CN112839269A - 一种usb2.0光电传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种USB2.0光电传输系统，包括第一USB2.0连接器、第二USB2.0连接器、第一信号方向判别电路、第二信号方向判别电路、第一激光器、第二激光器、第一光电探测器以及第二光电探测器，第一信号方向判别电路的第一端和第二端分别连接第一USB2.0连接器的D+引脚和D‑引脚，第一信号方向判别电路的第三端和第四端分别连接第一激光器和第二光电探测器，第二信号方向判别电路的第一端和第二端分别连接第二USB2.0连接器的D+引脚和D‑引脚，第二信号方向判别电路的第三端和第四端分别连接第二激光器和第一光电探测器，第一激光器和第一光电探测器以及第二激光器和第二光电探测器之间通过光纤连接。本发明可实现真正意义上的USB2.0光电传输。

Description

一种USB2.0光电传输系统

技术领域

本发明属于光电传输技术领域，尤其涉及一种USB2.0光电传输系统。

背景技术

双工，是通讯传输的一个术语，指在通信上此通道允许两个方向传输。而单工就是只允许甲方向乙方传送信息，而乙方不能向甲方传送信息。如果是允许同时两个方向传输，称为全双工；所谓半双工则是指一个时间段内只有一个动作发生，举个简单例子，一条窄窄的马路，同时只能有一辆车通过，当目前有两辆车对开，这种情况下就只能一辆先过，等到头后另一辆再开，这个例子就形象的说明了半双工的原理，USB2.0就是一种半双工协议。

由于光电转换发射元器件与接收元器件的构造不同，一个是激光，一个光电探测器，导致了对于连接激光，或者连接光电探测器的电路电通道，必须定义清楚进来的是发射端，还是接受端，因此无法实现真正的USB2.0光电传输。相关技术中，用芯片将USB2.0电信号打包上载到USB3.0的信号里面，而因为在USB协议中，USB3.0在电路上是单工连接到激光和光电探测器，因此USB3.0可以用光电传输，间接实现了USB2.0的光电传输。然而上述方案也有很多：第一，由于不是真正意义上单纯的USB2.0传输，因此在很多应用上无法使用，比如如果两个设备只是USB2.0设备，那么因为设备根本没有USB3.0的PIN，因此根本无法使用；第二，这种方式还必须在模组端分方向(分HOST和Device端)，不是真正意义上随意互换互插的USB2.0信号传输。

发明内容

本发明提供一种USB2.0光电传输系统，可实现真正意义上随意互换互插、不分方向的USB2.0光电传输。

本发明提供一种USB2.0光电传输系统，包括第一USB2.0连接器、第二USB2.0连接器、第一信号方向判别电路、第二信号方向判别电路、第一激光器、第二激光器、第一光电探测器以及第二光电探测器，所述第一信号方向判别电路的第一端和第二端分别连接所述第一USB2.0连接器的D+引脚和D-引脚，所述第一信号方向判别电路的第三端和第四端分别连接所述第一激光器和所述第二光电探测器，所述第二信号方向判别电路的第一端和第二端分别连接所述第二USB2.0连接器的D+引脚和D-引脚，所述第二信号方向判别电路的第三端和第四端分别连接所述第二激光器和所述第一光电探测器，所述第一激光器和所述第一光电探测器以及所述第二激光器和所述第二光电探测器之间通过光纤连接，所述第一信号方向判别电路和所述第二信号方向判别电路用于在识别到D+引脚或D-引脚有电信号流入时将所述第一激光器和所述第一USB2.0连接器的D+引脚或D-引脚连通或将所述第二激光器和所述第二USB2.0连接器的D+引脚或D-引脚连通，以及在识别到所述第一光电探测器或所述第二光电探测器端有电信号流入时将所述第一光电探测器和所述第二USB2.0连接器的D+引脚或D-引脚连通或将所述第二光电探测器和所述第一USB2.0连接器的D+引脚或D-引脚连通。

进一步地，所述第一信号方向判别电路和所述第二信号方向判别电路均与所述第一USB2.0连接器和所述第二USB2.0连接器的电源端子电连接，所述第一信号方向判别电路和所述第二信号方向判别电路均与所述第一USB2.0连接器和所述第二USB2.0连接器的接地端子电连接。

进一步地，所述第一信号方向判别电路还用于在识别到所述第一USB2.0连接器的D+引脚或D-引脚有电信号流入时将所述第二光电探测器和所述第一USB2.0连接器的D+引脚或D-引脚之间的电路通道关闭，所述第二信号方向判别电路还用于在识别到所述第二USB2.0连接器的D+引脚或D-引脚有电信号流入时将所述第一光电探测器和所述第二USB2.0连接器的D+引脚或D-引脚之间的电路通道关闭，所述第一信号方向判别电路还用于在识别到所述第二光电探测器端有电信号流入时将所述第一激光器和所述第一USB2.0连接器的D+引脚或D-引脚之间的电路通道关闭，所述第二信号方向判别电路还用于在识别到所述第一光电探测器端有电信号流入时将所述第二激光器和所述第二USB2.0连接器的DD+引脚或D-引脚之间的电路通道关闭。

