insbesondere elektrooptische USB Steckverbindung Allgemein bezieht sich die Erfindung auf eine elektrooptische Gerätesteckverbindung zwischen mehreren, zum Beispiel zwei Geräten,

eine elektrooptische Steckverbindung zwischen einem Gerät und einem elekt- rooptischen Kabel (Hybridkabel), eine elektrooptische Buchse und einen elekt- rooptischen Stecker. Vorzugsweise bezieht sich die Erfindung auf eine USB 3.5-Buchse, insbesondere zum Einbau in ein Gerät, z.B. das erste und zweite Gerät.

Die erfindungsgemäße elektrooptische Buchse, insbesondere die erfindungsgemäße USB 3.5-Buchse gestattet die Datenübertragung mittels elektrischer Signale, ist aber auch in der Lage dann, wenn die entsprechenden Bedingungen vorliegen optische Datensignale zu übertragen, um so beispielsweise eine höhere Datenübertragungsgeschwindigkeit zu erreichen.

Es sind bereits Steckverbinder bekannt, die gemäß den USB 3.0-Vorschriften arbeiten und die mit Steckverbindern gemäß dem USB 2.0 Standard zusammenarbeiten können. Diese Steckverbinder gemäß den USB 3.0-Vorschriften sind also nach unten hin kompatibel, das heißt zu einem USB 2.0- Steckverbinder hin. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrooptischen Steckverbinder, insbesondere eine USB Steckverbindung vorzusehen, die die Datenübertragung mittels elektrischer und/oder optischer Signale gestattet.

Erfindungsgemäß wird folgendes vorgesehen: eine Steckverbindung zur Ver- bindung eines ersten Geräts über ein elektrische Verbindungen und optische Verbindungen enthaltendes Kabel mit einem zweiten Gerät oder einer Vorrichtung, wobei das erste Gerät eine Gerätebuchse und die Vorrichtung eine Vor- richtungs- bzw. Gerätebuchse jeweils zur Aufnahme der Stecker des Kabels aufweist, wobei gekennzeichnet die Gerätebuchse und auch die Vorrichtungsbuchse Mittel aufweisen, um vorzugsweise einen Teil der eingangsseitig an die Gerätebuchse angelegten elektrischen Signale in optische Signale dann umzuwandeln, wenn ein Controller/T ransceiver feststellt, dass das angeschlossene Kabel optische Leitungen aufweist und dass die Vorrichtungsoder Gerätebuchse zum Empfang optischer und elektrischer Signale ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäß gestaltete USB3-Buchse wird hier als USB 3.x-Buchse bezeichnet, die neben einer Datenübertragung mittels elektrischer Signale gemäß den USB 2.0- und USB 3.0-Vorschriften auch eine Datenübertragung mittels optischer Signale erlaubt.

Erfindungsgemäß weist die in ein (erstes) Gerät, beispielsweise einen Computer einbaubare USB 3.x-Buchse Mittel auf, um an die USB 3.x Buchse angelegte elektrische Signale in optische Signale umzuwandeln und die optischen Signale an den entsprechenden Ausgängen der USB 3.x Buchse für die Weiterleitung zur Verfügung zu stellen.

Vorzugsweise weisen die Umwandlungsmittel Mittel auf, die feststellen, ob die für eine Übertragung optischer Signale erforderlichen Voraussetzungen erfüllt sind d.h. ob beispielsweise ein optische Signale übertragendes Kabel angeschlossen ist und dieses auch mit einem zum Empfang optischer Signale geeigneten (zweiten) Gerät verbunden ist.

Insbesondere sieht die Erfindung einen miniaturisierten optoelektronischen Transceiver vor, der in die USB 3.x-Buchse eingebaut ist und der mit einer gerättypischen Schaltung des (ersten bzw. zweiten) Geräts, in den die USB 3.x-Buchse eingebaut ist, verbindbar ist.

