Longueur maximale d'un câble USB?

Je souhaite utiliser un très long câble USB pour installer une webcam dans une autre pièce. La longueur maximale que j'ai trouvée était de cinq mètres.

1. Quelle est la longueur maximale d'un câble USB?

2. Quelle est la longueur maximale réalisable lors de l’utilisation de rallonges USB?

5 mètres est le câble USB maximum. Vous pouvez aller plus loin en connectant les concentrateurs USB en série (maximum de 5 concentrateurs chaînés de cette manière). Vous ne pouvez pas simplement utiliser des câbles de rallonge USB en raison de problèmes de synchronisation.

De la FAQ USB :

Q1: Combien de temps puis-je utiliser d'un câble pour connecter mon appareil?
R1: En pratique, la spécification USB limite la longueur d'un câble entre des périphériques à pleine vitesse à 5 mètres (un peu moins de 16 pieds 5 pouces). Pour un appareil à basse vitesse, la limite est de 3 mètres (9 pieds 10 pouces).

Q2: Pourquoi ne puis-je pas utiliser un câble de plus de 3 ou 5 m?
A2: La conception électrique de l'USB ne le permet pas. Lors de la conception de l'USB, il a été décidé de gérer la propagation des champs électromagnétiques sur les lignes de données USB de manière à limiter la longueur maximale d'un câble USB à quelque chose dans la plage de 4 m. Cette méthode présente de nombreux avantages et, comme l’USB est destiné à un environnement de bureau, les limites de la plage ont été jugées acceptables. Si vous êtes familiarisé avec la théorie des lignes de transmission et souhaitez obtenir davantage de détails sur ce sujet, consultez la section sur les signaux USB de la FAQ pour les développeurs .

Q3: À quelle distance d'un PC puis-je installer un périphérique USB?
A3: Avec un maximum de 5 concentrateurs connectés avec des câbles de 5 m et un câble de 5 m allant à votre périphérique à vitesse maximale, cela vous donnera 30 m de câble (voir la section 7.1.19 pour plus de détails). Avec un périphérique basse vitesse, vous pourrez obtenir une portée maximale de 27 m, en fonction de la longueur du câble du périphérique. Avec un chemin de câble simple, vous pourrez probablement atteindre environ 25 m à partir du PC.

Q4: Je dois mettre un périphérique USB à une distance X de mon PC. Que fais-je?
R4: Si X fait moins de 25 m environ (voir la question précédente), achetez un groupe de concentrateurs et connectez-les en série avec des câbles de 5 m. Si vous avez besoin d'aller plus loin que cela, installez un autre PC, ou peut-être un ordinateur portable, à l'endroit où vous avez besoin du périphérique et mettez-le en réseau avec le premier PC à l'aide d'une connexion longue distance, telle qu'Ethernet ou RS. -485. Si vous n'avez besoin d'utiliser que l'USB, envisagez d'utiliser des adaptateurs Ethernet basés sur l'USB pour relier les PC.

Toutes les réponses sont incorrectes si OP signifie que la liaison fonctionne à la vitesse de communication USB 2.0 à grande vitesse (480 Mbit / s).

La longueur d'un lien de communication USB est limitée par l'architecture USB consistant à avoir cinq concentrateurs dans le lien. Le protocole USB exige que les périphériques USB renvoient des paquets d'établissement de liaison comme ACK, NAK, NRDY, etc. Ces réponses doivent être renvoyées à l'hôte dans un délai spécifié, défini sur 1,7 µs. Le matériel du contrôleur hôte définit un indicateur / une interruption si la réponse n’est pas reçue à temps après les tentatives 1-2-3, ce qui signifierait une défaillance de la liaison.

