表面發射雷射(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)。光收發模組OTM還具有一控制單元380與一閒置偵測單元360。閒置偵測單元360耦接於驅動模組350與控制單元380之間。在上述電光轉換路徑上，閒置偵測單元360根據電子訊號接收端ERx所接收的訊號偵測電子設備是否閒置。當電子設備閒置超過一第一預定時間時，控制單元380週期性地關閉與開啟驅動模組350的電源。 相應地，光訊號傳送器340也會週期性地傳送光訊號，藉此能達到節省能源的效果。

光收發模組OTM還具有一光電轉換路徑用以將光訊號轉換為電子訊號。在上述光電轉換路徑上至少包含一光電二極體(photo diode)370、轉換模組320、電子訊號傳送器330。上述光電二極體(photo diode)370用以將接收的光訊號轉為一電流，轉換模組320用以將上述電流轉換為一電壓，電子訊號傳送器330用以將上述電壓加以預先驅動(pre-drive)後進行傳送。在一實施例中，電子訊號傳送器330還具備緩衝(buffer)的功能。光收發模組OTM還具有光訊號偵測單元310。光訊號偵測單元310耦接在光電二極體370與控制單元380之間。在上述光電轉換路徑上，光訊號偵測單元310偵測光電二極體370輸出電流以判斷是否有接收到光訊號，當超過一第二預定時間未接收到任何光訊號時，控制單元380關閉轉換模組320之電源，相應地，電子訊號傳送器330也會停止傳送電子訊號，藉此能達到節省能源的效果。在一實施例中，電子訊號傳送器330的電源可進一步地也被控制單元380關閉。

在一實施例中，電子訊號傳送端ETx耦接至電子設備的一接收端，電子訊號接收端ERx耦接至電子設備的一傳送端。因應此電子設備的電源管理，光收發模組OTM會有對應操作。當上述電子設備進入低耗能狀態而閒置(idle)時，電子設備傳送對應閒置的電子訊號至電子訊號接收端ERx。以下以第3圖做為舉例說明。第3圖所示為根據本發明一實施例之光收發模組OTM的訊號時序圖。在第3圖中，EIDLEDET表示閒置偵測 單元360偵測到所耦接的電子裝置進入閒置狀態時的一閒置偵測訊號，當電子設備閒置時，閒置偵測訊號ELDLEDET為邏輯1。在第3圖中，PD_OTx表示控制單元380所發送的光訊號傳送端關閉訊號，當光訊號傳送端關閉訊號PD_OTx為邏輯1時，驅動模組350的電源關閉，也就是說，驅動模組350停止進行從電子訊號接收端ERx所接收的電子訊號抽取電流的作動，因此光訊號傳送器340停止傳送光訊號至光訊號傳送端OTx。當光訊號傳送端關閉訊號PD_OTx為邏輯0時，轉換模組350的電源開啟，也就是說，驅動模組350進行將從電子訊號接收端ERx所接收的電子訊號抽取電流的作動，並驅動光訊號傳送器340透過光訊號傳送端OTx傳送光訊號。如第3圖所示，當電子設備閒置超過時間t_EIDLE時，控制單元380週期性地關閉與開啟驅動模組350的電源。因此也會使光訊號傳送器340週期性地傳送光訊號。驅動模組350的電源關閉的時間為t_OTxOFF，驅動模組350的電源開啟的時間為t_OTxON。一旦電子設備不再閒置(閒置偵測訊號EIDLEDET為邏輯0)，控制單元380則隨即開啟驅動模組350的電源(光訊號傳送端關閉訊號PD_OTx為邏輯0)。在一實施例中，若與光收發模組OTM耦接之另一光收發模組(未圖示)的光訊號接收端超過一拔除預定時間未接收到任何光訊號，則上述另一光收發模組OTM會判定電子裝置已拔除(unplug)，因此，驅動模組350的電源關閉的時間t_OTxOFF須小於上述拔除預定時間以避免將電子裝置閒置誤判為電子裝置拔除。在本說明書中，光訊號傳送器可為垂直腔表面發射雷射(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)。

