CN209981639U - 一种usb长距离传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种USB长距离传输系统，包括USB公头、USB母座、第一光电转换模块、第二光电转换模块、USB转PHY协议转换单元、第一PHY芯片、第二PHY芯片、PHY转USB协议转换单元、第三光电转换模块和第四光电转换模块，所述USB公头内的USB3.0高速信号与第一光电转换模块通信连接，USB公头内的USB2.0高速信号与USB转PHY协议转换单元通信连接，第一光电转换模块通过光纤与第二光电转换模块通信连接，第二光电转换模块与USB母座2内的USB3.0高速信号通信连接。本USB长距离传输系统，实现了USB信号远距离传输数据，USB3.0使用光纤传输，USB2.0可通过光纤、CATE5传输，传输距离可达100(100‑300)米，且成本低、无需编程调试、使用简单方便、性能稳定可靠。

Description

一种USB长距离传输系统

技术领域

本实用新型涉及USB信号传输技术领域，具体为一种USB长距离传输系统。

背景技术

在USB信号传输领域，目前市面上多以铜线为主的USB线缆受限于USB传输协议规范，USB2.0只能实现5米内的信号传输，USB3.0只能实现3米内的信号传输；而通过光缆实现USB3.0长距离传输时，无法兼容USB2.0的长距离传输。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种USB长距离传输系统，现了USB信号远距离传输数据，USB3.0使用光纤传输，USB2.0可通过光纤、CATE5传输，传输距离可达100(100-300)米，且成本低、无需编程调试、使用简单方便、性能稳定可靠，解决了现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种USB长距离传输系统，包括USB公头、USB母座、第一光电转换模块、第二光电转换模块、USB转PHY协议转换单元、第一PHY芯片、第二PHY芯片、PHY转USB协议转换单元、第三光电转换模块和第四光电转换模块，所述USB公头内的USB2.0高速信号与第一光电转换模块通信连接，USB公头内的USB3.0高速信号与USB转PHY协议转换单元通信连接，所述第一光电转换模块通过光纤与第二光电转换模块通信连接，第二光电转换模块与所述USB母座内的USB3.0高速信号通信连接，所述USB转PHY协议转换单元通过数据线路与第一PHY芯片连接，第一PHY芯片过数据线路与第三光电转换模块连接，所述第三光电转换模块通过光纤与第四光电转换模块通信连接，第四光电转换模块通过数据线路与第二PHY芯片连接，所述第二PHY芯片通过数据线路与PHY转USB协议转换单元连接，该PHY转USB协议转换单元与USB母座内的USB2.0高速信号通信连接。

优选的，所述USB公头由Type A接口J1组成，第一光电转换模块与第二光电转换模块由光电芯片U3组成，所述Type A接口J1的脚5、脚6连接光电芯片U3的脚15、脚16，Type A接口J1的脚8、脚9连接光电芯片U3的脚18、脚19，所述光电芯片U3的脚5连接VCSEL输出电路。

优选的，所述USB转PHY协议转换单元由USB延长控制芯片U5组成，该USB延长控制芯片U5的脚8、脚9与所述Type A接口J1的脚2、脚3连接。

优选的，所述第一PHY芯片、第二PHY芯片均由集成电路U7组成，该集成电路U7的脚13-脚21与所述USB延长控制芯片U5的脚14-脚22连接，该集成电路U7的脚23-脚26与所述USB延长控制芯片U5的脚32-脚35连接。

优选的，所述PHY转USB协议转换单元由USB延长控制芯片U6组成，该USB延长控制芯片U6的脚3、脚4与所述USB延长控制芯片U5的脚36、脚37连接，该USB延长控制芯片U6的脚13、脚14与所述集成电路U7的脚30、脚31连接。

