Насколько длинными могут быть
кабели HDMI, USB, Ethernet
Длинные кабели нужны в различных ситуациях: установка домашнего кинотеатра, аудиосистемы, подключение удаленного принтера и др. Чаще всего возникает необходимость в использовании длинных кабелей HDMI, USB, Ethernet. Но есть ли какие-то ограничения по их максимальной длине? Об этом и пойдет речь в статье.
Официальные спецификации HDMI не содержат никаких ограничений относительно максимальной длины кабеля. Однако, кабели HDMI, как и все остальные проводники, подчиняются законам физики и не могут быть бесконечно длинными. Любой сигнал, проходящий через кабель, сталкивается с сопротивлением, вследствие чего постепенно затухает. И чем выше уровень сопротивления, тем быстрее это происходит. Таким образом, уровень сопротивления зависит от длины проводника, а также от материала, из которого он изготовлен.
Производители изготавливают кабели с учетом этих факторов и не делают их длиннее того порога, за которым качество передачи сигнала становится неприемлемым (во всяком случае те, кто заботится о своем авторитете на рынке).
Максимальная длина кабеля зависит также от стандарта HDMI, требованиям которого он должен отвечать. Чем выше требования, тем сложнее обеспечить соответствие им кабеля.
Как правило, максимальная длина пассивного кабеля не превышает:
• UHS HDMI (HDMI 2.1a) – 5 м;
• HDMI 1.0–1.4. – 15 м.
Все, что длиннее, с высокой долей вероятности станет источником проблем. И если все-таки сигнал нужно передать на еще более длинное расстояние, придется покупать усилитель сигнала HDMI (репитер), или же смотреть в сторону активных / оптических кабелей HDMI. В зависимости от стандарта HDMI, расстояние передачи в этом случае может составлять 40-50 метров и даже больше.
Активный кабель HDMI – это кабель со встроенным усилителем. Кроме проводников и коннекторов, он включает специальные микросхемы для усиления сигнала и требует подключения дополнительного источника питания. Собственно, за счет этого и достигается беспроблемная передача сигнала на большие расстояния.
Оптический кабель HDMI (он тоже может быть с дополнительным питанием) вместо традиционных электрических проводников использует оптоволокно, а сигнал по ним передается в виде света. Поскольку световой сигнал значительно меньше подвержен деградации, чем проходящий по металлическим проводникам электрический, такой кабель может быть заметно длиннее.
Но какой бы вариант вы не выбрали, всегда лучше отдавать предпочтение кабелям авторитетных брендов и обязательно проверять наличие у них официальной сертификации. Это будет гарантией того, что кабель полностью поддерживает функции, предусмотренные для конкретного стандарта (поколения) HDMI.
Ethernet
Как и в случае с HDMI, сигнал, движущийся по кабелю Ethernet, постепенно деградирует вследствие наличия сопротивления у проводников. Поэтому кабели Ethernet также имеют максимальный предел длины. С увеличением длины снижается скорость передачи данных. Если кабель будет слишком длинный, соединение пропадет вообще.
Но поскольку сопротивление обратно пропорционально толщине проводника, значение имеет не только длина кабеля, но и его качество (толщина проводников и степень экранирования от помех). Чем качественнее кабель, тем длиннее он может быть.
Кабели Ethernet, продающиеся в магазинах, в зависимости от того, на какую скорость передачи они рассчитаны, делятся на несколько категорий:
• категория 5 – это самый дешевый кабель, который при длине 100 метров обеспечивает скорость передачи данных до 100 Мбит/с;
• категория 5e – более качественный кабель, обеспечивающий при длине 100 метров скорость до 1000 Мбит/с;
• категория 6 – еще более качественный кабель, обеспечивающий при длине 100 м. скорость передачи данных не менее 1 Гбит/с, а также не менее 10 Гбит/с при длине 50 метров.
Есть и другие категории Ethernet-кабелей (7a, 8), но они весьма дорогие и с ними приходится иметь дело только людям определенных профессий (работники дата-центров и т.д.). Все потому, что кабель категории 7a обеспечивает скорость до 40 Гбит/с при длине 50 метров и до 10 Гбит/с при длине 100 метров. Кабель категории 8 предназначен для еще более высоких скоростей. В большинстве обычных сценариев такие скорости просто не нужны.
