طول کابل USB چقدر است و حداکثر طول کابل USB چقدر است؟

کابل USB چقدر می تواند قبل از اینکه سیگنال را از دست بدهد؟

کابل های USB راه مناسبی برای اتصال لوازم جانبی و دستگاه ها به رایانه فراهم می کنند. با این حال، طول کابل بر کیفیت انتقال داده تأثیر می گذارد و عوامل زیادی وجود دارد که طول کابل USB و نرخ داده را محدود می کند.

استانداردهای USB و حداکثر طول

همه در این سناریو بوده اند: شما باید یک دستگاه USB را به رایانه خود وصل کنید یا در غیر این صورت، اما نمی توانید هر یک از دستگاه ها را جابجا کنید. هیچ گزینه بی سیم وجود ندارد، بنابراین اتصال سیمی تنها راه است. با این حال، تنها کابل های USB در خانه یا محل کار شما همگی از نظر طول محدود هستند. چرا اینطور است؟ چرا کابل های USB محدود هستند و چقدر می توانند طول بکشند؟

خوب، بخش خوبی از آن به انجمن پیاده‌سازان USB (USB-IF) برمی‌گردد، گروهی که مسئول تعریف و پیاده‌سازی استانداردهای USB در سراسر جهان است. ممکن است انتظار داشته باشید که هر نسل USB سرعت انتقال داده بهتری در فواصل طولانی‌تر داشته باشد، اما برعکس است. هر چه کابل USB طولانی تر باشد، احتمال کاهش سیگنال بیشتر است.

انجمن پیاده‌سازان USB (USB-IF) حداکثر طول کابل را برای استانداردهای مختلف USB تعریف کرده است:

نوع USB

متر

پا

USB 1.0/1.1

16

USB 2.0

16

USB 3.0

USB 3.1 نسل 1

USB 3.1 نسل 2

USB 3.2 Gen 1×1

USB 3.2 Gen 2×1

USB 3.2 Gen 2×2

USB 4

0.8

2.6

به طور کلی، از آنجایی که USB به سرعت حداکثر سرعت انتقال داده تبدیل شده است، از سرعت کم (1.5 مگابیت در ثانیه) در USB 1.0 تا USB4 سریع 80/120 گیگابیت بر ثانیه امروز، حداکثر طول کابل کاهش یافته است. این در درجه اول به حفظ یکپارچگی سیگنال در سرعت های بالاتر و بالاتر مربوط می شود. همچنین باید نوع کابل USB را در نظر بگیرید.

عوامل محدود کننده طول کابل USB

چندین عامل فنی طول کابل USB را محدود می کند:

• تخریب سیگنال: همه کابل ها به عنوان فیلترهای پایین گذر عمل می کنند و اجزای سیگنال فرکانس بالاتر را تضعیف می کنند. در سرعت‌های USB 3.x، سیگنال‌ها حاوی اجزای فرکانس بالا تا چندین گیگاهرتز هستند که در طول مسافت ضعیف می‌شوند. این اعوجاج به صورت تداخل، خطاهای داده و حداکثر نرخ کمتر داده ظاهر می شود.
• تداخل سیگنال: کابل های بلندتر مستعد تداخل الکترومغناطیسی هستند و به عنوان آنتن هایی عمل می کنند که نویز را از اجزای مجاور دریافت می کنند. این سیگنال USB را خراب و مخدوش می کند. محافظ مناسب می تواند به کاهش این مشکل کمک کند.
• تحویل برق: کابل های نازک USB در هر واحد طول مقاومت مشخصی دارند. در فواصل طولانی، این مقاومت کابل باعث افت ولتاژ قابل اندازه‌گیری می‌شود که دلیل آن امکان انتقال توان بالای کابل‌های USB-C است. این بر جریان برق ثابت به دستگاه های متصل تأثیر می گذارد.
• زمان‌بندی: تأخیر انتشار در کابل‌ها به این معنی است که زمان‌بندی سیگنال‌های USB در مقایسه با منبع آن‌ها می‌تواند تغییر کند و تکان بخورد. این امر الگوهای چشمی سیگنال و بازیابی ساعت را مخدوش می کند و به طور بالقوه باعث خطای داده یا دست دادن ناموفق دستگاه می شود.

با توجه به فاکتورهای بالا، USB-IF برای استانداردهای سرعت پایین‌تر روی سه تا پنج متر قرار دارد، در حالی که سریع‌ترین سیگنال‌های SuperSpeed ​​فقط برای کابل‌های یک متری برای اطمینان از عملکرد در نظر گرفته شده‌اند.

استفاده از کابل های USB طولانی تر

در حالی که مشخصات USB حداکثر طول توصیه شده را ارائه می‌کند، کابل‌های USB طولانی‌تر همچنان قابل استفاده هستند، و راه‌های مختلفی برای افزایش طول کابل USB (یا مسافتی که سیگنال یا داده باید با کابل‌های متعدد طی کند) وجود دارد.

