Максимальная длина кабеля USB
Товарищи, всем спасибо, кто дал ответы на вопрос про ЦАП. Попробуем на вкус Essensio Plus.
Назрел следующий вопрос. Планирую поставить ЦАП в стойку с аппаратурой, рядом с усилителем, медиаплеером и акустикой.
ПК стоит от стойки далеко. Нужен USB A-B кабель длиной 7.5-10 метров. Помню из опыта, что принтеры, например, очень критично относились к длине кабеля и на 5 метрах без ферритов могли и не определяться. Что посоветуете?
Ответы
Использую для ЦАПа длиной 5 м — полет нормальный. Без колец кабель, бюджетный.
Производители аппаратуры рекомендуют кабели USB длиной не более 3 метров. Проверено, что в большинстве случаев качественные фирменные кабели длиной 5 метров будут работать нормально. Но длиннее — это уже зона нестабильности. Может работать, может работать плохо, с ошибками, может вообще не работать, зависит от аппарата. Я бы так не рисковал, потому что очень не люблю, когда звук запинается. Кроме указанного выше оптического удлинителя USB бывают еще удлинители на основе технологии Ethernet. Но вообще, логичнее, видится два более правильных на мой взгляд варианта:
1. Сделать специальный отдельный ПК для музыки. Его можно построить по безвентиляторной технологии, в компактном корпусе. Нужен монитор и клавиатура? Не проблема, есть провода для соединения с монитором длиной 10 метров и больше. Для PS/2 тоже есть удлинители, ну и для кабеля USB к клавиатуре в данном случае будет качество не так критично, потому что не будет потоковой передачи аудио без повторов. Можно сделать такой ПК на основе ОС типа Volumio, которая способна работать без монитора и клавиатуры вообще.
2. Перейти на сетевое воспроизведение, оно как раз для таких случаев. Можно развернуть на ПК DLNA-сервер, если плеер не понимает SMB, можно купить NAS, тогда вообще не будет никакого ПК. Плеер можно построить на основе Малины-ПК, это еще и недорого.
Не, мне тогда проще будет коаксиалку через SPDIF прокинуть. Или оптику.
Городить два компа мне не хочется )
абсолютно не в теме, но кажется DSD только по USB воспроизводится?
Абсолютно не испытываю потребности в DSD
Можно пропустить через коаксиал в виде DoP, но не всякий аппарат способен такой сигнал воспринять. Правда, через обычный коаксиал пройдет только DSD 2.56 МГц, чтобы пропустить 5.6 МГц, нужен интерфейс AES.
Так проще, конечно, но все же использование отдельного компьютера для музыки имеет свои плюсы. Во первых, работе плеера ничего не мешает. Антивирус, прочие резиденты там можно не запускать. Кроме того, если музыка играет, то можно спокойно на основном ПК заниматься чем угодно: играть в игры, смотреть видео, загружать «тяжелые» страницы в браузер, запинки звука не будет. Плюс, на основном ПК обычно куча вентиляторов, которые создают шум.
Собственно, малина с волюмией на ней выпускается серийно. Пользуюсь — играет хорошо но есть нюансы.
Есть ещё активные USB удлинители. Сам использую один такой 5-и метровый с ЦАП. В него ещё 3 метра обычного провода воткнуто. Никаких проблем. Можно легко соорудить самому активный удлинитель из пассивного кабеля и USB хаба. По сути активные удлинители сделаны именно так, только на выходе не несколько разъёмов, а один. Микросхема хаба восстанавливает сигнал, поэтому через 5 метров Вы получите точно такой же сигнал, что и на выходе компа. Раньше у меня был подключён МФУ через два последовательно содединённых активных 5-и метровых удлинителя и 3-х метровый пассивный кабель. Итого 13 метров. Всё работало как часы.
Репитеры — это уж совсем огород. В этих проводах уже скоро можно будет утонуть.
Скорее всего просто предпочту вариант оптического подключения. Спасибо!
Источник
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
Пределы длины USB кабеля
Одним из основных недостатков компьютерного интерфейса USB является ограничения на длину кабеля. В этой статье мы обсудим альтернативные методы, которые позволят вам преодолеть эту проблему.
