|
用以太網(wǎng)光纖實現(xiàn)的USB光纖通信方案
以上的方案為兩邊都是計算機，都能夠安裝驅(qū)動程序。如果上面的應(yīng)用中僅有一邊為計算機，而另外一邊為USB設(shè)備呢？由于USB設(shè)備不能夠安裝驅(qū)動程序，就必須采用其它的USB光纖通信方案。在常用的幾種外部接口中，目前采用光纖傳輸技術(shù)比較成熟的是以太網(wǎng)。先通過光纖將以太網(wǎng)延長到遠端，然后將遠端的以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換成為USB口，這樣就實現(xiàn)了USB的光纖遠程通信。而現(xiàn)在的計算機都有以太網(wǎng)口，即使沒有以太網(wǎng)口的情況下從USB口轉(zhuǎn)換出一個以太網(wǎng)口也是很方便的。
以太網(wǎng)光纖轉(zhuǎn)換器分單模光纖和多模光纖兩種產(chǎn)品，都能夠把以太網(wǎng)信號從銅纜雙絞線介質(zhì)信號轉(zhuǎn)換為光纖介質(zhì)信號。支持IEEE802.3標準、可將 10BASE-T/100BASE-TX以太網(wǎng)雙絞線信號轉(zhuǎn)換成100Base- FX以太網(wǎng)光纖信號,產(chǎn)品提供一個雙絞線RJ- 45接口和一個光纖接口(一般為SC頭)。以太網(wǎng)單模光纖轉(zhuǎn)換器可以最遠傳輸40Km~60Km，以太網(wǎng)多模光纖轉(zhuǎn)換器可以最遠傳輸2~4Km。
相對來講，從以太網(wǎng)口轉(zhuǎn)換出USB口是比較復(fù)雜的技術(shù)。早期的類似產(chǎn)品稱為USB打印服務(wù)器。之所以稱為USB打印服務(wù)器而不是USB服務(wù)器或者以太網(wǎng)/USB轉(zhuǎn)換器是因為這些產(chǎn)品生成的USB口只能夠支持USB打印機，甚至只支持某些品牌的某些型號的打印機。由于USB遠程應(yīng)用中許多都是打印機，所以這些產(chǎn)品今天仍然廣泛應(yīng)用。用電纜傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)的最遠距離為150米�，F(xiàn)在USB口的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，比如說，我們經(jīng)常用U盤、USB攝像頭等。幸運的是，以太網(wǎng)/USB轉(zhuǎn)換器(也稱為：USB服務(wù)器)技術(shù)和產(chǎn)品也在進步，波仕的最新產(chǎn)品支持USB存儲盤、USB/串口轉(zhuǎn)換器、USB攝像頭等，當然也支持USB打印機，符合USB2.0協(xié)議，也可以接USB-HUB擴展USB.軟件。同時波仕贈送USB-串口影射程序。波仕USB232GL1是世界上最小的、也是使用最簡便的光隔USB/串口轉(zhuǎn)換器、實現(xiàn)了USB與串口的光電隔離。
如果USB口是用于接打印機，那么可以選用USB打印服務(wù)器。這是通過將以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換出用于接打印機的USB口。我們知道，以太網(wǎng)本身是采用變壓器隔離的，這就自然實現(xiàn)了USB的變壓器電氣隔離方案。這種打印服務(wù)器安裝后虛擬出一個打印口，從原理上講也就只能夠接打印機。當然從USB轉(zhuǎn)換出以太網(wǎng)再經(jīng)過以太網(wǎng)到USB的轉(zhuǎn)換也一樣可以實現(xiàn)USB的變壓器隔離，但是原理以及軟件的使用與以太網(wǎng)直接轉(zhuǎn)USB的打印服務(wù)器方案是一樣的，并不是真正意義的USB直接隔離。
實現(xiàn)USB電氣隔離的技術(shù)難點