进一步地，所述第一信号方向判别电路和所述第二信号方向判别电路包括FPGA芯片。

进一步地，所述第一信号方向判别电路和所述第二信号方向判别电路包括MCU微控制器。

进一步地，所述第一信号方向判别电路和所述第二信号方向判别电路为集成芯片。

本发明实施例与现有技术相比，有益效果在于，本发明的第一信号方向判别电路和第二信号方向判别电路在识别到D+引脚或D-引脚有电信号流入时将第一激光器和第一USB2.0连接器的D+引脚或D-引脚连通或将第二激光器和第二USB2.0连接器的D+引脚或D-引脚连通，让电信号传输到第一激光器或第二激光器，从而激发第一激光器或第二激光器进行电到光的转换；第一信号方向判别电路和第二信号方向判别电路还可以在识别到第一光电探测器或第二光电探测器有电信号流入时将第一光电探测器和第二USB2.0连接器的D+引脚或D-引脚连通或将第二光电探测器和第一USB2.0连接器的D+引脚或D-引脚连通，让电信号从第一光电探测器或第二光电探测器传输到D+/D-端，从而完成光到电的转换，从而实现了真正意义上随意互换互插、不分方向的USB2.0光电传输。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的USB2.0光电传输系统的电路示意图。

主要元件说明：

11、第一USB2.0连接器；12、第二USB2.0连接器；21、第一激光器；22、第二激光器；31、第一光电探测器；32、第二光电探测器；41、第一信号方向判别电路；42、第二信号方向判别电路；50、光纤。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明一种USB2.0光电传输系统，包括第一USB2.0连接器11、第二USB2.0连接器12、第一信号方向判别电路41、第二信号方向判别电路42、第一激光器21、第二激光器22、第一光电探测器31以及第二光电探测器32，第一信号方向判别电路41的第一端和第二端分别连接第一USB2.0连接器11的D+引脚和D-引脚，第一信号方向判别电路41的第三端和第四端分别连接第一激光器21和第二光电探测器32，第二信号方向判别电路42的第一端和第二端分别连接第二USB2.0连接器12的D+引脚和D-引脚，第二信号方向判别电路42的第三端和第四端分别连接第二激光器22和第一光电探测器31，第一激光器21和第一光电探测器31以及第二激光器22和第二光电探测器32之间通过光纤50连接，第一信号方向判别电路41和第二信号方向判别电路42用于在识别到D+引脚或D-引脚有电信号流入时将第一激光器21和第一USB2.0连接器11的D+引脚或D-引脚连通或将第二激光器22和第二USB2.0连接器12的D+引脚或D-引脚连通，以及在识别到第一光电探测器31或第二光电探测器32端有电信号流入时将第一光电探测器31和第二USB2.0连接器12的D+引脚或D-引脚连通或将第二光电探测器32和第一USB2.0连接器11的D+引脚或D-引脚连通。

相较于相关技术，本发明的第一信号方向判别电路41和第二信号方向判别电路42在识别到D+引脚或D-引脚有电信号流入时将第一激光器21和第一USB2.0连接器11的D+引脚或D-引脚连通或将第二激光器22和第二USB2.0连接器12的D+引脚或D-引脚连通，让电信号传输到第一激光器21或第二激光器22，从而激发第一激光器21或第二激光器22进行电到光的转换；第一信号方向判别电路41和第二信号方向判别电路42还可以在识别到第一光电探测器31或第二光电探测器32有电信号流入时将第一光电探测器31和第二USB2.0连接器12的D+引脚或D-引脚连通或将第二光电探测器32和第一USB2.0连接器11的D+引脚或D-引脚连通，让电信号从第一光电探测器31或第二光电探测器32传输到D+/D-端，从而完成光到电的转换，从而实现了真正意义上随意互换互插、不分方向的USB2.0光电传输。

上述实施例中，第一信号方向判别电路41和第二信号方向判别电路42均与第一USB2.0连接器11和第二USB2.0连接器12的电源端子电连接，第一信号方向判别电路41和第二信号方向判别电路42均与第一USB2.0连接器11和第二USB2.0连接器12的接地端子电连接。

优选地，为了防止信号叠加串扰，第一信号方向判别电路41还用于在识别到第一USB2.0连接器11的D+引脚或D-引脚有电信号流入时将第二光电探测器32和第一USB2.0连接器11的D+引脚或D-引脚之间的电路通道关闭，第二信号方向判别电路42还用于在识别到第二USB2.0连接器12的D+引脚或D-引脚有电信号流入时将第一光电探测器31和第二USB2.0连接器12的D+引脚或D-引脚之间的电路通道关闭，第一信号方向判别电路41还用于在识别到第二光电探测器32端有电信号流入时将第一激光器21和第一USB2.0连接器11的D+引脚或D-引脚之间的电路通道关闭，第二信号方向判别电路42还用于在识别到第一光电探测器31端有电信号流入时将第二激光器22和第二USB2.0连接器12的DD+引脚或D-引脚之间的电路通道关闭。