برای مثال، دستگاه‌های کم‌سرعت (USB 1.x) ممکن است به‌دلیل نرخ سیگنال پایین 1.5 مگابیت بر ثانیه، به طور معمول روی کابل‌های طولانی‌تر کار کنند. این امری مشخص نیست و به کیفیت کابل و عوامل دیگر مربوط می شود، اما ممکن است اتفاق بیفتد. سپس، کابل‌های فعال با تکرارکننده‌های داخلی دارید که می‌توانند سیگنال USB را تا طول ۱۵ تا ۲۰ متر بازسازی و بازیابی کنند. اطلاعات بیشتری در مورد کابل های USB فعال در زیر وجود دارد، در حالی که ممکن است بخواهید سرعت USB-C را نیز در نظر بگیرید.

اگر یک کابل USB نمی تواند به جایی که نیاز دارید برسد و گزینه استفاده از کابل USB فعال را ندارید، می توانید از یک توسعه دهنده USB استفاده کنید. توسعه دهنده های USB برای تقویت و بازسازی سیگنال، اتصال را به دو بخش کابل با یک تقویت کننده تقسیم می کنند. این می تواند دویدن های 10 متری یا بیشتر را بسته به کیفیت محصول فعال کند، اما ممکن است برای پوشش دادن فواصل بزرگتر به چندین اکستندر یا رله نیاز داشته باشید. همچنین می‌توانید از هاب‌های USB به عنوان تکرارکننده‌های نقطه میانی برای اتصالات چند بخش استفاده کنید. هاب سیگنال را مجدداً تولید می کند و باعث می شود کابل کل طولانی تر شود.

با این حال، ملاحظات دیگری در مورد استفاده از کابل های USB طولانی تر وجود دارد.

یک کابل USB “ممتاز” با تطابق امپدانس مناسب، محافظ، و هادی های برق ضخیم تر، یکپارچگی سیگنال را در فواصل طولانی تر حفظ می کند. از طرف دیگر، کابل‌های USB فیبر نوری از نور برای انتقال داده‌ها به جای سیگنال‌های الکتریکی استفاده می‌کنند. این محدودیت‌های طول را حذف می‌کند، اما نیاز به آداپتورهایی برای اتصال به دستگاه‌ها دارد که هزینه بیشتری دارند.

آیا باید از کابل USB فعال استفاده کنید؟

کابل های USB فعال یکی از گزینه ها برای گسترش اتصالات USB فراتر از طول کابل استاندارد هستند. یک کابل USB فعال بیشتر از یک کابل معمولی (غیرفعال) هزینه دارد زیرا دارای اجزای اضافی برای کمک به تقویت و حفظ سیگنال است.

به طور معمول، یک کابل USB فعال حاوی یک تکرار کننده سیگنال است که به سیگنال اجازه می دهد بدون تخریب بیشتر حرکت کند. با این حال، یک کابل USB فعال به منبع تغذیه نیاز دارد. این معمولاً از دستگاه میزبان (مانند رایانه شما) گرفته می شود، اما همچنین می تواند از یک پریز برق با دوشاخه آداپتور USB یا موارد مشابه باشد.

کابل‌های USB فعال بیشتر با مشخصات USB جدیدتر مانند USB 3.x استفاده می‌شوند تا حداکثر توان انتقال داده را در فواصل بزرگ‌تر تضمین کنند. در آن، یک کابل USB فعال با کیفیت خوب ممکن است بتواند داده ها را تا 20 متر به طور قابل اعتماد منتقل کند.

مشکلات احتمالی کابل های USB طولانی

در حالی که USB مطمئناً انعطاف پذیر است، هر کابل دارای معاوضه عملکردی است. درک جلوه های طول کابل به توضیح مسائل و انتخاب آگاهانه هنگام خرید و اتصال دستگاه های USB کمک می کند.

استفاده از کابل USB طولانی تر اغلب یک گزینه مناسب است، اما ممکن است با مشکلاتی مواجه شوید.

مشکلات سرعت داده و عملکرد رایج ترین مشکلات مرتبط با کابل های USB طولانی هستند. به عنوان مثال، یک کابل سه متری USB 3.2 Gen 2×2 ممکن است فقط از سرعت 10 گیگابیت در ثانیه پشتیبانی کند، در حالی که تقریباً مطمئن هستید که با کابل USB4 طولانی تر از یک متر با مشکلات سرعت انتقال داده مواجه خواهید شد (و خیر، USB4 و USB-C چنین نیستند. همان چیزی!).

بسته به طول کابل USB و مشخصات USB، ممکن است دستگاه‌ها و سرویس‌های خاصی آنطور که باید کار نکنند، در حالی که سربار پهنای باند ناشی از تصحیح خطا نیز ممکن است عملکرد را مختل کند.

همچنین بحث انتقال برق از طریق USB وجود دارد. به بیان ساده، اگر کابل USB خیلی طولانی باشد و برق مورد نیاز را از دستگاه میزبان دریافت نکند، برخی از دستگاه ها اصلا کار نمی کنند.

از کابل USB با طول مناسب برای کار استفاده کنید

هنگامی که حداکثر طول کابل USB را می دانید، می توانید بدون خرید رله، کابل USB فعال، هاب USB یا موارد دیگر، ترتیبات سخت افزاری خود را بهتر برنامه ریزی کنید. با این حال، مواقعی وجود دارد که استفاده از کابل USB طولانی اجتناب‌ناپذیر است، اما حداقل می‌دانید که چقدر می‌توانید آن را بدون از دست دادن سیگنال یا داده فشار دهید.

منبع مقاله