USB kabeli pružaju praktičan način povezivanja perifernih uređaja i uređaja s računalom. Međutim, duljina kabela utječe na kvalitetu prijenosa podataka, a postoje mnogi čimbenici koji ograničavaju duljinu USB kabela i brzine prijenosa podataka.
USB standardi i maksimalne duljine
Svatko je bio u ovom scenariju: morate spojiti USB uređaj na svoje računalo ili na neki drugi način, ali ne možete pomaknuti nijednu jedinicu. Ne postoji bežična opcija, tako da je žičana veza jedini način. Ipak, jedini USB kabeli u vašoj kući ili uredu ograničene su duljine. Zašto je to? Zašto su USB kabeli ograničeni i koliko dugi mogu biti?
Pa, dobar dio toga svodi se na USB Implementers Forum (USB-IF), grupu odgovornu za definiranje i implementaciju USB standarda diljem svijeta. Možete očekivati da će svaka USB generacija imati bolje brzine prijenosa podataka na većim udaljenostima, ali je suprotno. Što je dulji USB kabel, to je vjerojatnije da će signal biti slabiji.
Forum implementatora USB-a (USB-IF) definirao je maksimalnu duljinu kabela za različite USB standarde:
Vrsta USB-a |
Metri |
Stopala |
|---|---|---|
USB 1.0/1.1 |
5 |
16 |
USB 2.0 |
5 |
16 |
USB 3.0 |
3 |
9 |
USB 3.1 Gen 1 |
3 |
9 |
USB 3.1 Gen 2 |
3 |
9 |
USB 3.2 Gen 1x1 |
3 |
9 |
USB 3.2 Gen 2x1 |
3 |
9 |
USB 3.2 Gen 2x2 |
3 |
9 |
USB 4 |
0.8 |
2.6 |
Općenito, kako je USB evoluirao do bržih maksimalnih brzina prijenosa podataka, od niske brzine (1,5 Mbps) u USB 1.0 do USB4 brzih 80/120 Gbps danas, maksimalna duljina kabela se smanjila. To se prvenstveno odnosi na održavanje integriteta signala pri sve većim brzinama. Također ćete morati razmislite koju vrstu USB kabela koristiti.
Čimbenici koji ograničavaju duljinu USB kabela
Nekoliko tehničkih čimbenika ograničava duljinu USB kabela:
- Degradacija signala: Svi kabeli djeluju kao niskopropusni filtri, prigušujući visokofrekventne komponente signala. Na USB 3.x brzinama, signali sadrže visokofrekventne komponente do nekoliko GHz, koje se prigušuju na udaljenosti. Ovo se izobličenje očituje kao smetnje, pogreške u podacima i niže maksimalne brzine prijenosa podataka.
- Smetnje signala: Dulji kabeli su osjetljiviji na elektromagnetske smetnje, djelujući kao antene koje hvataju buku s obližnjih komponenti. To kvari i izobličuje USB signal. Pravilna zaštita može pomoći u ublažavanju ovog problema.
- Isporuka energije: Tanki USB kabeli imaju određeni otpor po jedinici duljine. Na velikim udaljenostima ovaj otpor kabela uzrokuje mjerljiv pad napona zbog velike isporuke snage preko USB-C kabela. To utječe na stabilan protok struje do povezanih uređaja.
- Vrijeme: Kašnjenja širenja u kabelima znače da vrijeme USB signala može varirati i podrhtavati u usporedbi s njihovim izvorom. To iskrivljuje uzorke oka signala i oporavak sata, potencijalno uzrokujući pogreške u podacima ili neuspješno rukovanje uređaja.
S obzirom na gore navedene čimbenike, USB-IF se smjestio na tri do pet metara za standarde sporije brzine, dok su najbrži SuperSpeed signali namijenjeni samo za kabele od jednog metra kako bi se osiguralo izvođenje.
Korištenje duljih USB kabela
Dok USB specifikacije daju preporučene maksimalne duljine, dulji USB kabeli još uvijek se mogu koristiti, a postoje nekoliko načina za produljenje duljine USB kabela (ili udaljenosti koju signal ili podaci moraju prijeći višestruko kabeli).
