Максимальная длина USB-кабеля?
Я хочу использовать очень длинный USB-кабель для размещения веб-камеры в другой комнате. Максимальная длина, которую я нашел, была пять метров.
Какова максимальная длина USB-кабеля?
Какая максимальная длина достигается при использовании удлинительных кабелей USB?
5 метров — это максимальный USB-кабель. Вы можете пойти дальше, подключив USB-концентраторы последовательно (максимум 5 концентраторов, соединенных таким образом). Вы не можете просто использовать удлинители USB из-за проблем с синхронизацией.
Q1: Какую длину кабеля я могу использовать для подключения моего устройства?
A1: На практике спецификация USB ограничивает длину кабеля между полноскоростными устройствами до 5 метров (чуть менее 16 футов 5 дюймов). Для низкоскоростного устройства ограничение составляет 3 метра (9 футов 10 дюймов).
Q2: Почему я не могу использовать кабель длиной более 3 или 5 метров?
A2: электрический дизайн USB не позволяет этого. Когда был разработан USB, было принято решение обрабатывать распространение электромагнитных полей на линиях данных USB таким образом, чтобы ограничить максимальную длину USB-кабеля чем-то в диапазоне 4 м. Этот метод имеет ряд преимуществ, и, поскольку USB предназначен для настольных ПК, ограничения диапазона считались приемлемыми. Если вы знакомы с теорией линий электропередачи и хотите получить более подробную информацию по этой теме, ознакомьтесь с разделом «Сигналы USB» часто задаваемых вопросов для разработчиков .
Q3: На каком расстоянии от ПК можно разместить USB-устройство?
A3: с максимум 5 концентраторами, соединенными кабелями 5 м, и кабелем 5 м, идущим к вашему высокоскоростному устройству, это даст вам кабель 30 м (подробнее см. Раздел 7.1.19). На низкоскоростном устройстве вы сможете достичь дальности до 27 м, в зависимости от длины кабеля устройства. С помощью простой кабельной трассы вы, вероятно, сможете добраться до ПК примерно на 25 метров.
Q4: Мне нужно установить USB-устройство на расстоянии X от моего ПК. Что я делаю?
A4: Если X меньше 25 м или около того (см. Предыдущий вопрос), купите несколько концентраторов и соедините их последовательно с помощью 5-метровых кабелей. Если вам нужно пойти дальше, поставьте другой компьютер или, возможно, ноутбук, туда, где вам нужно устройство, и подключите его к первому компьютеру, используя нечто, предназначенное для соединения на большие расстояния, например, Ethernet или RS. -485. Если вам нужно использовать только USB, рассмотрите возможность использования Ethernet-адаптеров на основе USB для соединения ПК.
Все ответы неверны, если под OP подразумевается канал, работающий на скорости высокоскоростной связи USB 2.0 (480 Мбит / с).
Длина канала связи USB ограничена архитектурой USB с пятью концентраторами в канале. Протокол USB требует, чтобы устройства USB отправляли пакеты подтверждения связи в виде ACK, NAK, NRDY и т. Д. Эти ответы должны возвращаться на хост в течение заданного времени ожидания, которое установлено равным 1,7 мкс. Аппаратное обеспечение хост-контроллера установит флаг / прерывание, если ответ не будет получен вовремя после 1-2-3 попыток, что будет означать сбой соединения.
Теперь, что послужило основанием для этого ограничения в 1,7 мкс? Он основан на наихудшем случае передачи пакетов рукопожатия. Все объясняется в спецификациях USB 2.0, раздел 7.1.19.2. Есть три фактора:
Физическая целостность сигнала по дифференциалу витой пары для реально изготавливаемых кабелей (согласование импеданса, однородность кабеля, потеря сигнала). Это получилось как ограничение длины кабеля 5 м на сегмент. Кабель длиной 5 м имеет предполагаемую задержку распространения в одном направлении 26 нс в соответствии со спецификациями USB. Все шесть кабелей будут иметь задержку прохождения сигнала в обоих направлениях около 300 нс.
Задержка распространения цифрового сигнала вдоль пути ретранслятора концентратора, которая ограничена предложенной архитектурой до 40 битов HS, что составляет около 80 нс на концентратор в одном направлении. Пять узлов будут иметь задержку туда и обратно около 800 нс.
Устройство USB может отвечать в 192 бит, что составляет 400 нс.
Итак, общее время отклика составляет 1500 нс. Спецификация допускает некоторый провал и увеличивает время ожидания до 1700 нс.