以下以第4圖做為舉例說明。第4圖所示為根據本發明一實施例之光收發模組OTM的訊號時序圖。在第4圖中，LOSDET表示光訊號偵測單元310所發送的光訊號偵測訊號。當光訊號偵測單元310判斷光訊號接收端ORx未接收到任何光訊號時，光訊號偵測訊號LOSDET為邏輯1。當光訊號接收端ORx有接收到光訊號時，光訊號偵測訊號LOSDET為邏輯0。在第4圖中，PD_ORx表示控制單元380所發送的光訊號接收端關閉訊號。當光訊號接收端關閉訊號PD_ORx為邏輯1時，轉換模組320的電源關閉，也就是說，轉換模組320停止進行上述電流-電壓轉換，因此電子訊號傳送器330停止傳送電子訊號至電子訊號傳送端ETx。在一實施例中，電子訊號傳送器330的電源可進一步地被關閉。當光訊號接收端關閉訊號PD_ORx為邏輯0時，轉換模組320的電源開啟，也就是說，轉換模組320進行將上述電流-電壓轉換，並驅動電子訊號傳送器330透過電子訊號傳送端ETx傳送電子訊號。如第4圖所示，當光訊號偵測單元310判斷超過時間t_ORxLOS未接收到任何光訊號時，控制單元380關閉轉換模組320的電源，因此也會使電子訊號傳送端ETx停止傳送電子訊號。一旦光訊號偵測單元310判斷接收到光訊號(光訊號偵測訊號LOSDET為邏輯0)，控制單元380則隨即開啟轉換模組320的電源(光訊號接收端關閉訊號PD_ORx為邏輯0)。

第5圖所示為根據本發明一實施例之光傳輸系統5的示意圖。光傳輸系統5包括主機10、設備20以及連接於主機10與設備20之間的光傳輸裝置50。主機10和設備20與第1圖相同，因此不再複述。光傳輸裝置50包括耦接至主機10的主機端 光收發模組OTMH以及耦接至設備20的設備端光收發模組OTMD。光傳輸裝置50還包括光纖531和532耦接於主機端光收發模組OTMH和設備端光收發模組OTMD之間。主機端光收發模組OTMH包括光訊號偵測單元311、轉換模組321、電子訊號傳送器331、光訊號傳送器341、驅動模組351、閒置偵測單元361、光電二極體371以及控制單元381。光收發模組OTMH透過電子訊號傳送端ETx1與電子訊號接收端ERx1耦接至主機10，並透過光訊號傳送端OTx1與光訊號接收端ORx1分別耦接至光纖531和532。光電二極體371藉由光訊號接收端ORx1耦接至設備端光收發模組OTMD，光訊號偵測單元311耦接於光電二極體371與控制單元381之間，電子訊號傳送器331藉由電子訊號傳送端ETx1耦接至主機10，轉換模組321耦接於光電二極體371與電子訊號傳送器331之間。光訊號傳送器341藉由光訊號傳送端OTx1耦接至設備端光收發模組OTMD，閒置偵測單元361與驅動模組351皆藉由電子訊號接收端ERx1耦接至主機10，光訊號傳送器341耦接於驅動模組351與光訊號傳送端OTx1之間。閒置偵測單元361耦接於電子訊號接收端ERx1與控制單元381之間。控制單元381還與轉換模組321、驅動模組351以及電子訊號傳送器331相耦接。控制單元381依據光訊號偵測單元311以及閒置偵測單元361的偵測信號來控制轉換模組321、驅動模組351以及電子訊號傳送器331。

