专利名称：高清晰度多媒体接口长距离无损光纤传输装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及消费电子中的一种高清多媒体连接线缆，特别涉及一种高清晰度多 媒体接口 (HDMI)长距离无损光纤传输装置。
背景技术：
HDMI(High-Definition Multimedia Interface)又被称为高清晰度多媒体接口 ，是
首个支持在单线缆上传输，不经过压縮的全数字高清晰度、多声道音频和智能格式与控 制命令数据的数字接口。 HDMI接口由Silicon Image美国晶像公司倡导，联合索尼、日 立、松下、飞利浦、汤姆逊、东芝等八家著名的消费类电子制造商联合成立的工作组共 同开发的。目前的最高版本是于今年6月发布的HDMI1.3规范。HDMI不仅可以满足目 前最高画质1080P的分辨率，还能支持DVD Audio等最先进的数字音频格式，支持八声 道96kHz或立体声192kHz数码音频传送，而且只用一条HDMI线连接，免除数字音频接 线。HDMI标准中描述共有3路TMDS高速数据信号，1路CLK信号，以及l路DDC(显 示数据通道)和1路CEC(用户控制功能)信道。目前广泛采用的HDMI铜缆，但使用普 通的HDMI电缆长距离传输时，总会出现输出信号差，容易受干扰，显示出来的图像会 出现模糊、拖尾、分色等现象。因此随着传输距离的增长，以及对信号质量的越来越高 的要求，HDMI铜缆道路将会越走越窄。
发明内容
本发明的目的为了克服现有技术存在的问题及缺点，提供一种高清晰度多媒体 接口 (HDMI)长距离无损光纤传输装置，本装置主要实现原理是，依据HDMI1.3标准， 用4路光信号传输高速数据及时钟信号，1路光信号传输从显示终端读取的DDC(显示数 据通道)信号，并回传给显示源端，从而将电缆中的铜缆彻底取代为5根光纤。
本发明的技术方案为 高清晰度多媒体接口长距离无损光纤传输装置，由发送模块(TX)、接收模块 (RX)和5根光纤组成，其特征在于发送模块(TX)通过5根光纤分别与接收模块(RX) 相连，发送模块(TX)由4路电光(E/0)转换电路和1路显示数据通道(DDC)控制信号的 光电(0/E)转换电路、供电模块、逻辑控制模块组成，供电模块为发送模块提供电源，逻 辑控制模块控制读取DDC信号；接收模块(RX)由4路0/E转换电路和1路DDC控制信 号的E/0转换电路、供电模块、逻辑控制模块组成，供电模块为接收模块提供电源，逻 辑控制模块控制读取DDC信号，其中3根光纤传输最小变化差分信号TMDS的高速视频 /音频信号，1根光纤传输时钟(CLK)信号，1根光纤传输DDC控制信号，发送模块(TX) 通过电缆与显示源相连，接收模块(RX)通过电缆与显示终端相连。
供电模块采用低功耗的稳压器件为发送模块和接收模块供电。
由RX读取显示终端的扩展显示识别数据(EDID)通过DDC控制信号的E/0用1 路光纤回传到TX，然后通过0/E发送给显示源端。
本发明替代了传统的铜缆HDMI连接线，成本大幅度下降，体积和重量比铜缆 都有大幅度的减小，便于生产和工程施工，更节能环保。 采用线性稳压器LDO电压转换，并采用低功耗器件，结合目前消费电子已有的 常用接口，发送模块TX，接收模块RX中均加入了miniUSB接口，在少数内部供电不足 的情况下进行外部供电. 发送模块、接收模块的光接口采用LC接口，体积小巧，安装简便，既可以实 现模块与光纤通路一体化的整体设计，也可以实现预留5个光口，可接插拔的模块化设 计。 较之铜线有限的传输距离，光纤的传输距离可以延长300米以上，并且抗电磁 干扰能力增强。 设计主要分为发送模块(TX)和接收模块(RX)两个部分组成。下表为TX， RX
的主要性能指标。
性能参数TXRX
功耗输入+5V，电流300mA输入+5V，电流300mA
传输距离> 300米> 300米
发射光功率< -6dbm< -12dbm
激光器最大传输 速率1.6Gbs1.6Gbs
工作环境工作温度/湿度(TC 57.5°C /5% 85%工作温度/湿度0°C 57.5 °C /5% 85%
存储温度/湿度-8°C 75°C /5% 85%存储温度/湿度-8°C 75 °C /5% 85% 本发明与现有的HDMI传输相关技术相比具有以下优点1、替代铜缆为5路光 纤，成本大大降低；2、传输带宽增大，抗干扰性增强；3、传输距离可延长至少300米 以上，线缆采用光纤连接，体积和重量减小并且环保；4、线缆连接可以采用普通的LC 接口，可插拔的形式，使线缆连接更方便，灵活；5、整体装配也简易化可提高生产效 率。
图1总体方案框图。
图2发送端原理示意图。
图3接收端原理示意图。
具体实施例方式
