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目前計算機(jī)的USB接口已經(jīng)大量使用，一般每臺計算機(jī)都有多個USB口。當(dāng)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(jīng)無法實(shí)現(xiàn)，目前只有光纖可以實(shí)現(xiàn)USB的遠(yuǎn)程通信。本文介紹的就是幾種通過光纖實(shí)現(xiàn)USB的遠(yuǎn)程通信的方案。

    USB口已經(jīng)成為了計算機(jī)最重要的外部接口，幾乎可以代替所有外部接口。USB的規(guī)范規(guī)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線傳輸的USB遠(yuǎn)程延長器，據(jù)說可以到50米。更遠(yuǎn)的USB通信目前只能夠用光纖實(shí)現(xiàn)：多模光纖最遠(yuǎn)4Km，單模光纖最遠(yuǎn)40Km。

    首先認(rèn)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(jìn)行排隊：USB≥以太網(wǎng)口〉串口〉PS/2、打印口等。USB口可以方便地轉(zhuǎn)換出以太網(wǎng)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?yàn)?span lang="EN-US">USB的規(guī)范更加復(fù)雜。只有以太網(wǎng)口加上電源才可以生成USB口，并且需要專門的軟件支持。當(dāng)然計算機(jī)的內(nèi)部總線接口通用性最好：臺式機(jī)的PCI口、筆記本的PCMCIA口完全可以生成USB口，而且無須驅(qū)動程序。

    USB20以及USB10的規(guī)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(xì)研究USB30規(guī)范就知道USB30實(shí)際上是分為兩個部分的：傳統(tǒng)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(yè)通信用的USB-串口光纖通信方案

    在一些工業(yè)通信的場合，由于數(shù)據(jù)量不大并且特別要求實(shí)時性，往往采用串行通信，通信協(xié)議為RS-232或者RS-485。工業(yè)計算機(jī)的USB口可以通過光纖以RS-232或者RS-485協(xié)議進(jìn)行串行通信。這時可以選用USB/串口光纖轉(zhuǎn)換器，波仕電子的典型產(chǎn)品是OPTU232L1（多模）和OPTU232SL1（單模），如圖1。波仕電子發(fā)明和首創(chuàng)了USB/串口光纖轉(zhuǎn)換器、同時也是世界上唯一的USB/串口光纖轉(zhuǎn)換器，專利號200730098650。波仕電子的OPTU232L1和OPTU232SL1是最新一代USB光纖通信產(chǎn)品，直接從USB口轉(zhuǎn)換出一對光纖收發(fā)頭用于傳輸串口信號，而且無須供電。波仕OPTU232L1和OPTU232SL1微型USB/串口光纖轉(zhuǎn)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(qū)動程序同波仕USB232系列轉(zhuǎn)換器，支持WindowsXP/CE、LINUX、MacOS等。

圖1

    由于OPTU232L1（或OPTU232SL1）傳輸?shù)倪€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(zhuǎn)換器配對使用。由于采用光纖作為通信傳輸介質(zhì)，具有隔離高電壓、防電磁干擾、傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。OPTU232SL1的傳輸介質(zhì)為單模光纖、OPTU232L1的傳輸介質(zhì)為多模光纖，但是外形和驅(qū)動程序是完全一樣的。這種方案大大簡化了USB口的光纖遠(yuǎn)程通信，圖2為OPTU232L1與波仕的串口/光纖中繼轉(zhuǎn)換器組網(wǎng)通信圖。兩邊的計算機(jī)都配置好USB/串口光纖轉(zhuǎn)換器并且連接好后，用“串口調(diào)試助手”軟件或者其他串口通信軟件就可以傳輸數(shù)據(jù)和文件了。

 圖2

    用以太網(wǎng)光纖實(shí)現(xiàn)的USB光纖通信方案

    以上的方案為兩邊都是計算機(jī)，都能夠安裝驅(qū)動程序。如果上面的應(yīng)用中僅有一邊為計算機(jī)，而另外一邊為USB設(shè)備呢？由于USB設(shè)備不能夠安裝驅(qū)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(shù)比較成熟的是以太網(wǎng)。先通過光纖將以太網(wǎng)延長到遠(yuǎn)端，然后將遠(yuǎn)端的以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換成為USB口，這樣就實(shí)現(xiàn)了USB的光纖遠(yuǎn)程通信。而現(xiàn)在的計算機(jī)都有以太網(wǎng)口，即使沒有以太網(wǎng)口的情況下從USB口轉(zhuǎn)換出一個以太網(wǎng)口也是很方便的。

    以太網(wǎng)光纖轉(zhuǎn)換器分單模光纖和多模光纖兩種產(chǎn)品，都能夠把以太網(wǎng)信號從銅纜雙絞線介質(zhì)信號轉(zhuǎn)換為光纖介質(zhì)信號。支持IEEE8023標(biāo)準(zhǔn)、可將10BASE-T/100BASE-TX以太網(wǎng)雙絞線信號轉(zhuǎn)換成100Base-FX以太網(wǎng)光纖信號,產(chǎn)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(wǎng)單模光纖轉(zhuǎn)換器可以最遠(yuǎn)傳輸40Km~60Km，以太網(wǎng)多模光纖轉(zhuǎn)換器可以最遠(yuǎn)傳輸2~4Km。