設備端光收發模組OTMD包括光訊號偵測單元312、轉換模組322、電子訊號傳送器332、光訊號傳送器342、驅動模組352、閒置偵測單元362、光電二極體372以及控制單 元382。設備端光收發模組OTMD透過電子訊號傳送端ETx2與電子訊號接收端ERx2耦接至設備20，並透過光訊號接收端ORx2與光訊號傳送端OTx2分別耦接至光纖531和532。光電二極體372藉由光訊號接收端ORx2耦接至主機端光收發模組OTMH，光訊號偵測單元312耦接於光電二極體372與控制單元382之間，電子訊號傳送器332藉由電子訊號傳送端ETx2耦接至設備20，轉換模組322耦接於光電二極體372與電子訊號傳送器332之間。光訊號傳送器342藉由光訊號傳送端OTx2耦接至主機端光收發模組OTMH，閒置偵測單元362與驅動模組352皆藉由電子訊號接收端ERx2耦接至設備20，光訊號傳送器342耦接於驅動模組352與光訊號傳送端OTx2之間。閒置偵測單元362耦接於電子訊號接收端ERx2與控制單元382之間。控制單元382還與轉換模組322、驅動模組352以及電子訊號傳送器332相耦接。控制單元382依據光訊號偵測單元312以及閒置偵測單元362的偵測信號來控制轉換模組322、驅動模組352以及電子訊號傳送器332。其中，光訊號偵測單元311和312與第2圖之光訊號偵測單元310類似，轉換模組321和322與第2圖之轉換單元320類似，電子訊號傳送器331和332與第2圖之電子訊號傳送器330類似，光訊號傳送器341和342與第2圖之光訊號傳送器340類似，轉換單元351和352與第2圖之轉換單元350類似，閒置偵測單元361和362與第2圖之閒置偵測單元360類似，且控制單元381和382與第2圖之控制單元380類似，因此不再複述。在某些實施例中，主機端光收發模組OTMH與設備端光收發模組OTMD可視為第1圖中光收發模組31與32。如此一來，主機端光收發模 組OTMH的光訊號傳送端OTx1、光訊號接收端ORx1、電子訊號傳送端ETx1與電子訊號接收端ERx1可視為主機端光訊號傳送端、主機端光訊號接收端、主機端電子訊號傳送端與主機端電子訊號接收端。另一方面，設備端光收發模組OTMD的光訊號傳送端OTx2、光訊號接收端ORx2、電子訊號傳送端ETx2與電子訊號接收端ERx2可視為設備端光訊號傳送端、設備端光訊號接收端、設備端電子訊號傳送端與設備端電子訊號接收端。

根據USB 3.0說明書定義有四種操作鏈結狀態U0、U1、U2和U3。其中狀態U0為超高速鏈結有效的狀態，在狀態U0時，設備會傳送訊號。狀態U1、U2和U3為省電狀態，即低耗能狀態。在下列說明中，D_SM為設備狀態機器訊號，用以表示設備20處於哪個操作鏈結狀態。D_Tx為設備傳送端訊號，用以表示設備20的傳送端TxD的傳送訊號，其中，在狀態U0時，設備20的傳送端TxD傳送由一連串邏輯1和邏輯0所組成的5G數據；在狀態U1時，設備20的傳送端TxD每經過一預定時間(例如200ms)傳送訊號；而在狀態U2和U3時，設備20的傳送端TxD持續傳送表示設備20為閒置狀態的共模(common mode)訊號EIDLE。D_EIDLEDET為設備端閒置偵測訊號，當設備20閒置時，設備端閒置偵測訊號D_EIDLEDET為邏輯1。D_PD_OTx為設備端光訊號傳送端關閉訊號，當設備端光訊號傳送端關閉訊號D_PD_OTx為邏輯1時，驅動模組352的電源關閉，而當設備端光訊號傳送端關閉訊號D_PD_OTx為邏輯0時，驅動模組352的電源開啟。H_LOSDET為主機端光訊號接收端偵測訊號，當光訊號偵測單元311偵測到主機端光訊號接收端 (即ORx1)未接收到任何光訊號時，主機端光訊號接收端偵測訊號H_LOSDET為邏輯1；而當光訊號偵測單元311偵測到主機端光訊號接收端(即ORx1)有接收到光訊號時，主機端光訊號接收端偵測訊號H_LOSDET為邏輯0。H_PD_ORx為主機端光訊號接收端關閉訊號，當主機端光訊號接收端關閉訊號H_PD_ORx為邏輯1時，轉換模組321的電源關閉，而當主機端光訊號接收端關閉訊號H_PD_ORx為邏輯0時，轉換模組321的電源開啟。 H_ELDLEDET為主機端閒置偵測訊號，當主機10閒置時，主機端閒置偵測訊號H_EIDLEDET為邏輯1。H_ORxR為主機端光訊號接收端暫存器訊號，表示主機端光收發模組OTMH中一暫存器所儲存的數據，每當主機端閒置偵測訊號H_EIDLEDET由邏輯1變為邏輯0時，會將上述暫存器所儲存的數據重設至邏輯0，而當主機端光訊號接收端關閉訊號H_PD_ORx為邏輯1時，會將上述暫存器所儲存的數據由邏輯0設定至邏輯1。 H_PD_OTx為主機端光訊號傳送端關閉訊號，當主機端光訊號傳送端關閉訊號H_PD_OTx為邏輯1時，驅動模組351的電源關閉，而當主機端光訊號傳送端關閉訊號H_PD_OTx為邏輯0時，驅動模組351的電源開啟。D_LOSDET為設備端光訊號接收端偵測訊號，當光訊號偵測單元312偵測到設備端光訊號接收端(即ORx2)未接收到任何光訊號時，設備端光訊號接收端偵測訊號D_LOSDET為邏輯1。當光訊號偵測單元312偵測到設備端光訊號接收端(即ORx2)有接收到光訊號時，設備端光訊號接收端偵測訊號D_LOSDET為邏輯0。D_PD_ORx為設備端光訊號接收端關閉訊號。當設備端光訊號接收端關閉訊號D_PD_ORx為邏 輯1時，轉換模組322的電源關閉，而當設備端光訊號接收端關閉訊號D_PD_ORx為邏輯0時，轉換模組322的電源開啟。