结合附图对本发明作进一步的描述。 如图1所示，本发明由发送模块(TX)、接收模块(RX)和5根光纤组成，发送模 块(TX)通过5根光纤分别与接收模块(RX)相连，发送模块(TX)由4路电光(E/0)转换电 路和1路显示数据通道(DDC)控制信号的光电(0/E)转换电路、供电模块、逻辑控制模块 组成，供电模块为发送模块提供电源，逻辑控制模块控制读取DDC信号；接收模块(RX) 由4路0/E转换电路和l路DDC控制信号的E/0转换电路、供电模块、逻辑控制模块组 成，供电模块为接收模块提供电源，逻辑控制模块控制读取DDC信号，其中3根光纤传 输最小变化差分信号TMDS的高速视频/音频信号，1根光纤传输时钟(CLK)信号，l根 光纤传输DDC控制信号，发送模块(TX)通过电缆与显示源相连，接收模块(RX)通过电 缆与显示终端相连。所述发送模块(TX)和接收模块(RX)的电光转换电路和1路数据通 道(DDC)控制信号的光电(0/E)转换电路、供电模块、逻辑控制模块都可以从市场购买得 到。 参照图2所示，发送模块(TX)主要由低成本的4路电光转换电路，l路光电转换 电路，低功耗的供电模块，以及逻辑控制模块四个组成。 4路电光转换电路主要是把HDMI的3路最小变化差分信号(TMDS)和1路时钟 (CLK)信号转换成光信号。由于根据HDMI标准中描述，每个TMDS通道的传输速率在 25MHZ至1.65GHZ之间，因此选用实现方法可以采用4组1.25G激光器(TOSA)及驱动 芯片(LASERDRIVER)组合成电光转换电路。也可以根据传输距离的需求，使用单模激 光器及相应驱动电路。 l路光电转换电路是通过光探测器(ROSA)接收到从终端回传的显示数据通道 DDC信号，转化为串口信号，输入到MCU。实现方法用l组1.25G探测器(ROSA)及限 幅放大器(Limiting AMP)组合成光电转换电路。同样可以根据传输距离要求，使用单模 激光器及相应驱动电路。 发送模块(TX)的逻辑控制模块完成DDC信号的恢复。具体可采用单片机或者简 单的可编程逻辑器件来实现。DDC信号包括数据时钟信号(SDA)和数据时钟信号(SCL)， 传输的数据格式为外部显示设备识别数据(EDID)，包括显示设备的基本参数。
供电模块通过线性稳压器(LDO)将通过USB接口输入的5V电源转换成3.3V的 并完成稳压功能。并且采用USB接口供电，接口使用便捷。 参照图3所示，接收模块(RX)主要由低成本的4路光电转换电路，l路电光转 换电路，低功耗的供电模块，以及逻辑控制模块四个模块组成。 4路光电转换电路把从TX传来的4路光信号转换成对应的3路TMDS信号和1 路CLK信号，输出到HDMI接口 。实现方法采用4组1.25G探测器(ROSA)及限幅放大 器(Limiting AMP)组合成光电转换电路。根据传输距离要求，可使用单模激光器及相应 驱动电路。 l路电光转换电路，由于接收模块(RX)与显示终端相连，l路电光转换电路通过 HDMI接口将显示终端的DDC信号转换成光信号，回传TX。实现方法采用1组1.25G激 光器(TOSA)及驱动芯片(LASER DRIVER)组合成电光转换电路。根据传输距离要求，可使用单模激光器及相应驱动电路。 接收模块(RX)的逻辑控制模块完成终端DDC信号的采集，具体可采用单片机或 者简单的可编程逻辑器件来实现。采集后的信号发送到电光转换电路，继续完成光信号 的回传。 供电模块通过性稳压器(LDO)将通过USB接口输入的5V电源转换成3.3V的并 完成稳压功能。并采用USB取电，通常显示终端不能通过HDMI为RX提供电源，采用
此接口使用便捷。
权利要求
高清晰度多媒体接口长距离无损光纤传输装置，其特征在于由发送模块、接收模块和5根光纤组成，发送模块通过5根光纤分别与接收模块相连，发送模块通过电缆与显示源相连，接收模块通过电缆与显示终端相连。
2. 根据权利要求1所述的高清晰度多媒体接口长距离无损光纤传输装置，其特征在于所述的发送模块由4路电光转换电路和1路显示数据通道控制信号的光电转换电路、供电模块、逻辑控制模块组成；供电模块为发送模块提供电源，逻辑控制模块控制读取DDC信号。
3. 根据权利要求1所述的高清晰度多媒体接口长距离无损光纤传输装置，其特征在于所述的接收模块由4路光电转换电路和1路DDC控制信号的电光转换电路、供电模块、逻辑控制模块组成，供电模块为接收模块提供电源，逻辑控制模块控制读取DDC信号。
4. 根据权利要求2或3所述的高清晰度多媒体接口长距离无损光纤传输装置，其特征在于所述的逻辑控制模块，发送模块的逻辑控制模块完成DDC信号的恢复，接收模块的逻辑控制模块完成DDC信号的采集。
5. 根据权利要求2或3所述的高清晰度多媒体接口长距离无损光纤传输装置，其特征在于所述的供电模块采用稳压器件为发送模块和接收模块供电。
全文摘要
本发明涉及高清晰度多媒体接口长距离无损光纤传输装置，由发送模块、接收模块和5根光纤组成，发送模块通过5根光纤分别与接收模块相连，发送模块通过电缆与显示源相连，接收模块通过电缆与显示终端相连，其中3根光纤传输最小变化差分信号TMDS的高速视频/音频信号，1根光纤传输时钟信号，1根光纤传输DDC控制信号。本发明实现基本原理是4路光信号传输高清信号，1路光信号传输从显示终端读取的显示数据通道信号，并回传给显示源端，从而将电缆中的铜缆彻底取代为5根光纤，本发明HDMI用5根光纤传输，具有高带宽，更长传输距离，及成本低等显著优势。
文档编号H04N5/765GK101692707SQ20091006392
公开日2010年4月7日 申请日期2009年9月9日 优先权日2009年9月9日
发明者余冰, 刘海, 曹祥东 申请人:武汉畅联光电科技有限公司