DE10257948A1 - USB-Kabelverlängerungssystem über Lichtwellenleiter - Google Patents

Abstract

Beim heutigen Stand der Technik darf eine einzelne Kabelstrecke zwischen PC und USB-Endgerät nicht mehr als fünf Meter betragen, da ansonsten aufgrund der Kabeldämpfung die Signalpegel zu klein werden. Durch Einsatz von Verstärkern können bis zu sieben Kabelstrecken hintereinander geschaltet werden. Die maximale Übertragungsstrecke beträgt dann 35 Meter. Zielsetzung soll sein, die maximale Übertragungsstrecke um ein Vielfaches zu erhöhen. DOLLAR A Dieses Problem wird durch die in den Patentansprüchen aufgeführten Merkmale, bestehend aus zwei Übertragern und der LWL-Übertragungsstecke, gelöst. Aufgrund der sehr niedrigen Dämpfung von Lichtwellenleitern können mit diesem USB-Kabelverlängerungssystem mehrere hundert Meter Verbindungsstrecke realisiert werden. Die Datentransferrate über das System wird bis zum USB 2.0-Standard von 480 Mbit/s möglich sein. DOLLAR A Durch die verlängerte Übertragungsstrecke können auch entfernte USB-Endgeräte aller Protokollstandards z. B. in Nachbarräumen/Hallen angeschlossen werden, ohne dass im näheren Umkreis des Endgerätes ein PC oder Notebook vorhanden ist.

Description

• Es ist bekannt, dass das USB-Kabel vieradrig ist. Zwei Adern sind verdrillt und übertragen das differentielle Datensignal in symmetrischer Form. Die anderen beiden Adern werden für die Stromversorgung der Peripheriegeräte verwendet. Beim heutigen Stand der Technik darf eine einzelne Kabelstrecke nicht mehr als 5 Meter betragen, da ansonsten afgrund der Kabeldämpfung die Signalpegel zu klein werden. Durch Einsatz von Verstärkern können bis zu 7 Kabelstrecken hintereinander geschaltet werden. Die maximale Übertragungsstrecke beträgt dann 35 Meter. Die Datentransferraten der USB-Schnittstelle betragen beim USB-Standard:
• – USB 1.1 bis 12Mbit/s
• – USB 2.0 bis 480Mbit/s (Quelle: www.tu-chemnitz.de/informatik/RA/kompendium/vortraege 97/usb/uebers.html und folgende Seiten über Next-Button)
• Aufgrund der ständigen Neuentwicklung von USB-Endgeräten sind heute auch Anwendungen denkbar, wo das Endgerät nicht im näheren Umkreis des Computers steht.
• Das in den Patentansprüchen angegebene USB-Kabelverlängerungssystem über Lichtwellenleiter soll die Verwendung von USB-Endgeräten an Orten oberhalb der Übertragungsgrenze von 35 Metern ermöglichen.
• Dieses Problem wird durch die in den Patentansprüchen aufgeführten Merkmale bestehend aus 2 Übertragern und der LWL-Übertragungsstrecke gelöst. Die Signale auf dem USB-Bus werden während der Übertragung einerseits elektrisch-optisch und andererseits optischelektrisch gewandelt. Die Übertrager enthalten jeweils eine Einheit für die Signalumwandlung in beide Richtungen, da der USB-Bus eine uni- und bidirektionale Datenkommunikation zulässt. Aufgrund der sehr niedrigen Dämpfung von Lichtwellenleitern können mit diesem USB-Kabelverlängerungssystem mehrere hundert Meter Verbindungsstrecke realisiert werden. Da die Spannungsversorgung vom USB-Port im PC zur Verfügung gestellt wird, über einen Lichtwellenleiter jedoch keine Gleichspannung übertragen werden kann, muss der Übertrager 2 die Spannungsversorgung des Endgerätes übernehmen. Der Übertrager 2 braucht ein externes Netzteil. Die Datentransferrate über das System werden bis zum USB 2.0-Standard von 480Mbit/s möglich sein.
• Ein Blockschaltbild (1) der Erfindung veranschaulicht den prinzipiellen Aufbau des USB-Kabelverlängerungssystems über Lichtwellenleiter und soll im folgenden kurz erläutert werden.
• Die Daten vom PC werden über das 4 adrige USB-Kupferkabel bis zum Sender übertragen. Im Übertrager 1 werden die Datensignale moduliert und über eine Laserdiode (e/o Baustein) in optische Signale gewandelt und über die LWL-Strecke zum Übertrager 2 übertragen. Hier wird mittels Photodiode das optische Signal wieder in ein elektrisches Signal gewandelt und anschließend demoduliert. Zum Endgerät besteht dann wieder eine 4 adrige Kupferverbindung. Will das Endgerät Daten an den PC senden, fungiert der Übertrager 2 als Sender und Übertrager 1 als Empfänger. Dadurch ist ein Senden und Empfangen von Daten in beiden Richtungen möglich, was die bidirektionale Datenübertragung auf dem USB-Bus verlangt.
• Anwendungsmöglichkeiten:
• Durch die verlängerte Übertragungsstrecke können auch entfernte USB-Endgeräte aller Protokollstandards z B . in Nachbarräumen/Hallen angeschlossen werden, ohne dass im näheren Umkreis des Endgerätes ein PC oder Notebook vorhanden ist. Der Einsatz von USB-Endgeräten wird dadurch ortsunabhängig und deutlich flexibler.

Claims (1)

1. USB – Kabelverlängerungssystem, gekennzeichnet durch folgende Merkmale, 1) für die Übertragungsstrecke werden zwei Lichtwellenleiter-Kabel verwendet, wobei jeweils für das Senden und das Empfangen von Daten ein Lichtwellenleiter-Kabel benutzt wird. 2) Zwei Übertrager verarbeiten das Datensignal der USB-Schnittstelle für die Übertragung auf dem Lichtwellenleiter.