CN217656186U - Usb数据线 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种USB数据线，包括第一接头、第二接头和光纤；第一接头内设有用于实现光电信号转换的第一转换器，第二接头内设有用于实现光电信号转换的第二转换器，光纤的两端分别连接第一接头以及第二接头，且光纤与第一转换器以及第二转换器均电性连接，光纤用于传输光信号；本申请实施例的USB数据线，在USB数据线长度较长的前提下，能够保证USB数据线有一个较高的数据传输速度，实现信号的远距离、高速率传输。

Description

USB数据线

技术领域

本申请涉及数据线领域，尤其涉及一种USB数据线。

背景技术

随着计算机技术的飞速发展，各类计算机外部连接设备也相继被发明制造出来，在计算机和外部设备之间需要进行大量的数据传输。其中应用最广泛的传输路径是使用USB数据传输导线，目前，USB数据传输技术已经从最初的USB1、1发展到USB3、0，而USB数据传输导线长度越长，数据传输的速度就越低。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种USB数据线，在USB数据线长度较长的前提下能够保证USB数据线有一个较高的数据传输速度。技术方案如下：

本申请实施例提供了一种USB数据线，包括：

第一接头，所述第一接头内设有用于实现光电信号转换的第一转换器；

第二接头，所述第二接头内设有用于实现光电信号转换的第二转换器；

光纤，所述光纤的两端分别连接所述第一接头以及所述第二接头，且所述光纤与所述第一转换器以及第二转换器均电性连接，所述光纤用于传输光信号。

本申请实施例的USB数据线，通过光纤作为传输介质传播USB信号，既可保证大容量、高速度的进行数据传输，又可以使USB信号传输距离更长，延长USB数据线的长度，极大地满足各种场景甚至一些特殊场景的使用需求；具体地，电信号可通过第一转换器转换成光信号，经由光纤传输至第二接头，然后由第二转换器将光信号转换成电信号输出，反之亦然。相比较相关技术中，数据是通过电信号在铜缆中传输的，电信号在数据线中传输时会产生磁场，进而会对传输的电信号产生磁场干扰，甚至造成电信号损失；本申请中，通过将电信号转换成光信号，在光纤中传输，能够极大的避免信号传输过程中的损失，光纤不受电磁干扰即使传输路径变长了，也能保证数据传输量不变，进而保证最终接收的信号的稳定性。

在其中一些实施例中，所述光纤的数量为一根，且所述光纤为双向单纤；

或者所述光纤的数量为两根，且所述光纤为单向单纤，两根所述光纤的光信号传输方向相反。

基于上述实施例，光纤的传输具有方向性，相关技术中根据光纤的传输方向可以分为单向传输的和双向传输的，双向传输的光纤可以通过一根光纤实现光信号的输出和输入，因此使用这类光纤可以满足小直径USB数据线的需求，降低USB数据线的空间占用率，便于收纳；而单向传输的光纤只能传输单一方向的光信号，因此需要至少两个光纤来实现光信号的输入和输出，在保证信号传输的前提下，单向光纤市面上十分常见，便于取材，且成本极低，使用单向传输的光纤可以极大的控制USB数据线的制作成本。上述两种光纤制成的USB数据线可以极大的满足不同使用场景的使用需求。

在其中一些实施例中，所述光纤包括：

纤芯；

包覆层，所述包覆层于包覆于所述纤芯外；

涂覆层，所述涂覆层包覆于设于所述包覆层外。

基于上述实施例，包覆层包覆于纤芯外，对纤芯起到保护作用，而涂覆层涂覆于包覆层外，既可以进一步起到保护纤芯的作用，通过涂覆层还可以起到区分不同光纤的作用。

在其中一些实施例中，所述涂覆层为着色涂覆层，在所述光纤的数量为多个时，不同所述光纤上的所述着色涂覆层具有不同的颜色。

基于上述实施例，通过颜色区分不同光纤，不同颜色更加直观，也便于区分不同光纤。

在其中一些实施例中，所述纤芯的直径为大于或者等于10μm且小于或者等于100μm；及/或

所述涂覆层的厚度大于或者等于100μm且小于或者等于250μm。

基于上述实施例，直径10μm至100μm的纤芯能够满足数据传输的需求，保护纤芯；涂覆层的厚度大于或者等于100μm且小于或者等于250μm，，既不会太薄起不到保护纤芯的作用，又不会太厚使形成的USB数据线太粗，避免不方便收纳和使用。

