Longitud máxima de un cable USB?

Quiero usar un cable USB muy largo para colocar una cámara web en una habitación diferente. La longitud máxima que encontré fue de cinco metros.

1. ¿Cuál es la longitud máxima de un cable USB?

2. ¿Cuál es la longitud máxima alcanzable cuando se usan cables de extensión USB?

5 metros es el cable USB máximo. Puede llegar más lejos conectando concentradores USB en serie (máximo de 5 concentradores encadenados de esta manera). No puede simplemente usar cables de extensión USB debido a problemas de sincronización.

De las preguntas frecuentes sobre USB :

P1: ¿Cuánto cable puedo usar para conectar mi dispositivo?
A1: en la práctica, la especificación USB limita la longitud de un cable entre dispositivos de velocidad máxima a 5 metros (un poco menos de 16 pies y 5 pulgadas). Para un dispositivo de baja velocidad, el límite es de 3 metros (9 pies 10 pulgadas).

P2: ¿Por qué no puedo usar un cable de más de 3 o 5 m?
A2: el diseño eléctrico del USB no lo permite. Cuando se diseñó el USB, se tomó la decisión de manejar la propagación de los campos electromagnéticos en las líneas de datos USB de una manera que limitara la longitud máxima de un cable USB a algo en el rango de 4 m. Este método tiene una serie de ventajas y, dado que USB está destinado a un entorno de escritorio, las limitaciones de rango se consideraron aceptables. Si está familiarizado con la teoría de la línea de transmisión y desea más detalles sobre este tema, eche un vistazo a la sección de señales USB de las Preguntas frecuentes de los desarrolladores .

P3: ¿A qué distancia de una PC puedo colocar un dispositivo USB?
A3: con un máximo de 5 concentradores conectados con cables de 5 my un cable de 5 m que va a su dispositivo de velocidad máxima, esto le dará 30 m de cable (consulte la sección 7.1.19 para más detalles). Con un dispositivo de baja velocidad, podrá obtener un alcance de hasta 27 m, dependiendo de la longitud del cable del dispositivo. Con una ruta de cable sencilla, es probable que pueda llegar a unos 25 metros desde la PC.

P4: Necesito poner un dispositivo USB a una distancia X de mi PC. ¿Qué debo hacer?
A4: Si X es menor de 25m más o menos (vea la pregunta anterior), compre varios concentradores y conéctelos en serie con cables de 5m. Si necesita ir más allá de eso, coloque otra PC, o tal vez una computadora portátil, donde necesite que esté el dispositivo y conéctelo en red con la primera PC usando algo que esté destinado a ser una conexión de largo alcance, como Ethernet o RS -485. Si no necesita usar nada más que USB, considere usar adaptadores Ethernet basados ​​en USB para conectar las PC.

Todas las respuestas son incorrectas si OP significa que el enlace funciona a una velocidad de comunicación USB 2.0 de alta velocidad (480 Mbit / s).

La longitud de un enlace de comunicación USB está limitada por la arquitectura USB de tener cinco concentradores en el enlace. El protocolo USB requiere que los dispositivos USB envíen paquetes de saludo como ACK, NAK, NRDY, etc. Estas respuestas deben regresar al host dentro de un tiempo de espera especificado, que se establece en 1.7 µs. El hardware del controlador host establecería un indicador / interrupción si la respuesta no se recibe a tiempo después de 1-2-3 intentos, lo que significaría la falla del enlace.

Ahora, ¿cuál fue la base de esta limitación de 1.7 µs? Se basa en el peor viaje de ida y vuelta de los paquetes de apretón de manos. Todo se explica en las especificaciones USB 2.0, Sección 7.1.19.2. Hay tres factores:

1. Integridad de la señal física sobre un diferencial de par trenzado para cables fabricables de manera realista (adaptación de impedancia, uniformidad del cable, pérdida de señal). Esto salió como límite de longitud de cable de 5 m por segmento. Un cable de 5 m tiene un retraso de propagación unidireccional estimado de 26 ns según las especificaciones USB. Los seis cables tendrán un retraso de ida y vuelta de aproximadamente 300 ns.

2. Retraso de propagación de la señal digital a lo largo de la ruta del repetidor del concentrador, que está limitada por la arquitectura sugerida a 40 bits de HS, que es aproximadamente 80 ns por concentrador unidireccional. Cinco centros tendrán un retraso de ida y vuelta de aproximadamente 800 ns.

3. Un dispositivo USB puede responder en tiempos de 192 bits, que es de 400 ns.

Entonces, el tiempo de respuesta total es de 1500 ns. La especificación permite cierta holgura y extiende el tiempo de espera a 1700 ns.

Por lo tanto, el límite para el tiempo de propagación de medios es 1700 ns - 400 ns = 1300 ns, o 650 ns en una dirección. Si puede fabricar un cable que tenga una pérdida tan baja en más de 650 ns de propagación de onda que pueda entregar una señal abierta que cumpla con la plantilla de extremo lejano USB, un host con un solo dispositivo USB puede trabajar con él. Con 26 ns por 5 m, se reduce a 125 m de cable. Este es el límite teórico máximo.

Me encantaría ver si se puede hacer este tipo de cable. Personalmente, tenía un buen enlace sin errores con un cable de 40 pies (12 m) hecho de Cat 5e. Pero depende de la calidad / sensibilidad de los receptores en ambos extremos de un enlace.

ADICIÓN: La respuesta anterior es válida solo para el protocolo general de comunicación USB HS. Sin embargo, existe otra limitación funcional en la longitud máxima del cable en USB: está relacionada con la función de desconexión de alta velocidad. La desconexión HS en USB se basa en la idea de que un cable desconectado reflejaría la señal de regreso, por lo que la reflexión se suma al voltaje conducido que conduce a duplicar la amplitud de la señal en el transmisor. Según lo diseñado, el host HS envía marcadores de micro-cuadros (llamados SOF) cada 125 us. Para la detección de desconexión de cable, el paquete SOF tiene un final de paquete alargado, ~ 83 ns de largo (EOP normal es 16.6ns de largo).

Si el cable USB está desconectado en el puerto host, no hay problema. Pero si un dispositivo (con su terminación) se desconecta en el extremo más alejado de un cable largo, la reflexión debe regresar dentro de 83 ns, la amplitud se duplicará y un comparador especial en el receptor PHY registrará la condición de "desconexión HS" . Esto establece el límite de cable de tener 41.5 ns de retardo de propagación unidireccional. Suponiendo una velocidad de propagación de 6 "por 1 ns, esto requiere que el cable tenga menos de 250" de largo, o aproximadamente 6.5 m de largo.

Esta limitación tiene lugar solo si desea detectar una desconexión limpia y rápida. Con un cable más largo, el puerto host se desactivará eventualmente debido a un error de protocolo, por lo que no hay muchos problemas al final.

Según las especificaciones de USB , los cables de más de 5 metros causarían un retraso de propagación de señal demasiado grande para funcionar.

Pero he logrado construir un cable de extensión USB pasivo de 10 m / 30 pies que funcionó bien. Todo lo que hice fue usar un cable FTP Cat 5e AWG24 de 100 ohmios con un par trenzado para datos (D + y D-; usé el par verde), y los otros tres pares trenzados para alimentación (V + y V-; en paralelo sólido a sólido y a rayas a rayas).

No he tenido ningún problema al usar cualquier dispositivo USB a través de este cable.

Si quiere ir más allá de 5 metros, use un refuerzo .