Колико дуг може бити УСБ кабл и која је максимална дужина УСБ кабла?

USB kablovi nude praktičan način za povezivanje perifernih uređaja i opreme sa računarom. Međutim, dužina kabla utiče na kvalitet prenosa podataka, a brojni faktori ograničavaju dužinu USB kabla i brzinu prenosa podataka.

USB standardi i maksimalne dužine

Svi smo se našli u ovakvoj situaciji: potrebno je da povežete USB uređaj sa računarom ili nekim drugim uređajem, ali ne možete da pomerite nijednu jedinicu. Bežična opcija ne postoji, pa je žičana veza jedino rešenje. Ipak, jedini USB kablovi u vašem domu ili kancelariji imaju ograničenu dužinu. Zašto je to tako? Zašto su USB kablovi ograničeni i koliko dugo mogu biti?

Autor fotografije: Adafruit Industries/Flickr

Pa, veliki deo toga se svodi na USB Implementers Forum (USB-IF), grupu zaduženu za definisanje i implementaciju USB standarda širom sveta. Možda biste očekivali da će svaka generacija USB-a imati bolje brzine prenosa podataka na dužim rastojanjima, ali je zapravo suprotno. Što je USB kabl duži, veća je verovatnoća da će signal degradirati.

Forum implementatora USB-a (USB-IF) je definisao maksimalne dužine kablova za različite USB standarde:

USB Tip Metri Stope
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

Generalno, kako je USB evoluirao ka većim maksimalnim brzinama prenosa podataka, od niske brzine (1,5 Mbps) kod USB 1.0 do današnjih brzih 80/120 Gbps USB4, maksimalna dužina kabla se smanjila. Ovo se prvenstveno odnosi na očuvanje integriteta signala pri sve većim brzinama. Takođe ćete morati da uzmete u obzir koji tip USB kabla koristite.

Faktori koji ograničavaju dužinu USB kabla

Nekoliko tehničkih faktora ograničava dužinu USB kabla:

  • Degradacija signala: Svi kablovi deluju kao niskopropusni filteri, prigušujući komponente signala veće frekvencije. Kod brzina USB 3.x, signali sadrže komponente visokih frekvencija do nekoliko GHz, koje se prigušuju na daljinu. Ovo izobličenje se manifestuje kao smetnje, greške u podacima i niže maksimalne brzine prenosa podataka.
  • Interferencija signala: Duži kablovi su podložniji elektromagnetnim smetnjama, ponašajući se kao antene koje primaju šum od obližnjih komponenti. Ovo oštećuje i izobličava USB signal. Pravilna zaštita može pomoći u ublažavanju ovog problema.
  • Isporuka energije: Tanki USB kablovi imaju određeni otpor po jedinici dužine. Na velikim udaljenostima, ovaj otpor kabla izaziva merljiv pad napona zbog velike isporuke energije moguće preko USB-C kablova. Ovo utiče na stabilan protok struje do povezanih uređaja.
  • Tajming: Kašnjenja u prostiranju u kablovima znače da se tajming USB signala može pomeriti i vibrirati u poređenju sa njegovim izvorom. Ovo izobličava obrasce signala i oporavak takta, potencijalno izazivajući greške u podacima ili neuspešno rukovanje uređajem.

Imajući u vidu navedene faktore, USB-IF se odlučio za tri do pet metara za standarde sporije brzine, dok su najbrži SuperSpeed signali namenjeni samo za kablove od jednog metra kako bi se osigurale optimalne performanse.

Korišćenje dužih USB kablova

Iako USB specifikacije pružaju preporučene maksimalne dužine, duži USB kablovi se i dalje mogu koristiti, a postoji nekoliko načina da se produži dužina USB kabla (ili udaljenost koju signal ili podaci moraju da pređu pomoću više kablova).

Na primer, uređaji male brzine (USB 1.x) mogu normalno da rade na dužim kablovima zbog sporije brzine signala od 1,5 Mbps. To nije zagarantovano i zavisi od kvaliteta kabla i drugih faktora, ali je moguće. Zatim, postoje aktivni kablovi sa ugrađenim repetitorima koji mogu da regenerišu i povrate USB signal za dužine do 15-20 metara. U nastavku je više informacija o aktivnim USB kablovima, a možda biste želeli da razmislite i o tome koliko je brz USB-C.

