用光纤实现USB的远程通信的方案

2010-07-19 14:55:12

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目前计算机的USB接口已经大量使用,一般每台计算机都有多个USB口。当USB通信距离超过几十米后,采用电缆连接方案甚至无线方案都已经无法实现,目前只有光纤可以实现USB的远程通信。本文介绍的就是几种通过光纤实现USB的远程通信的方案。

    USB口已经成为了计算机最重要的外部接口,几乎可以代替所有外部接口。USB的规范规定USB的通信距离最多5米(用USB-HUB级连)。市场上还有一种用RJ-45线传输USB远程延长器,据说可以到50米。更远的USB通信目前只能够用光纤实现:多模光纤最远4Km,单模光纤最远40Km

    首先认识一下USB的通用性,也就理解了USB的重要性。按照用途的通用性对几种常用的外部接口进行排队:USB≥以太网口〉串口〉PS/2、打印口等。USB口可以方便地转换出以太网口、串口以及PS/2口、打印口、甚至音频、视频口等。反过来,串口以及PS/2口、打印口等无法生成USB口,因为USB的规范更加复杂。只有以太网口加上电源才可以生成USB口,并且需要专门的软件支持。当然计算机的内部总线接口通用性最好:台式机的PCI口、笔记本的PCMCIA口完全可以生成USB口,而且无须驱动程序。

    USB20以及USB10的规范没有光纤接口。虽然将来的USB30可能会带有光纤接口,但是仔细研究USB30规范就知道USB30实际上是分为两个部分的:传统的USB20部分和延伸的特定USB30部分。只有延伸的特定USB30部分是可能会有光纤通信功能的,但是这部分并不兼容USB20。而USB20是完全兼容USB10的。

    工业通信用的USB-串口光纤通信方案

    在一些工业通信的场合,由于数据量不大并且特别要求实时性,往往采用串行通信,通信协议为RS-232或者RS-485。工业计算机的USB口可以通过光纤以RS-232或者RS-485协议进行串行通信。这时可以选用USB/串口光纤转换器,波仕电子的典型产品是OPTU232L1(多模)和OPTU232SL1(单模),如图1。波仕电子发明和首创了USB/串口光纤转换器、同时也是世界上唯一的USB/串口光纤转换器,专利号200730098650。波仕电子的OPTU232L1OPTU232SL1是最新一代USB光纤通信产品,直接从USB口转换出一对光纤收发头用于传输串口信号,而且无须供电。波仕OPTU232L1OPTU232SL1微型USB/串口光纤转换器具有超小型的外形(74*23*47mm)、可以将USB口虚拟成为本地COM串口(COM1-COM256)、无须修改已有的串口通信软件。驱动程序同波仕USB232系列转换器,支持WindowsXP/CELINUXMacOS等。

   

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    由于OPTU232L1(或OPTU232SL1)传输的还是串口信号,所以必须成对使用或者与波仕的其他串口/光纤转换器配对使用。由于采用光纤作为通信传输介质,具有隔离高电压、防电磁干扰、传输距离远等优点。OPTU232SL1的传输介质为单模光纤、OPTU232L1的传输介质为多模光纤,但是外形和驱动程序是完全一样的。这种方案大大简化了USB口的光纤远程通信,图2OPTU232L1与波仕的串口/光纤中继转换器组网通信图。两边的计算机都配置好USB/串口光纤转换器并且连接好后,用串口调试助手软件或者其他串口通信软件就可以传输数据和文件了。

   

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    用以太网光纤实现的USB光纤通信方案

    以上的方案为两边都是计算机,都能够安装驱动程序。如果上面的应用中仅有一边为计算机,而另外一边为USB设备呢?由于USB设备不能够安装驱动程序,就必须采用其它的USB光纤通信方案。在常用的几种外部接口中,目前采用光纤传输技术比较成熟的是以太网。先通过光纤将以太网延长到远端,然后将远端的以太网转换成为USB口,这样就实现了USB的光纤远程通信。而现在的计算机都有以太网口,即使没有以太网口的情况下从USB口转换出一个以太网口也是很方便的。

    以太网光纤转换器分单模光纤和多模光纤两种产品,都能够把以太网信号从铜缆双绞线介质信号转换为光纤介质信号。支持IEEE8023标准、可将10BASE-T/100BASE-TX以太网双绞线信号转换成100Base-FX以太网光纤信号,产品提供一个双绞线RJ-45接口和一个光纤接口(一般为SC头)。以太网单模光纤转换器可以最远传输40Km~60Km,以太网多模光纤转换器可以最远传输2~4Km

    相对来讲,从以太网口转换出USB口是比较不通用的、非主流的技术。早期的类似产品称为USB打印服务器USBPRINTERSERVER)。之所以称为USB打印服务器而不是USB服务器或者以太网/USB转换器是因为这些产品生成的USB口只能够支持USB打印机,甚至只支持某些品牌的某些型号的打印机。由于USB远程应用中许多都是打印机,所以这些产品今天仍然广泛应用。用电缆传输的以太网的最远距离为150米。现在new eye shadow茶树精油去痘印有用吗外用减肥左旋肉碱什么牌子好润唇保湿外用减肥哪种眼霜好搭配技巧瘦脸保养品祛斑眼部底妆什么牌子好保湿推荐USB口的应用已经越来越广泛,比如说,我们经常用U盘、USB摄像头等。幸运的是,USB网络服务器(也称为:以太网/USB转换器)技术和产品也在进步,我们对最新的一款NETWORKINGUSB SERVERUSB网络服务器)的产品(如图3)进行了测试,该产品支持USB存储盘、USB/串口转换器、USB摄像头等,当然也支持USB打印机,符合USB20协议,也可以接USB-HUB扩展USB口。这款产品的默认IP地址为1692541010,注意计算机的以太网口地址段的前2位要一样。比如在产品的USB插座上外插U盘,配套的软件“Lanch Networking USB Server”(如图4)会显示已经连接U盘。打开计算机的资源管理器就可以读写这个U盘了。如果外插USB/串口转换器,配套软件还会提示安装转换器的驱动程序。
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