Таким образом, зная длину, на которую необходимо передавать данные по кабелю Ethernet, а также скорость, с которой это нужно делать, достаточно купить кабель соответствующей категории.
Если необходимо обеспечить расстояние больше 100 метров, в определенном месте такой сети можно вставить сетевой коммутатор (или несколько при необходимости). Коммутаторы регенерируют (усиливают) сигнал, за счет чего позволяют передавать его на большие расстояния без потери скорости соединения.
Как и предыдущие два типа кабелей, USB-кабели не могут быть бесконечно длинными.
Напомню, что передача данных по кабелю USB происходит последовательно, то есть, мелкими «порциями» (так называемыми «пакетами»). Отправив одну «порцию», устройство-отправитель дожидается от устройства-получателя подтверждения о получении, после чего отправляет следующую. Однако, отправитель может ждать подтверждения о получении только определенное время (несколько наносекунд). После этого отправленный пакет считается потерянным и отправляется повторно. Если пакеты постоянно «теряются», устройство-отправитель автоматически снижает частоту их отправки (скорость передачи данных) до более низкого стандарта, или вообще прекращает передачу, если пакеты не доходят даже на самой низкой скорости.
Таким образом, время прохождения сигнала через проводник USB является критическим моментом. И длина кабеля в этом вопросе – один из самых важных факторов. Если кабель слишком длинный, обеспечить передачу через него данных на нужной скорости будет невозможно.
Еще одним фактором, влияющим на максимальную длину USB-кабеля, является потеря силы сигнала (затухание). Об этом уже говорилось выше. Когда сигнал данных проходит по кабелю, он сталкивается с сопротивлением, и в результате теряет часть своей силы. Чем дальше передаются данные, тем больше ухудшается сигнал. После определенного момента уровень сигнала становится таким низким, что устройство-приемник не может его «понять».
Максимально возможная длина кабеля зависит от поколения USB. Однако официально ограничения по длине были установлены только в спецификациях первых двух поколений USB, а именно:
• USB 1.0 (скорость передачи данных до 12 Мбит/с) – 3 метра;
• USB 2.0 (до 480 Мбит/с) – 5 метров.
В спецификациях более новых поколений USB никаких ограничений нет. Все сводится к тому, что какой бы ни был по длине кабель, производители обязаны обеспечить его соответствие требованиям определенного стандарта (поколения) USB. На практике, максимальная длина кабелей может составлять:
• USB 3.2 Gen 1 (также известен как USB 3.0, USB 3.1 Gen 1, скорость до 5 Гбит/с) –3 метра;
• USB 3.2 Gen 2 (или USB 3.1, USB 3.1 Gen 2, скорость до 10 Гбит/с) – 1 метр;
• USB 4 (до 40 Гбит/с) — до 0,8 метра.
Все упомянутые выше ограничения касаются только обычных пассивных USB-кабелей. Но существуют также активные и оптические (оптоволоконные) USB-кабели, которые могут быть заметно длиннее пассивных.
Напомню, что активные кабели – это те, что используют дополнительные электронные схемы для усиления сигнала передачи данных, что препятствует его затуханию и помогает достичь несколько большей длины передачи (хотя проблема больших задержек между пакетами остается). Некоторые активные кабели могут работать от питания, обеспечиваемого USB-портом, другим может потребоваться внешний источник питания.
Активные кабели USB могут достигать в длину:
• USB 2.0 — 20 метров;
• USB 3.2 Gen 1 — 7,5 м;
• USB 3.2 Gen 2 — 3 м.
Оптоволоконные USB-кабели для больших расстояний являются заметно лучшим вариантом (хотя и более дорогим). В отличие от обычных кабелей, в них для передачи данных используется свет. Он значительно быстрее электрических сигналов и менее подвержен затуханию.
Помимо активного и оптического кабелей, можно использовать также USB-концентраторы с автономным питанием, удлинители USB через Ethernet или USB-удлинители через оптоволокно.