优选的，所述光电芯片U3的型号为SL86050，USB延长控制芯片U5的型号为CH317Q，集成电路U7的型号为RTL8211E，USB延长控制芯片U6的型号为CH9317。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本USB长距离传输系统，USB3.0高速信号经过第一光电转换模块，将电信号转换成光信号经过光电复合缆中的光纤传输；USB2.0高速信号由USB转PHY协议转换单元编码，送入第一PHY芯片转为电口模式，经过光电复合缆中的四组超五类线CATE5传输；USB3.0信号通过光电复合缆中的光纤传输给第二光电转换模块，由第二光电转换模块传输给产品接口；USB2.0信号通过光电复合缆中的四组双绞线传输给第二PHY芯片，由第二PHY芯片转为电口模式，经过光电复合缆中的四组超五类线CATE5传输至入PHY转USB协议转换单元，解码出标准的USB信号传输给设备，从而实现USB信号的长距离传输。

附图说明

图1为本实用新型的系统模块图；

图2为本实用新型的Type A接口电路图；

图3为本实用新型的光电芯片电路图图；

图4为本实用新型的USB转PHY协议转换单元电路图；

图5为本实用新型的PHY芯片电路图；

图6为本实用新型的PHY转USB协议转换单元电路图。

图中：1、USB公头；2、USB母座；3、第一光电转换模块；4、第二光电转换模块；5、USB转PHY协议转换单元；6、第一PHY芯片；7、第二PHY芯片；8、PHY转USB协议转换单元；9、第三光电转换模块；10、第四光电转换模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，一种USB长距离传输系统，包括USB公头1、USB母座2、第一光电转换模块3、第二光电转换模块4、USB转PHY协议转换单元5、第一PHY芯片6、第二PHY芯片7、PHY转USB协议转换单元8、第三光电转换模块9和第四光电转换模块10，USB公头1内的USB3.0高速信号与第一光电转换模块3通信连接，USB公头1内的USB2.0高速信号与USB转PHY协议转换单元5通信连接，第一光电转换模块3通过光纤与第二光电转换模块4通信连接，第二光电转换模块4与USB母座2内的USB3.0高速信号通信连接，USB转PHY协议转换单元5通过数据线路与第一PHY芯片6连接，第一PHY芯片6过数据线路与第三光电转换模块9连接，第三光电转换模块9通过光纤与第四光电转换模块10通信连接，第四光电转换模块10通过数据线路与第二PHY芯片7连接，第二PHY芯片7通过数据线路与PHY转USB协议转换单元8连接，该PHY转USB协议转换单元8与USB母座2内的USB2.0高速信号通信连接。

请参阅图2-3，USB公头1由Type A接口J1组成，第一光电转换模块3与第二光电转换模块4由型号为SL86050的光电芯片U3组成，Type A接口J1的脚5、脚6连接光电芯片U3的脚15、脚16，Type A接口J1的脚8、脚9连接光电芯片U3的脚18、脚19，光电芯片U3的脚5连接VCSEL输出电路；基于上述电路，USB3.0信号从源端发送出来，经过光电芯片U3预处理，取偏置电压，再将偏置电流传递到VCSEL，VCSEL将电信号转换成光信号，光信号经过光纤传输到设备端，经过探测器接收信号，把光信号转换成电信号，电信号再经过收发一体模块装置自动增益补偿，最后将电信号传输给设备端。

请参阅图4-6，USB转PHY协议转换单元5由型号为CH317Q的USB延长控制芯片U5组成，该USB延长控制芯片U5的脚8、脚9与Type A接口J1的脚2、脚3连接；第一PHY芯片6、第二PHY芯片7均由型号为RTL8211E的集成电路U7组成，该集成电路U7的脚13-脚21与USB延长控制芯片U5的脚14-脚22连接，该集成电路U7的脚23-脚26与USB延长控制芯片U5的脚32-脚35连接；PHY转USB协议转换单元8由型号为CH9317的USB延长控制芯片U6组成，该USB延长控制芯片U6的脚3、脚4与USB延长控制芯片U5的脚36、脚37连接，该USB延长控制芯片U6的脚13、脚14与集成电路U7的脚30、脚31连接；基于上述电路，USB2.0信号由USB延长控制芯片U5编码，送入集成电路U7转为网口信号，经过光电复合缆中的4组超五类线CATE5传输，在经过集成电路U7及USB延长控制芯片U6解码出完整的USB2.0信号传输给设备端。

