Voglio utilizzare un cavo USB molto lungo per posizionare una webcam in un'altra stanza. La lunghezza massima che ho trovato era di cinque metri.
Qual è la lunghezza massima di un cavo USB?
5 metri è il cavo USB massimo. Si può andare oltre collegando gli hub USB in serie (massimo 5 hub incatenati in questo modo). Non è possibile utilizzare solo cavi di prolunga USB a causa di problemi di temporizzazione.
Dalla USB FAQ :
Q1: Quanto lungo di un cavo posso usare per collegare il mio dispositivo? A1: In pratica, la specifica USB limita la lunghezza di un cavo tra dispositivi a piena velocità a 5 metri (poco meno di 16 piedi e 5 pollici). Per un dispositivo a bassa velocità il limite è di 3 metri (9 piedi e 10 pollici).
Q2: Perché non posso usare un cavo più lungo di 3 o 5 metri? A2: Il design elettrico dell'USB non lo permette. Quando l'USB è stato progettato, si è deciso di gestire la propagazione dei campi elettromagnetici sulle linee dati USB in modo da limitare la lunghezza massima di un cavo USB a qualcosa nel raggio di 4m. Questo metodo presenta una serie di vantaggi e, poiché l'USB è destinato ad un ambiente desktop, le limitazioni di portata sono state ritenute accettabili. Se avete familiarità con la teoria delle linee di trasmissione e volete maggiori dettagli su questo argomento, date un'occhiata alla sezione dei segnali USB delle developers FAQ .
Q3: Quanto lontano da un PC posso mettere un dispositivo USB? A3: Con un massimo di 5 hub collegati con cavi da 5m e un cavo da 5m che va al vostro dispositivo a piena velocità, questo vi darà 30m di cavo (vedi sezione 7.1.19 per dettagli). Con un dispositivo a bassa velocità, sarete in grado di ottenere una portata fino a 27m, a seconda della lunghezza del cavo del dispositivo. Con un percorso del cavo semplice, sarete probabilmente in grado di raggiungere i 25m circa dal PC.
Q4: Devo mettere un dispositivo USB a distanza X dal mio PC. Cosa devo fare? A4: Se la distanza X è inferiore a 25m o giù di lì (vedi domanda precedente), compra un gruppo di hub e collegali in serie con cavi da 5m. Se hai bisogno di andare più lontano, metti un altro PC, o magari un laptop, dove ti serve il dispositivo e mettilo in rete con il primo PC usando qualcosa che sia destinato ad essere una connessione a lungo raggio, come Ethernet o RS-485. Se non avete bisogno di usare nient'altro che l'USB, prendete in considerazione l'uso di adattatori Ethernet basati su USB per collegare tra loro i PC.
Tutte le risposte non sono corrette se per OP si intendeva il collegamento che operava ad alta velocità di comunicazione USB2.0 (480 Mbit/s).
La lunghezza di un collegamento di comunicazione USB è limitata dall'architettura USB di avere cinque hub nel collegamento. Il protocollo USB richiede che i dispositivi USB rispediscano i pacchetti di handshake come ACK, NAK, NRDY, ecc. Queste risposte devono tornare all'host entro un time-out specificato, che è impostato a 1,7 µs. L'hardware del controller host imposterebbe un flag/interruzione se la risposta non viene ricevuta in tempo dopo 1-2-3 tentativi, il che significherebbe il fallimento del collegamento.
Ora, qual è stata la base per questa limitazione di 1,7 µs? Si basa su un peggior giro di pacchetti di handshake. Tutto è spiegato nelle specifiche USB 2.0, Sezione 7.1.19.2. Ci sono tre fattori:
. 3. Il ritardo di propagazione del segnale digitale lungo il percorso del ripetitore, che è di circa 80 ns. per hub a senso unico. 3. Un dispositivo USB può rispondere in 192 tempi di bit, che è di 400 ns.
Quindi, il tempo di risposta totale è di 1500 ns. La specifica consente un certo allentamento ed estende il time-out a 1700 ns.
Pertanto, il limite per il tempo di propagazione dei media è 1700 ns - 400 ns = 1300 ns, o 650 ns a senso unico. Se si può produrre un cavo che ha una perdita così bassa oltre 650 ns di propagazione d'onda che può fornire un occhio aperto di segnale che incontra il modello lontano USB, un host con un singolo dispositivo USB può lavorare con esso. Prendendo 26 ns per 5 m, si arriva a 125 m di cavo. Questo è il limite massimo teorico.
Mi piacerebbe vedere se questo tipo di cavo può essere realizzato. Personalmente avevo un buon collegamento senza errori con 40 ft (12 m) di cavo in Cat 5e. Ma dipende dalla qualità/sensibilità dei ricevitori su entrambe le estremità di un link.
ADDITIONE: La risposta di cui sopra è valida solo per il protocollo di comunicazione USB HS complessivo. Tuttavia, c'è un'altra limitazione funzionale sulla lunghezza massima del cavo in USB: è legata alla funzione di disconnessione ad alta velocità. La disconnessione HS in USB si basa sull'idea che un cavo disconnesso rifletterebbe il segnale indietro, quindi la riflessione si aggiunge alla tensione pilotata che porta al raddoppio dell'ampiezza del segnale al trasmettitore. Come progettato, l'host HS invia dei micro-frame markers (chiamati SOF) ogni 125 us. Ai fini del rilevamento di disconnessione del cavo, il pacchetto SOF ha un fine pacchetto allungato, lungo ~83 ns (il normale EOP è lungo 16,6ns).
Se il cavo USB è disconnesso alla porta host, nessun problema. Ma se un dispositivo (con la sua terminazione) è scollegato all'estremità lontana di un cavo lungo, la riflessione deve tornare entro 83 ns, l'ampiezza raddoppierà, e uno speciale comparatore nel ricevitore PHY registrerà la condizione di “HS disconnect”. Questo stabilisce il limite del cavo di avere 41,5 ns di ritardo di propagazione unidirezionale. Assumendo una velocità di propagazione di 6" per 1 ns, questo richiede che il cavo sia lungo meno di 250", o circa 6,5m.
Questa limitazione si verifica solo se si vuole percepire una disconnessione pulita e veloce. Con un cavo più lungo la porta host sarà alla fine disabilitata a causa di un errore di protocollo, quindi non ci saranno problemi alla fine.
Secondo le specifiche USB , cavi più lunghi di 5 metri causerebbero un ritardo di propagazione del segnale troppo grande per funzionare.
Ma sono riuscito a costruire una prolunga USB passiva 10 m/30 ft che funzionava benissimo. Tutto quello che ho fatto è stato usare un cavo FTP Cat 5e AWG24 100 ohm con una coppia ritorta per i dati (D+ e D-; ho usato la coppia verde), e le altre tre coppie ritorte per l'alimentazione (V+ e V-; in parallelo solido a solido e stripe to stripe).
Non ho avuto alcun problema ad usare qualsiasi dispositivo USB su questo cavo.