Как усилить сигнал USB

Обновлено: 21.11.2024

Стандарт USB изначально предназначался для подключения настольных компьютеров к периферийным устройствам, таким как принтеры, мыши, клавиатуры и устройства хранения данных. Расстояние между устройствами обычно было коротким. Перенесемся в настоящее: USB-кабели нашли применение далеко за пределами рабочего стола.

Например, порт USB‑C на ноутбуке нередко подключается к настенному дисплею на расстоянии 10 м, а камера в коридоре — к компьютеру в офисе. Теперь вы можете удлинить USB-соединения с помощью некоторых кабелей и удлинителей. Давайте подробнее рассмотрим ограничения по длине USB-кабеля, технологию и способы расширения USB-подключения без потери мощности сигнала.

Почему USB-кабели имеют максимальную длину?

Большинство протоколов связи, используемых для передачи данных между компьютерами и другими устройствами, используют метод передачи сигналов, называемый дуплексным, включая Ethernet и USB. Устройства, подключенные к дуплексной системе, могут взаимодействовать друг с другом в обоих направлениях. Поэтому, когда USB-хост отправляет «пакет» данных на устройство, подключенное с помощью USB-кабеля, он ждет ответа перед отправкой следующего пакета. Если ответ не получен, он пытается отправить пакет еще раз.

Очевидно, что время очень важно. По мере увеличения скорости передачи данных у хоста USB остается меньше времени для передачи своих пакетов данных и получения ответа. Чем дальше должен пройти сигнал, тем больше вероятность возникновения ошибки, называемой «поздним столкновением», поэтому для высоких скоростей передачи данных обычно требуется более короткий кабель. Ограничение длины USB-кабеля

Это полудуплексный или полнодуплексный режим USB?

USB 3.x (SuperSpeed) является полнодуплексным, то есть он может отправлять и получать данные одновременно. USB 1.0 и 2.0 полудуплексные (могут передавать и принимать данные, но не одновременно). Чтобы воспользоваться преимуществами более быстрой полнодуплексной связи, и хост, и подключенные устройства должны иметь USB 3.0 или выше.

Проводимость медных кабелей

Другим фактором, ограничивающим максимальную длину USB, является проводимость самой меди. Когда сигнал проходит по медному проводу, он теряет часть своей мощности. Величина потери сигнала, называемая затуханием, измеряется в децибелах (дБ) на фут или метр. Чем дальше должен пройти сигнал, тем больше потери сигнала, пока он не достигнет точки, в которой приемник не может обнаружить или понять сигнал. Ухудшение сигнала можно уменьшить, используя хорошо изолированный USB-кабель большего сечения.

Медные кабели также чувствительны к шуму. Например, прокладка кабеля слишком близко к осветительным приборам или линиям электропередач может внести шум в сигнал, что повлияет на качество сигнала, а не на его силу. Протоколы связи, такие как USB, включают стратегии для смягчения последствий искажения сигнала. какой длины может быть кабель USB

4 способа обойти ограничения длины USB-кабеля

Вот четыре способа увеличить длину USB-кабеля без потери мощности или качества сигнала.

У меня есть проводное приложение с большим радиусом действия (более 5 метров).

Я пытался использовать проводной удлинитель, но компьютер не смог обнаружить мое устройство (USB-камеру).

Я пытался использовать концентратор USB 2.0. Компьютер может его обнаружить, но он слишком медленный для использования камеры в режиме реального времени.

Я также пытался использовать концентратор USB 3.0, предполагая, что получу более высокую скорость, но мой компьютер не может обнаружить его при подключенном концентраторе USB 3.0.

Как решить эту проблему?

EDIT: я думаю, что мне нужно упомянуть следующую информацию, основанную на ответах и комментариях:-

Диапазон составляет около 5–6 метров.
Я подключил и использовал провода неодинаковой толщины по всей длине.

У меня есть следующие опасения:-

Я пытался подключить кабель USB 2.0 к концентратору USB 3.0. Поэтому я не знаю, усиливает ли концентратор сигналы для 3-метрового диапазона (как требуется для приложения USB 3.0) или для 5-метрового диапазона (как для приложения USB 2.0). Хаб имеет обратную совместимость. Поэтому я думаю, что в идеале это должно решить мою проблему, но я не могу понять, почему это не так

Это похоже на вопрос о покупках, который следует закрыть или перенести на другой форум. Пожалуйста, прочтите справочный центр, чтобы узнать, как писать хорошие вопросы, на которые можно получить хорошие ответы. Вряд ли это будет так же просто, как усиление сигнала, но нам потребуется больше информации, чтобы ответить даже на это. Есть много продуктов, которые расширяют диапазон USB. Так почему бы не купить один из них?