На изображении выше удлинитель USB через Ethernet. Он состоит из двух частей: одна с USB-портом «папа», а другая — с USB-портом «мама». Они соединяются между собой обычным Ethernet-кабелем, который, как уже упоминалось выше, может быть до 100 м в длину. Первая часть подключается к передающему устройству. Она преобразовывает USB-сигнал в Ethernet. Вторая часть получает этот сигнал и преобразовывает его обратно из Ethernet в USB.
Высокой скоростью такое решение не отличается (обычно на уровне USB 2.0). Зато оно дешевое и обеспечивает передачу на большое расстояние. Обычный USB-шнур такой же длины обойдется заметно дороже.
НАПИСАТЬ АВТОРУ
Максимальная длина кабеля USB
Товарищи, всем спасибо, кто дал ответы на вопрос про ЦАП. Попробуем на вкус Essensio Plus.
Назрел следующий вопрос. Планирую поставить ЦАП в стойку с аппаратурой, рядом с усилителем, медиаплеером и акустикой.
ПК стоит от стойки далеко. Нужен USB A-B кабель длиной 7.5-10 метров. Помню из опыта, что принтеры, например, очень критично относились к длине кабеля и на 5 метрах без ферритов могли и не определяться. Что посоветуете?
Ответы
Использую для ЦАПа длиной 5 м — полет нормальный. Без колец кабель, бюджетный.
Производители аппаратуры рекомендуют кабели USB длиной не более 3 метров. Проверено, что в большинстве случаев качественные фирменные кабели длиной 5 метров будут работать нормально. Но длиннее — это уже зона нестабильности. Может работать, может работать плохо, с ошибками, может вообще не работать, зависит от аппарата. Я бы так не рисковал, потому что очень не люблю, когда звук запинается. Кроме указанного выше оптического удлинителя USB бывают еще удлинители на основе технологии Ethernet. Но вообще, логичнее, видится два более правильных на мой взгляд варианта:
1. Сделать специальный отдельный ПК для музыки. Его можно построить по безвентиляторной технологии, в компактном корпусе. Нужен монитор и клавиатура? Не проблема, есть провода для соединения с монитором длиной 10 метров и больше. Для PS/2 тоже есть удлинители, ну и для кабеля USB к клавиатуре в данном случае будет качество не так критично, потому что не будет потоковой передачи аудио без повторов. Можно сделать такой ПК на основе ОС типа Volumio, которая способна работать без монитора и клавиатуры вообще.
2. Перейти на сетевое воспроизведение, оно как раз для таких случаев. Можно развернуть на ПК DLNA-сервер, если плеер не понимает SMB, можно купить NAS, тогда вообще не будет никакого ПК. Плеер можно построить на основе Малины-ПК, это еще и недорого.
Не, мне тогда проще будет коаксиалку через SPDIF прокинуть. Или оптику.
Городить два компа мне не хочется )
абсолютно не в теме, но кажется DSD только по USB воспроизводится?
Абсолютно не испытываю потребности в DSD
Можно пропустить через коаксиал в виде DoP, но не всякий аппарат способен такой сигнал воспринять. Правда, через обычный коаксиал пройдет только DSD 2.56 МГц, чтобы пропустить 5.6 МГц, нужен интерфейс AES.
Так проще, конечно, но все же использование отдельного компьютера для музыки имеет свои плюсы. Во первых, работе плеера ничего не мешает. Антивирус, прочие резиденты там можно не запускать. Кроме того, если музыка играет, то можно спокойно на основном ПК заниматься чем угодно: играть в игры, смотреть видео, загружать «тяжелые» страницы в браузер, запинки звука не будет. Плюс, на основном ПК обычно куча вентиляторов, которые создают шум.
Собственно, малина с волюмией на ней выпускается серийно. Пользуюсь — играет хорошо но есть нюансы.
Есть ещё активные USB удлинители. Сам использую один такой 5-и метровый с ЦАП. В него ещё 3 метра обычного провода воткнуто. Никаких проблем. Можно легко соорудить самому активный удлинитель из пассивного кабеля и USB хаба. По сути активные удлинители сделаны именно так, только на выходе не несколько разъёмов, а один. Микросхема хаба восстанавливает сигнал, поэтому через 5 метров Вы получите точно такой же сигнал, что и на выходе компа. Раньше у меня был подключён МФУ через два последовательно содединённых активных 5-и метровых удлинителя и 3-х метровый пассивный кабель. Итого 13 метров. Всё работало как часы.