可选的，本实施例的第一信号方向判别电路41和第二信号方向判别电路42包括FPGA芯片，在其他可能的实施方式中，第一信号方向判别电路41和第二信号方向判别电路42包括MCU微控制器，第一信号方向判别电路41和第二信号方向判别电路42也可以为集成芯片，本实施例对此不做限制。

综上所述，本发明的第一信号方向判别电路41和第二信号方向判别电路42在识别到D+引脚或D-引脚有电信号流入时将第一激光器21和第一USB2.0连接器11的D+引脚或D-引脚连通或将第二激光器22和第二USB2.0连接器12的D+引脚或D-引脚连通，让电信号传输到第一激光器21或第二激光器22，从而激发第一激光器21或第二激光器22进行电到光的转换；第一信号方向判别电路41和第二信号方向判别电路42还可以在识别到第一光电探测器31或第二光电探测器32有电信号流入时将第一光电探测器31和第二USB2.0连接器12的D+引脚或D-引脚连通或将第二光电探测器32和第一USB2.0连接器11的D+引脚或D-引脚连通，让电信号从第一光电探测器31或第二光电探测器32传输到D+/D-端，从而完成光到电的转换，从而实现了真正意义上随意互换互插、不分方向的USB2.0光电传输。

以上为对本发明所提供的技术方案的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种USB2.0光电传输系统，其特征在于，包括第一USB2.0连接器(11)、第二USB2.0连接器(12)、第一信号方向判别电路(41)、第二信号方向判别电路(42)、第一激光器(21)、第二激光器(22)、第一光电探测器(31)以及第二光电探测器(32)，所述第一信号方向判别电路(41)的第一端和第二端分别连接所述第一USB2.0连接器(11)的D+引脚和D-引脚，所述第一信号方向判别电路(41)的第三端和第四端分别连接所述第一激光器(21)和所述第二光电探测器(32)，所述第二信号方向判别电路(42)的第一端和第二端分别连接所述第二USB2.0连接器(12)的D+引脚和D-引脚，所述第二信号方向判别电路(42)的第三端和第四端分别连接所述第二激光器(22)和所述第一光电探测器(31)，所述第一激光器(21)和所述第一光电探测器(31)以及所述第二激光器(22)和所述第二光电探测器(32)之间通过光纤(50)连接，所述第一信号方向判别电路(41)和所述第二信号方向判别电路(42)用于在识别到D+引脚或D-引脚有电信号流入时将所述第一激光器(21)和所述第一USB2.0连接器(11)的D+引脚或D-引脚连通或将所述第二激光器(22)和所述第二USB2.0连接器(12)的D+引脚或D-引脚连通，以及在识别到所述第一光电探测器(31)或所述第二光电探测器(32)端有电信号流入时将所述第一光电探测器(31)和所述第二USB2.0连接器(12)的D+引脚或D-引脚连通或将所述第二光电探测器(32)和所述第一USB2.0连接器(11)的D+引脚或D-引脚连通。

2.根据权利要求1所述的USB2.0光电传输系统，其特征在于，所述第一信号方向判别电路(41)和所述第二信号方向判别电路(42)均与所述第一USB2.0连接器(11)和所述第二USB2.0连接器(12)的电源端子电连接，所述第一信号方向判别电路(41)和所述第二信号方向判别电路(42)均与所述第一USB2.0连接器(11)和所述第二USB2.0连接器(12)的接地端子电连接。

3.根据权利要求1所述的USB2.0光电传输系统，其特征在于，所述第一信号方向判别电路(41)还用于在识别到所述第一USB2.0连接器(11)的D+引脚或D-引脚有电信号流入时将所述第二光电探测器(32)和所述第一USB2.0连接器(11)的D+引脚或D-引脚之间的电路通道关闭，所述第二信号方向判别电路(42)还用于在识别到所述第二USB2.0连接器(12)的D+引脚或D-引脚有电信号流入时将所述第一光电探测器(31)和所述第二USB2.0连接器(12)的D+引脚或D-引脚之间的电路通道关闭，所述第一信号方向判别电路(41)还用于在识别到所述第二光电探测器(32)端有电信号流入时将所述第一激光器(21)和所述第一USB2.0连接器(11)的D+引脚或D-引脚之间的电路通道关闭，所述第二信号方向判别电路(42)还用于在识别到所述第一光电探测器(31)端有电信号流入时将所述第二激光器(22)和所述第二USB2.0连接器(12)的DD+引脚或D-引脚之间的电路通道关闭。

4.根据权利要求1至3所述的USB2.0光电传输系统，其特征在于，所述第一信号方向判别电路(41)和所述第二信号方向判别电路(42)包括FPGA芯片。

5.根据权利要求1至3所述的USB2.0光电传输系统，其特征在于，所述第一信号方向判别电路(41)和所述第二信号方向判别电路(42)包括MCU微控制器。

6.根据权利要求1至3所述的USB2.0光电传输系统，其特征在于，所述第一信号方向判别电路(41)和所述第二信号方向判别电路(42)为集成芯片。

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