2 ответа 2

USB имеет ограничения по длине кабеля, по которому он может работать. Максимальная длина зафиксирована стандартом на уровне 16 футов (5 метров). Так что добавить удлинители, чтобы получить кабель длиной более 5 метров, не получится. Что вы можете сделать, так это использовать кабель повторителя, на конце которого есть повторитель. Вы можете легко получить их длиной 10 футов и использовать 10-футовый ретранслятор, а затем, например, 10-футовый стандартный кабель для подключения к камере.

Хаб должен работать. То, что у вас нет, говорит о том, что вы делаете что-то неправильно, например, используете кабельную сборку длиной более 5 метров, подключенную к концентратору, и общее количество лишь незначительно с точки зрения функционирования. Попробуйте подключить концентратор к 3-метровому кабелю, а затем используйте другой 10-футовый кабель для подключения к камере.

USB3 рекомендуется только для кабелей длиной около 10 футов. Все вышеперечисленное относится к USB3, за исключением того, что наихудшая длина кабеля составляет 3 метра, а не 5, и любой концентратор или повторитель ДОЛЖЕН быть указан для USB3.

См. здесь, например, для более полного обсуждения. Или погуглите "Длина USB-кабеля".

Кабели USB существуют уже достаточно давно, и все считают их чем-то само собой разумеющимся. Вы используете их для своего телефона, ноутбука и большинства компьютерных периферийных устройств. Даже устройства, не имеющие ничего общего с компьютерами, часто используют USB-кабели в качестве источника питания. В большинстве случаев мы используем USB, потому что это просто и удобно. Мы также обычно используем их для коротких поездок, например для зарядки телефона или подключения внешнего твердотельного накопителя.

Но что, если вы хотите протянуть USB-кабель еще дальше? Предположим, у вас есть USB-камера безопасности, но ваш компьютер для наблюдения находится на другом конце дома. В этом случае обычное USB-соединение не будет работать. Чтобы пройти дальше нескольких ярдов, вам нужно максимально растянуть кабель. Сегодня мы поговорим о кабелях USB и их естественных ограничениях по длине. Далее мы поговорим о том, как вы можете расширить это достаточно далеко, чтобы выполнить свою задачу. Существует несколько разных методов, так что давайте углубимся!

USB 2.0, 3.0 и 3.1

Прежде чем говорить о максимальной длине, давайте поговорим о типах USB-кабелей. Почему? Потому что разные типы USB-кабелей имеют разную максимальную длину. Другими словами, если вы собираетесь удлинить свой кабель, вам сначала нужно знать, с каким типом вы имеете дело. Первая версия, о которой нам действительно нужно беспокоиться, — это USB 2.0, впервые выпущенная в 2000 году. Вы не найдете ее ни на одном новом устройстве, но многие старые устройства все еще используют стандарт USB 2.0. USB имеет максимальную скорость передачи данных 480 Мбит/с, что было невероятно быстро для того времени. Этого было достаточно для передачи каких-то документов или песен, но не для видео. Поскольку все больше людей стали хранить большие файлы, потребовался более быстрый стандарт.

Ответом на эту потребность стал USB 3.0, впервые сокращенный в 2008 году. USB 3.0 способен передавать данные со скоростью 5 Гбит/с, что более чем в 10 раз быстрее, чем USB 2.0. Он также предлагает повышенную мощность: 15 Вт вместо 7,5 Вт. Это позволяет использовать его для более широкого спектра устройств. Например, для старых жестких дисков USB 2.0 обычно требовался отдельный шнур питания. Более новые жесткие диски USB 3.0 и USB 3.1 могут работать только от питания USB. USB 3.0 по-прежнему используется во многих современных устройствах.

Выпущенный в 2013 году стандарт USB 3.1 часто считается новым стандартом, но технически это обновленная версия USB 3.0. Он предлагает те же 15 Вт мощности, но удваивает скорость передачи данных до 10 Гбит/с. Частично это было сделано для того, чтобы не отставать от возможностей Apple Thunderbolt. Он также разработан, чтобы не отставать от 10-гигабитного Ethernet, используемого в коммерческих приложениях. Наконец, более высокая скорость чтения-записи помогает максимально эффективно использовать внешний твердотельный накопитель. В наши дни порты USB 3.1 очень распространены.

