CN214041811U

CN214041811U - 一种usb光纤延长器

Info

Publication number: CN214041811U
Application number: CN202022867487.7U
Authority: CN
Inventors: 张炳尧; 张虎; 沈杰
Original assignee: Optiworks Kunshan Co Ltd
Current assignee: Optiworks Kunshan Co Ltd
Priority date: 2020-12-03
Filing date: 2020-12-03
Publication date: 2021-08-24
Anticipated expiration: 2030-12-03

Abstract

本实用新型公开了一种USB光纤延长器，包括数据传送模块、数据接收模块以及光纤；数据传送模块包括第一PCB、设置在第一PCB上的第一接口和第一光电引擎模组，第一光电引擎模组包括第一载板和分别设置于其上的第一激光二极管、第一光电二极管和第一USB芯片，第一激光二极管和第一光电二极管并联后分别与第一USB芯片串联；数据接收模块包括第二PCB、设置在第二PCB上的第二接口和第二光电引擎模组，第二光电引擎模组包括第二载板和分别设置于其上的第二激光二极管、第二光电二极管和第二USB芯片，第二激光二极管和第二光电二极管并联后分别与第二USB芯片串联。本方案可以提高延长器的光学性能、生产效率、降低生产难度等。

Description

一种USB光纤延长器

技术领域

本实用新型涉及了数据线技术领域，具体的是一种USB光纤延长器。

背景技术

USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)光纤延长器由于可以解决在电缆传输长度上的限制。USB电缆传输长度一般只有5米，若使用光纤延长器，则可根据使用不同的激光二极管而实现传输长度长达数公里之远的效果。而且，光纤延长器因使用光纤传输,所以受工作环境的影响小，具有较高的稳定性，因此，目前被广泛应用于机器视觉相机距离延长、航天测控设备、天文观测设备、远程存储等其它领域。

在USB光纤延长器被广泛应用的今天，如何通过设计以改善延长器在生产时的组装便利性、提高生产效率、提高延长器的光学性能等等，仍然是本领域技术人员持续致力于解决的问题。

实用新型内容

为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型实施例提供了一种USB光纤延长器，其用于解决上述问题中的至少一种。

本申请实施例公开了：一种USB光纤延长器，包括数据传送模块、数据接收模块以及用于连接所述数据传送模块和所述数据接收模块的光纤；所述数据传送模块包括第一PCB、设置在所述第一PCB上的第一接口和第一光电引擎模组，所述第一光电引擎模组包括与所述第一PCB连接的第一塑胶块、设置在所述第一塑胶块上的第一载板和分别设置在所述第一载板上的第一激光二极管、第一光电二极管和第一USB芯片，所述第一激光二极管和所述第一光电二极管并联，所述第一USB芯片分别与所述第一激光二极管和第一光电二极管串联；所述数据接收模块包括第二PCB、设置在所述第二PCB上的第二接口和第二光电引擎模组，所述第二光电引擎模组包括与所述第二PCB连接的第二塑胶块、设置在所述第二塑胶块上的第二载板和分别设置在所述第二载板上的第二激光二极管、第二光电二极管和第二USB芯片，所述第二激光二极管和所述第二光电二极管并联，所述第二USB芯片分别与所述第二激光二极管和所述第二光电二极管串联。

具体的，所述第一接口为USB3.0接口。

具体的，所述第二接口为USB3.0接口、USB2.0接口、HDMI接口、VGA接口、DP接口或DB9接口。

具体的，所述第一光电引擎模组和/或所述第二光电引擎模组采用半导体工艺制备。

具体的，所述第一载板和/或所述第二载板采用硅基半导体制成。

具体的，所述第一载板通过打线方式与所述第一PCB连接，所述第二载板通过打线方式与所述第二PCB连接。

具体的，所述第一USB芯片为USB3.0芯片。

具体的，所述第二USB芯片为USB3.0芯片。

具体的，所述数据接收模块还包括用于连接所述第二USB芯片和所述第二接口的FL6000芯片。

具体的，所述数据接收模块还包括用于连接所述FL6000芯片和所述第二接口的FL2000芯片和/或USB-UART芯片。

本实用新型至少具有如下有益效果：

1.相对于现有技术中常用的COB(Chips on Board，板上芯片封装)制程相比，本实施例的USB光纤延长器中，其第一光电引擎模组和第二光电引擎模组采用半导体制程将相应的芯片、激光二极管和光电二极管模组化，可以提高三者的定位准确度，有利于提高激光二极管和光电二极管的耦光精确度，从而提高第一光电引擎模组和第二光电引擎模组的光学性能。

