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的距离超过几十米后,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线的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OPTU232L1和OPTU232SL1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OPTU232L1和OPTU232SL1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/CE、LINUX、MacOS等。
图1
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。
图2
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10BE-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。