Hvor lang kan en USB-kabel være og hva er den maksimale USB-kabellengden?

USB-kabler gir en praktisk måte å koble eksterne enheter og enheter til en datamaskin. Kabellengden påvirker imidlertid kvaliteten på dataoverføringen, og det er mange faktorer som begrenser USB-kabellengder og datahastigheter.

USB-standarder og maksimale lengder

Alle har vært i dette scenariet: du må koble en USB-enhet til datamaskinen eller på annen måte, men du kan ikke flytte noen av enhetene. Det er ikke noe trådløst alternativ, så en kablet tilkobling er den eneste måten. Likevel er de eneste USB-kablene i huset eller kontoret ditt begrenset i lengde. Hvorfor det? Hvorfor er USB-kabler begrenset, og hvor lange kan de være?

Bildekreditt: Adafruit Industries/Flickr

Vel, en god del av det kommer ned til USB Implementers Forum (USB-IF), gruppen som er ansvarlig for å definere og implementere USB-standarder over hele verden. Du kan forvente at hver USB-generasjon har bedre dataoverføringshastigheter over lengre avstander, men det er motsatt. Jo lengre USB-kabelen er, desto mer sannsynlig er det at signalet forringes.

USB Implementers Forum (USB-IF) har definert maksimale kabellengder for forskjellige USB-standarder:

USB-type

Meter

Føtter

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 1×1

3

9

USB 3.2 Gen 2×1

3

9

USB 3.2 Gen 2×2

3

9

USB 4

0,8

2.6

Generelt, ettersom USB har utviklet seg til raskere maksimale datahastigheter, fra lavhastighet (1,5 Mbps) i USB 1.0 opp til USB4s raske 80/120 Gbps i dag, har maksimal kabellengde redusert. Dette er først og fremst knyttet til å opprettholde signalintegriteten ved høyere og høyere hastigheter. Du må også vurdere hvilken USB-kabeltype du skal bruke.

Faktorer som begrenser lengden på USB-kabelen

Flere tekniske faktorer begrenser lengden på en USB-kabel:

• Signalforringelse: Alle kabler fungerer som lavpassfiltre, og demper høyfrekvente signalkomponenter. Ved USB 3.x-hastigheter inneholder signaler høyfrekvente komponenter opptil flere GHz, som dempes over avstand. Denne forvrengningen manifesterer seg som interferens, datafeil og lavere maksimale datahastigheter.
• Signalinterferens: Lengre kabler er mer utsatt for elektromagnetisk interferens, og fungerer som antenner som fanger opp støy fra komponenter i nærheten. Dette ødelegger og forvrenger USB-signalet. Riktig skjerming kan bidra til å redusere dette problemet.
• Strømforsyning: Tynne USB-kabler har en viss motstand per lengdeenhet. Over lange avstander forårsaker denne kabelmotstanden et målbart spenningsfall på grunn av den høye strømforsyningen som er mulig over USB-C-kabler. Dette påvirker jevn strømflyt til tilkoblede enheter.
• Timing: Utbredelsesforsinkelser i kabler betyr at tidspunktet for USB-signaler kan avvike og skjelve sammenlignet med kilden. Dette forvrenger signaløyemønstre og klokkegjenoppretting, og kan potensielt forårsake datafeil eller mislykkede enhetshåndtrykk.

Gitt faktorene ovenfor, satte USB-IF seg på tre til fem meter for de lavere hastighetsstandardene, mens de raskeste SuperSpeed-signalene kun er beregnet på en meter kabelføring for å sikre ytelse.

Bruke lengre USB-kabler

Selv om USB-spesifikasjonene gir anbefalte maksimale lengder, kan lengre USB-kabler fortsatt brukes, og det er flere måter å forlenge lengden på en USB-kabel (eller avstanden signalet eller dataene må reise med flere kabler).

