[發明專利]一種基于光纖遠距離傳輸的USB3.0HUB

在審

• 申請號: 201710675655.2
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107276675A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 胡承恩
• 申請（專利權）人: 東莞市啟鼎光電科技有限公司
• 主分類號: H04B10/25
• 分類號: H04B10/25;H04B10/077;H04L12/12;H04L12/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及USB3.0通信領域，特別涉及多種USB3.0終端設備與計算機之間遠距離通信的技術領域，具體是指一種基于光纖遠距離傳輸的USB3.0 HUB。

本發明還涉及一種對USB3.0光纖發送端和USB3.0光纖接收端之間光纖通信的自動協商方法。

本發明還涉及一種對USB3.0光纖發送端和USB3.0光纖接收端進行數字診斷及USB3.0終端設備遠程控制的方法。

背景技術

USB3.0對傳輸速度進行了大幅提升，它基于全雙工數據傳輸協議，理論傳輸速率高達5Gbps(即625MB/秒)，實際數據傳輸速率也將高達3.2Gbps (即400MB/秒)，相比USB2.0時代有了將近10倍的提升，而現在最新的USB3.1 Gen2標準又將傳輸速率提升到了10Gbps，因此數據的傳輸距離遇到了前所未有的挑戰。由于傳輸速率由以往的USB2.0標準規定的480Mbps提升到了5Gbps，因此使用傳統的電纜一般不會超過3米，一些使用廠家使用中繼放大芯片后，傳輸距離也只能達到最遠15米的傳輸距離，但是由于采用電纜傳輸在使用過程中特別容易受到電磁干擾的影響，因此不適合在一些電磁干擾較大的工業生產流水線上使用，以及一些對電磁干擾敏感的設備（如軍工設備）上使用；而目前隨著工業4.0的興起，許多USB3.0工業相機的傳輸距離會超過這個距離，甚至要達到幾百米的距離，另外一些企業和單位出于安全考慮，往往需要將計算機主機集中管理，用戶只能在遠端使用USB3.0存儲設備和USB3.0打印機，從而實現計算機主機與使用者的安全隔離，而計算機與終端之間往往也達到了上百米，并且數據在傳輸過程中不能有電磁泄漏而導致數據安全得不到保障。而我們采用光纖傳輸USB3.0信號即可以解決電磁干擾的問題，又可以解決傳輸距離的問題，此外現在雖然有一些可以實現USB3.0信號遠距離傳輸的裝置，但它們一般都是將終端設備的USB3.0數據通過USB3.0物理層芯片解析成其它的數據格式再重新編碼轉換成光纖來傳輸，另外一端將接收到的光信號轉換成電信號，通過USB3.0物理層芯片轉換成并行數據送到采集卡進行數據采集，它們都是針對一些特定的設備應用，無法實現其它USB3.0標準終端設備的接入，例如一種用來實現USB3.0工業相機遠距離傳輸的裝置是無法用來接入U盤、USB3.0移動硬盤或是打印機等其它USB3.0終端設備。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于光纖傳輸支持多種USB3.0終端設備與計算機之間遠距離傳輸的USB3.0 HUB，不僅可以實現多種USB3.0終端設備與主機連接，而且可以通過數字診斷電路實現USB3.0光纖發送端和USB3.0光纖接收端進行數字診斷及USB3.0終端設備遠程控制。

本發明所采用的技術方案 ：一種基于光纖遠距離傳輸的USB3.0 HUB，包括一個USB3.0光纖發送端和一個USB3.0光纖接收端，兩者之間通信的光纖通信可以通過自定義通信規則進行自動協商，在USB3.0光纖接收端的USB3.0 HUB可以同時連接四個超高速USB3.0終端外設；可以采用多模光纖、也可以采用單模光纖，可以采用雙芯光纖，也可以采用單芯光纖，USB3.0光纖發送端和USB3.0光纖接收端都有一個可以熱插拔的SFP+光模塊，在使用過程中光模塊靈活更換，而且光纖的長度可以根據實際需要進行布線。利用USB3.0接口的超速數據差分接口：SSTX+/-和SSRX+/-，實現USB3.0的超高速通信鏈接，傳輸距離可以達到300米到400米，本發明所采用技術方案傳輸的數據是原生的USB3.0數據格式，在USB3.0光纖通信過程中，為了保證兼容性和普遍適用性，不會將USB3.0主控制器、USB3.0 HUB主控芯片和USB3.0終端設備發送的原生USB3.0數據轉換成其它格式并重新編解碼再進行傳輸，只是將收到的USB3.0電信號進行電-光-電的轉換，光纖傳輸設備不會在數據流中加入任何附加的數據，因此USB3.0信號使用光纖傳輸設備在傳輸過程中是透明的，所有符合USB3.0標準的超高速USB3.0終端外設都可以正常連接。

與此相應的，本發明另一個要解決的技術問題是提供一種對USB3.0光纖發送端和USB3.0光纖接收端之間光纖通信的自動協商方法。

與此相應的，本發明還有一個要解決的技術問題是提供一種對USB3.0光纖發送端和USB3.0光纖接收端進行數字診斷及USB3.0終端設備遠程控制的方法。