本USB长距离传输系统，USB3.0高速信号经过第一光电转换模块3，将电信号转换成光信号经过光电复合缆中的光纤传输；USB2.0高速信号由USB转PHY协议转换单元5编码，送入第一PHY芯片6转为电口模式，经过光电复合缆中的四组超五类线CATE5传输；USB3.0信号通过光电复合缆中的光纤传输给第二光电转换模块4，由第二光电转换模块4传输给产品接口；USB2.0信号通过光电复合缆中的四组双绞线传输给第二PHY芯片7，由第二PHY芯片7转为电口模式，经过光电复合缆中的四组超五类线CATE5传输至入PHY转USB协议转换单元8，解码出标准的USB信号传输给设备，从而实现USB信号的长距离传输。

综上所述：本USB长距离传输系统，实现了USB信号远距离传输数据，USB3.0使用光纤传输，USB2.0可通过光纤、CATE5传输，传输距离可达100(100-300)米，且成本低、无需编程调试、使用简单方便、性能稳定可靠，因而有效的解决了现有技术中的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种USB长距离传输系统，包括USB公头(1)、USB母座(2)、第一光电转换模块(3)、第二光电转换模块(4)、USB转PHY协议转换单元(5)、第一PHY芯片(6)、第二PHY芯片(7)、PHY转USB协议转换单元(8)、第三光电转换模块(9)和第四光电转换模块(10)，其特征在于：所述USB公头(1)内的USB3.0高速信号与第一光电转换模块(3)通信连接，USB公头(1)内的USB2.0高速信号与USB转PHY协议转换单元(5)通信连接，所述第一光电转换模块(3)通过光纤与第二光电转换模块(4)通信连接，第二光电转换模块(4)与所述USB母座(2)内的USB3.0高速信号通信连接，所述USB转PHY协议转换单元(5)通过数据线路与第一PHY芯片(6)连接，第一PHY芯片(6)过数据线路与第三光电转换模块(9)连接，所述第三光电转换模块(9)通过光纤与第四光电转换模块(10)通信连接，第四光电转换模块(10)通过数据线路与第二PHY芯片(7)连接，所述第二PHY芯片(7)通过数据线路与PHY转USB协议转换单元(8)连接，该PHY转USB协议转换单元(8)与USB母座(2)内的USB2.0高速信号通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种USB长距离传输系统，其特征在于：所述USB公头(1)由TypeA接口J1组成，第一光电转换模块(3)与第二光电转换模块(4)由光电芯片U3组成，所述TypeA接口J1的脚5、脚6连接光电芯片U3的脚15、脚16，TypeA接口J1的脚8、脚9连接光电芯片U3的脚18、脚19，所述光电芯片U3的脚5连接VCSEL输出电路。

3.根据权利要求2所述的一种USB长距离传输系统，其特征在于：所述USB转PHY协议转换单元(5)由USB延长控制芯片U5组成，该USB延长控制芯片U5的脚8、脚9与所述TypeA接口J1的脚2、脚3连接。

4.根据权利要求3所述的一种USB长距离传输系统，其特征在于：所述第一PHY芯片(6)、第二PHY芯片(7)均由集成电路U7组成，该集成电路U7的脚13-脚21与所述USB延长控制芯片U5的脚14-脚22连接，该集成电路U7的脚23-脚26与所述USB延长控制芯片U5的脚32-脚35连接。

5.根据权利要求4所述的一种USB长距离传输系统，其特征在于：所述PHY转USB协议转换单元(8)由USB延长控制芯片U6组成，该USB延长控制芯片U6的脚3、脚4与所述USB延长控制芯片U5的脚36、脚37连接，该USB延长控制芯片U6的脚13、脚14与所述集成电路U7的脚30、脚31连接。

6.根据权利要求5所述的一种USB长距离传输系统，其特征在于：所述光电芯片U3的型号为SL86050，USB延长控制芯片U5的型号为CH317Q，集成电路U7的型号为RTL8211E，USB延长控制芯片U6的型号为CH9317。

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