USB интерфейс обеспечивает совместимость между внешними устройствами и хост-системой компьютера. Он функционирует в качестве замены для многих последовательных портов и параллельных портов. Порт USB позволяет подключать периферийные компьютерные устройства, как мыши, клавиатуры, принтеры, флэш-накопители USB, жесткие диски и т.д. к хост-системе. Сегодня USB стал почти стандартным интерфейсом на большинстве систем, включая компьютеры, смартфоны, DVD-плееры, и т.д.
Есть несколько различных типов кабелей USB, которые имеют различные штепсельные вилки и розетки, поэтому, позволяющие подключаться к различным периферийным устройствам. С его широким использованием, одним из главных его недостатков является то, что устанавливаются производителями лимиты на длину.
Пределы длины USB кабеля.
Одной из основных проблем, с которой сталкиваются многие люди с USB устройствами, это ограничения по длине кабелей. Правила предусматривают длину кабеля до 5 метров, для USB устройств 2,0 и 3 м, для 1,0 устройств USB. Причиной этих ограничений длины, является то, что электрический дизайн модели USB не позволяет быть длине кабеля больше, чем 5 метров. Это потому, что с подключением USB, команды остаются без ответа в течение времени, отведенного на 1,5 микросекунды. Даже после учета максимального числа узлов приемлемая задержка в кабеле составляет лишь около 26 наносекунд. USB предназначен для использования в настольных компьютерах, когда они были разработаны и, следовательно, ограничение диапазона были приняты в целом пользователями. Ограничение было связано с распространением электромагнитного поля, которому необходимо обращаться по линиям передачи данных USB. Это приводит к пределам длины. Увеличение длины кабеля можно ожидать с развитием конструкции волоконно-оптического кабеля.
Увеличение длины USB Кабелей.
Один способ обойти эти уровни для заданной длины USB кабелей соответствующие требованиям длины, использовать допустимые USB хабы. По USB спецификации 2.0, максимальное количество USB хабов, которые могут быть подключены к увеличению диапазона USB 5. Это позволит вам увеличить предельную длину до 30 метров для USB устройств 2,0 и 15 метров для 1,0 устройств USB. Расстояние между каждым USB-хабом устанавливается, не более 5 метров.
В то время как ограничения длины для USB кабелей, в действительности выступают серьезным недостатком, это никоим образом не отразилось на стандартизации интерфейса. На самом деле, заставило людей развивать альтернативные методы, чтобы увеличить длину в зависимости от потребностей.
Источник
USB-кабели и кабели питания
Признаки и примеры качественного USB-кабеля.
Статья из цикла питание и заряд . Автор — Kargal.
USB-кабели содержат одну скрученную пару проводов, образующую «длинную линию» с калиброванным волновым сопротивлением (
90Ω) – для обмена данными и два отдельных провода для подачи питания периферийному устройству. Некоторые кабели (повышенного качества) имеют ещё и экранирующую оплётку, подключенную с обоих концов к металлическим корпусам разъёмов. Оплётка не используется в качестве шины питания и к линии GND не подключена. Она служит для защиты линий кабеля от внешних наводок и выравнивания потенциалов корпусов (экранов) соединяемых устройств, предотвращая протекание токов заземления по их внутренним цепям.
#) У приличных кабелей оплётка надежно присоединяется к корпусам разъёмов пайкой (а не прижимается пластиком кожуха), чем обеспечивается сопротивление между корпусами разъемов не более 1.2Ω при токе 1A. Это сопротивление не должно увеличиваться при приложении изгибающих усилий к пластиковым хвостовикам разъёмов.
Это условие на практике использовалось при отборе кабелей для комплектации серийных приборов и является, например, гарантией предотвращения «синдрома неработающего принтера».
Допустимая длина data-кабеля имеет базовое (абсолютное) ограничение – задержка распространения сигнала данных в одну сторону должна не превышать 26 нсек для HS (USB 2.0). При существующем типе изоляции проводов (монолитный пластик) типична удельная задержка сигнала в
5 нсек/м, что и приводит к декларированному абсолютному ограничению длины 5 м (18 нсек и 3 м для USB 1.0).