Репитеры — это уж совсем огород. В этих проводах уже скоро можно будет утонуть.
Максимальная длинна USB-кабеля для аудио интерфейса. (1 онлайн
Здравствуйте!
USB порты в которые будут подключатся мониторы и аудиоинтерфейс нужно вынести на 5м на отдаление от системника.
Интересует реальный опыт или конкретные практические соображения на этот счет.
Конечно же в гугле много информации по поводу длинны USB, разных способов и вариантов, которые в каких то случаях оказываются рабочими а в каких то не очень и т. д.
Для USB 1.0 итоговая скорость зависит от длинны кабеля, чем длинее тем медленее. Для USB 2.0 подобной зависимости вроде нету(или я плохо искал и не нашел?). Также бывают разные по конструкции и скорости кабеля.
В общем я немного запутался во всем этом, много сомнений.
Насколько я понимаю максимальная допустимая длина обычного пассивного кабеля для USB 2.0 не должна превышать 5м, что меня вполне устраивает. Но насколько ли надежно будет это на практике?
Где то пишут что кабель все же должен быть активным для такого расстояния — есть сомнения на этот счет.
Скоростной режим USB 2.0 предполагает работу на частотах до 11МГц, а это высокие требования к погонной емкости кабеля и качеству экрана. Насколько я понимаю кабель должен быть "хороший" и "качественный", не китайский с алюминиевыми волосками. Но какие именно параметры он должен иметь не до конца разобрался. С другой стороны при покупке USB кабеля не хочется переплачивать за позолоченные вручную полированные проводники с вплетением волос китайских девственниц придающие теплый и ламповый окрас звучанию.
Насколько я понял обозначение на кабеле 28 AWG — 20 AWG говорит о том что его можно использовать как раз на расстоянии 5м.
Но мне это пока ничего не говорит о конструкции кабеля, сечении проводников и плотности экрана.
Пока не понял — данные передаются как дифференциальный сигнал и используется ли в высокоскоростном кабеле витая пара для данных? (Если да то странное такое ограничение в 5м по сравнению с тем же ethernet или FireWire)
(Никогда раньше не интересовался вопросами допустимой длинны и конструкцией USB кабеля)
Изначально была идея спаять из обычного многожильного КММ. Тоесть например 6 жильный кабель, использовать две пары для данных и одну пару для питания, все в одном кабеле, в одном экране. Но получится ли так, не будут ли мешать друг другу несколько пар неэкранированных друг от друга сигнальных жил?
Экран я так полагаю должен присоединяться к корпусу со стороны приемника.
Или например по проще, пустить несколько 4 жильных КММ.
КММ по сравнению с дешевыми китайскими превосходный кабель, тем более валяется без дела пара подходящих кусков. Но хватит ли параметров КММ для передачи USB сигнала на такое расстояние?
А если для такого расстояния (5м) принципиально для данных использовать именно витую пару, то вариант с пайкой КММ отпадает.
В общем много сомнений. Как лучше всего поступить в данной ситуации? Какой кабель можно использовать?
Well-Known Member
в usb порты подключаются мониторы? хм, интересно.
по аудиоинтерфейсу — если есть отдельное питание (блок питания) — то метров 5 может и вытянет. Проверяется "отваливанием" — заработает — хорошо. А если еще и питание по кабелю — до 3 м. потом все уже маловероятно. Это мы обсуждаем заводские кабеля. Что будет при самодельном кабеле — сказать не берусь.
Buyan
Member
Buyan
Member
Питание есть.
M-Audio Fast Track Ultra.
Вопрос с питанием и так понятен. Ограничение длинны связано не сколько с питанием сколько с высокой частотой передаваемого сигнала, где кроме собственно затухания сигнала вполне играют роль и срезы фронтов из за погонной емкости кабеля и прочие помехи.
В теории и относительно мне все это понятно, больше интересует конкретика или реальный практический опыт. Подойдет ли КММ или UTP, FTP, STP или какие параметры должны быть у кабеля. Что то в этом роде.
Well-Known Member
Buyan
Member
Well-Known Member
Там витые конечно. еще мелкое гугление для вас :
Anthony Scott
Well-Known Member
Buyan
Member
Спасибо! Это я уже тоже видел.
