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用光纤实现USB的远程通信的方案
发布时间:2021-07-11 21:51
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本文摘要:目前计算机的USB模块早已大量用于,一般每台计算机都有多个USB口。当USB的通信距离多达几十米后,使用电缆相连方案甚至无线方案都早已无法构建,目前只有光纤可以构建USB的远程通信。本文讲解的就是几种通过光纤构建USB的远程通信的方案。USB口早已沦为了计算机最重要的外部模块,完全可以替换所有外部模块。 USB的规范规定USB的通信距离最少5米(用USB-HUB级连)。市场上还有一种用RJ-45线传输的USB远程缩短器,据传可以到50米。

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目前计算机的USB模块早已大量用于,一般每台计算机都有多个USB口。当USB的通信距离多达几十米后,使用电缆相连方案甚至无线方案都早已无法构建,目前只有光纤可以构建USB的远程通信。本文讲解的就是几种通过光纤构建USB的远程通信的方案。USB口早已沦为了计算机最重要的外部模块,完全可以替换所有外部模块。

USB的规范规定USB的通信距离最少5米(用USB-HUB级连)。市场上还有一种用RJ-45线传输的USB远程缩短器,据传可以到50米。

很远的USB通信目前只需要用光纤构建:多模光纤更远4Km,单模光纤更远40Km。首先认识一下USB的通用性,也就解读了USB的重要性。按照用途的通用性对几种常用的外部模块展开排队:USB以太网口〉串口〉PS/2、打印口等。

USB口可以便利地切换出有以太网口、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、打印口等无法分解USB口,因为USB的规范更为简单。只有以太网口再加电源才可以分解USB口,并且必须专门的软件反对。

当然计算机的内部总线模块通用性最差:台式机的PCI口、笔记本的PCMCIA口几乎可以分解USB口,而且须驱动程序。USB2.0以及USB1.0的规范没光纤模块。

虽然将来的USB3.0可能会具有光纤模块,但是细心研究USB3.0规范就告诉USB3.0实质上是分成两个部分的:传统的USB2.0部分和伸延的特定USB3.0部分。只有伸延的特定USB3.0部分是可能会有光纤通信功能的,但是这部分并不相容USB2.0。

而USB2.0是几乎相容USB1.0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,由于数据量并不大并且尤其拒绝实时性,往往使用串行通信,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协议展开串行通信。这时可以搭配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。

波仕电子发明者和首创了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OPTU232L1和OPTU232SL1是近期一代USB光纤通信产品,必要从USB口切换出有一对光纤发送头用作传输串口信号,而且须供电。波仕OPTU232L1和OPTU232SL1微型USB/串口光纤转换器具备超小型的外形(74*23*47mm)、可以将USB口虚拟世界沦为本地COM串口(COM1-COM256)、须改动有数的串口通信软件。驱动程序同波仕USB232系列转换器,反对WindowsXP/CE、LINUX、MacOS等。

图1图1由于OPTU232L1(或OPTU232SL1)传输的还是串口信号,所以必需成对用于或者与波仕的其他串口/光纤转换器筛选用于。由于使用光纤作为通信传输介质,具备隔绝低电压、以防电磁干扰、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几乎一样的。这种方案大大简化了USB口的光纤远程通信,图2为OPTU232L1与波仕的串口/光纤中继转换器组网通信图。

两边的计算机都配备好USB/串口光纤转换器并且相连好后,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。用以太网光纤构建的USB光纤通信方案以上的方案为两边都是计算机,都需要加装驱动程序。如果上面的应用于中仅有一旁为计算机,而另外一旁为USB设备呢?由于USB设备不需要加装驱动程序,就必需使用其它的USB光纤通信方案。在常用的几种外部模块中,目前使用光纤传输技术较为成熟期的是以太网。

再行通过光纤将以太网缩短到远端,然后将近端的以太网切换沦为USB口,这样就构建了USB的光纤远程通信。而现在的计算机都有以太网口,即使没以太网口的情况下从USB口切换出有一个以太网口也是很便利的。以太网光纤转换器分单模光纤和多模光纤两种产品,都需要把以太网信号从铜缆双绞线介质信号切换为光纤介质信号。

反对IEEE802.3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,产品获取一个双绞线RJ-45模块和一个光纤模块(一般为SC头)。以太网单模光纤转换器可以更远传输40Km~60Km,以太网多模光纤转换器可以更远传输2~4Km。比较来讲,从以太网口切换出有USB口是较为不标准化的、非主流的技术。早期的类似于产品称作USB打印服务器(USBPRINTERSERVER)。

之所以称作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分解的USB口只需要反对USB打印机,甚至只反对某些品牌的某些型号的打印机。由于USB远程应用于中许多都是打印机,所以这些产品今天依然广泛应用。

用电缆传输的以太网的最远距离为150米。现在USB口的应用于早已更加普遍,比如说,我们常常用U盘、USB摄像头等。

幸运地的是,USB网络服务器(也称作:以太网/USB转换器)技术和产品也在变革,我们对近期的一款NETWORKINGUSBSERVER(USB网络服务器)的产品(如图3)展开了测试,该产品反对USB存储盘、USB/串口转换器、USB摄像头等,当然也反对USB打印机,合乎USB2.0协议,也可以接USB-HUB拓展USB口。这款产品的配置文件IP地址为169.254.10.10,留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插座上外挂U盘,设施的软件LanchNetworkingUSBServer(如图4)不会表明早已相连U盘。关上计算机的资源管理器就可以读取这个U盘了。

如果外挂USB/串口转换器,设施软件还不会提醒加装转换器的驱动程序。图3图4图3图4最后将USB网络服务器终端以太网光纤收发器的远程以太网口,并且挂上U盘,如图5。

我们不会找到这时软件LanchNetworkingUSBServer运营的结果与必要终端计算机的以太网口时是一样的,还是如图4。两个以太网光纤收发器之间相连的光纤可以最远到4Km(多模)或者60Km(单模)。

这样就构建了USB的光纤远程通信。图5USB的标准通信距离(更远5米)是USB标准的缺失,失望的是,USB3.0虽然将传输速率的理论值从USB2.0的480Mb提升到了4800Mb,电缆从4芯减少到了9芯,而标准通信距离却从5米增加到了3米。也就是说,USB3.0只要通信距离多达3米,有可能唯一有效地解决问题的方法就是光纤。这有可能也是为什么USB3.0规范中考虑到了光纤通信模块的原因。

象现在市场上的一种用RJ-45线传输50米的USB缩短器对USB3.0认同是违宪的,因为它是USB1.0的,它的基本原理是减少电源线以及信号线的电流强度。


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