Следовательно, ограничение времени распространения мультимедиа составляет 1700 нс — 400 нс = 1300 нс или 650 нс в одну сторону. Если вы можете изготовить кабель с такими низкими потерями, превышающими 650 нс распространения волны, что он может доставить открытый сигнальный глазок, соответствующий шаблону USB на дальнем конце, хост с одним устройством USB может работать с ним. Взяв 26 нс на 5 м, мы получаем 125 м кабеля. Это максимальный теоретический предел.
Я хотел бы посмотреть, можно ли сделать такой кабель. Лично у меня была хорошая безошибочная связь с кабелем 40 футов (12 м), сделанным из Cat 5e. Но это зависит от качества / чувствительности приемников на обоих концах канала.
ДОПОЛНЕНИЕ: приведенный выше ответ действителен только для общего протокола связи USB HS. Однако есть еще одно функциональное ограничение на максимальную длину кабеля в USB: это связано с функцией высокоскоростного отключения. Разъединение HS в USB основано на идее, что отсоединенный кабель будет отражать обратный сигнал, поэтому отражение в сумме приводит к возбужденному напряжению, что приводит к удвоению амплитуды сигнала на передатчике. Как и предполагалось, хост HS отправляет маркеры микрокадров (называемые SOF) каждые 125 мкс. В целях обнаружения отсоединения кабеля пакет SOF имеет удлиненный конец пакета длиной
83 нс (нормальная длина EOP составляет 16,6 нс).
Если USB-кабель отсоединен от хост-порта, нет проблем. Но если устройство (с его выводом) отключается на дальнем конце длинного кабеля, отражение должно вернуться в течение 83 нс, амплитуда удвоится, и специальный компаратор в приемнике PHY зарегистрирует условие «HS отключение» , Это устанавливает предел для кабеля, который имеет 41,5 нс задержки в одном направлении. Предполагая, что скорость распространения составляет 6 дюймов в 1 нс, длина кабеля должна быть менее 250 дюймов или около 6,5 м.
Это ограничение имеет место, только если вы хотите почувствовать чистое и быстрое отключение. При использовании более длинного кабеля порт хоста в конечном итоге будет отключен из-за ошибки протокола, поэтому в конце не возникнет особых проблем.
Источник
Выбор USB-кабеля
В настоящее время практически все мультимедийные устройства с USB-соединением. Бывает, USB-устройство нужно подключить не напрямую к порту, а через удлинитель. Или нужно подключить принтер, а кабеля нет. Вот тут и встает проблема: выбор USB-кабеля.
Из-за неправильно выбранного USB-кабеля может:
- Снизиться скорость передачи данных
- Устройство может не распознаться системой
- Устройство может «пропасть» в самый неподходящий момент
2-ой и 3-ий пункт обычно актуальны для длинных USB-кабелей (3 м и более)
Как же выбрать USB-кабель?
На каждом нормальном USB-кабеле написана необходимая нам информация:
Стоит обратить внимание на HIGH-SPEED 2.0 и на 28AWG/2C+28AWG/2C
По стандарту, высокоскоростной USB кабель (USB 2.0) должен состоять из одной витой пары 28 AWG для передачи данных и одной пары проводников от 20 до 28 AWG (в зависимости от длины кабеля) для питания. Кабель должен быть экранированным.
(AWG — American Wire Guide т.е. Американский стандарт измерения проводников)
Чем толще и короче кабель, тем меньше его сопротивление => меньше падение напряжения на нем => меньше вероятность, что USB-устройство будет работать нестабильно.
Маркировка и соответствующая максимальная длина кабеля:
28 AWG = 0.81 м
26 AWG = 1.31 м
24 AWG = 2.08 м
22 AWG = 3.33 м
20 AWG = 5.00 м
В приведенном выше примере USB-удлинитель длиной 5 метров, но внутри него две пары проводов 28 AWG, значит, данный удлинитель не соответствует стандартам (должно быть 20 AWG при такой длине).
Возьмем другой удлинитель, в этот раз его длина 1,8 м
Видим, что есть 24 AWG (до 2-х метров), так что, этот кабель соответствует стандартам.
Другие обозначения:
Shield — экранированный кабель
P (Pair) — жилы скручены в пару. Наличие P у одной из цифр очень желательно.
2C — два проводника
Ферритовый бочонок 
Используется во многих качественных USB-кабелях. Предназначен для подавления ВЧ помех. Хотя его присутствие и не так важно (чем соответствие AWG и длины кабеля), но лучше выбрать с ним.
Выводы
Выбирая качественный USB-кабель, смотрите, чтобы:
- Значение AWG соответствовало длине кабеля
- Была надпись HIGH-SPEED 2.0
- Присутствовал ферритовый бочонок
Автор статьи: Dim565
При копировании материалов, ссылка на источник (dim565.ru) обязательна!
34 комментариев
Спасибо! Только у вас внятно о юсб-кабелях!