Зачастую приводится таблица зависимости допустимой длины кабеля от сечения жил (погонное сопротивление приведено для одиночного провода) :
Но эти ограничения (кроме абсолютного в 5.00 м) обоснованы требованием обеспечения надлежащего качества связи для USB 2.0. И определяются, в основном, не омическими потерями (сопротивление проводов следует соотносить с волновым сопротивлением – 90Ω), а искажением формы сигнала диэлектриком (дисперсией), которое заметно возрастает с уменьшением конструктивных размеров витой пары (и повышением плотности энергии в диэлектрике).
Ну а к рассматриваемой теме (питание и зарядка) эти упрощённые рекомендации никак не подходят. Здесь важно (и существенно) малое сопротивление жил питания.
Используемые для USB-подключения приличные кабели имеют маркировку, дающую более детальное описание свойств кабеля. Для data-кабелей чаще всего используются кабели, имеющие или соответствующие маркировке «28AWG/2C+28AWG/1P» (или просто 28AWG), где:
28AWG/2C – два провода сечением 28AWG (используются для питания);
28AWG/1P – одна витая пара из проводов сечением 28AWG (линия данных).
Наибольшие проблемы (и интерес) представляют кабели с разъемом microUSB, к использованию которого последнее время стремятся производители всех гаджетов. Имеется интересный опыт использования таких кабелей (USB-Am/microUSB-BM) для зарядки/питания 7″ планшета Freelander PX1, у которого максимальный потребляемый ток 1.35A/(4,85÷5.4V на входе).
Привычные (часто встречающиеся) кабели
Как правило кабели беспородные, маркировки не имеют. Приведены метровые кабели «A», «B» и «C/D» разного качества и сопротивления жил питания, причём внешне они практически неразличимы – имеют Ø3.4÷3.8 мм по внешней изоляции.
Интересна зависимость тока потребления от выходного напряжения зарядного устройства (напряжение на входе в планшет не контролировалось ввиду его труднодоступности).
- На коротком низкоомном (20 см, 28AWG,
180mΩ с разъёмами) кабеле (CY U2-075-LE) с ростом напряжения ЗУ ток снижается, что объясняется правильной работой ШИМ-преобразователя контроллера заряда планшета. При стабилизированном напряжении внутренней схемы планшета и неизменной степени заряда аккумулятора мощность потребления/зарядки не должна зависеть от напряжения ЗУ (с точностью до потерь в кабеле). Что и наблюдается (6.48÷6.52W без потерь в кабеле). По сопротивлению кабель приемлем – для полноценной зарядки достаточно напряжения ЗУ 5.15÷5.2V, но неудобно короткий.
Длинные (100 см) «тонкие» кабели «A» и «B» (беспородные и немаркированные) приобретены в комплекте с какими-то гаджетами и приведены только для того, чтобы предупредить о возможности наткнуться на такую гадость. Они явно уменьшают ток заряда/потребления и это производится уже не контроллером заряда, а происходит из-за снижения напряжения на входе в гаджет за счёт падения напряжения на кабеле. Что и подтверждается увеличением тока при подъеме напряжения ЗУ, компенсирующем потери в кабеле. Особенно «хорош» кабель «B», имеющий суммарное сопротивление жил питания
1 Ω, что соответствует 32AWG.
#) Кабели приобретены в ноябре 2013 по $3.5÷$4.5/шт на aliexpress в лавочке, которая сейчас уже пропала. Но похожие можно найти на aliexpress в поиске по строчке «Right (или Left) Angled 90 Degree Micro USB Male».
С этими кабелями ток потребления начинает спадать уже при UвыхЗУ=5.4V, то есть суммарное сопротивление их жил питания и переходного сопротивления разъёмов не превышает 0.5 Ω и для полноценной зарядки достаточно напряжения ЗУ 5.3÷5.4V.
Судя по таблице кабели «C» и «D» имеют суммарное сопротивление линий питания на
300 mΩ большее, чем короткий («20см») кабель и на 80 см длиннее. Это соответствует сечению жил питания 28AWG.