For eksempel kan lavhastighetsenheter (USB 1.x) fungere normalt på lengre kabler på grunn av den trege signalhastigheten på 1,5 Mbps. Det er ikke gitt og relaterer seg til kabelkvaliteten og andre faktorer, men det kan skje. Deretter har du aktive kabler med innebygde repeatere som kan regenerere og gjenopprette USB-signalet for lengder opptil 15-20 meter. Det er mer informasjon om aktive USB-kabler nedenfor, mens du kanskje også vil vurdere hvor rask en USB-C er.

Hvis en enkelt USB-kabel ikke kan nå dit du trenger den og du ikke har mulighet til å bruke en aktiv USB-kabel, kan du bruke en USB-forlenger. USB-forlengere deler tilkoblingen i to kabelsegmenter med en forsterker mellom for å øke og rekondisjonere signalet. Dette kan muliggjøre løp på 10 meter eller mer avhengig av produktkvalitet, men du kan trenge flere forlengere eller reléer for å dekke større avstander. Du kan også bruke USB-huber som midtpunktsrepeatere for tilkoblinger med flere segmenter. Huben regenererer signalet, og muliggjør lengre total kabelføring.

Det er imidlertid andre hensyn når det gjelder å bruke lengre USB-kabler.

En «premium» USB-kabel med riktig impedanstilpasning, skjerming og tykkere strømledere vil bedre opprettholde signalintegriteten over lengre avstander. Alternativt bruker fiberoptiske USB-kabler lys til å overføre data i stedet for elektriske signaler. Dette fjerner lengdegrenser, men krever adaptere for å koble til enheter, som koster mer.

Bør du bruke en aktiv USB-kabel?

Aktive USB-kabler er ett alternativ for å utvide USB-tilkoblinger utover standard kabellengde. En aktiv USB-kabel vil koste mer enn en vanlig (passiv) kabel fordi den kommer med ekstra komponenter for å øke og vedlikeholde signalet.

Vanligvis vil en aktiv USB-kabel inneholde en signalrepeater som lar signalet reise videre uten å forringes. En aktiv USB-kabel krever imidlertid en strømkilde. Dette trekkes vanligvis fra vertsenheten (som datamaskinen din), men kan også komme fra et strømuttak med en USB-adapterplugg eller lignende.

Aktive USB-kabler brukes oftere med nyere USB-spesifikasjoner, som USB 3.x, for å sikre maksimal datagjennomstrømning over større avstander. På det kan en aktiv USB-kabel av god kvalitet være i stand til å overføre data pålitelig i opptil 20 meter.

Potensielle problemer med lange USB-kabler

Selv om USB absolutt er fleksibel, har hver kabel ytelsesavveininger. Å forstå kabellengdeeffekter hjelper til med å forklare problemer og ta informerte valg når du kjøper og kobler til USB-enheter.

Å bruke en lengre USB-kabel er ofte et levedyktig alternativ, men det er noen problemer du kan støte på.

Datahastighet og ytelsesproblemer er de vanligste problemene forbundet med lange USB-kabler. For eksempel kan en tre meter lang USB 3.2 Gen 2×2-kabel bare støtte 10 Gbps, mens du er nesten sikker på å oppleve problemer med dataoverføringshastigheten med en USB4-kabel som er lengre enn én meter (og nei, USB4 og USB-C er det ikke det samme!).

Avhengig av USB-kabellengden og USB-spesifikasjonen, kan det hende at visse enheter og tjenester ikke fungerer som de skal, mens båndbredde overhead fra feilretting også kan hindre ytelsen.

Det er også spørsmålet om strømforsyning over USB. Enkelt sagt, noen enheter vil ikke fungere i det hele tatt hvis USB-kabelen er for lang og ikke trekker den nødvendige strømmen fra vertsenheten.

Bruk riktig lengde USB-kabel for jobben

Når du vet maksimal lengde på en USB-kabel, kan du bedre planlegge maskinvarearrangementene dine uten å kjøpe releer, aktive USB-kabler, USB-huber eller annet. Likevel er det tider når det er uunngåelig å bruke en lang USB-kabel, men du vet i det minste hvor langt du kan presse den uten å lide signal- eller datatap.