Все три типа USB могут использовать стандартный разъем типа A. Однако только порты USB 3.0 и USB 3.1 могут быть приспособлены для подключения меньшего разъема Type-C. На ПК или Mac вы можете узнать, какой у вас тип порта, через системное меню. На других устройствах это невозможно определить, не проверив руководство пользователя.

Ограничения длины USB

Теперь, когда мы познакомились с различными типами USB, пришло время поговорить об ограничениях длины. Прямо из коробки кабель USB 2.0 может иметь длину до 5 метров (около 16 футов). Конечно, такая длина редко продается, и вам иногда нужно будет использовать удлинитель или разъем. Это нормально, но имейте в виду, что этот 5-метровый предел все еще действует. Другими словами, вы можете подключить 6-футовый кабель к 10-футовому кабелю, и все будет хорошо. Общая длина кабеля составляет 16 футов. Однако, если вы подключите 10-футовый кабель к 10-футовому кабелю, это не сработает. Общая длина составит 20 футов, что слишком много для USB 2.0.

Типы подключения USB 3.0 и USB 3.1 имеют одинаковый рейтинг, и это немного странно. Теоретически никакого «максимума» не существует. Однако, если вы превысите 3 метра (около 10 футов), ваш сигнал начнет ухудшаться. Чем длиннее вы удлините кабель, тем ниже будет скорость и меньше мощности.Это дает вам немного места для маневра, если все, что вы делаете, это посылаете сигнал. Например, если вам нужно отправить изображение с камеры наблюдения, вероятно, выполним 20-футовый пробег при минимальном вмешательстве. С другой стороны, если этот канал представляет собой камеру 4K с двусторонним звуком, у вас могут возникнуть проблемы. И если этой камере для питания требуется USB-кабель, у вас наверняка возникнут проблемы.

Как увеличить длину USB-накопителя

Таким образом, вы можете использовать удлинитель для прокладки более длинного кабеля, но его длина ограничена. Есть ли способ растянуть это еще больше? Абсолютно! Однако вам нужно иметь отдельное устройство с питанием, чтобы усилить сигнал. Есть два способа сделать это. Во-первых, вы можете использовать активный удлинительный кабель, иногда называемый повторителем. Во-вторых, вы можете использовать USB-концентратор с питанием. Итак, какой из этих методов будет наиболее эффективным для вашей сети? Вот краткий обзор того, как они оба работают.

Активные удлинители

Активные удлинители похожи на обычные удлинители с одним важным отличием. У них внутри есть электроника, которая усиливает сигнал в вашем USB-кабеле. Это позволяет удлинить кабель значительно дальше его номинальной длины. Поскольку эти кабели должны быть запитаны, для них обычно требуется внешний адаптер питания. Когда вы ходите по магазинам, обязательно найдите тот, который включает в себя источник питания. В противном случае вам придется искать источник питания самостоятельно. Для этого не нужно много сил. С этой задачей может справиться простой блок питания USB.

Кабели USB 2.0 можно удлинить до 30 метров или чуть более 98 футов. С другой стороны, кабели USB 3.0 и 3.1 можно удлинить только до 18 метров (около 59 футов). Это предполагает, что исходный кабель является активным кабелем. Если это не так, максимальная длина USB 2.0 падает до 25 метров или около 82 футов. Максимальная длина USB 3.0 и 3.1 снизится до 15 метров (примерно 49 футов). Исходный кабель также влияет на вашу длину другим способом. Ваши удлинительные кабели могут быть только такой же длины, как оригинальный кабель. Поэтому, если ваш первоначальный кабель имеет длину всего 6 футов, 10-футовый удлинитель не подойдет. Вам потребуется либо начальный кабель длиной 10 футов, либо более короткий удлинительный кабель.

USB-концентраторы

Концентраторы USB — это устройства, которые позволяют соединять несколько устройств USB вместе. Как правило, к вашему компьютеру подключена одна точка, а ваши устройства подключаются к другим портам. Концентратор позволяет расширить встроенную емкость вашего компьютера для USB-устройств. Однако их также можно использовать для расширения диапазона проводного соединения. Это связано с оговоркой. USB-концентратор должен быть запитан. Концентратор без питания на самом деле не будет усиливать сигнал, он просто разрешит несколько подключений. К счастью, большинство современных USB-концентраторов имеют питание, поэтому найти его не составит большого труда.