Ako jedan USB kabl ne može da stigne tamo gde vam je potreban i nemate mogućnost korišćenja aktivnog USB kabla, možete da koristite USB ekstender. USB ekstenderi dele vezu na dva segmenta kabla sa pojačalom između njih kako bi pojačali i obnovili signal. Ovo može omogućiti dužine od 10 metara ili više u zavisnosti od kvaliteta proizvoda, ali će vam možda trebati više ekstendera ili releja za pokrivanje većih udaljenosti. Takođe možete koristiti USB čvorišta kao repetitore srednje tačke za višesegmentne veze. Čvorište regeneriše signal, omogućavajući dužu ukupnu dužinu kabla.

Međutim, postoje i druga razmatranja kada je u pitanju korišćenje dužih USB kablova.

„Premium“ USB kabl sa odgovarajućim usklađivanjem impedanse, zaštitom i debljim provodnicima za napajanje bolje će održati integritet signala na dužim rastojanjima. Alternativno, USB kablovi sa optičkim vlaknima koriste svetlost za prenos podataka umesto električnih signala. Ovo uklanja ograničenja dužine, ali zahteva adaptere za povezivanje sa uređajima, što povećava cenu.

Da li treba da koristite aktivni USB kabl?

Aktivni USB kablovi su jedna od opcija za proširenje USB veze izvan standardne dužine kabla. Aktivni USB kabl će koštati više od običnog (pasivnog) kabla jer dolazi sa dodatnim komponentama koje pomažu u pojačavanju i održavanju signala.

Tipično, aktivni USB kabl sadrži repetitor signala koji omogućava da signal putuje dalje bez degradacije. Međutim, aktivni USB kabl zahteva izvor napajanja. Ovo se obično dobija sa glavnog uređaja (kao što je vaš računar), ali može doći i iz utičnice sa USB adapterom ili slično.

Aktivni USB kablovi se češće koriste sa novijim USB specifikacijama, kao što je USB 3.x, kako bi se osigurala maksimalna propusnost podataka na većim udaljenostima. Uz to, aktivni USB kabl dobrog kvaliteta može pouzdano da prenosi podatke do 20 metara.

Potencijalni problemi sa dugim USB kablovima

Iako je USB svakako fleksibilan, svaki kabl ima kompromise u pogledu performansi. Razumevanje efekata dužine kabla pomaže u objašnjavanju problema i donošenju informisanih izbora prilikom kupovine i povezivanja USB uređaja.

Korišćenje dužeg USB kabla je često izvodljiva opcija, ali postoje neki problemi na koje možete naići.

Problemi sa brzinom prenosa podataka i performansama su najčešći problemi povezani sa dugim USB kablovima. Na primer, USB 3.2 Gen 2×2 kabl od tri metra može pouzdano da podržava samo 10Gbps, dok ćete gotovo sigurno imati problema sa brzinom prenosa podataka sa USB4 kablom dužim od jednog metra (i ne, USB4 i USB-C nisu ista stvar!).

U zavisnosti od dužine USB kabla i USB specifikacije, možda ćete primetiti da određeni uređaji i usluge ne rade kako bi trebalo, dok prekomerni protok zbog ispravljanja grešaka takođe može da ometa performanse.

Postoji i problem isporuke napajanja preko USB-a. Jednostavno rečeno, neki uređaji uopšte neće raditi ako je USB kabl predugačak i ne crpi potrebnu snagu sa glavnog uređaja.

Koristite USB kabl prave dužine za posao

Kada saznate maksimalnu dužinu USB kabla, možete bolje planirati svoje hardverske aranžmane bez potrebe za kupovinom releja, aktivnih USB kablova, USB čvorišta ili slično. Ipak, postoje situacije kada je korišćenje dugačkog USB kabla neizbežno, ali ćete bar znati koliko daleko možete da ga „gurate“ bez gubitka signala ili podataka.