第6圖所示為根據本發明一實施例之光傳輸系統5在設備20於操作鏈結狀態U2或U3時的訊號時序圖。如第6圖所示，設備20在操作鏈結狀態U2或U3時，傳送端TxD傳送共模訊號EIDLE，使得閒置偵測單元362偵測到設備20為閒置狀態。當設備20閒置超過時間t_EIDLE時，控制單元382週期性地關閉與開啟驅動模組352的電源，也就是說，設備端光訊號傳送端(即OTx2)週期性地傳送光訊號。驅動模組352的電源關閉的時間(即設備端光訊號傳送端不傳送光訊號的時間)為t_OTxOFF，驅動模組352的電源開啟的時間(即設備端光訊號傳送端傳送光訊號的時間)為t_OTxON。一旦設備20不再閒置，控制單元382則隨即開啟驅動模組352的電源。當主機端光訊號接收端(即ORx1)超過時間t_ORxLOS未接收到任何光訊號時，控制單元381關閉轉換模組321的電源(H_PD_ORx為邏輯1)，也就是說，主機端電子訊號傳送端(即ETx1)停止傳送電子訊號。一旦主機端光訊號接收端(即ORx1)有接收到光訊號時，控制單元381開啟轉換模組321的電源(H_PD_ORx為邏輯0)。

第7圖所示為根據本發明一實施例之光傳輸系統5在設備20於操作鏈結狀態U1的訊號時序圖。如第7圖所示，設備20在操作鏈結狀態U1時，傳送端TxD每經過一特定時間(例如t_Ping)會傳送訊號D_Tx。藉由將時間t_EIDLE設定為大於上述特定時間t_Ping，可使得在操作鏈結狀態U1時驅動模組352的電源一直為開啟(D_PD_OTx為邏輯0)。