當初USB的出現(xiàn)是為了統(tǒng)一計算機的各種外設(shè)接口，取代PS/2鼠標口、鍵盤口、打印口等，特別是取代蘋果的Fieware(火線)甚至IEEE-1394口。為了在與后者的競爭中取得優(yōu)勢，USB的引腳數(shù)就不可能多于后者的4個。而地線、電源線就占了2個，信號線就只剩余2個了。這與傳統(tǒng)的PS/2、RS-232、打印口、以太網(wǎng)都有空余線的做法大不一樣。同時這樣做的結(jié)果就使得USB的改進(除了速度改進)余地很小、特別是電氣隔離的改進非常困難。USB口的電氣隔離技術(shù)改進的難點就在于缺少USB的方向信號而USB的兩個信號線D+和D—又是不分方向的。USB信號流的方向是靠D+、D—兩個信號的幅值一起來判斷的，而且并不是它們的差值。在USB光電隔離方案、無線電氣隔離以及以太網(wǎng)隔離的方案中，難點都在于將USB信號怎樣分開為發(fā)送與接收兩部分。如果USB口本身有一個能夠表明數(shù)據(jù)是發(fā)送還是接收的信號線，那么USB的電氣隔離就好解決多了。
在現(xiàn)有的USB2.0以及USB1.0版本中都缺少一根表明USB數(shù)據(jù)方向(發(fā)送還是接收)的信號線，而指望USB標準增加專門的這根方向標志線是不現(xiàn)實的。USB的接頭機械標準就是4根線，是不可能改變的。我們認為USB標準最有可能的改進在于電源線(+5V)。目前的電源線永遠是固定的+5V(或者低電壓版的+3.3V)，其實可以在這根線中增加瞬時低電平脈沖信號作為USB信號方向標志。這個瞬時低電平脈沖信號只用于表明發(fā)送一幀數(shù)據(jù)的開始，并不一定需要在整個發(fā)送數(shù)據(jù)的時間段一直保持低電平，而且電平也不需要低到0，只要低到2/3的高電平可以識別即可。而這樣的瞬時低電平并不明顯影響USB口的對外設(shè)供電能力。我們只能夠指望將來可能的USB3.0版本了.
在很多應(yīng)用場合，如果想讓設(shè)備連接到以太網(wǎng)中，就必須擁有一個以太網(wǎng)接口，普通的設(shè)備都含有RS-232(或RS-485/RS-422)串行接口，可以將串行接口連接到以太網(wǎng)中。
波仕以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器是實現(xiàn)通信主機的以太網(wǎng)與RS-232/RS-485/RS-422串口設(shè)備相互通訊的一種協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置(TCP/IP協(xié)議-串行通信協(xié)議)。 波仕ETH232GL1提供一個光電隔離的RS232/ RS485/RS422串口，一個10M以太網(wǎng)口等。而ETH232L1是不帶光電隔離的，使用完全一樣。以下僅以ETH232GL1為例來說明。
首先確信你的作為服務(wù)器的電腦的以太網(wǎng)口IP地址在192.168.0.1，只能夠最后一位有不同，范圍在0-256之間。否則你就要么修改電腦的IP地址，要么修改所有波士以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器的IP地址。
圖1 硬件連接
如圖1，將ETH232GL1以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器接上電源(直流5V到36V均可，隨產(chǎn)品配套有)。電源插座旁邊有一個小LED(發(fā)光二極管)，當ETH232GL1產(chǎn)品通電后LED會一直亮著。 將RJ-45座插入以太網(wǎng)交換機的RJ-45插頭即可。交叉線RJ-45電纜與直連線RJ-45電纜都可以，交換機都識別。兩個RS-232口之間是交叉線(2-3腳交叉)。硬件連接就是這么簡單。
由于波士以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器出廠時都將IP地址設(shè)置為192.168.0.7，所以先不能夠直接將兩個ETH232GL1同時接到HUB上。先取下其中一個ETH232GL1以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器。
運行波士產(chǎn)品光盤上的CRConfigv30.exe。按“搜尋"，出現(xiàn)了波士以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器，如圖2。修改“本地IP地址"，比如192.168.0.9，以免與另外一個波士以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器IP地址沖突。(如圖3)
圖2
圖3