2.采用半导体工艺制备第一光电引擎模组和第二光电引擎模组，可以使得USB光纤延长器的量产更加可靠，有利于提高量产的生产效率。

3.模组化的第一光电引擎和第二光电引擎相比于COB制程具有更简便、快捷的组装效果，可以缩短开发时间。

4.本实施例的USB光纤延长器采用光纤连接数据传送模块和数据接收模块，通过光纤在数据传送模块和数据接收模块之间传输数据资料，提高了数据传送的速度，且该USB光纤延长器不受工作环境的影响，稳定性高。

5.本实施例的延长器可以用于USB2.0数据、USB3.0数据、影像信号和设备控制信号的传输，提高了其适用性。

为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中所述USB光纤延长器的应用示意图；

图2是本实用新型实施例中所述USB光纤延长器的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中所述FL6000芯片的应用示意图；

图4是本实用新型实施例中所述第一光电引擎模组的外形结构示意图；

图5是本实用新型实施例中所述第一光电引擎模组的光路示意图；

图6是本实用新型实施例中所述第一光电引擎模组的正视图；

图7是本实用新型实施例中所述第一光电引擎模组和第一PCB的连接示意图。

以上附图的附图标记：1、数据传送模块；11、第一PCB；12、第一接口；13、第一载板；14、第一激光二极管；15、第一光电二极管；16、第一USB芯片；17、第一塑胶块；171、导向柱；18、金线；2、数据接收模块；21、第二PCB；22、第二接口；23、第二载板；24、第二激光二极管；25、第二光电二极管；26、第二USB芯片；27、FL6000芯片；28、FL2000芯片；29、USB-UART芯片；3、光纤；4、计算机。

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。

如图1所示，本实施例中的USB光纤延长器，可以用于在计算机4与其他设备之间进行远程的信号传输，本实施例中的其他设备包括：显示器、鼠标、键盘、U盘、下位机控制板等，本实施例的延长器接上鼠标键盘及显示器，可以当成KVM(Keyboard Video Mouse)延长器使用，可以远端使用电脑。具体来说，本实施例的USB光纤延长器，可以将其他设备上的USB2.0数据信号和USB3.0数据信号传输至计算机4上，也可以将计算机4上的影像信号和设备控制信号传输至其他设备上。其中，当其他设备通过该光纤3延长器向计算机4传输USB2.0数据信号时，光线延长器可以将该USB2.0数据信号转换成USB3.0数据信号后再在计算机4上输出，也就是说，计算机4输出的由本光纤3延长器传输的USB数据为USB3.0数据。

重点参照图2所示，本实施例中的USB光纤延长器可以包括数据传送模块1、数据接收模块2以及用于连接数据传送模块1和数据接收模块2的光纤3。

其中，数据传送模块1包括第一PCB11、设置在第一PCB11上且相互连接的第一接口12和第一光电引擎模组。结合图2和图4所示，第一光电引擎模组包括与第一PCB11连接的第一塑胶块17、设置在第一塑胶块17上的第一载板13和分别设置在第一载板13上的第一激光二极管14、第一光电二极管15和第一USB芯片16。第一激光二极管14和第一光电二极管15并联，第一USB芯片16分别与第一激光二极管14和第一光电二极管15串联，第一USB芯片16和第一接口12连接。第一接口12可以为USB3.0接口，第一USB芯片16可以是型号为SL86051的USB3.0芯片。

继续参照图2所示，数据接收模块2可以包括第二PCB21、设置在第二PCB21上且相互连接的第二接口22和第二光电引擎模组。第二光电引擎模组包括与第二PCB21连接的第二塑胶块(未图示)、设置在第二塑胶块上的第二载板23和分别设置在第二载板23上的第二激光二极管24、第二光电二极管25和第二USB芯片26。第二激光二极管24和第二光电二极管25并联，第二USB芯片26分别与第二激光二极管24和第二光电二极管25串联，第二USB芯片26和第二接口22连接。更具体来说，第二接口22可以是USB3.0接口、USB2.0接口、HDMI接口、VGA接口、DP接口或DB9接口，其中，USB3.0接口和USB2.0接口可以用于传输USB数据和影像数据，DB9接口可以用于与控制设备进行连接以传输设备控制信号；第二USB芯片26可以是型号为SL86051的USB3.0芯片。

