[发明专利]有源光缆连接器插头及使用其的有源光缆

说明书

相关申请的交叉引用

本申请享有申请日为2012年3月6日、申请号为No.61/607,002的美国临时专利申请的权益，该临时专利申请在此全文引用，以供参考。

技术领域

本发明总地涉及电通信技术和光通信技术；更具体地，本发明涉及有源光缆连接器插头和使用该有源光缆连接器插头的有源光缆，所述有源光缆连接器插头以铜电缆为基础，使得插件检测（plug-in detection）能与现存协议兼容。

背景技术

诸如USB 3.0、显示端口、迷你显示端口、HDMI等的现代高速数据总线标准将铜线用作数据传输媒介。有益的是，采用光缆替代铜线具有以下优点：

1.伴随比铜线更少的信号衰减支持更长的传输距离；

2.支持更高数据速率；

3.减少差分对中由于不匹配的导线长度造成的抖动；

4.减少由于不匹配的阻抗造成的EMI问题；

5.更便宜的电缆材料成本；

6.降低电缆尺寸。

附连于电缆一端的第一数据节点必须有源检测电缆对端第二数据节点的插件，以发起数据传输。这一检测过程有时也用于鉴别连接到电缆端部的节点类型（主机、设备、集线器等）。在凭借铜介质的传统实施方式中，通过检测电缆内铜线上某些电气性能的变化完成插件检测。

图1阐释了在传统实施方式中通过铜电缆连接的两个数据节点。参考图1，当电缆插接入第一节点1时，节点1内的检测电子线路11监测电缆内指定铜线上的电气性能。当第二节点2连接到电缆时，其标识电子线路（identity circuitry）22也连接到指定的导线，因而改变导线上的电气性能。所述性能可能以电压、电阻、电流或其他可测量的电气特性的形式体现。图2阐释了铜电缆插件检测机构。

当光缆替代铜线时，需要光-电转换器以将电信号转换为用于传输的光信号。通过电-光转换器在接收端将光信号转换回电信号。由于这一电-光-电转换，在电缆上不再能检测到插件引起的电气性能变化，因此破坏了插件检测协议。图3阐释了不具备插件检测能力的传统有源光缆（active optical cable，AOC）。图4A阐释了通用AOC结构。图4B阐释了具有电力线和地线的通用AOC结构。

发明内容

本发明涉及有源光缆连接器插头。在一个方面，有源光缆连接器插头包括：配置为连接到第一电子设备的电气接口；配置为连接到光缆的光接口，所述光缆配置为连接到第二电子设备；与电气接口和光接口连接、且配置为将接收到的电信号转换为光信号的电-光电子线路；与电气接口和光接口连接、且配置为将接收到的光信号转换为电信号的光-电电子线路；连接到电气接口、且配置为检测第一电子设备的电气性能的插件检测模块；连接到电气接口、且配置为仿真第二电子设备的电气性能的插件仿真模块；以及连接到并因而控制电-光电子线路、光-电电子线路、插件检测模块和插件仿真模块的控制器，从而将检测到的第一电子设备的电气性能通过光接口传输到第二电子设备、以及将仿真的第二电子设备的电气性能通过电气接口传输到第一电子设备。

该控制器可配置为向电-光电子线路传输电信号，电-光电子线路可配置为将电信号转换为光信号，并通过光接口以低速模式传输光信号。光-电电子线路可配置为将接收自光接口的光信号转换为电信号，控制器可配置为以低速模式从光-电电子线路接收电信号。

电-光电子线路可配置为将接收自电气接口的差分电信号转换为光信号，并可配置为通过光接口以高速模式传输该光信号。

电-光电子线路可包括时钟电路和数据恢复电路。光-电电子线路可配置为将接收自光接口的光信号转换为差分电信号，并可配置为以高速模式向电气接口传输差分电信号。光-电电子线路可包括时钟电路和数据恢复电路。

光接口可配置为连接到光缆的至少两个光纤。光缆可进一步配置为连接到第二有源光缆连接器插头的光接口。第二有源光缆连接器插头可配置为连接到第二电子设备。

当没有来自于第二有源光缆连接器插头的响应时，或者光缆没有检测到第一和第二电子设备的任何一个时，控制器可配置为进入等待模式；当存在来自于第二有源光缆连接器插头的传入光信号（incoming optical signal）时，控制器退出等待模式。控制器可配置为在等待模式下关闭电-光电子线路、以节省电源；且可配置为在退出等待模式时重新启动电-光电子线路。当在来自于第一电子设备的外部信号输入中存在预设电平变化时，控制器可配置为退出等待模式。