在其中一些实施例中，所述USB数据线还包括：

护套，所述护套套设于所有所述光纤外。

基于上述实施例，光纤外设置的护套进一步的对光纤起到保护作用。

在其中一些实施例中，所述USB数据线还包括：

加强层，所述加强层填充于所述护套和所述光纤之间。

基于上述实施例，填充于光纤和护套之间的加强层进一步的对光纤起到保护作用以及加强作用。

在其中一些实施例中，所述加强层为纤维层。

基于上述实施例，纤维层韧性较好，填充于光纤和护套之间，有效地起到保护光纤的作用，提高柔韧性，使光纤具有极好的耐弯折性能。

在其中一些实施例中，所述第一转换器和所述第二转换器均包括光源，所述光源发出的光的波长大于或者等于200纳米且小于或者等于1300纳米。

在其中一些实施例中，所述第一接头为USB-A接头或USB-C接头，所述第二接头为Type C接头。

基于上述实施例，能够满足A-C和C-C两种类型产品的数据传输需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的USB数据线的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的USB数据线的剖视图；

图3是本申请实施例提供的光纤的结构示意图。

附图标记：100、USB数据线；110、第一接头；120、第二接头；130、第一转换器；140、第二转换器；150、光纤；151、纤芯；152、包覆层；153、涂覆层；160、护套；170、加强层。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

光纤是光导纤维的简写，它是一种由玻璃或塑料制成的纤维，能够作为光传导工具，其传输原理是“光的全反射”。微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。通常，光纤的一端的发射装置使用发光二极管或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。在日常生活中，由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多，光纤被用作长距离的信息传递工具。通常光纤与光缆两个名词会被混淆。多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆，包覆后的缆线即被称为光缆。光纤外层的保护层和绝缘层可防止周围环境对光纤的伤害，如水、火、电击等。

USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)数据线用来连接外围设备与计算机的输入/输出接口；传统的USB数据线是通过电缆如铜缆来传输USB信号，所以通信距离难以延长，一般不超过30米，显然是不能满足现今长距离传输之要求，且通过铜缆传递信号，信号在传递过程中会因为磁场出现衰减。相关技术中的USB数据线根据长度划分，一般具有5米、3米、1米、0.8米这几种规格，5米长的数据线的传递速度为0.5G，3米数据线的传递速度为5G，1米数据线的传递速度为10G，0.8米数据线的传递速度为20G，数据线长度越长，信号衰减越大，信号传递速度也就越慢。

为了解决随着USB数据线随着长度变长，信号传递速度降低的问题，在USB数据线长度较长的前提下，能够保证USB数据线有一个较高的数据传输速度，实现信号的远距离、高速率传输。参见图1，本申请实施例提供了一种USB数据线100，包括第一接头110、第二接头120和光纤150。

第一接头110内设有用于实现光电信号转换的第一转换器130，第二接头120内设有用于实现光电信号转换的第二转换器140，光纤150的两端分别连接第一接头110以及第二接头120，且光纤150与第一转换器130以及第二转换器140均电性连接，光纤150用于传输光信号。

具体地，第一转换器130设置于第一接头110内，为电光转换器，用于将电信号转换为光信号，以及用于将光信号转换为电信号；第二转换器140设置于第二接头120内，为光电转换器，用于将光信号转换为电信号，以及用于将电信号转换为光信号。

本申请实施例的USB数据线100，通过光纤150作为传输介质传播USB信号，既可大容量、高速度的进行数据传输，又可以使USB信号传输距离更长，延长USB数据线100的长度，极大地满足各种场景的使用需求；具体地，电信号可通过第一转换器130转换成光信号，经由光纤150传输至第二接头120，然后由第二转换器140将光信号转换成电信号输出，反之亦可。相比较相关技术中，数据是通过电信号在铜缆中传输的，电信号在数据线中传输时会产生磁场，进而会对传输的电信号产生磁场干扰，甚至造成电信号损失；本申请中，通过将电信号转换成光信号，在光纤150中传输，能够极大的避免信号传输过程中的损失，光纤150不受电磁干扰即使传输路径变长，也能保证数据传输量不变，进而证最终接收的信号的稳定性。

在其中一些实施例中，光纤150的数量为一根，且光纤150为双向单纤(图中未示出)。以外围设备和计算机进行举例说明，当完成从计算机到外围设备的数据传输时，计算机输出电信号，在第一接头110内经由第一转换器130转换为光信号，光信号通过双向单纤传输至第二接头120，再经由第二接头120内的第二转换器140转换为电信号，输出给外围设备；当外围设备向计算机传输数据时，外围设备输出的电信号，在第二接头120内经由第二转换器140转换为光信号，光信号通过双向单纤传输至第一接头110，再经由第一接头110内的第一转换器130转换为电信号，输出给计算机。

在另一些实施例中，光纤150的数量为两根，且光纤150为单向单纤，两根光纤150的光信号传输方向相反。将两根光信号传输方向相反的光纤分别命名为第一光纤和第二光纤，第一光纤能完成从第一接头110至第二接头120的光信号传输，第二光纤能完成从第二接头120至第一接头110的光信号传输，以外围设备和计算机进行举例说明：当从计算机向外围设备传输数据时，计算机输出电信号，在第一接头110内经由第一转换器130转换为光信号，光信号通过第一光纤传输至第二接头120，再经由第二接头120内的第二转换器140转换为电信号，输出给外围设备；当从外围设备向计算机传输数据时，外围设备输出的电信号，在第二接头120内经由第二转换器140转换为光信号，光信号通过第二光纤传输至第一接头110，再经由第一接头110内的第一转换器130转换为电信号，输出给计算机。

基于上述两个实施例，因光纤150的传输具有方向性，相关技术中根据光纤150的传输方向可以分为单向传输和双向传输，双向传输的光纤150可以通过一根光纤150实现光信号的双向传输，实现从外围设备到计算机以及从计算机到外围设备的数据传输，因此使用这类光纤150可以满足小直径USB数据线100的需求，降低USB数据线100的空间占用率，便于收纳；而单向传输的光纤150只能传输单一方向的光信号，因此需要至少两个光纤150来实现光信号的双向传输，其中一根光纤150完成从第一接头110至第二接头120的光信号传输，另一根光纤150完成从第二接头120至第一接头110的光信号传输，通过两根光信号传递方向相反的光纤150实现从外围设备到计算机以及从计算机到外围设备的数据传输，在保证信号传输的前提下，单向光纤150市面上十分常见，便于取材，且成本极低，使用单向传输的光纤150可以极大的控制USB数据线100的制作成本。上述两种光纤150制成的USB数据线100可以极大的满足不同使用场景的使用需求。

参见图3，进一步地，光纤150包括纤芯151、包覆层152和涂覆层153，包覆层152于包覆于纤芯151外，涂覆层153包覆于设于包覆层152外。包覆层152包覆于纤芯151外，对纤芯151起到保护作用，而涂覆层153涂覆于包覆层152外，既可以进一步起到保护纤芯151的作用，通过涂覆层153还可以起到区分不同光纤150的作用。

其中，包覆层152可选用吸收或衰减包层传导模的皮层材料，既起到保护纤芯151的作用，又可以防止因模式耦合而使包覆层152能量再次转换为纤芯151的导模，从而减少色散。

其中，涂覆层153是在包覆层152外涂覆一层保护性聚合物材料，简称光纤涂层，又称涂敷层、缓冲层或光纤被覆层，涂覆层153不仅具有保持光纤150强度、防止光纤150微弯损耗和防止光纤150受潮的作用，还可减少光纤150的机械损伤，涂覆层153还具有对特定物理变量敏感的特性，可用于传感测量。具体地，涂覆层153的材料可以包括丙烯酸树脂、硅树脂、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚氨酯或聚酰亚胺等。