具体的，第一光电引擎模组和第二光电引擎模组采用半导体工艺制备，第一载板13和/或第二载板23可以采用硅基半导体制成。进一步的，第一载板13朝向第一USB芯片16的一端上设有打线区，第二载板23朝向第二USB芯片26的一端上也可以设有打线区，第一载板13通过打线的方式与第一PCB11电性连接，第二载板23也通过打线的方式与第二PCB21电性连接。

进一步的，以第一光电引擎模组为例，参照图4～7所示，第一塑胶块17大体上可以是截面呈凸字形的块状结构，具有体积较大的主体和设置在主体上的体积较小的凸台。第一光电引擎模组的第一载板13可以设置在凸台上，第一激光二极管14、第一光电二极管15和第一USB芯片16设置在第一载板13上。重点参照图7所示，第一PCB11上设有用于容置第一塑胶块17的凸台的槽(未图示)，当第一光电引擎模组与第一PCB11连接时，第一塑胶块17的凸台容置在第一PCB11的槽内，凸台两侧的主体的表面可以通过胶粘的方式与第一PCB11连接；第一载板13上设有金线18(也即设有打线区)，第一载板13通过金线18与第一PCB11导通。如此，对第一光电引擎模组采用模块化的方式设计和加工，可以确保各个部件之间的相对位置精确和稳定，有利于提高耦光精度。第一塑胶17上还设有导向柱171，该导向柱171用于与光纤3连接，提高第一光电引擎模组与光纤3连接的精度，进一步提高光路的耦合精度。第二光电引擎模组的结构大体上与第一光电引擎模组的结构相同。

具体的，结合图2和图3所示，本实施例中的数据接收模块2还可以包括用于连接第二USB芯片26和第二接口22的FL6000芯片27，也就是说，FL6000芯片27串联在第二USB芯片26和第二接口22之间。该FL6000芯片27用于将数据接收模块2所接收的USB2.0数据转换成USB3.0数据后再传输给第二光电引擎模组。如此，本实施例的USB光纤延长器既可以对USB3.0数据进行传输，也可以对USB2.0数据进行传输。

进一步的，数据接收模块2还包括用于连接FL6000芯片27和第二接口22的FL2000芯片28和/或型号为CH340的USB-UART芯片29。FL6000芯片27和FL2000芯片28配合，可以将USB信号转换成影像信号，而FL6000芯片27和USB-UART芯片29配合，可以将USB信号转换成设备控制信号RS232。如此，本实施例的USB光纤延长器可以实现使用USB信号传送计算机4影像或控制信号，可以把计算机4画面传送至远程，也可以一对多显示，而无须使用传统的HDMI Splitter跟HDMI延长器。

结合图2和图3所示，本实施例中的USB光纤延长器的工作原理为：

第一接口12用于连接计算机4以获取或传送USB信号，第二接口22用于连接其他设备以输出或输入该USB信号；第一光电引擎模组和第二光电引擎模组用于将接收到的USB信号转换成光信号或将接收到的光信号转换成USB信号，光纤3用于在第一光电引擎和第二光电引擎之间传输光信号；

若其他设备向计算机4传输的数据为USB3.0数据，则该USB数据的传输过程为：其他设备→第二接口22(USB3.0接口/USB2.0接口)→FL6000芯片27→第二USB芯片26→第二激光二极管24→光纤3→第一光电二极管15→第一USB芯片16→第一接口12→计算机4，在此过程中，无论第二接口22为USB3.0接口还是USB2.0接口，FL6000芯片27均无须对该USB信号进行转换处理，FL6000芯片27将该信号传输给第二光电引擎模组后，第二光电引擎模组将该信号转为光信号并通过光纤3传输至第一光电引擎模组，第一光电引擎模组将光信号转换成电信号并通过第一接口12传输至计算机4；

若其他设备向计算机4传输的数据为USB2.0数据时，则该USB信号的传输过程为：其他设备→第二接口22(USB3.0接口/USB2.0接口)→FL6000芯片27→第二USB芯片26→第二激光二极管24→光纤3→第一光电二极管15→第一USB芯片16→第一接口12→计算机4，在此过程中，无论第二接口22为USB3.0接口还是USB2.0接口，FL6000芯片27均须对该信号进行转换处理，使之变成USB3.0数据信号后再被传输至第二光电引擎模组，第二光电引擎模组将该电信号转换成光信号后通过光纤3传输至第一光电引擎模组，第一光电模组将光信号转换成电信号后通过第一接口12传输至计算机4；

若计算机4向其他设备传输的数据为影像数据，则该数据的传输过程为：计算机4→第一接口12→第一USB芯片16→第一激光二极管14→光纤3→第二光电二极管25→第二USB芯片26→FL6000芯片27→FL2000芯片28→第二接口22(HDMI/VGA/DP接口)→显示器，在此过程中，第一USB芯片16、第二USB芯片26、FL6000芯片27以及FL2000芯片28均须对该信号进行转换处理。

若计算机4与其他设备之间进行控制信号的传输，则该信号的传输过程为：计算机4→第一接口12→第一USB芯片16→第一激光二极管14→光线→第二光电二极管25→第二USB芯片26→FL6000芯片27→USB-UART芯片29→第二接口22(DB9接口)→其他设备→第二接口22(DB9接口)→USB-UART芯片29→FL6000芯片27→第二USB芯片26→第二激光二极管24→光纤3→第一光电二极管15→第一USB芯片16→第一接口12→计算机4。在此过程中，第一USB芯片16、第二USB芯片26、FL6000芯片27以及USB-UART芯片29均须对该信号进行转换处理。

综上所述，本实施例的USB光纤延长器具有以下优点：

4.本实施例的USB光纤延长器采用光纤3连接数据传送模块1和数据接收模块2，通过光纤3在数据传送模块1和数据接收模块2之间传输数据资料，提高了数据传送的速度，且该USB光纤延长器不受工作环境的影响，稳定性高。

本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种USB光纤延长器，其特征在于，包括数据传送模块、数据接收模块以及用于连接所述数据传送模块和所述数据接收模块的光纤；所述数据传送模块包括第一PCB、设置在所述第一PCB上的第一接口和第一光电引擎模组，所述第一光电引擎模组包括与所述第一PCB连接的第一塑胶块、设置在所述第一塑胶块上的第一载板和分别设置在所述第一载板上的第一激光二极管、第一光电二极管和第一USB芯片，所述第一激光二极管和所述第一光电二极管并联，所述第一USB芯片分别与所述第一激光二极管和第一光电二极管串联；所述数据接收模块包括第二PCB、设置在所述第二PCB上的第二接口和第二光电引擎模组，所述第二光电引擎模组包括与所述第二PCB连接的第二塑胶块、设置在所述第二塑胶块上的第二载板和分别设置在所述第二载板上的第二激光二极管、第二光电二极管和第二USB芯片，所述第二激光二极管和所述第二光电二极管并联，所述第二USB芯片分别与所述第二激光二极管和所述第二光电二极管串联。

2.根据权利要求1所述的USB光纤延长器，其特征在于，所述第一接口为USB3.0接口。

3.根据权利要求1所述的USB光纤延长器，其特征在于，所述第二接口为USB3.0接口、USB2.0接口、HDMI接口、VGA接口、DP接口或DB9接口。

4.根据权利要求1所述的USB光纤延长器，其特征在于，所述第一光电引擎模组和/或所述第二光电引擎模组采用半导体工艺制备。

5.根据权利要求1所述的USB光纤延长器，其特征在于，所述第一载板和/或所述第二载板采用硅基半导体制成。

6.根据权利要求1所述的USB光纤延长器，其特征在于，所述第一载板通过打线方式与所述第一PCB连接，所述第二载板通过打线方式与所述第二PCB连接。

7.根据权利要求1所述的USB光纤延长器，其特征在于，所述第一USB芯片为USB3.0芯片。

8.根据权利要求1所述的USB光纤延长器，其特征在于，所述第二USB芯片为USB3.0芯片。

9.根据权利要求1所述的USB光纤延长器，其特征在于，所述数据接收模块还包括用于连接所述第二USB芯片和所述第二接口的FL6000芯片。

10.根据权利要求9所述的USB光纤延长器，其特征在于，所述数据接收模块还包括用于连接所述FL6000芯片和所述第二接口的FL2000芯片和/或USB-UART芯片。