Заманчиво было бы найти data-кабели USB-AM/MicroUSB-BM подходящей длины (0.8÷1.5 м) на основе кабеля «24AWG/2C+28AWG/1P» (жилы питания 24AWG). Подозревается, что они могли бы получить приличные токи зарядки (до 1.5A) без повышения напряжения ЗУ. Для метрового кабеля 24AWG сопротивление жил питания ожидается на
220 мОм меньше, чем у кабеля 28AWG (
250 мОм с разъёмами), что в примере с Freelander PX1 приводит к необходимости ЗУ с выходным напряжением всего 5.2V.
Но такие готовые почему-то не встречаются. Есть USB-AM/USB—BM, USB-AM/miniUSB—BM разных длин, которые так и провоцируют приобрести их, а разъёмы с одной стороны заменить на MicroUSB, приобретенные отдельно.
#) Для проверки был приобретен кабель-удлинитель (двухметровый USB-AM/USB—AF) типа «24AWG/2C+28AWG/1P». Наружный диаметр 4,8 мм, бугристость наружной изоляции намекает на наличие оплётки-экрана. Экран прозванивается –
200 mΩ между корпусами разъёмов, но ни к одной из шин питания не подключен.
Суммарное сопротивление его жил питания оказалось равным
240 mΩ, что даже меньше паспортного значения для 24AWG на
30%. В таблице токов под маркой «E» представлена последовательная сборка удлинителя с 20-сантиметровым. Судя по ней удлинитель добавил потерю
320 mV, что соответствует расчётной.
Для метрового кабеля такого типа ожидается сопротивление
130 mΩ, что приведёт к потере напряжения всего в
200 mV при токе 1.5A.
Организовать питание USB-гаджета с помощью двухпроводного кабеля, которые встречаются чаще, в общем случае практически нереально. Для этого необходимо в кабельный MicroUSB-разъём встроить эмулятор типа порта, подходящий именно вашему гаджету (причём кабель будет только зарядным). В простейшем случае потребуется закоротка контактов шин данных (DCP Short Mode), это реализуется относительно легко, если корпус разъёма разборный. В предельном случае необходимо установить четыре резистора (два делителя) и здесь трудно обойтись без Левши.
MicroUSB-разъём имеющегося подходящего кабеля можно заменить на разборный разъём или на приведённый картинке ▲ Unbrick JIG с разборным корпусом, в котором один резистор уже установлен и хватит места для замены его на закоротку, а может быть и на четыре других.
Мощные data-кабели
Но время идёт, и производители навстречу движутся. И большими шагами. Осенью 2014 г. на рынке появились data-кабели, удовлетворяющие потребности мощных гаджетов (AlexG03 от 03 октября 2014). Такие кабели универсальны — не ограничивают их применения только зарядкой и не влияют на опознавание гаджетом типа зарядного порта.
Встречаются data-кабели на основе собственно кабеля «20AWG/2C+26AWG/1P». Сечение проводов пары (линии данных) 26AWG увеличивает в полтора раза (в пределах 5 м) допустимую длину кабеля по условиям качественной связи. Сечение проводов питания 20AWG снижает суммарное (оба провода) сопротивление до
70 мОм/м, что приводит к потере напряжения на метровом кабеле всего в
150mV при токе 2A. То есть 7″÷8″ гаджеты заведомо будут полноценно питаться от ЗУ с привычным выходным напряжением 5.0÷5.1V (хватило бы у ЗУ тока) . Полноценное питание 10″ гаджетов если не обеспечится, то заведомо улучшится.
При выборе конкретного кабеля следует обратить внимание на материал проводящих жил кабеля — встречаются чисто медные (к которым относятся предыдущие рассуждения и самые недешевые), а бывают и похуже — алюминиевые с медным покрытием и стальные с медным покрытием. Информация об этом в заголовках не встречается, но где-то в описаниях находятся признаки: «pure copper (20AWG)».
Примеры мощных кабелей
▼ $3.79 – «Алюминиевая фольга + PP + Медь» , «20÷22AWG*2C+26÷28AWG*1P», Product ID: 80220 , Sean OKBUY Store
▼ $4.98 – pure copper , «20AWG*2C+28AWG*1P», Product ID: 1683690302, Store No.110569 Bravo industrial (hk) company
И, следуя общему тезису «хорошо просто (и дешево) – не бывает!», перед покупкой следует твёрдо решить — тебе нужно «хорошо» или − «дёшево»?
Источник