Maintenant, quelle était la base de cette limite de 1,7 µs? Il est basé sur un aller-retour dans le pire des cas. Tout est expliqué dans les spécifications USB 2.0, Section 7.1.19.2. Il y a trois facteurs:

1. Intégrité du signal physique sur un différentiel à paire torsadée pour des câbles réalisables de manière réaliste (adaptation d'impédance, uniformité du câble, perte de signal). Cette limite était fixée à 5 m de longueur de câble par segment. Un câble de 5 m a un délai de propagation unidirectionnel estimé à 26 ns par spécifications USB. Le délai aller-retour est d’environ 300 ns pour les six câbles.

2. Temps de propagation du signal numérique le long du trajet du répéteur du concentrateur, limité par l'architecture suggérée à 40 temps de bit HS, soit environ 80 ns par concentrateur dans un sens. Cinq hubs auront un délai aller-retour d’environ 800 ns.

3. Un périphérique USB est autorisé à répondre en 192 bits, soit 400 ns.

Le temps de réponse total est donc de 1500 ns. La spécification autorise un certain relâchement et étend le délai d’attente à 1700 ns.

Par conséquent, la limite du temps de propagation sur support est de 1700 ns - 400 ns = 1300 ns ou 650 ns dans un sens. Si vous parvenez à fabriquer un câble dont la perte d’ondes est tellement plus faible que 650 ns qu’il peut délivrer un gabarit distant USB conforme au signal ouvert, un hôte doté d’un seul périphérique USB peut fonctionner avec ce dernier. En prenant 26 ns par 5 m, cela revient à 125 m de câble. C'est la limite théorique maximale.

J'aimerais voir si ce genre de câble peut être fabriqué. Personnellement, j’avais une bonne liaison sans erreur avec un câble de 12 m (40 pi) en Cat 5e. Mais cela dépend de la qualité / sensibilité des récepteurs aux deux extrémités d’un lien.

ADDITION: La réponse ci-dessus n’est valable que pour le protocole de communication USB HS global. Cependant, il existe une autre limitation fonctionnelle de la longueur maximale du câble en USB: elle est liée à la fonction de déconnexion à grande vitesse. La déconnexion HS en USB repose sur l’idée qu’un câble déconnecté refléterait le signal, de sorte que la réflexion s’ajoute à la tension appliquée conduisant à un doublement de l’amplitude du signal sur l’émetteur. Comme prévu, l'hôte HS envoie des marqueurs de micro-image (appelés SOF) tous les 125 us. Aux fins de la détection de déconnexion de câble, le paquet SOF a une fin de paquet allongée, d’une longueur d’environ 83 ns (la normale EOP est de 16,6 ns).

Si le câble USB est déconnecté sur le port hôte, pas de problème. Mais si un appareil (avec sa terminaison) est déconnecté à l'extrémité distante d'un long câble, la réflexion doit revenir dans les 83 ns, l'amplitude doublera et un comparateur spécial dans le récepteur PHY enregistrera la condition de "déconnexion HS" . Ceci définit la limite de câble de 41,5 ns de temps de propagation unidirectionnel. En supposant une vitesse de propagation de 6 "par ns, le câble doit mesurer moins de 250" de long ou environ 6,5 m de long.

Cette limitation n'a lieu que si vous souhaitez détecter une déconnexion nette et rapide. Avec un câble plus long, le port hôte sera éventuellement désactivé en raison d'une erreur de protocole. Il n'y a donc pas de gros problème à la fin.

Selon les spécifications USB , des câbles de plus de 5 mètres provoqueraient un délai de propagation du signal trop important.

Mais j’ai réussi à construire un câble de rallonge USB passif de 10 m qui a très bien fonctionné. Tout ce que j'ai fait est d'utiliser un câble FTP Cat 5e AWG24 100 ohms avec une paire torsadée pour les données (D + et D-; j'ai utilisé la paire verte) et les trois autres paires torsadées pour l'alimentation (V + et V-; en parallèle, plein solide et rayure à rayure).

Je n'ai eu aucun problème à utiliser un périphérique USB avec ce câble.

Si vous voulez dépasser 5 mètres, utilisez un booster .