Как и у активных удлинителей, у концентраторов USB есть некоторые ограничения. Во-первых, общая максимальная длина одинакова. Общая максимальная длина кабеля USB 2.0 с исходным кабелем без питания составляет 25 метров. Точно так же максимальная длина шнура USB 3.0 и 3.0 снижается до 15 метров. То же правило применимо и к начальной длине кабеля. Последующие кабели в серии могут быть короче, но не длиннее исходного. Также есть дополнительное ограничение с USB-концентратором. В отличие от «тупого» удлинителя с питанием, USB-концентратор «умный». Он взаимодействует с сигналом, поэтому считается устройством, подключенным через USB. Стандарт USB позволяет подключать только 7 уровней устройств. Если считать устройства на обоих концах, это означает, что между ними можно использовать не более 5 концентраторов.

Что делать, если мне нужно пройти дальше 30 метров?

Что делать, если вам нужно проложить USB-соединение длиннее 30 метров? Вам не повезло? Не совсем. Есть еще один метод, который вы можете использовать, хотя он будет стоить вам немного больше. Этот метод, называемый USB через Ethernet, звучит именно так. Вы преобразуете сигнал USB в сигнал Ethernet, а затем снова преобразуете его на другом конце.

В зависимости от того, что вы делаете, вам понадобится как минимум один адаптер USB-Ethernet, а возможно, и два. В большинстве случаев вам также потребуется программное обеспечение для настройки соединения. Как только это будет сделано, вы сможете передавать USB-сигнал на расстояние до 100 метров (328 футов). Теоретически можно пойти дальше, используя усилитель сигнала Ethernet. Но на этом этапе вам лучше начать с чего-то другого, кроме USB.

Просмотреть все

Активный удлинитель длиной 16 футов увеличивает расстояние между двумя подключенными устройствами USB-C, включая MacBook Pro, без потери сигнала.

U330-05M-C2C

Есть вопрос?

Аналогичные продукты

Свойства

Этот активный удлинительный кабель USB-C на USB-C (M/F) подключается к вашему текущему кабелю USB 3.0, чтобы удлинить его на 5 м (16,4 фута). Он подключает ваш компьютер, планшет, ноутбук, MacBook Pro, Chromebook, смартфон или другое совместимое устройство USB-C к клавиатуре USB-C, портативному жесткому диску, коммутационной панели или другому периферийному устройству. Длина 16 футов обеспечивает большую гибкость при размещении оборудования. Вы можете расширить USB-подключение еще больше — до 65 футов (20 метров) — путем последовательного подключения до четырех устройств U330-05M-C2C.

Просто подключите штекер активного кабеля к компьютеру, а штекер — к кабелю USB-устройства, чтобы увеличить общую длину соединения за пределы естественных 5 м (16,4 фута) USB. Усилитель сигнала с питанием от шины обеспечивает скорость передачи данных USB 3.1 Gen 1 до 5 Гбит/с без потери сигнала. Активный удлинительный кабель USB-C обратно совместим с предыдущими поколениями USB, поэтому его можно использовать с устаревшим оборудованием.

U330-05M-C2C работает со стандартными кабелями USB 3.0 и обеспечивает питание до 770 мА для подключенного устройства. Для приложений с силой тока более 770 мА необходимо подключить совместимый внешний источник питания постоянного тока 5 В с цилиндрическим разъемом 3,5 x 1,35 x 7,5 мм; положительный штифт, отрицательный рукав (продается отдельно).

В отличие от традиционных USB-кабелей, которые подключаются только в одном направлении, двусторонний штекерный разъем USB-C подключается к порту USB-C в любом направлении, что обеспечивает надежное соединение каждый раз.

Системные требования

Компьютерный порт USB 3.0 и устройство, подключенное к USB 3.0, необходимы для обеспечения скорости USB 3.0
Требуется внешний источник питания, если подключенному устройству требуется более 770 мА.

