一种视频数据和usb数据的混合传输系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据传输技术领域，具体的涉及一种视频数据和USB数据的混合传输系统及方法。
【背景技术】
[0002]目前，各类视频应用越来越多，在摄像头、DVD等视频源与显示器、DVR等视频接收终端之间需要传输大量视频数据。在传输视频数据的同时，有时还需要传输其他类型的数据。通用串行总线是一种应用广泛的用以传输数据的接口技术，英文为Universal SerialBus，缩写为USB，USB接口具有传输速度快、支持热插拔、可同时连接多个设备的特点，目前计算机主机和鼠标、键盘、打印机等设备之间多采用USB接口进行连接。若需要同时传输视频数据和USB数据，现有技术需要分别传输，这种传输方式会增加系统的功耗和传输介质的成本，若采用光纤进行传输，还会增加光电收发器件的数量，进一步提高系统成本。进一步地，随着显示分辨率的提高，传输视频所需的带宽增加很快。如要传输日渐普及的4K2K视频信号，所需带宽达到了 12到18Gbps。如此高的速率既增加传输成本，又降低传输距离。目前缺乏一种可以在两个USB数据终端之间传输USB数据，同时又可以将视频数据特别是高分辨率视频数据由视频源发送至视频接收终端的高效、低成本解决方案。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是，对视频源发送给视频接收终端的视频数据，以及在两个USB数据终端之间传输的USB数据如何复用传输通道，高效传输的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
[0005]作为本发明的一种视频数据和USB数据的混合传输系统，包括第一混合传输装置、第二混合传输装置、传输通道;第一混合传输装置连接视频源与第一 USB数据终端;第二混合传输装置连接视频接收终端与第二 USB数据终端;第一混合传输装置通过传输通道连接第二混合传输装置；
[0006]所述传输通道包括下行传输通道和上行传输通道;所述第一混合传输装置包括:第一USB接口单元、视频与USB数据混合单元、信号驱动单元、上行USB数据接收单元;第一USB接口单元通过USB接口与第一USB数据终端进行USB数据的收发，将下行USB数据发送给视频与USB数据混合单元，将上行USB数据发送给第一 USB数据终端;视频与USB数据混合单元将来自视频源的视频数据和来自USB接口单元的下行USB数据进行混合，形成混合数据并发送给信号驱动单元，信号驱动单元对混合数据进行驱动后通过下行传输通道发送给第二混合传输装置，上行USB数据接收单元接收第二混合传输装置通过上行传输通道发送的上行USB数据，并发送给第一 USB接口单元。
[0007]所述第二混合传输装置包括:第二USB接口单元、视频与USB数据分离单元、信号接收单元、上行USB数据发送单元;信号接收单元接收由第一混合传输装置通过下行传输通道发送的混合数据，将混合数据发送给视频与USB数据分离单元进行分离，分离后得到视频数据和下行USB数据，将视频数据发送给视频接收终端，并将下行USB数据发送给第二 USB接口单元，第二 USB接口单元通过USB接口与第二 USB数据终端进行USB数据的收发，将下行USB数据发送给第二 USB数据终端，并将上行USB数据发送给上行USB数据发送单元，上行USB数据发送单元将上行USB数据通过上行传输通道发送给第一混合传输装置。
[0008]优选地，所述第一混合传输装置还包括视频压缩单元，连接所述视频源和所述视频与USB数据混合单元，用于对视频数据进行压缩，视频压缩单元采用帧内或帧间压缩算法对视频数据进行压缩;所述第二混合传输装置还包括视频解压缩单元，连接所述视频与USB数据分离单元和所述视频接收终端，用于对视频数据进行解压缩，视频解压缩单元采用对应的帧内或帧间解压缩算法对压缩后的视频数据进行解压缩。
[0009]优选地，所述第一混合传输装置还包括下行数据编码单元，连接所述视频与USB数据混合单元和所述信号驱动单元，用于对视频数据和下行USB数据的混合数据进行编码，编码方式为扰码或直流平衡编码;所述第二混合传输装置还包括下行数据解码单元，连接所述信号接收单元和所述视频与USB数据分离单元，用于对编码后的视频数据和下行USB数据的混合数据进行解码，解码方式为解扰码或直流平衡解码。
[0010]优选地，所述第二混合传输装置还包括上行数据编码单元，连接所述第二USB接口单元和所述上行USB数据发送单元，用于对上行USB数据进行编码，编码方式为扰码或直流平衡编码;所述第一混合传输装置还包括上行数据解码单元，连接所述上行USB数据接收单元和所述第一USB接口单元，用于对编码后的上行USB数据进行解码，解码方式为解扰码或直流平衡解码。
