Longueur maximale d'un câble USB ?

Toutes les réponses sont incorrectes si le PO voulait dire la liaison fonctionnant à la vitesse de communication High-Speed USB2.0 (480 Mbit/s).

La longueur d'une liaison de communication USB est limitée par l'architecture USB qui comporte cinq hubs dans la liaison. Le protocole USB exige que les périphériques USB renvoient des paquets de poignée de main (ACK, NAK, NRDY, etc.). Ces réponses doivent revenir à l'hôte dans un délai spécifié, qui est fixé à 1,7 µs. Ces réponses doivent revenir à l'hôte dans un délai spécifié, qui est fixé à 1,7 µs. Le matériel du contrôleur hôte mettrait un drapeau/interruption si la réponse n'est pas reçue à temps après 1-2-3 tentatives, ce qui signifierait l'échec de la liaison.

Quelle est la base de cette limitation à 1,7 µs ? Elle est basée sur un aller-retour de paquets de poignée de main dans le pire des cas. Tout est expliqué dans les spécifications de l'USB 2.0, section 7.1.19.2. Il y a trois facteurs :

1. Intégrité physique du signal sur une paire torsadée différentielle pour un câble fabriqué de façon réaliste (adaptation d'impédance, uniformité du câble, perte de signal). Il en résulte une limite de longueur de câble de 5 m par segment. Un câble de 5 m a un retard de propagation unidirectionnel estimé à 26 ns selon les spécifications USB. Les six câbles auront un retard aller-retour d'environ 300 ns.

2. Le délai de propagation du signal numérique le long du chemin du répéteur du concentrateur, qui est limité par l'architecture proposée à 40 temps binaires HS, soit environ 80 ns par concentrateur dans un sens. Cinq hubs auront un retard aller-retour d'environ 800 ns.

3. Un dispositif USB est autorisé à répondre en 192 temps binaires, soit 400 ns.

Le temps de réponse total est donc de 1500 ns. La spécification prévoit un peu de mou, et étend le délai d'attente à 1700 ns.

Par conséquent, la limite du temps de propagation du média est de 1700 ns - 400 ns = 1300 ns, soit 650 ns dans un sens. Si vous pouvez fabriquer un câble qui a une perte si faible sur 650 ns de propagation d'onde qu'il peut délivrer un signal ouvert œil répondant au gabarit USB far-end, un hôte avec un seul dispositif USB peut fonctionner avec. En prenant 26 ns par 5 m, cela revient à 125 m de câble. C'est la limite théorique maximale.

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

ADDITION : La réponse ci-dessus n'est valable que pour l'ensemble du protocole de communication USB HS. Cependant, il existe une autre limitation fonctionnelle de la longueur maximale du câble en USB : elle est liée à la fonction de déconnexion haute vitesse. La déconnexion HS de l'USB est basée sur l'idée qu'un câble déconnecté renvoie le signal, et que la réflexion s'ajoute à la tension commandée, ce qui double l'amplitude du signal au niveau de l'émetteur. Tel qu'il est conçu, l'hôte HS envoie des marqueurs de microtrame (appelés SOF) tous les 125 us. Pour les besoins de la détection de la déconnexion du câble, le paquet SOF a une fin de paquet allongée, d'une longueur d'environ 83 ns (la fin de paquet normale est de 16,6 ns).

Si le câble USB est déconnecté au niveau du port hôte, aucun problème. Mais si un dispositif (avec sa terminaison) est déconnecté à l'extrémité d'un long câble, la réflexion doit revenir dans les 83 ns, l'amplitude va doubler et un comparateur spécial dans le récepteur PHY va enregistrer la condition de "déconnexion HS". Cela fixe la limite du câble à 41,5 ns de délai de propagation unidirectionnel. En supposant une vitesse de propagation de 6" par 1 ns, cela nécessite que le câble ait une longueur inférieure à 250", soit environ 6,5 m de long.

Cette limitation n'a lieu que si vous voulez sentir une déconnexion propre et rapide. Avec un câble plus long, le port hôte sera éventuellement désactivé en raison d'une erreur de protocole, ce qui ne pose pas de problème au final.

Selon les spécifications USB Les câbles de plus de 5 mètres entraîneraient un retard de propagation du signal trop important pour fonctionner.

Mais j'ai réussi à fabriquer un câble d'extension USB 2.0 passif de 10 m/30 ft qui fonctionne très bien. Tout ce que j'ai fait, c'est 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 solide à solide et rayé à rayé).

Je n'ai eu aucun problème à utiliser un dispositif USB sur ce câble. Un test rapide avec un périphérique de stockage USB a mesuré ~ 292 Mbps, comme lorsqu'il était connecté sans le câble d'extension.