第8圖所示為根據本發明一實施例之光傳輸系統5在設備20於操作鏈結狀態U2或U3的訊號時序圖。如第8圖所示，設備20在操作鏈結狀態U2或U3時，傳送端TxD傳送共模訊號EIDLE，使得閒置偵測單元362偵測到設備20為閒置狀態。由於第8圖的上半部分皆與第6圖相同，故不予贅述。以下僅描述第8圖的下半部分。當主機10閒置(H_EIDLEDET為邏輯1)超過時間t_EIDLE且主機端光訊號接收端(即ORx1)超過時間t_ORxLOS未接收到光訊號時，週期性地關閉與開啟驅動模組351的電源，也就是說，主機端光訊號傳送端(即OTx1)週期性地傳送光訊號。驅動模組351的電源關閉的時間(即主機端光訊號傳送端不傳送光訊號的時間)為t_OTxOFF，驅動模組351的電源開啟的時間(即主機端光訊號傳送端傳送光訊號的時間)為t_OTxON。一旦主機10不再閒置，則隨即開啟驅動模組351的電源。由於在操作鏈結狀態U1時，主機10的傳送端TxH並不會像設備20的傳送端TxD一樣每經過預定時間t_Ping傳送訊號，主機端光收發模組OTMH無法只根據主機10是否閒置超過t_EIDLE來區別U1和U2或U3。主機端光收發模組OTMH可根據主機端光訊號接收端(即ORx1)是否超過時間t_ORxLOS未接收到任何光訊號(也就是設備端光訊號傳送端是否超過時間t_ORxLOS未傳送任何光訊號)來間接得知設備20是否在操作鏈結狀態U2或U3。藉由在主機端光收發模組OTMH中設置暫存器可記錄主機端光訊號接收端(即ORx1)是否超過時間t_ORxLOS未接收到任何光訊號。因此，不同於驅動模組352的電源在滿足設備20閒置超過時間t_EIDLE單一條件下即可週期 性地關閉與開啟，驅動模組351的電源須同時滿足主機10閒置超過時間t_EIDLE以及主機端光訊號接收端(即ORx1)超過時間t_ORxLOS未接收到任何光訊號二個條件下才會週期性地關閉與開啟。在一實施例中，驅動模組351的電源須同時滿足主機10閒置超過時間t_EIDLE以及暫存器由一第一邏輯準位被設置為一第二邏輯準位二個條件下才會週期性地關閉與開啟。當設備端光訊號接收端(即ORx2)超過時間t_ORxLOS未接收到任何光訊號時，關閉轉換模組322的電源(D_PD_ORx為邏輯1)，也就是說，設備端電子訊號傳送端(即ETx2)停止傳送電子訊號。 而一旦設備端光訊號接收端(即ORx2)有接收到光訊號時，轉換模組322的電源隨即開啟(D_PD_ORx為邏輯0)。

在一實施例中，由於在操作鏈結狀態U2或U3時，主機10會每隔一預定時間(例如100ms)進行接收終端偵測(receiver termination detection)，因此主機端光收發模組OTMH的時間t_EIDLE可設為小於100ms甚至設為大約1ms。

綜上所述，根據上列實施例，本發明之光傳輸裝置可根據所連接之電子設備的電源管理進行對應電源管理操作以達到節省能源的效果。

在本說明書中，雖然敘述主機和設備係支援USB版本3.0，但所屬技術領域中具有通常知識者應能根據本說明書將本發明之光收發模組、光傳輸裝置以及光傳輸方法應用至USB版本3.1或USB版本3系列的主機和設備。

本發明之方法，或特定型態或其部份，可以以程式碼的型態存在。程式碼可以包含於非暫時性實體媒體，如軟 碟、光碟片、硬碟、或是任何其他電子設備或機器可讀取(如電腦可讀取)儲存媒體，亦或不限於外在形式之電腦程式產品，其中，當程式碼被機器，如電腦載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置或系統，且可執行本發明之方法步驟。程式碼也可以透過一些傳送媒體，如電線或電纜、光纖、或是任何傳輸型態進行傳送，其中，當程式碼被電子設備或機器，如電腦接收、載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之系統或裝置。當在一般用途處理單元實作時，程式碼結合處理單元提供一操作類似於應用特定邏輯電路之獨特裝置。

以上所述為實施例的概述特徵。所屬技術領域中具有通常知識者應可以輕而易舉地利用本發明為基礎設計或調整以實行相同的目的和/或達成此處介紹的實施例的相同優點。所屬技術領域中具有通常知識者也應了解相同的配置不應背離本創作的精神與範圍，在不背離本創作的精神與範圍下他們可做出各種改變、取代和交替。說明性的方法僅表示示範性的步驟，但這些步驟並不一定要以所表示的順序執行。可另外加入、取代、改變順序和/或消除步驟以視情況而作調整，並與所揭露的實施例精神和範圍一致。

5‧‧‧光傳輸系統

10‧‧‧主機

20‧‧‧設備

50‧‧‧光傳輸裝置

311、312‧‧‧光訊號偵測單元

321、322‧‧‧轉換模組

331、332‧‧‧電子訊號傳送器

341、342‧‧‧光訊號傳送器

351、352‧‧‧驅動模組

361、362‧‧‧閒置偵測單元

371、372‧‧‧光電二極體

381、382‧‧‧控制單元

531、532‧‧‧光纖

OTMD‧‧‧設備端光收發模組

OTMH‧‧‧主機端光收發模組

RxD、RxH‧‧‧接收端

TxD、TxH‧‧‧傳送端

Claims (27)