Na primjer, uređaji male brzine (USB 1.x) mogu normalno raditi na duljim kabelima zbog niske brzine signala od 1,5 Mbps. To nije zadano i odnosi se na kvalitetu kabela i druge čimbenike, ali može se dogoditi. Zatim, imate aktivne kabele s ugrađenim repetitorima koji mogu regenerirati i vratiti USB signal na duljine do 15-20 metara. U nastavku je više informacija o aktivnim USB kabelima, a možda biste ih također trebali razmotriti koliko je brz USB-C.
Ako jedan USB kabel ne može doprijeti tamo gdje vam je potreban i nemate mogućnost korištenja aktivnog USB kabela, možete koristiti USB produživač. USB produžnici dijele vezu u dva kabelska segmenta s pojačalom između kako bi pojačali i obnovili signal. To može omogućiti trčanja od 10 metara ili više, ovisno o kvaliteti proizvoda, ali možda ćete trebati više produživača ili releja za pokrivanje većih udaljenosti. Također možete koristiti USB čvorišta kao repetitore srednje točke za višesegmentne veze. Hub regenerira signal, omogućujući dulji ukupni niz kabela.
Međutim, postoje i druga razmatranja kada se radi o korištenju duljih USB kabela.
"Premium" USB kabel s odgovarajućim usklađivanjem impedancije, oklopom i debljim strujnim vodičima bolje će održati integritet signala na većim udaljenostima. Alternativno, USB kabeli s optičkim vlaknima koriste svjetlost za prijenos podataka umjesto električnih signala. Ovo uklanja ograničenja duljine, ali zahtijeva adaptere za povezivanje s uređajima, koji koštaju više.
Trebate li koristiti aktivni USB kabel?
Aktivni USB kabeli jedna su od opcija za produljenje USB veze preko standardne duljine kabela. Aktivni USB kabel koštat će više od običnog (pasivnog) kabela jer dolazi s dodatnim komponentama koje pomažu u pojačavanju i održavanju signala.
Obično će aktivni USB kabel sadržavati repetitor signala koji omogućuje da signal putuje dalje bez degradacije. Međutim, aktivni USB kabel zahtijeva izvor napajanja. To obično dolazi iz glavnog uređaja (kao što je vaše računalo), ali također može doći iz utičnice s USB adapterom ili sličnim.
Aktivni USB kabeli češće se koriste s novijim USB specifikacijama, kao što je USB 3.x, kako bi se osigurala maksimalna propusnost podataka na većim udaljenostima. Uz to, kvalitetan aktivni USB kabel može pouzdano prenositi podatke do 20 metara.
Mogući problemi s dugim USB kabelima
Iako je USB svakako fleksibilan, svaki kabel ima kompromise u pogledu performansi. Razumijevanje učinaka duljine kabela pomaže u objašnjenju problema i donošenju informiranih odluka pri kupnji i povezivanju USB uređaja.
Korištenje duljeg USB kabela često je održiva opcija, ali postoje neki problemi na koje možete naići.
Problemi s brzinom prijenosa podataka i performansama najčešći su problemi povezani s dugim USB kabelima. Na primjer, trometarski USB 3.2 Gen 2x2 kabel može pouzdano podržavati samo 10 Gbps, dok ćete gotovo sigurno imati problema s brzinom prijenosa podataka s USB4 kabelom duljim od jednog metra (i ne, USB4 i USB-C nisu isto!).
Ovisno o duljini USB kabela i USB specifikaciji, možda ćete pronaći određene uređaje i usluge ne rade kako bi trebale, dok opterećenje propusnosti zbog ispravljanja pogrešaka također može ometati izvođenje.
Tu je i problem isporuke napajanja preko USB-a. Jednostavno rečeno, neki uređaji uopće neće raditi ako je USB kabel predug i ne crpi potrebnu snagu iz glavnog uređaja.
Koristite USB kabel prave duljine za posao
Nakon što saznate maksimalnu duljinu USB kabela, možete bolje planirati svoj hardverski raspored bez kupnje releja, aktivnih USB kabela, USB čvorišta ili na neki drugi način. Ipak, postoje trenuci kada je korištenje dugog USB kabela neizbježno, ali barem ćete znati koliko daleko ga možete gurnuti bez gubitka signala ili podataka.