Подскажите ссылку на aliexpres где сейчас можно купить провод для usb cd-13
Dim565
Миша (07.02.2018@10:22)
Может у кого была такая проблема, принтер ошибок не показывает, но и не печатает, ставит в очередь документ. Если перезагрузить комп, то при перезагрузке распечатывает документы стоящие в очереди. Кабель проверяла — рабочий.
Dim565Светлана (07.01.2018@09:36)
Попробуйте поменять USB-порт и драйверы, возможно проблема в ОС (желательно проверить на другом ПК)
Какой надо кабель для самостоятельного изготовления USB переходника для смартфона.
Dim565Александр (22.11.2016@11:18)
К сожалению, не делал такое, не знаю.
АлександрDim565 (22.11.2016@11:32)
Дзякуй. Но как решить вопрос. Интересно какая марка кабель поставляемого с зарядными устройствами смартфонов.
Dim565Александр (22.11.2016@11:34)
Если переходник будет коротким, до 80 см. можно использовать 28 AWG
АлександрDim565 (22.11.2016@11:47)
Спасибо за статью.
Я бы заменил фразу «меньше степень затухания сигнала» на «меньше падение напряжения на нем».
Затухание — это параметр витой пары. Он зависит и от диаметра также, но для длины до 5 метров, важнее согласование волновых сопротивлений кабеля и приемо-передатчиков с обеих сторон кабеля.
Ферриты «заваливают» фронты сигналов, что уменьшает выбросы на них. Сигналы оказываются в маске приемо-передачи и связь работает устойчивей. Кроме того, они уменьшают излучаемые кабелем помехи в эфир.
Dim565Сергей (16.02.2016@11:22)
Сделано, спасибо за поправку.
я чего только не перепробовал, оказалось просто нужно было размотать трех метровый кабель и юсби определил принтер
1 — функциональность кабеля определяется по сечению пары проводников питания, от которых зависит питание usb устройства.
2 — токи протекающие по D+ и D- незначительные.
3 — важное значение имеет длинна кабеля, наличие экранировки и ферритовых колец. так же встречались кабеля у которых шина данных не была свита (самый дешевый китай). вероятно имеет место быть малое сечение общего провода, когда суммарные токи по D+ и D- превышают максимально допустимый ток общего провода GND.
4 — не обращал внимания.
5 — встречались. только шаг скрутки питающих проводников не измерял, скорее всего равнозначен шагу шины данных.
Dim565mobildoc (15.11.2015@10:14)
Спасибо за комментарий!
Всем здравствуйте,гуглил «как проверить usb кабель по пропускной способности» и наткнулся на вашу статью. ну и захотелось бы поделится естественно имеющимся опытом.
в общем «мы» (те кто ловит 3G и 4g сети модемами и раздаёт их через роутер) уже, порядочно давно, определились с кабелем usb 2.0
В этом вопросе есть 1,5 главных вопроса: падение напряжения? и как его не допустить?
В общем. В первую очередь не вытягивает питание, то есть ваше устройство кушает много тока, а так как длинна большая идут потери…и девайс отваливается. собственно вторая пара отвечающая за передачу данных не так требовательна к питанию и способна при боллее мене хорошем экранировании нести информацию до 100метров.
Ну и как же не допустить этих потерь тока… тут собственно может помоч, экран (она же ферритовая изоляция). В общем перебирались опытным путём многие варианты и народ пришол к выводу — что кабель лучше делать самому. Большенство воскликнет: да я видел в интернете делают из сетевой витой пары…да кого ты хочешь удивить… Но я как это прохававший, хочу лишь сказать, что кабель нужно использовать не просто E5 и E6,а обязательно FTP (out door- уличный) . К примеру у многих таких кабелей класса E6 экранирован не только кабель, но и каждая из пар. В общем из такого кабеля получаестя сделать кабель usb 2.0 длинной от 10 до 12 метров (кабель берется четырех парный «8 жил» и каждая пара используется,как одна жила) тянет 4G модемы 500mA током usb порта роутера… или жесткий диск без собственного питания). А с активным хабом(с собственным питанием) между двух таких кабелей -до 24 метров…так же можно напаять по дополнительной usb «вилке» (только питание!)и запитать кабель дополнительным блоком питания (5V 1000-2000mA) это так же даст более стабильное питание и как следствие более длинный кабель.
всем спасибо за внимание, проходил мимо посчитал ,что эта инфа будет здесь интересна.
Dim565василий (03.07.2015@11:08)
Здравствуйте, Василий!
Большое спасибо за информацию! Я тоже читал про кабель из витой пары, но про FTP не знал. Если в будущем будет нужда в длинном USB — обязательно найду ваш комментарий 🙂
Источник
