V. Metodi per superare i limiti di lunghezza USB
1. Utilizzare cavi USB attivi
Principio di funzionamento: i cavi USB attivi incorporano circuiti elettronici attivi miniaturizzati con piccoli circuiti relè posizionati in modo intermittente. Questi rilevano e riparano l'attenuazione del segnale per mantenere l'integrità del segnale.
Effetti di estensione:
USB 2.0: fino a 30 metri (98 piedi), lo standard è 5 metri (16,4 piedi)
USB 3.0 e 3.1: fino a 18 metri (59 piedi), lo standard è 3 metri (9,8 piedi)
USB 3.2 e USB 4: fino a 3 metri (9,8 piedi), lo standard è 0,8 metri (2,6 piedi)
2. Utilizzare hub e ripetitori USB
Approccio hub USB: riceve, amplifica e rigenera i segnali USB per estendere la distanza di trasmissione inserendo hub. È possibile collegare più hub in catena per espandere la copertura. Tuttavia, esistono limitazioni della larghezza di banda, vincoli del livello di connessione e problemi di stabilità.
Approccio ripetitore USB: si collega in linea lungo cavi eccessivamente lunghi per trasmettere i segnali prima che si verifichi l'attenuazione. Il posizionamento strategico dei ripetitori offre un modo semplice ed economico per estendere la distanza, evitando però di sovraccaricare i dispositivi periferici con una corrente eccessiva.
Limitazioni degli estensori di portata USB di base:
Hub USB: possono introdurre punti di guasto e creare colli di bottiglia nella larghezza di banda, in genere estendendo la portata di soli 5-10 metri per hub.
Estensori/ripetitori USB: analogamente agli hub, l'uso ripetuto può causare la degradazione del segnale.
Estensori USB: i dispositivi associati estendono il raggio di connessione, in genere fino a 100 metri o più, ma possono ridurre la funzionalità del dispositivo, influire sulla velocità effettiva e variare in termini di costi e complessità di configurazione.
3. Raggiungere la massima portata di trasmissione con Ethernet USB
Estensore Ethernet USB: converte i segnali USB nel protocollo Ethernet, trasmettendo i dati tramite cavi Ethernet standard Cat5 o superiori per estendere le connessioni fino a 100 metri. Tuttavia, questa soluzione non è attualmente disponibile.
Estensore USB wireless: composto da un trasmettitore e un ricevitore, utilizza la tecnologia a radiofrequenza (RF) per trasmettere in modalità wireless segnali USB senza cavi fisici. La portata tipica è compresa tra 10 e 30 metri. Supporta più dispositivi tramite un singolo ricevitore, utile quando l'installazione del cavo non è pratica.
Come funzionano le soluzioni Ethernet USB: una periferica USB si collega all'unità ricevente, dove il suo segnale viene incapsulato in pacchetti IP. Questi pacchetti viaggiano tramite cavo Ethernet fino al box di estensione del trasmettitore sul PC host, dove i dati vengono estratti e inoltrati all'host.
Vantaggi del collegamento USB tramite Ethernet:
Estende le connessioni USB cablate oltre i 100 metri utilizzando cavi patch Ethernet CAT5e o CAT6, superando le limitazioni di hub/ripetitore.
Sfrutta l'infrastruttura di cablaggio Ethernet esistente per funzionalità più ricche.
La trasmissione eredita la robusta immunità al rumore di Ethernet, fondamentale negli ambienti industriali.
Centralizza le periferiche in un'unica posizione.
I dispositivi ad alto rendimento mantengono velocità nominali USB 3.0 di circa 5 Gbps.
Fattori critici per l'implementazione da USB a Ethernet:
I box di conversione devono preservare tutte le specifiche prestazionali USB 3.0 senza impatto sulla latenza.
Utilizza la larghezza di banda Gigabit Ethernet per evitare colli di bottiglia.
I segmenti di rete espansi richiedono un cablaggio Ethernet robusto con connettori adeguatamente terminati.
Collabora con specialisti qualificati dell'infrastruttura IT durante l'installazione di cavi a lunga distanza mission-critical.
4. Superare le limitazioni di connessione con USB in fibra ottica
Come funziona: i segnali elettrici USB vengono convertiti in impulsi ottici trasmessi tramite linee in fibra ottica, quindi riconvertiti in segnali elettrici all'estremità ricevente, superando i limiti di distanza dei tradizionali protocolli USB.