[0011]优选地，所述视频与USB数据混合单元以时分复用方式按预设时间段交替发送视频数据和下行USB数据;或在视频数据的消隐周期内发送下行USB数据;或添加标识字段，将视频数据与下行USB数据以不同的标识字段相区别。
[0012]优选地，所述信号驱动单元输出光信号或电信号:若信号驱动单元输出光信号，其将电信号转换为光信号，并将光信号发射到下行传输通道，下行传输通道为光纤，信号接收单元接收相应的光信号，其将从下行传输通道接收到的光信号转换为电信号;若信号驱动单元输出电信号，其将电信号驱动到下行传输通道，下行传输通道为电缆，信号接收单元从下行传输通道接收电信号。
[0013]优选地，所述上行USB数据发送单元输出光信号或电信号:若上行USB数据发送单元输出光信号，其将电信号转换为光信号，并将光信号发射到上行传输通道，上行传输通道为光纤，上行USB数据接收单元接收光信号，其将从上行传输通道接收到的光信号转换为电信号;若上行USB数据发送单元输出电信号，其将电信号驱动到上行传输通道，上行传输通道为电缆，上行USB数据接收单元从上行传输通道接收电信号。
[0014]进一步地，若上行传输通道和下行传输通道均为光纤，上行传输通道与下行传输通道可以使用各自独立的光纤传输。或者上行传输通道和下行传输通道也可以共用光纤传输，在共用的光纤上传输时，上行传输通道与下行传输通道的光信号以不同的波长进行传输；
[0015]进一步地，若上行传输通道和下行传输通道均为电缆，上行传输通道(32)与下行传输通道(31)可以使用各自独立的电缆传输。或者上行传输通道和下行传输通道也可以共用电缆传输，在共用的电缆上传输时，上行传输通道与下行传输通道的电信号以不同的频率范围进行传输。
[0016]优选地，所述第一USB接口单元和第二USB接口单元是符合USB3.0或USB3.1标准的接口，或是符合USB2.0标准的接口，或是符合USB1.1标准的接口。
[0017]优选地，所述下行传输通道和上行传输通道的长度均大于USB2.0标准规定的主机与设备之间最大5米的限制。
[0018]优选地，所述视频源与所述第一USB数据终端为计算机主机的组成部分，所述视频接收终端为显示器，所述第二 USB数据终端为USB设备或USB集线器。
[0019]作为本发明的一种视频数据和USB数据的混合传输方法，通过第一混合传输装置、第二混合传输装置和传输通道，在视频源与视频接收终端之间传输视频数据，并在第一 USB数据终端与第二 USB数据终端之间传输USB数据，传输通道包括下行传输通道和上行传输通道。
[0020]所述第一混合传输装置接收来自视频源的视频数据和来自第一USB数据终端的下行USB数据并进行混合，对混合数据进行第一类操作，并将处理后的信号通过下行传输通道发送给第二混合传输装置，第二混合传输装置接收来自下行传输通道的信号并进行第二类操作，处理后得到视频数据和下行USB数据的混合数据并对其进行分离，分离后得到视频数据和下行USB数据，将视频数据发送给视频接收终端，并将下行USB数据发送给第二 USB数据终端。
[0021 ]所述第二混合传输装置对来自第二 USB数据终端的上行USB数据进行第三类操作，处理后的信号通过上行传输通道发送给第一混合传输装置，第一混合传输装置接收来自上行传输通道的信号并进行第四类操作，将处理后得到的上行USB数据发送给第一 USB数据终端。
[0022]所述第一类操作有两种:第一种是将电信号转换为光信号，并将光信号发射到下行传输通道，此时下行传输通道为光纤，第二类操作是将光信号转换为电信号;第二种是将电信号以适于在电缆上长距离传输的方式驱动下行传输通道，此时下行传输通道为电缆，第二类操作是接收电信号以用于后续处理。
[0023]所述第三类操作有两种:第一种是将电信号转换为光信号，并将光信号发射到上行传输通道，此时上行传输通道为光纤，第四类操作是将光信号转换为电信号;第二种是将电信号以适于在电缆上长距离传输的方式驱动上行传输通道，此时上行传输通道为电缆，第四类操作是接收电信号以用于后续处理。
[0024]进一步地，若上行传输通道和下行传输通道均为光纤，上行传输通道(32)与下行传输通道(31)可以使用各自独立的光纤传输。或者上行传输通道和下行传输通道也可以共用光纤传输，在共用的光纤上传输时，上行传输通道与下行传输通道的光信号以不同的波长进行传输；
[0025]进一步地，若上行传输通道和下行传输通道均为电缆，上行传输通道与下行传输通道可以使用各自独立的电缆传输。或者上行传输通道和下行传输通道也可以共用电缆传输，在共用的电缆上传输时，上行传输通道与下行传输通道的电信号以不同的频率范围进行传输。
[0026]优选地，所述第一混合传输装置接收由视频源发送的视频数据后，先对视频数据进行压缩，再将压缩后的视频数据和下行USB数据进行混合，压缩算法采用帧内或帧间压缩算法;所述第二混合传输装置对混合数据进行分离后，先对压缩后的视频数据进行解压缩，再将解压缩后的视频数据发送给视