Erfindungsgemäß wird ein Kontroller/Transceiver in die USB 3.x-Buchse eingebaut. Der Transceiver weist Driver- und Empfangs-ICs mit Intelligenz auf. Die Transceiver detektieren, ob eine USB 3.x-Kabel an die Buchse ange- schlössen ist, und zwar ebenfalls mit einer entsprechenden USB 3.x-Buchse am anderen Ende eines optischen USB 3.x-Kabels.

Die erfindungsgemäß in der USB 3.x Buchse des ersten Gerätes vorgesehe- nen Mittel, insbesondere Kontroller und Transceiverbetriebsmittel des Kontrol- ler Transceivers stellen fest, ob sowohl ein USB 3.x-Kabel also auch eine USB 3.x-Buchse (Hybridbuchse) im zweiten Gerät am anderen Ende des Kabels vorgesehen ist und bewirken die optische Datenübertragung. Die erfindungsgemäße USB 3.x-Buchse weist also den beschriebenen "link aware"-Transceiver auf, das heißt einen Transceiver, der feststellen kann, ob die Voraussetzungen für ein optische Verbindung vorliegen.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung von zwei USB 3.0-Buchsen, eingebaut in zwei Geräte, die durch ein USB 3.0-Kabelanordnung verbunden sind.

Fig. 2 eine Einzelheit, der USB 3.0-Buchse der Fig. 1 ;

Fig. 3 schematisch den erfindungsgemäßen Aufbau einer Gerätesteckverbindung zwischen einem ersten Gerät und einem zweiten Gerät über ein opti- sches Hybridkabel;

Fig. 4 eine Hybridcomputerbuchse bzw. USB 3-Buchse eingebaut in ein erstes Gerät mit erfindungsgemäßen Mitteln zur Bereitstellung von optischen Signalen zur Feststellung, ob einen Übertragungsmöglichkeit für optische Sig- nale vorhanden ist; Fig. 5 Einzelheiten der Mittel zur wahlweisen Übertragung von elektrischen oder optischen Signalen, insbesondere abhängig von den Übertragungsmöglichkeiten; Fig. 6 die Verbindung zwischen zwei USB 3.x-Buchsen, bei der in Folge des USB 3.0-Kabels keine optische Signalübertragung möglich ist;

Fig. 7 eine Stirnansicht der Buchse gemäß Fig. 8 Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer in ein Gerät einzubauenden Buchse von der Ausgangsseite her.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer bekannten Steckverbindung (Gerätesteckverbindung) 10 unter Verwendung eines Leiter 7,1 ; 7,2; 7,3;... aufweisenden Kabels 12 zwischen einem ersten Gerät 1 (beispielsweise einem Computer; im Folgenden wird auf das erste Gerät als Computer 1 Bezug genommen) und einem zweiten Gerät 2 (beispielsweise einer Festplatte; im Folgenden wird auf das zweite Gerät unter Verwendung des Begriffs Festplatte 2 Bezug genommen). Das zweite Gerät wird auch als Empfangsgerät oder Vorrichtung 2 bezeichnet.

Die Gerätesteckverbindung 10 weist folgendes auf: eine mehrere Einganges, 1 ; 8,2; 8,3;...aufweisende Buchse 1 1 , vorzugsweise eine USB 3-Buchse (wobei im Folgenden auf die Buchse 1 mit dem Begriff Computerbuchse 1 Bezug genommen wird) und eine weitere USB 3 Buchse 13 (auf die im Folgenden als Festplatten buchse 13 Bezug genommen werden soll), wobei zwischen den beiden Buchsen 1 1 und 13 das Kabel 12, beispielsweise ein USB 3-Kabel (USB3 Cable Assembly) 12, die elektrische Verbindung herstellt, d.h. die elektrischen Übertragungswege.

Im Folgenden wird die Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf die Computerbuchse 1 1 beschrieben, wobei aber analoge Ausführungen auch für die Festplattenbuchse 13 gelten. Es sei darauf hingewiesen, dass die Beschreibung Begriffe wie "eingangssei- tig" und "ausgangsseitig" sowie "Eingang" oder "Ausgang" so verwendet als ob eine Informationsübertragung stets von einer im Computer 1 vorhandenen Computerschaltung 4 nur zu einer in der Festplatte 10 vorhandenen Festplattenschaltung erfolgt. Die Computerschaltung 4 hat Ausgangsanschlüsse 5,0 - 5,8. Es kann natürlich eine Informationsübertragung auch in umgekehrter Richtung erfolgen, wie es zum Beispiel bei einem optoelektrischen Wandler 61 der Fig. 5 der Fall ist.

Die Computerbuchse 1 1 besitzt - vgl. Fig. 2 - zahlreiche Eingangsanschlüsse 6,0 bis 6,8, die mit entsprechenden Ausgangsanschlüssen 6,0a bis 6,8a der Computerbuchse 1 1 verbunden sind. Die Eingangsanschlüsse 6.0 bis 6.8 stehen mit entsprechenden Ausgangsanschlüssen 5.0 bis 5.8 der elektrischen Computerschaltung 4 in Verbindung. Auf diese elektrische Schaltung wird im Folgenden auch als Computerelektronik 4 Bezug genommen. Im Falle einer USB 3.0-Computerbuchse können die Eingangsanschlüsse 6.2 und 6.3 zur D- und D+-Verbindung einer USB 2.0-Buchse vorhanden sein, wobei die entsprechenden Ausgangsanschlüsse 6,2a und 6,3a der Computerbuchse 1 1 mit den beiden Leitern bzw. Leiteranschlüssen 7,2 und 7,3 des Kabels 12 in Verbindung stehen, um die Verbindung mit den Eingangsanschlüssen 8,3 und 8,2 herzustellen. Die Eingangsanschlüsse 8,2 und 8,3 besitzen entsprechende Ausgangsanschlüsse D+ und D-. In ähnlicher Weise wird - vgl. Fig. 1 - die USB 3-Verbindung hergestellt durch die Eingangsanschlüsse 6,4 bis 6,8 der Computerbuchse 1 1 , wobei die SSTX- -Verbindung und die SSTX+ -Verbindung den Anschlüssen 6,5 und 6,7 zugeordnet sind, die dann mit den entsprechenden beiden Leitern des Kabels 12 in Verbindung stehen und mit den entsprechenden Anschlüssen 9,5 und 9,7 der Festplattenbuchse 13 über die Drahtverbindung des Kabels 12. Der eben beschriebene Verbindungspfad ist der eine Verbindungspfad der USB 3- Verbindung, während der andere Verbindungspfad der USB-Verbindung der in Fig. 1 darüber angeordnete Verbindungspfad ist, von dem der Computerbuch- senanschluss 6,6, der Leiteranschluss 7,6 und der Festplattenbuchsenan- schluss 9,6 gezeigt ist.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Figuren 3 bis 5 sowie 7 und 6 be- schrieben. Fig. 6 stellt einen Fall dar, wo zusammen mit den erfindungsgemäßen Buchsen ein nicht erfindungsgemäß ausgebildetes Kabel verwendet wird.

In Fig. 3 zeigt eine dem ersten Gerät (z.B. Computer) 1 zugeordnete Hybridbuchse 111 , die in erfindungsgemäßer Weise ausgebildet ist. Auf die Hybrid- buchse 111 des ersten Geräts 1 wird auch als Computerbuchse oder Hybridcomputerbuchse oder auch Hybridgerätebuchse 111 Bezug genommen und eine Hybridbuchse 113 des zweiten Geräts bzw. der Vorrichtung 2 wird als Festplattenbuchse, Hybridfestplattenbuchse oder Hybridvorrichtungsbuchse 113 bezeichnet. Ein spezielles Kabel 112, das auch als„Hybrid Optical Cable Assembly" bezeichnet werden kann, verbindet die Computerbuchse 111 (die auch als Hybrid-Receptacle 111 bezeichnet werden kann) mit der Festplattenbuchse 113 (die auch als Hybrid-Receptacle bezeichnet werden kann). Das Kabel 112 hat neben den für USB 2 charakteristischen Drähten noch zwei optische Leiter 864 und 857, die die elektrischen Drähte des Kabels 12 der ers- ten und zweiten USB3-Verbindungen ersetzen.

Die Hybridcomputerbuchse 111 stellt somit neben der USB2-Verbindung wahlweise eine USB3-Verbindung durch entsprechende Drähte des Kabels 112 in der in Fig. 1 veranschaulichten Art und Weise oder aber, - vgl. Fig. 3 - über die optischen Verbindungen bzw. Leiter 864 und 857 her.

Um dies zu ermöglichen, sind sowohl die Hybridcomputerbuchse 111 als auch die Hybridfestplattenbuchse 113 mit einem Controller/Transceiver, d.h. einer Steuervorrichtung/Sende- und Empfangsvorrichtung 50 ausgestattet.

Wiederum nur auf die Hybridcomputerbuchse 111 Bezug nehmend sei unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 der Aufbau der Hybridcomputerbuchse 111 erläutert. Eingangsseitig ist die Hybridcomputerbuchse 111 (Fig. 3) in gleicher Weise ausgebildet wie die herkömmliche USB3-Computerbuchse 11. Ausgangsseitig ist die Hybridcomputerbuchse 11 1 zusätzlich mit zwei optischen Ausgängen C01 und C02 versehen. Die Hybridcomputerbuchse 111 kann also wahlweise die über die Eingangsanschlüsse 6,4 bis 6,7 zugeführten elektrischen Signale weiterhin übertragen elektrisch über elektrische Leiter übertragen, wenn keine optischen Leitungen 857 und 864 im Kabel 12 und zudem keine Hybridfest- plattenbuchse 113 auf der Seite der Festplatte 2 vorhanden sind.

Erfindungsgemäß ist die Hybridcomputerbuchse 111 (und natürlich auch die Hybridfestplattenbuchse 113) mit einem Controller/T ransceiver 50 ausgerüstet, der im Einzelnen in Fig. 5 dargestellt ist. Der Controller Transceiver 50 weist einen Controllerabschnitt 51 und einen Transceiverabschnitt 52 und fer- ner Controller- und Transceiver-Betriebsmittel 53 auf. Auf diese Komponenten wird auch als Wandlermittel Bezug genommen.

Der Transceiverabschnitt 52 weist insbesondere zwei elektrooptische Wandler 60, 61 auf, nämlich einen elektrooptischen Wandler 60 und einen optisch- elektrischen Wandler 61. Der elektrooptische Wandler 60 kann elektrische Signale an seinem Eingang in optische Signale umwandeln und zum Ausgang C01 liefern.

Der der optisch-elektrische Wandler 61 nimmt eingangsseitig an den An- schluss C02 angelegte, optische Signale auf und wandelt diese, wenn erwünscht, in elektrische Signale um. Die elektrischen Signale werden dann über Schalter 62, 63 zu den Anschlüssen 6,4, 6,6 geliefert.

Die elektrischen Signale an den Eingangsanschlüssen 6,5, 6,7 sind dann mit dem elektrooptischen Wandler 60 verbunden, wenn die Schalter 64 und 65 sich in der gezeigten optischen Übertragungsposition befinden. Entsprechend sind auch die elektrischen Ausgangssignale des optisch/elektrischen Wand- lers 61 bei sich in der optischen Übertragungsstellung befindlichen Position der Schalter 63, 64 mit den Anschlüssen 6,4 und 6,6 verbunden.

Die Controller- und Transceiver-Betriebsmittel 53 enthalten alle Hardware- und Software-Komponenten, um die erforderlichen Transceiver- und Controller-Operationen durchzuführen.

Beispielsweise können die Controller- und Transceiver-Betriebsmittel 53 mit einem„link-aware chip" ausgestattet sein, der zwischen der elektrischen und optischen Verbindung umschaltet.

