1、USB隔離器的現(xiàn)狀

   首先從原理上實(shí)現(xiàn)USB隔離很困難，指相比傳統(tǒng)的RS-232/485口、以太網(wǎng)口等的隔離而言。USB口的電氣隔離技術(shù)改進(jìn)的難點(diǎn)就在于缺少USB的方向信號(hào)，而USB的兩個(gè)信號(hào)線D+和D—又是不分方向的而且速率高、幅值-信號(hào)的定義比較復(fù)雜。USB信號(hào)流的方向是靠D+、D—兩個(gè)信號(hào)的幅值一起來(lái)判斷的，而且并不是它們的差值。為了實(shí)現(xiàn)USB隔離方案就必須增加高速接口電路提取出方向信號(hào)進(jìn)而將D+和D—信號(hào)分解成為雙向的高速SPI信號(hào)再加光電隔離器或者磁電隔離器。現(xiàn)在USB隔離器沒(méi)有普及還有成本原因：傳統(tǒng)的鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等USB設(shè)備價(jià)格便宜，但是增加DC/DC隔離電源以及USB隔離器的成本可能已經(jīng)大大超過(guò)了鼠標(biāo)和鍵盤(pán)本身的成本。

波仕電子一直在提供USB隔離的解決方案，近幾年產(chǎn)品價(jià)格已經(jīng)降到了原來(lái)的1/4。型號(hào)為BS-USB4的USB光電隔離HUB解決了這個(gè)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了USB全速12M以及USB低速1.5M的無(wú)源隔離。BS-USB4使用非常簡(jiǎn)單，與一根普通的USB HUB的使用是一樣的，大小也是差不多的。BS-USB4產(chǎn)品的上位機(jī)側(cè)（B型USB座）通過(guò)USB電纜（打印線）外插計(jì)算機(jī)的USB插座。BS-USB產(chǎn)品的下位機(jī)側(cè)為4個(gè)A型插座，都可以外接比如U盤(pán)、USB/RS-232轉(zhuǎn)換器、USB鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等。也就是說(shuō)，當(dāng)BS-USB4外插計(jì)算機(jī)的USB口時(shí)，BS-USB4就相當(dāng)于是4個(gè)已經(jīng)隔離的USB口。由于BS-USB4自帶隔離DC/DC并且自耗一定功率，所以對(duì)外驅(qū)動(dòng)能力略小于原計(jì)算機(jī)USB口的驅(qū)動(dòng)能力。BS-USB4特別適合具有USB口的醫(yī)療儀器、高電壓數(shù)據(jù)測(cè)控設(shè)備、人機(jī)接口設(shè)備等。因?yàn)锽S-USB4的使用與普通的（非隔離的）USB HUB是一樣的，所以是不需要驅(qū)動(dòng)程序的。BS-USB4僅僅是一個(gè)透明的物理隔離，與計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)無(wú)關(guān)。自然，BS-USB4支持各種操作系統(tǒng)，Windows /Mac/Android等都可以。 

今天大量的用戶(hù)已經(jīng)不再滿(mǎn)足于BS-USB4產(chǎn)品的USB全速和低速隔離的性能，希望波仕提供USB高速480M的隔離器。

2、實(shí)現(xiàn)480M高速USB電氣隔離的技術(shù)難點(diǎn)

當(dāng)初USB的出現(xiàn)是為了統(tǒng)一計(jì)算機(jī)的各種外設(shè)接口，取代PS/2鼠標(biāo)口、鍵盤(pán)口、打印口等，特別是取代蘋(píng)果的Fireware（火線）甚至IEEE-1394口。為了在與后者的競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)，USB的最高速率就得向Fireware800的800M看齊，于是在USB1.0推出不久就緊接著推出了高速USB2.0，速率從12M增加到了480M。我們暫時(shí)不談后來(lái)還出現(xiàn)了最高速率為4800M的USB3.0。USB2.0的速率增加40倍到480M就給傳統(tǒng)的USB隔離方案增加了難度，傳統(tǒng)的光電隔離器以及磁電隔離器都無(wú)法達(dá)到這么高的速率，只有借助于光纖通信。光纖由于傳輸?shù)氖枪庑盘?hào)，天然就是電氣隔離的。由于近年來(lái)光纖通信技術(shù)的發(fā)展，目前實(shí)現(xiàn)480M高速通信的技術(shù)已經(jīng)有成熟的方案。