Комплект поставки

U330-05M-C2C Активный удлинительный кабель USB-C, USB-C на USB-C (M/F), 5 м (16,4 фута)

Спецификации

ОБЗОР

ВХОД

Совместимость по напряжению (В=)	5V
Питаемый по шине	Да

ПИТАНИЕ

< /таблица>

ИНТЕРФЕЙС, ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ и УПРАВЛЕНИЯ

ФИЗИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

Круглый разъем постоянного тока

Внешний диаметр: 3,5 x 1,35 x 7,5 мм, положительный штырь, отрицательный рукав

Материал конструкции	Алюминий, ПВХ
Цвет	Черный; Серый
Цвет мобильного кабеля	Черный
Категория кабельной связи	VW-1
Длина волокна (м)	5.00
Тип упаковки для изделий	Полиэтиленовый пакет
Масса изделий (кг)	0,23

УСЛОВИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Диапазон рабочей температуры	от 32 до 104°F (от 0 до 40°C)
Диапазон температуры хранение	-4 до 140°F (-20 до 60°C)
Отрицательная среда	0% до 90% RH, без конденсации
Мощность, подаваемая на подключенное(-ые)устройство(-а)	До 0,77А

ПОДКЛЮЧЕНИЕ

Сторона A – разъем 1	USB C (MALE)
Сторона B – разъем 1	USB C (FEMALE)
Гальванопокрытие разъемов	Никель

ПОРТ РАСШИРЕНИЯ

ВОЗМОЖНОСТИ/ХАРАКТЕРИСТИКИ

Технические требования к изделиям стандарта USB	USB 3.0 (до 5 Гбит/с); USB 3.1 Gen 1 (до 5 Гбит/с)
Требуемый драйвер	Нет

ПРИМЕНЯЕМЫЕ СТАНДАРТЫ И НОРМАТИВНОЕ СООТВЕТСТВИЕ

ГАРАНТИЯ

Гарантийный период (все страны)

3 года ограниченной гарантии

Вопросы и ответы

Дополнительные вопросы и ответы можно найти на странице поддержки модели U33005MC2C.

Аналогичные продукты

U330-05M-C2A
Активный удлинительный кабель USB 3.2 Gen 1 — USB-C на USB-A (M/F), 5 Гбит/с, только данные, 5 м (16,4 фута)

U330-05M-C2A-G2
Активный удлинительный кабель USB 3.2 Gen 2 — USB-C на USB-A (M/F), 10 Гбит/с, только данные, 5 м (16,4 фута)

U421-003
Удлинительный кабель USB-C (M/F) — USB 3.2 Gen 1 (5 Гбит/с), совместимость с Thunderbolt 3, черный, 3 фута (0,91 м)

U421-006
Удлинительный кабель USB-C (M/F) — USB 3.2 Gen 1 (5 Гбит/с), совместимость с Thunderbolt 3, черный, 6 футов (1,83 м)

U421-20N-G2
Удлинительный кабель USB-C (M/F) — USB 3.2 Gen 2 (10 Гбит/с), совместимость с Thunderbolt 3, черный, 20 дюймов (0,5 м)

M102-003-HD
Сверхмощный кабель USB-C — Lightning для синхронизации и зарядки, сертифицирован MFi — M/M, USB 2.0, 0,91 м (3 фута)

M102-003-HD-SL
Сверхмощный кабель USB-C — Lightning для синхронизации/зарядки со светодиодным индикатором состояния — сертифицирован MFi, M/M, USB 2.0, 3 фута.

M102-003-WH
Синхронизационно-зарядный кабель с разъемами USB-C и Lightning (сертифицированный по программе MFi): штекер/штекер, цвет белый, длина 0,9 м

M102-006-HD
Сверхмощный кабель USB-C — Lightning для синхронизации и зарядки, сертифицирован MFi — M/M, USB 2.0, 1,83 м (6 футов)

M102-010-HD
Сверхмощный кабель USB-C — Lightning для синхронизации и зарядки, сертифицирован MFi — M/M, USB 2.0, 3,05 м (10 футов)

M102-01M-BK
Кабель USB-C/Lightning для синхронизации/зарядки (M/M), сертифицирован MFi, черный, 1 м (3,3 фута)

M102-01M-WH
Кабель USB-C/Lightning для синхронизации/зарядки (M/M), сертифицирован MFi, белый, 1 м (3,3 фута)

M102-02M-BK
Кабель USB-C/Lightning для синхронизации/зарядки (M/M), сертифицирован MFi, черный, 2 м (6,6 фута)

M102-02M-WH
Кабель USB-C/Lightning для синхронизации/зарядки (M/M), сертифицирован MFi, белый, 2 м (6,6 фута)

Читайте также: