用光纖實現USB的遠程通信的方案

2010-07-19 14:55:12

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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米(用USB-HUB級連)。市場上還有一種用RJ-45傳輸USB遠程延長器,據說可以到50米。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。

    USB20以及USB10的規范沒有光纖接口。雖然將來的USB30可能會帶有光纖接口,但是仔細研究USB30規范就知道USB30實際上是分為兩個部分的:傳統的USB20部分和延伸的特定USB30部分。只有延伸的特定USB30部分是可能會有光纖通信功能的,但是這部分并不兼容USB20。而USB20是完全兼容USB10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。工業計算機的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是最新一代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WindowsXP/CE、LINUX、MacOS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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    用以太網光纖實現的USB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。在常用的幾種外部接口中,目前采用光纖傳輸技術比較成熟的是以太網。先通過光纖將以太網延長到遠端,然后將遠端的以太網轉換成為USB口,這樣就實現了USB的光纖遠程通信。而現在的計算機都有以太網口,即使沒有以太網口的情況下從USB口轉換出一個以太網口也是很方便的。

    以太網光纖轉換器分單模光纖和多模光纖兩種產品,都能夠把以太網信號從銅纜雙絞線介質信號轉換為光纖介質信號。支持IEEE8023標準、可將10BASE-T/100BASE-TX以太網雙絞線信號轉換成100Base-FX以太網光纖信號,產品提供一個雙絞線RJ-45接口和一個光纖接口(一般為SC頭)。以太網單模光纖轉換器可以最遠傳輸40Km~60Km,以太網多模光纖轉換器可以最遠傳輸2~4Km。

    相對來講,從以太網口轉換出USB口是比較不通用的、非主流的技術。早期的類似產品稱為USB打印服務器USBPRINTERSERVER)。之所以稱為USB打印服務器而不是USB服務器或者以太網/USB轉換器是因為這些產品生成的USB口只能夠支持USB打印機,甚至只支持某些品牌的某些型號的打印機。由于USB遠程應用中許多都是打印機,所以這些產品今天仍然廣泛應用。用電纜傳輸的以太網的最遠距離為150米?,F在new eye shadow茶樹精油去痘印有用嗎外用減肥左旋肉堿什么牌子好潤唇保濕外用減肥哪種眼霜好搭配技巧瘦臉保養品祛斑眼部底妝什么牌子好保濕推薦USB口的應用已經越來越廣泛,比如說,我們經常用U盤、USB攝像頭等。幸運的是,USB網絡服務器(也稱為:以太網/USB轉換器)技術和產品也在進步,我們對最新的一款NETWORKINGUSB SERVERUSB網絡服務器)的產品(如圖3)進行了測試,該產品支持USB存儲盤、USB/串口轉換器、USB攝像頭等,當然也支持USB打印機,符合USB20協議,也可以接USB-HUB擴展USB口。這款產品的默認IP地址為1692541010,注意計算機的以太網口地址段的前2位要一樣。比如在產品的USB插座上外插U盤,配套的軟件“Lanch Networking USB Server”(如圖4)會顯示已經連接U盤。打開計算機的資源管理器就可以讀寫這個U盤了。如果外插USB/串口轉換器,配套軟件還會提示安裝轉換器的驅動程序。
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