Die im Transceiverabschnitt 52 eingesetzten Transceiver 50 können Driver und Receiver-IC mit einiger Intelligenz aufweisen. Die Transceiver 50 selbst können detektieren, ob ein optisches USB-Kabel 1 12 verfügbar ist, und zwar zusammen mit einer Hybridfestplattenbuchse 113 am anderen Ende. Wenn dies der Fall ist, so wird die USB3-Übertragung optisch ausgeführt, während ansonsten das IC als ein Repeater des elektrischen USB-Signals dient. Diese Funktion sieht auch einige Vorteile vor, verglichen mit den einfachen passiven USB 2,3-Buchsen.

Es ist wichtig, dass der Transceiver 50 feststellt, ob ein optisches USB-Kabel 1 12 sowie eine Hybridbuchse am anderen Ende vorhanden sind.

Es ist auch möglich, dass der Steuerabschnitt 51 in Fig. 5 durch die Steuer- und Transceiver-Betriebsmittel 53 repräsentierte Mittel in der Lage ist, zu bestimmen, welche Kabelverbindung vorliegt und abhängig davon, entweder das elektrische Signal bei einem Standard-USB-Kabel zu den elektrischen Anschlüssen oder Stiften zu leiten oder aber zu dem internen optoelektronischen Transceiver, der hier durch die elektrooptischen Wandler 60 und optisch/elektrischen Wandler 61 dargestellt ist. Die Fig. 7 und 8 zeigen den mechanischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Buchse 11 , 13, die sowohl als Computerbuchse 11 wie auch als Festplattenbuchse 13 einsetzbar ist. Man erkennt fünf in einer Linie liegende Ausgangsanschlüsse 6,4a, 6,6a, 6,8a, 6,5a, 6,7a entsprechender Kontaktarme jeweils in Eingangsanschlüssen 6,4, 6,6, 6,8, 6,5, 6,7 ehden, um an die gerätetypische Schaltung, hier z.B. die Computerschaltung 4, angeschlossen zu werden. Der Controller/Receiver 50 ist bei der Darstellung gemäß Fig. 8 in dem Isolierkörper 95 untergebracht.

1 erstes Gerät, z.B. Computer

2 zweites Gerät, Vorrichtung, Empfangsgerät, z.B. Festplatte

3 Gehäuse

4 gerätetypische Schaltung, z.B. Computerschaltung

5 Ausgänge, Ausgangskontakte, elektrische Ausgangskontakte

6,0- 6,8 Eingangsanschlüsse derBuchsel 1

6,0a-6,8a Ausgangsanschlüsse der Buchse 11

7, 1 ; 7,2; 7,6 Leiteranschluss

8,1 ; 8,2; 8,3;Eingänge der Buchse 13

9, 1 ; 9,2; ... Festplatteneingangsanschlüsse

10 Steckverbindung bzw. Gerätesteckverbindung, z.B. USB3- Steckverbindung

11 Buchse, z.B. USB3-Buchse, z.B. Computerbuchse

12 Kabel, z.B. USB3-Kabel

12A Kabel, z.B. USB3,5-Kabel

13 Buchse, Vorrichtungsbuchse, Festplattenbuchse, z.B. USB3- Buchse

13A Buchse, Vorrichtungsbuchse, Festplattenbuchse, z.B. USB3A-

Buchse

50 Controller/T ransceiver (Steuervorrichtung/ Sende- und Em pfangsvorrichtung

51 Controllerabschnitt

52 Transceiverabschnitt

53 Controller- und Transceiver-Betriebsmittel

60 elektrooptischer Wandler

61 optisch-elektrischer Wandler

62-65 Schalter

95 körper

101 optisch/elektrische Steckverbindung

110 Computer

1 11 Hybridbuchse, Hybridgerätebuchse, Computerbuchse

112 Kabel

113 Hybridbuchse, Hybridevorrichtungsbuchse, Festplattenbuchse Festplatte optische Leiter optische Leiter