V. Methoden zur Überwindung von USB-Längenbeschränkungen
1. Verwenden Sie aktive USB-Kabel
Funktionsprinzip: Aktive USB-Kabel enthalten aktive elektronische Miniaturschaltkreise mit intermittierend platzierten kleinen Relaisschaltkreisen. Diese erkennen und reparieren Signaldämpfungen, um die Signalintegrität aufrechtzuerhalten.
Erweiterungseffekte:
USB 2.0: Bis zu 30 Meter (98 Fuß), Standard sind 5 Meter (16,4 Fuß)
USB 3.0 und 3.1: Bis zu 18 Meter (59 Fuß), Standard sind 3 Meter (9,8 Fuß)
USB 3.2 und USB 4: Bis zu 3 Meter (9,8 Fuß), Standard sind 0,8 Meter (2,6 Fuß)
2. Verwenden Sie USB-Hubs und Repeater
USB-Hub-Ansatz: Empfängt, verstärkt und regeneriert USB-Signale, um die Übertragungsentfernung durch den Einsatz von Hubs zu vergrößern. Zur Erweiterung der Abdeckung können mehrere Hubs in Reihe geschaltet werden. Es bestehen jedoch Bandbreitenbeschränkungen, Einschränkungen der Verbindungsschicht und Stabilitätsprobleme.
USB-Repeater-Ansatz: Verbindet Inline über übermäßig lange Kabel, um Signale zu übertragen, bevor es zu einer Dämpfung kommt. Die strategische Platzierung von Repeatern bietet eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, die Distanz zu vergrößern, ohne dabei Peripheriegeräte mit übermäßigem Strom zu überlasten.
Einschränkungen grundlegender USB-Range-Extender:
USB-Hubs: Können Fehlerquellen verursachen und Bandbreitenengpässe verursachen, wodurch die Reichweite normalerweise nur um 5–10 Meter pro Hub erhöht wird.
USB-Extender/Repeater: Ähnlich wie bei Hubs kann die wiederholte Verwendung zu einer Signalverschlechterung führen.
USB-Extender: Gepaarte Geräte erweitern die Verbindungsreichweite, in der Regel bis zu 100 Meter oder mehr, können jedoch die Gerätefunktionalität beeinträchtigen, den Durchsatz beeinträchtigen und sich in den Kosten und der Einrichtungskomplexität unterscheiden.
3. Erreichen der maximalen Übertragungsreichweite mit Ethernet USB
USB-Ethernet-Extender: Wandelt USB-Signale in das Ethernet-Protokoll um und überträgt Daten über Standard-Ethernet-Kabel der Kategorie 5 oder höher, um Verbindungen auf bis zu 100 Meter zu verlängern. Diese Lösung ist derzeit jedoch nicht verfügbar.
Kabelloser USB-Extender: Er besteht aus einem Sender und einem Empfänger und nutzt Hochfrequenztechnologie (RF), um USB-Signale drahtlos und ohne physische Kabel zu übertragen. Die typische Reichweite beträgt 10 bis 30 Meter. Unterstützt mehrere Geräte über einen einzigen Empfänger, nützlich, wenn eine Kabelinstallation unpraktisch ist.
So funktionieren Ethernet-USB-Lösungen: Ein USB-Peripheriegerät wird an die Empfangseinheit angeschlossen, wo sein Signal in IP-Pakete eingekapselt wird. Diese Pakete werden über ein Ethernet-Kabel zur Sendererweiterungsbox auf dem Host-PC übertragen, wo Daten extrahiert und an den Host weitergeleitet werden.
Vorteile der Verbindung von USB über Ethernet:
Verlängert kabelgebundene USB-Verbindungen über 100 Meter mit CAT5e- oder CAT6-Ethernet-Patchkabeln und überwindet so Hub-/Repeater-Einschränkungen.
Nutzt die vorhandene Ethernet-Verkabelungsinfrastruktur für eine umfassendere Funktionalität.
Die Übertragung übernimmt die robuste Störfestigkeit von Ethernet, die in industriellen Umgebungen von entscheidender Bedeutung ist.
Zentralisieren Sie Peripheriegeräte an einem einzigen Standort.
Geräte mit hohem Durchsatz halten eine USB 3.0-Nenngeschwindigkeit von etwa 5 Gbit/s aufrecht.
Kritische Faktoren für die USB-zu-Ethernet-Implementierung:
Konverterboxen müssen die vollständigen USB 3.0-Leistungsspezifikationen ohne Auswirkungen auf die Latenz beibehalten.
Nutzen Sie die Gigabit-Ethernet-Bandbreite, um Engpässe zu vermeiden.
Erweiterte Netzwerksegmente erfordern eine robuste Ethernet-Verkabelung mit ordnungsgemäß abgeschlossenen Anschlüssen.
Arbeiten Sie bei der Installation geschäftskritischer Langstreckenverkabelungen mit qualifizierten IT-Infrastrukturspezialisten zusammen.
4. Überwindung von Verbindungsbeschränkungen mit Glasfaser-USB
So funktioniert es: Elektrische USB-Signale werden in optische Impulse umgewandelt, die über Glasfaserleitungen übertragen werden, und dann am Empfangsende wieder in elektrische Signale umgewandelt, wodurch die Entfernungsbeschränkungen herkömmlicher USB-Protokolle überwunden werden.