   在現(xiàn)有的USB2.0版本缺少一根表明USB數(shù)據(jù)方向（發(fā)送還是接收）的信號(hào)線，但是我們可以對(duì)USB標(biāo)準(zhǔn)的電源線（+5V）進(jìn)行改進(jìn)。目前的電源線永遠(yuǎn)是固定的+5V（或者低電壓版的+3.3V），我們?cè)谶@根線中增加瞬時(shí)低電平脈沖信號(hào)作為USB信號(hào)方向標(biāo)志。這個(gè)瞬時(shí)低電平脈沖信號(hào)只用于表明發(fā)送一幀數(shù)據(jù)的開(kāi)始，并不一定需要在整個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)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(shí)別即可。而這樣的瞬時(shí)低電平并不明顯影響USB口的對(duì)外設(shè)供電能力。這樣可以大大增加USB的速率。

2、實(shí)現(xiàn)480M高速USB電氣隔離的全套產(chǎn)品

波仕電子發(fā)明了USB光纖隔離延長(zhǎng)器。最新第4代的產(chǎn)品的近端直接接到計(jì)算機(jī)的USB口。OPET-USB4還做了以下性能改進(jìn)：1、傳輸?shù)墓饫w信號(hào)從100M提高到了1000M（1G）；2、直接支持USB2.0高速（480M）；3、直接支持的USB口數(shù)量從1個(gè)擴(kuò)展到了2個(gè)；4、支持USB設(shè)備的自動(dòng)插拔。

在許多情況下，需要將隔離的480M高速USB口接入計(jì)算機(jī)。僅僅使用電纜是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，無(wú)線也無(wú)能為力，必須使用光纖。用光纖來(lái)構(gòu)筑遠(yuǎn)程USB口的最實(shí)用的方法是將計(jì)算機(jī)的USB口用USB/光纖轉(zhuǎn)換后再在遠(yuǎn)端加光纖/USB轉(zhuǎn)換器。OPET-USB4是可以將USB用光纖延長(zhǎng)最遠(yuǎn)40Km。

高速USB光纖隔離器全套包括一個(gè)以太網(wǎng)/USB轉(zhuǎn)換器和一對(duì)（OPET1GU和OPET1G）光纖收發(fā)器。OPET1GU與OPET1G之間用2根LC頭光纖相連。波仕的以太網(wǎng)/USB轉(zhuǎn)換器是一種通用的讓各種USB設(shè)備可以接入以太網(wǎng)的裝置，可以接USB存儲(chǔ)器、USB攝像頭、USB/串口轉(zhuǎn)換器、USB鼠標(biāo)、USB鍵盤(pán)、USB-HUB等幾乎所有USB設(shè)備。以太網(wǎng)/USB轉(zhuǎn)換是把以太網(wǎng)口轉(zhuǎn)換為USB口的設(shè)備，連接到計(jì)算機(jī)的一頭是以太網(wǎng)口，另外一頭連接USB設(shè)備。

使用時(shí)將高速USB設(shè)備外插到以太網(wǎng)/雙USB轉(zhuǎn)換器上，比如如果在USB插座上分別外插U盤(pán)和USB-串口轉(zhuǎn)換器，在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行配套的軟件“Virtual Link”會(huì)自動(dòng)顯示已經(jīng)連接U盤(pán)和USB-串口，并且會(huì)自動(dòng)查找和安裝驅(qū)動(dòng)程序，直到成功連接。然后打開(kāi)計(jì)算機(jī)的“資源管理器”就可以讀寫(xiě)這個(gè)U盤(pán)了，打開(kāi)計(jì)算機(jī)的“設(shè)備管理器”就可以看到這個(gè)USB虛擬串口了。這樣就實(shí)現(xiàn)了光纖隔離的480M高速USB口。