【成功案例】650nm以太网光纤收发器助力USB长距离传输，传输距离大于100M

时间： 2017-06-07 来源：世强

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USB接口在我们生活中应用越来越多，但是USB远距离传输却是一个难题。通常USB线缆最长传输3M，其实1M是最佳的传输距离。USB接口加放大器，传输能达到10M。USB转RJ45，中间通过网线传输，RJ45传输距离最大100M，想距离再远是一个难题。

目前ARM、MIPS、PPC等CPU都只带1个或者2个MAC接口，远远不能满足多个外设长距离传输的需求。于是就提出了采用USB外扩以太网接口的想法，如一个USB可以外扩四个USB端口，那就是外扩4个以太网，然后通过光纤传输可以解决长距离传输。

下面我们来了解下市场上常用的实现USB远距离传输的几个方案。

1）面对USB传输距离问题，可采用传输信号放大，能够将传输距离延长到10M。

2）后面提出USB外扩以太网方案。采用USB转RJ45的接口芯片，可以很容易的让USB传输100M的距离，电以太网传输最多能够达到100M的距离，这个距离要想进一步增加，此方案就不可行了。并且此方案采用网线传输，容易受外界干扰。

3）根据上面的缺点，提出了采用USB转光以太网方案。同样使用USB转以太网的接口芯片，然后通过光纤传输。目前通信中非常通用的光纤模块有很多，如1X9、SFP、SFP+等等，经过调研，这些模块体积很大，价格很高，对于这种解决方案来说总成本较高，体积较大。后来选取FIRECOMMS低成本塑胶头的EDL301T模块，具有成本低，体积小，光纤成本低，传输距离远等优点，并且具有抗干扰能力强的优势。

4）对于几公里到几十公里的更远距离传输，可采用1*9光模块或者SFP光模块进行传输。

本文主要介绍的是采用USB转光以太网方案，即距离在100M的传输。此方案采用PPC作为主控MCU，外带4个USB接口，内置PHY芯片，故不需要USB-HUB接口；采用DM9620作为USB to 10/100M fast Ethernet controller，然后采用Firecomms EDL301T光纤模块。详细的系统框图如图1所示。

图1：USB转光口的系统框图

EDL301T采用650nm的光纤传输，传输速率达100Mbps，传输距离大于100M。此外，该光纤模块具有工业级的温度范围，是LVPECL电平传输，可靠性高，详细电路图如图2所示。

图2：EDL301T电路图

同样也可以采用1*9光纤和上图类似，SFP模块电路图如图3所示。

图3：SFP电路图

在电路设计中，对于USB转光以太网设计需要注意以下几个事项：
1）EDL301采用TLVPECL电平传输，一般都是交流传输，可在传输线上串0.1uf电容，有点模块内部有隔直电容，外部可以增加，不影响电路正常工作；

2）在设计电路PCB时，由于USB和以太网都是高速传输，最好四层板制板，差分线必须有完整的地平面参考。在USBToEPHY设计中，应该注意滤波电容放置位置，放到芯片管脚附近，能够有效地对芯片进行滤波处理；

3）在Firecomms以太网光纤收发器EDL301设计时，注意光头不要被污染。光口设计时，要做好滤波电路设计，一般由TX、RX分别供电，采用PI型滤波电路。

Firecomms作为低成本远距离USB转以太网传输解决方案，能够更加安全可靠的传输USB数据，USB长距离传输不再是问题。

作者：drwyh

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duanmaxie Lv8. 研究员 2019-05-06

学习
Jin Lv8. 研究员 2019-03-17

好东西！
刘老板 Lv7. 资深专家 2019-03-03

好好学习
jishizhong Lv9 2019-03-01

学习了，不错
wch7475 Lv8. 研究员 2019-01-24

好

科研狂魔 Lv7. 资深专家 2019-01-17

学习了
有容乃大 Lv9. 科学家 2019-01-17

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abcdking1234 Lv6. 高级专家 2019-01-15

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helen2018 Lv6. 高级专家 2019-01-09

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周鑫 Lv8. 研究员 2018-12-31

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