將2個波士以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器都插上，再運行CRConfig.exe。按“搜尋"，發(fā)現(xiàn)有2個IP地址(如圖4)。就是2個波士以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器，這時地址不沖突了。
圖4
剛才是設(shè)置軟件，現(xiàn)在運行測試軟件ELTestv30.exe。 注意修改IP地址對應(yīng)2個不同的波士以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器(如圖5和圖6)。用戶可以在發(fā)送框里填寫要發(fā)送的數(shù)據(jù)。
圖5
圖6
按“連接"，再按“手動發(fā)送"，就可以在2個RS-232口之間傳輸數(shù)據(jù)了。(如圖7)
圖7
虛擬串口通信
波士以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器的特色不僅僅如此。波士還有虛擬串口的絕招。VSPmaneger生成的虛擬串口是我們的絕招。雖然有些其他以太網(wǎng)/串口服務(wù)器也號稱有虛擬串口，但是未必支持一些通用的串口測試軟件。
運行光盤的 “虛擬串口軟件"目錄下的 setup，安裝VSPmaneger，安裝后如圖8和圖9。填寫IP地址(192.168.0.7)和端口號(永遠為1)，按“保存"后“退出"。可以虛擬多個COM串口。我們分別將2個波士以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器虛擬為COM7和COM8。如果用戶原來通信的串口號就是COM7、COM8，那么用戶就不需要修改已經(jīng)有的程序了。否則就修改VSPmaneger的虛擬COM號即可。
進行虛擬串口通信時必須將ETH232GL1的 工作模式選擇為“TCP實串口模式"，如圖10。按“設(shè)置"后按“退出"。
圖8
圖9
圖10 將每個ETH232GL1的工作模式都選擇為“TCP實串口模式"并按“設(shè)置"。
現(xiàn)在就可以用通用的串口通信程序來進行通信了。我們用的是COMMIX，如圖11、圖12。選擇串口號，“打開串口"，填寫要發(fā)送的數(shù)據(jù)。按“發(fā)送"，成功了！
圖11
圖12
在“TCP實串口模式"下，虛擬的COM串口是一直開著的，除非人為按“關(guān)閉串口"。
用戶常問的問題：
1、 能否將兩個帶RS-232口的設(shè)備通過接入以太網(wǎng)來直接通信？ETH232GL1
不行。ETH232GL1可以從電腦PC機的以太網(wǎng)口擴展出RS-232口，就象USB232GL1從PC機的USB口擴展出的RS-232口一樣，也相當于從PC機多串口卡從電腦插槽擴展出RS-232口是一樣的。這些擴展出來的RS-232口都可以實現(xiàn)將外插這些RS-232口上的設(shè)備與電腦PC機之間的通信，但是不能夠?qū)崿F(xiàn)外插這些RS-232口上的設(shè)備之間的直接通信。除非自己編一個實現(xiàn)兩個RS-232口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的軟件。
兩個帶RS-232口的設(shè)備之間的直接通信只有通過電纜、無線、光纖等直接對接來實現(xiàn)。
同理，ETH232GL1的RS-485、RS-422口也一樣。
2、 擴展出來的串口COM號可以與其他的串口COM號一樣嗎？ETH232GL1
不能夠。想象USB232GL1從USB口擴展的串口，從PC機的插槽上擴展的串口，都不能夠有兩個相同的COM號。如果要這樣的應(yīng)用，可以選用波士電子的外插RS-232口的5232A、4232B等產(chǎn)品。
3、 如何將ETH232GL1接入光纖以太網(wǎng)？
將ETH232GL1插到遠端的光端機的RJ-45口上就可以(近端的光端機的RJ-45接服務(wù)器PC機的以太網(wǎng)口)。驅(qū)動程序還是必須安裝在服務(wù)器的PC機上。
4、 如何實現(xiàn)ETH232GL1的多機通信？
可以將多個ETH232GL1接入以太網(wǎng)HUB，注意每個ETH232GL1的IP地址不要一樣。每個IP地址對應(yīng)一個COM口號，最多256個。ETH232GL1的虛擬串口都是獨立的，這樣它們可以實現(xiàn)同時多機通信。 | 
