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.

1. Какова максимальная длина USB-кабеля?

2. 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.

С USB FAQ :

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:

1. 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.

2. 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.

3. 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.

Согласно спецификациям USB , кабели длиной более 5 метров могут привести к слишком большой задержке распространения сигнала.

Но мне удалось построить пассивный USB-удлинитель длиной 10 м / 30 футов, который работал просто отлично. Все, что я сделал, это использовал 100-омный кабель FTP Cat 5e AWG24 с одной витой парой для данных (D + и D-; я использовал зеленую пару), а остальные три витые пары для питания (V + и V-; параллельно сплошной) твердым и полосатым полосатым).

У меня не было проблем с использованием любого USB-устройства через этот кабель.

Если вы хотите выйти за пределы 5 метров, используйте усилитель .