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用光纖實現USB的遠程通信

用光纖實現USB的遠程通信

2012/6/14 9:28:58

用光纖實現USB的遠程通信

                      波仕電子  版權所有  2012

 

目前計算機的USB接口已經大量使用,一般每臺計算機都有多個USB口。當USB的通信距離超過幾十米后,采用電纜連接方案甚至無線方案都已經無法實現,目前只有光纖可以實現USB的遠程通信。本文介紹的就是幾種通過光纖實現USB的遠程通信的方案。

USB口已經成為了計算機最重要的外部接口,幾乎可以代替所有外部接口。USB的規范規定USB的通信距離最多5(用USB-HUB級連)。市場上還有一種用RJ-45線傳輸的USB遠程延長器,據說可以到50。更遠的USB通信目前只能夠用光纖實現:多模光纖最遠4Km,單模光纖最遠40Km

首先認識一下USB的通用性,也就理解了USB的重要性。按照用途的通用性對幾種常用的外部接口進行排隊:USB≥以太網口〉串口〉PS/2、打印口等。USB口可以方便地轉換出以太網口、串口以及PS/2口、打印口、甚至音頻、視頻口等。反過來,串口以及PS/2口、打印口等無法生成USB口,因為USB的規范更加復雜。只有以太網口加上電源才可以生成USB口,并且需要專門的軟件支持。當然計算機的內部總線接口通用性最好:臺式機的PCI口、筆記本的PCMCIA口完全可以生成USB口,而且無須驅動程序。

USB2.0以及USB1.0 的規范沒有光纖接口。雖然將來的USB3.0可能會帶有光纖接口,但是仔細研究USB3.0規范就知道USB3.0實際上是分為兩個部分的:傳統的USB2.0部分和延伸的特定USB3.0部分。只有延伸的特定USB3.0部分是可能會有光纖通信功能的,但是這部分并不兼容USB2.0。而USB2.0是完全兼容USB1.0的。

工業通信用的USB-串口光纖通信方案

在一些工業通信的場合,由于數據量不大并且特別要求實時性,往往采用串行通信,通信協議為RS-232或者RS-485工業計算機USB口可以通過光纖以RS-232或者RS-485協議進行串行通信。這時可以選用USB/串口光纖轉換器,波仕電子的典型產品是OPTU232L1(多模)和OPTU232SL1(單模),如圖1波仕電子發明和首創了USB/串口光纖轉換器、同時也是世界上唯一的USB/串口光纖轉換器,專利號200730098650。波仕電子的OPTU232L1OPTU232SL1最新一代USB光纖通信產品,直接從USB口轉換出一對光纖收發頭用于傳輸串口信號,而且無須供電。波仕OPTU232L1OPTU232SL1微型USB/串口光纖轉換器具有超小型的外形(74*23*47mm)、可以將USB口虛擬成為本地COM串口(COM1-COM256)、無須修改已有的串口通信軟件。驅動程序同波仕USB232系列轉換器,支持Windows XP/CE LINUXMac OS等。

 

 

 

 

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由于OPTU232L1(或OPTU232SL1)傳輸的還是串口信號,所以必須成對使用或者與波仕的其他串口/光纖轉換器配對使用。由于采用光纖作為通信傳輸介質,具有隔離高電壓、防電磁干擾、傳輸距離遠等優點。OPTU232SL1的傳輸介質為單模光纖、OPTU232L1的傳輸介質為多模光纖,但是外形和驅動程序是完全一樣的。這種方案大大簡化了USB口的光纖遠程通信,圖2OPTU232L1與波仕的串口/光纖中繼轉換器組網通信圖。兩邊的計算機都配置好USB/串口光纖轉換器并且連接好后,用“串口調試助手”軟件或者其他串口通信軟件就可以傳輸數據和文件了。

 

 

 

 

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USB光纖收發器實現的光纖通信方案

以上的方案為兩邊都是計算機,都能夠安裝驅動程序。如果上面的應用中僅有一邊為計算機,而另外一邊為USB設備呢?由于USB設備不能夠安裝驅動程序,就必須采用其它的USB光纖通信方案。

 

 

 

 

 

 

 

                                                                

 

                                                               

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波仕電子的USB光纖收發器直接外插計算機的USB口、無需外接電源,支持單模和多模光纖通用。型號為OPET110UUSB光纖收發器可以將USB口轉換為標準的100Base-FX光纖進行傳輸。而波仕的另外一款型號為OPET100L的光纖收發器可以將標準的100Base-FX光纖轉換為以太網RJ-45口。OPET110UOPET100L外形一樣,不僅顛覆了傳統以太網光纖收發器的尺寸和外形,屏棄了傳統的大方鐵盒的外形,還創造了在單模和多模光纖中都可以傳輸的技術。

如圖4計算機AUSB口,OPET110UOPET100L光纖收發器配合可實現遠程光纖復現RJ-45以太網口,最后將“以太網/USB轉換器”接入以太網光纖收發器OPET100L的以太網口,這樣就可以在遠端接USB設備。比如插上U盤等USB外設,我們會發現這時結果與直接接入計算機的USB口時是一樣的。OPET110UOPET100L之間連接的光纖可以最遠到40Km(單模)。這樣就實現了USB的光纖遠程通信。

 

 

 

 

 

 

 

 

4  USB-USB光纖延長

 

 

USB的標準通信距離(最遠5)是USB標準的缺陷,遺憾的是,USB3.0雖然將傳輸速率的理論值從USB2.0480Mb提高到了4800Mb,電纜從4芯增加到了9芯,而標準通信距離卻從5減少到了3。也就是說,USB3.0只要通信距離超過3,可能唯一有效解決的方法就是光纖。這可能也是為什么USB3.0規范中考慮到了光纖通信接口的原因。象現在市場上的一種用RJ-45線傳輸50USB延長器對USB3.0肯定是無效的,因為它是USB1.0的,它的基本原理是增加電源線以及信號線的電流強度。

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