Максимальная длина USB-кабеля?

5 метров - это максимум USB-кабель. Дальше вы можете пройти, подключив USB-концентраторы последовательно (максимум 5 концентраторов прикручены таким образом). Вы не можете просто использовать удлинительные USB-кабели из-за проблем со синхронизацией.

Из 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 низкоскоростных устройств ограничение составляет 3 метра (9 футов 10 дюймов).

Q2: Почему я не могу использовать кабель длиннее 3 или 5 метров? A2: Электрическая конструкция USB не позволяет этого. Когда был разработан USB, было принято решение справиться с распространением электромагнитных полей на линиях передачи данных USB таким образом, чтобы максимальная длина USB-кабеля была ограничена чем-то в диапазоне 4 метров. Этот метод имеет ряд преимуществ, а поскольку USB предназначен для настольной среды, ограничения диапазона были сочтены допустимыми. Если вы знакомы с теорией линий передачи данных и хотите получить более подробную информацию на эту тему, обратите внимание на раздел сигналов USB в FAQ разработчиков .

Q3: На каком расстоянии от ПК можно разместить USB устройство? A3: При максимальном расстоянии 5 концентраторов, соединенных 5-метровым кабелем, и 5-метровом кабеле, идущем к вашему полноскоростному устройству, это даст вам 30 м кабеля (см. раздел 7.1.19 для подробной информации). При использовании низкоскоростного устройства, вы сможете получить дальность действия до 27 м, в зависимости от длины кабеля устройства. Простая прокладка кабеля, вероятно, позволит вам достичь расстояния 25 м или около того от ПК.

Q4: Мне нужно установить USB-устройство на расстоянии X от моего ПК. Что делать? A4: Если X находится на расстоянии менее 25 м или около того (см. предыдущий вопрос), купите кучу концентраторов и подключите их последовательно с помощью 5-метровых кабелей. Если вам нужно пройти дальше, поставьте другой ПК, или, может быть, ноутбук, там, где вам нужно устройство, и подключите его к сети с первого ПК, используя что-то, что предназначено для подключения к сети дальнего радиуса действия, например, Ethernet или RS-485. Если вам не нужно использовать ничего, кроме USB, рассмотреть возможность использования USB-адаптеров Ethernet, чтобы подключить ПК к сети.

Все ответы неверны, если ОП означает канал, работающий на скорости высокоскоростной связи USB2.0 (480 Mbit/s).

Длина канала связи USB ограничена архитектурой USB, состоящей из пяти концентраторов в канале связи. Протокол USB требует, чтобы USB-устройства посылали обратно пакеты рукопожатия в виде ACK, NAK, NRDY и т.д. Эти ответы должны возвращаться на хост в течение указанного тайм-аута, который установлен в 1.7 µs. Аппаратное обеспечение контроллера хоста установит флаг/прерывание, если ответ не будет получен вовремя после 1-2-3 попыток, что будет означать сбой соединения.

Теперь, на чем основано это ограничение в 1.7 µs? Оно основано на наихудшем прохождении пакетов рукопожатия в обе стороны. Все объясняется в спецификациях USB 2.0, раздел 7.1.19.2. Существует три фактора:

1. Физическая целостность сигнала по дифференциальной витой паре для реалистично изготовленных кабелей (соответствие импеданса, однородность кабеля, потеря сигнала). Это выходит в виде ограничения длины кабеля 5 m на сегмент. Кабель 5 m имеет предполагаемую задержку одностороннего распространения 26 ns согласно спецификациям USB. Задержка при прокладке всех шести кабелей в обе стороны составляет около 300 ns.

2. Задержка распространения цифрового сигнала по пути следования ретранслятора концентратора, ограниченная предложенной архитектурой 40 разрядами HS, что составляет около 80 nbsp;ns на один конец концентратора. Пять концентраторов будут иметь задержку в обоих направлениях около 800 ns.

3. USB-устройству разрешено отвечать в 192 битовых раза, что составляет 400 ns.

. Таким образом, общее время ответа составляет 1500 ns. Спецификация допускает некоторое затишье и расширяет тайм-аут до 1700 ns.

Таким образом, ограничение по времени распространения носителя составляет 1700 ns - 400 ns = 1300 ns, или 650 ns в одном из вариантов. Если вы можете изготовить кабель с такими низкими потерями по сравнению с 650 ns распространения волн, что он может поставлять открытый шаблон USB far-end signal eye meeting, то хост с одним USB устройством может работать с ним. Принимая 26 и nbsp;ns за 5 и nbsp;m, это сводится к 125 и nbsp;m кабеля. Это максимальный теоретический предел.

Хотелось бы посмотреть, можно ли сделать такой кабель. Лично у меня была хорошая связь без ошибок с 40 ft (12 m) кабелем из Cat 5e. Но это зависит от качества/чувствительности приемников на обоих концах соединения.

ДОБАВЛЕНИЕ: Ответ, приведенный выше, действителен только для общего протокола связи USB HS. Однако есть еще одно функциональное ограничение на максимальную длину кабеля USB: это связано с функцией высокоскоростного отключения. Отсоединение HS в USB основано на идее, что отсоединенный кабель будет отражать обратный сигнал, поэтому отражение прибавляет к управляемому напряжению, что приводит к удвоению амплитуды сигнала на передатчике. В соответствии с проектом, хост HS посылает маркеры микрокадров (называемые SOF) через каждые 125 нас. Для обнаружения отсоединения кабеля пакет SOF имеет удлиненный конец пакета, длиной ~83 нс (нормальная длина EOP составляет 16,6нс).

Если кабель USB отсоединяется от хост-порта, никаких проблем не возникает. Но если устройство (с его оконечностью) отсоединено на дальнем конце длинного кабеля, отражение должно возвращаться в пределах 83 нс, амплитуда удвоится, а специальный компаратор в приемнике PHY зарегистрирует состояние “HS disconnect”. Это устанавливает предел кабеля с задержкой одностороннего распространения в 41,5 нс. Предполагая скорость распространения 6 дюймов на 1 нс, это требует, чтобы длина кабеля была менее 250 дюймов, или около 6,5 м.

Это ограничение имеет место только в том случае, если вы хотите ощутить чистое и быстрое отсоединение. При использовании более длинного кабеля порт хоста в конечном итоге будет отключен из-за ошибки протокола, поэтому проблем на конце не будет.

Согласно спецификациям USB , кабели длиннее 5 метров приведут к слишком большой задержке распространения сигнала.

Но мне удалось построить 10 m/30 ft пассивный USB кабель-удлинитель, который работал просто отлично. Все, что я сделал, это использовал FTP Cat 5e AWG24 100 ом кабель с одной витой парой для передачи данных (D+ и D-; я использовал зеленую пару), а три другие витые пары для питания (V+ и V-; параллельно твердые и полосчатые).

У меня не было проблем с использованием любого USB-устройства по этому кабелю.