1. 一種光收發模組，包括：一光電轉換路徑，包括：一電子訊號傳送器；一轉換模組，用以根據該光電轉換路徑所接收到的光訊號，驅動該電子訊號傳送器透過一電子訊號傳送端傳送電子訊號；以及一控制單元，用以當該光電轉換路徑超過一第一預定時間未接收到光訊號時，關閉該轉換模組的電源。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光收發模組，其中當判斷該光電轉換路徑超過該第一預定時間未接收到光訊號時，該控制單元關閉該電子訊號傳送器的電源。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光收發模組，更包括一光電二極體，用以根據該光電轉換路徑所接收到的該光訊號輸出一電流，而該轉換模組將該電流轉換為一電壓，以驅動該電子訊號傳送器。
4. 如申請專利範圍第3項所述之光收發模組，更包括一光訊號偵測單元，用以偵測該光電二極體所輸出之該電流，判斷該光電轉換路徑是否接收到光訊號。
5. 如申請專利範圍第3項所述之光收發模組，更包括一暫存器，當該光電轉換路徑超過該第一預定時間未接收到光訊號，該暫存器的數據由一第一邏輯準位被設為一第二邏輯準位。
6. 一種光收發模組，包括： 一電光轉換路徑，包括：一光訊號傳送器；一驅動模組，用以根據該電光轉換路徑所接收到的電訊號，驅動該光訊號傳送器透過一光訊號傳送端傳送光訊號；以及一閒置訊號偵測單元，用以根據該電光轉換路徑所接收到的一閒置訊號輸出一閒置偵測訊號至一控制單元，其中該閒置訊號係根據該電光轉換路徑所接收到的該電訊號來偵測與該光收發模組所耦接的一電子裝置是否進入一閒置模式，當該電光轉換路徑接收到該閒置偵測訊號超過一第一預定時間時，該控制單元週期性地關閉與開啟該驅動模組的電源。
7. 如申請專利範圍第6項所述之光收發模組，其中當該電光轉換路徑接收到該閒置偵測訊號超過該第一預定時間且該光收發模組之一光電轉換路徑超過一第二預定時間未接收到光訊號時，該控制單元週期性地關閉與開啟該驅動模組的電源。
8. 如申請專利範圍第6項所述之光收發模組，更包括一暫存器，用以記錄該光收發模組之一光電轉換路徑超過一第二預定時間未接收到光訊號，該暫存器的數據由一第一邏輯準位被設為一第二邏輯準位。
9. 如申請專利範圍第8項所述之光收發模組，其中當該電光轉換路徑接收到該閒置偵測訊號超過該第一預定時間且該暫存器由該第一邏輯準位被設置為該第二邏輯準位時，該控 制單元週期性地關閉與開啟該驅動模組的電源。
10. 一種光收發模組，具有一光訊號接收端、一光訊號傳送端、一電子信號接收端、一電子訊號傳送端，包括：一光訊號偵測單元，耦接至該光訊號接收端；一電子訊號傳送器，耦接至該電子訊號傳送端；一轉換模組，耦接於該光訊號接收端與該電子訊號傳送器之間；一光訊號傳送器，耦接至該光訊號傳送端；一驅動模組，耦接至該電子信號接收端與該光訊號傳送器之間；一閒置偵測單元，耦接至該電子信號接收端；以及一控制單元，耦接該光訊號偵測單元、該轉換模組、該驅動模組與該閒置偵測單元，其中一閒置訊號係根據該電子訊號接收端所接收到的一電子訊號來偵測與該光收發模組所耦接的一電子裝置是否進入一閒置模式，當該電子訊號接收端接收到該閒置偵測訊號超過一第一預定時間時，該控制單元週期性地關閉與開啟該驅動模組的電源。
11. 如申請專利範圍第10項所述之光收發模組，其中當該閒置偵測單元偵測到該電子訊號接收端接收到該閒置訊號超過該第一預定時間，且該光訊號偵測單元偵測到該光訊號接收端超過一第二預定時間未接收到光訊號時，該控制單元週期性地關閉與開啟該驅動模組的電源。
