1、    一種實現usb遠距離傳輸的方案分析    李曉斌趙浪濤曹軍邢敬宏摘 要 usb接口作為電腦周邊設備數據交換的必備接口之一，以其高速穩定且方便的傳輸性能大大方便了人們的日常生活。但是由于其傳輸距離只有3米這么短的缺點，阻礙了遠距離場所的廣泛應用。為了拓展usb接口的應用，本文討論了一種延長usb傳輸距離的方案，通過ch315g系列芯片作為信號放大、轉換和還原芯片，以rj45接口為轉換頭，實現信號的放大、遠距離傳輸和信號還原輸入。并且通過科學的實驗和論證，從而真正實現了usb達到200米遠距離的傳輸的技術支持和產品研發。【關鍵詞】usb接口 遠距離傳

2、輸 信號放大 rj45接口usb接口已經在人們的日常生活中得以廣泛應用，方便的實現了數碼相機、智能手機、鍵盤、鼠標、打印機等設備和電腦的連接。從usb1.0、1.1、2.0發展到目前最新的usb3.0標準，數據傳輸帶寬得以顯著擴大，速度得以大幅提高，但延長傳輸距離依然是一大難題，最佳距離長度沒有超過3米。從而影響了其在現代農業、工業控制、安全防衛、醫療監控及一些對傳輸距離有特殊要求的行業的應用范圍和效果。usb傳輸距離的延長問題，理論上可以通過兩種方案來實現。一種是直接延長usb線纜，但是由于信號衰減和干擾，使得這種方案的延長距離仍然不理想，最遠只能達到20米左右；另一種是用rj45水晶頭作為

3、轉換接口，輔以數模，模數轉換芯片和信號放大芯片，能夠實現最遠100米的理想距離的信號傳輸。但這兩種方式無疑將usb的應用實現了最大化， 并且帶來了良好的用戶體驗。本文主要介紹第二種延長方案和相應產品的研發。文章第二部分介紹研發此類產品的實驗環境；第三部分介紹該方案的設計實現；第四部分介紹產品形式；最后是結語，總結了全文。1 實驗環境1.1 電腦為了測試usb信號的傳輸距離，需要一臺普通的臺式電腦或者筆記本電腦，操作系統為windows 系列。并且此電腦需要有2-3個可用的usb口。1.2 數模/模數轉換芯片我們采用的數模/模數轉換芯片為ch315g系列芯片。每組芯片包括一個數模轉換芯片，和一個

4、模數轉換新品。其中數模轉換芯片實現信號放大和up（上傳），模數轉換芯片實現信號還原和down（下載）。1.3 rj45水晶頭兩個或者更多的rj45水晶頭用來實現芯片和網線的連接。1.4 網線需要300米或更長的網線來測試usb信號的傳輸距離。1.5 usb設備可以是普通的usb攝像頭、鍵盤或者鼠標等。2 設計實現2.1 工作原理我們采用ch315g芯片作為usb 延長線控制芯片，其作用是實現usb 信號的實時中轉和傳輸距離擴展。圖一顯示了usb延長方案的工作原理。usb信號首先從電腦通過usb接口輸出，連接ch315g芯片上位機，首先把數字信號轉換成模擬信號，并且放大。通過一個rj45水晶頭連

5、接ch315g芯片上位機，網線的長度根據實際需要來確定，最長可以達到200米。網線另一端是一個rj45水晶頭，用于連接ch315g芯片下位機，然后把網線傳輸過來的模擬信號還原成標準的usb數字信號，再通過一個usb接口連接usb設備。2.2 技術指標ch315g 芯片內置了usb 信號擴展電路，可以支持5 類網線或者超5 類網線。對于12mbps全速的usb信號，其傳輸距離實驗環境不小于75 米；而對于1.5mbps 低速的usb信號，理想傳輸距離不小于200 米。3 產品形式如圖2所示。4 結束語本文詳細論述了usb遠距離傳輸的工作原理、設計實現和產品形式。本項目受蘭州工業學院2014年度大

6、學生科技創新項目的經費支持。參考文獻1ch315手冊.http：/ 72981.html.2014 .2鄭杰.usb3.0編程寶典m.北京：電子工業出版社，2013.3陳志輝.usb開發手冊m.北京：中國鐵道出版社，2014.作者簡介李曉斌（1978-），男，博士生學歷。現為蘭州工業學院軟件工程學院講師。作者單位1.蘭州工業學院軟件工程學院 甘肅省蘭州市 7300502.蘭州工業學院電氣工程學院 甘肅省蘭州市 7300503.jozef stefan international postgraduate school，ljubljana 1000， slovenia. 電子技術與軟件工程2015年6期電子技術與軟件工程的其它文章slqx36數字取心儀電路分析與故障排除光纖