进一步地，涂覆层153为着色涂覆层，在光纤150的数量为多个时，不同光纤150上的着色涂覆层具有不同的颜色通过颜色可以区分不同光纤150，不同颜色更加直观，也便于区分不同光纤150。

进一步地，纤芯151的直径为大于或者等于10μm且小于或者等于100μm，直径10μm至100μm的纤芯151能够满足数据传输的需求，保护纤芯151；涂覆层153的厚度大于或者等于100μm且小于或者等于250μm，既不会太薄起不到保护纤芯151的作用，又不会太厚使形成的USB数据线100太粗，避免不方便收纳和使用。

参见图3，进一步地，USB数据线100还包括护套160，护套160套设于所有光纤150外，光纤150外设置的护套160进一步的对光纤150起到保护作用。

参见图3，进一步地，USB数据线100还包括加强层170，加强层170填充于护套160和光纤150之间，填充于光纤150和护套160之间的加强层170进一步的对光纤150起到保护以及加强作用。

进一步地，加强层170为纤维层。纤维层韧性较好，填充于光纤150和护套160之间，有效地起到保护光纤150的作用，提高柔韧性，使光纤150具有极好的耐弯折性能。

进一步地，第一转换器130和第二转换器140均包括光源，光源发出的光的波长大于或者等于200纳米且小于或者等于1300纳米。可以理解的是，第一转换器130和第二转换器140均还包括用于将光信号转换成电信号的光敏二极管。

进一步地，第一接头110为USB-A接头或USB-C接头，第二接头120为Type C接头。能够满足A-C和C-C两种类型产品的数据传输需求。

目前的USB数据传输技术已经从最初的USB1.1发展到USB3.1，根据本申请的方案，可以将USB2.0、USB3.0、USB3.1数据线中用于传输数据的导线更换为光纤传输，例如，USB2.0起到传输数据作用的是绿色导线和白色导线，因此针对USB2.0只需要将绿色导线和白色导线替换为光纤即可；USB3.0中用于传输数据的导线为两对，可以将其中一根、两根、三根或四根传输数据的导线替换为光纤，USB3.1中用于传输数据的导线为四对，可以将其中一根、两根、三根、四根、五根、六根、七根或八根传输数据的导线替换为光纤。不同型号的USB数据线中用于传输数据的导线数量各不同，因此可以将其中用于传输信号的导线，至少一根、至多全部更换为光纤。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种USB数据线，其特征在于，包括：

第一接头，所述第一接头内设有用于实现光电信号转换的第一转换器；

第二接头，所述第二接头内设有用于实现光电信号转换的第二转换器；

光纤，所述光纤的两端分别连接所述第一接头以及所述第二接头，且所述光纤与所述第一转换器以及第二转换器均电性连接，所述光纤用于传输光信号，所述光纤包括纤芯、包覆层与涂覆层，所述包覆层于包覆于所述纤芯外，所述涂覆层包覆于设于所述包覆层外；

护套，所述护套套设于所有所述光纤外；

加强层，所述加强层填充于所述护套和所述光纤之间。

2.根据权利要求1所述的USB数据线，其特征在于，

所述光纤的数量为一根，且所述光纤为双向单纤；

或者所述光纤的数量为两根，且所述光纤为单向单纤，两根所述光纤的光信号传输方向相反。

3.根据权利要求1所述的USB数据线，其特征在于，所述涂覆层为着色涂覆层，在所述光纤的数量为多个时，不同所述光纤上的所述着色涂覆层具有不同的颜色。

4.根据权利要求1所述的USB数据线，其特征在于，

所述纤芯的直径大于或者等于10μm且小于或者等于100μm；及/或

所述涂覆层的厚度大于或者等于100μm且小于或者等于250μm。

5.根据权利要求1所述的USB数据线，其特征在于，所述加强层为纤维层。

6.根据权利要求1所述的USB数据线，其特征在于，所述第一转换器和所述第二转换器均包括光源，所述光源发出的光的波长大于或者等于200纳米且小于或者等于1300纳米。

7.根据权利要求1-6任一项所述的USB数据线，其特征在于，所述第一接头为USB-A接头或USB-C接头，所述第二接头为Type C接头。

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