12. 如申請專利範圍第10項所述之光收發模組，更包括一暫存器，當該光訊號偵測單元偵測到該光訊號接收端超過一第 二預定時間未接收到光訊號，該暫存器的數據由一第一邏輯準位被設為一第二邏輯準位。
13. 如申請專利範圍第12項所述之光收發模組，其中當該閒置偵測單元偵測到該電子訊號接收端接收到該閒置訊號超過該第一預定時間，且該暫存器由該第一邏輯準位被設置為該第二邏輯準位時，該控制單元週期性地關閉與開啟該驅動模組的電源。
14. 如申請專利範圍第10項所述之光收發模組，其中當該光訊號偵測單元偵測到該光訊號接收端超過一第二預定時間未接收到光訊號時，該控制單元關閉該轉換模組的電源。
15. 如申請專利範圍第14項所述之光收發模組，其中該控制單元更耦接該電子訊號傳送器，當該光訊號偵測單元偵測到該光訊號接收端超過該第二預定時間未接收到光訊號時，該控制單元關閉該電子訊號傳送器的電源。
16. 如申請專利範圍第10項所述之光收發模組，更包括一光電二極體，耦接於該光訊號接收端與該轉換模組之間。
17. 一種光傳輸裝置，耦接於一第一電子裝置以及一第二電子裝置之間，包括：一第一光收發模組，耦接至該第一電子裝置；一第二光收發模組，耦接至該第二電子裝置；以及第一、第二光纖，耦接於該第一光收發模組與該第二光收發模組之間，其中當該第二電子裝置閒置超過一第一預定時間時，該第二光收發模組週期性地傳送光訊號至該第一光收發模組。
18. 如申請專利範圍第17項所述之光傳輸裝置，其中當該第一電子裝置閒置超過一第三預定時間且該第一光收發模組超過一第二預定時間未接收到來自該第二光收發模組的光訊號時，該第一光收發模組週期性地傳送光訊號至該第二光收發模組。
19. 如申請專利範圍第17項所述之光傳輸裝置，其中當該第一光收發模組超過一第二預定時間未接收到來自該第二光收發模組的光訊號時，該第一光收發模組的一暫存器由一第一邏輯準位被設為一第二邏輯準位。
20. 如申請專利範圍第19項所述之光傳輸裝置，其中當該第一電子裝置閒置超過一第三預定時間且該暫存器由該第一邏輯準位被設為該第二邏輯準位時，該第一光收發模組週期性地傳送光訊號至該第二光收發模組。
21. 如申請專利範圍第17項所述之光傳輸裝置，其中當該第二光收發模組超過一第二預定時間未接收到來自該第一光收發模組的光訊號時，該第二光收發模組停止傳送電子訊號至該第二電子裝置。
22. 如申請專利範圍第17項所述之光傳輸裝置，其中當該第一光收發模組超過一第二預定時間未接收到來自該第二光收發模組的光訊號時，該第一光收發模組停止傳送電子訊號至該第一電子裝置。
23. 如申請專利範圍第17項所述之光傳輸裝置，其中該第二光收發模組包括一驅動模組，當該第二電子裝置閒置超過該第一預定時間時，該驅動模組之電源週期性地關閉與開啟。
24. 如申請專利範圍第22項所述之光傳輸裝置，其中該第一光收發模組包括一轉換模組，該轉換模組之電源在該第一光收發模組超過該第二預定時間未接收到來自該第二光收發模組的光訊號時關閉。
25. 如申請專利範圍第18項所述之光傳輸裝置，其中該第一光收發模組包括一驅動模組，當該第一電子裝置閒置超過該第三預定時間且該超過該第二預定時間未接收到來自該第二光收發模組的光訊號時，該驅動模組之電源週期性地關閉與開啟。
26. 如申請專利範圍第20項所述之光傳輸裝置，其中該第一光收發模組包括一驅動模組，當該第一電子裝置閒置超過該第三預定時間且該暫存器由該第一邏輯準位被設為該第二邏輯準位時，該驅動模組之電源週期性地關閉與開啟。
27. 如申請專利範圍第21項所述之光傳輸裝置，其中該第二光收發模組包括一轉換模組，該轉換模組之電源在該第二光收發模組超過該第二預定時間未接收到來自該第一光收發模組的光訊號時關閉。