По ходу как я уже нагуглил, AWG — это в штатах так обозначают площадь сечения проводников.
Еще когда к обозначению типа разъема (Tupe-А) добавляют "М" (Tupe-AM) означает немного утолщен слой позолоты контактов.
Но пока не могу найти в продаже готовый подходящий кабель соответствующей длинны. Попадаются 5 метровые, но с сечением 24AWG или 22AWG. Но чаще этот параметр попросту не указывают в характеристиках. То есть кабель вряд ли заработает на полной скорости.
Поэтому и думаю, может проще самому спаять.
Еще интересует вопрос насколько хорошо работают активные удлинители USB?
Попадалась информация, что соединяя такие удлинители между собой можно добиться 30 метров. Может есть у кого реальный опыт?
Понятно что мышка или клавиатура или принтер какой то возможно и будут работать без проблем, но будет ли высокоскоростной режим работать?
Buyan
Member
Well-Known Member
digilab2
Well-Known Member
Buyan
Member
Витая пара это когда два провода скрученные между собой, это само по себе понижает наводки независимо от того какой сигнал, дифференциальный или нет. Это по моему еще Бел придумал в 19 веке такой способ для телефонных линий.
Оказывается что в высокоскоростных USB 2.0 два провода данных являются витой парой, а два провода питания нет. Хотя если разобрать кабель например от мышки, то там просто 4 провода без витых пар, я не раз их сам перепаивал и заменял на новые, но там походу стандарт USB 1.0 и намного меньше скорость.
Anthony Scott
Well-Known Member
Предпочтительней кабель S/FTP (внешний экран + индивидуальные экраны каждой пары). Тогда по идее да, можно пустить два юсб канала.
Экранирующие свойства традиционной оплётки (особенно не оч плотно сплетённой) падают на ВЧ, фольга работает эффективней. Лучше — если экран комбинированный (применяется и плетёный и фольга).
ps
как пример — наподобие такого:
SFTP4-C6A-S23-IN-LSZH-GY Hyperline — Кабель витая пара, кат.6A, S/FTP, 4 пары, негорючий, 500 МГц — купить от 408 руб.
SFTP4-C7-S23-IN-LSZH-RD Hyperline — Кабель витая пара, кат.7, SFTP, экраны: общий + каждой пары, 4 пары, 600 МГц — купить от 125 руб.
A-Record23
Arranger
Здравствуйте!
USB порты в которые будут подключатся мониторы и аудиоинтерфейс нужно вынести на 5м на отдаление от системника.
Интересует реальный опыт или конкретные практические соображения на этот счет.
Конечно же в гугле много информации по поводу длинны USB, разных способов и вариантов, которые в каких то случаях оказываются рабочими а в каких то не очень и т. д.
Для USB 1.0 итоговая скорость зависит от длинны кабеля, чем длинее тем медленее. Для USB 2.0 подобной зависимости вроде нету(или я плохо искал и не нашел?). Также бывают разные по конструкции и скорости кабеля.
В общем я немного запутался во всем этом, много сомнений.
Насколько я понимаю максимальная допустимая длина обычного пассивного кабеля для USB 2.0 не должна превышать 5м, что меня вполне устраивает. Но насколько ли надежно будет это на практике?
Где то пишут что кабель все же должен быть активным для такого расстояния — есть сомнения на этот счет.
Скоростной режим USB 2.0 предполагает работу на частотах до 11МГц, а это высокие требования к погонной емкости кабеля и качеству экрана. Насколько я понимаю кабель должен быть "хороший" и "качественный", не китайский с алюминиевыми волосками. Но какие именно параметры он должен иметь не до конца разобрался. С другой стороны при покупке USB кабеля не хочется переплачивать за позолоченные вручную полированные проводники с вплетением волос китайских девственниц придающие теплый и ламповый окрас звучанию.
Насколько я понял обозначение на кабеле 28 AWG — 20 AWG говорит о том что его можно использовать как раз на расстоянии 5м.
Но мне это пока ничего не говорит о конструкции кабеля, сечении проводников и плотности экрана.
Пока не понял — данные передаются как дифференциальный сигнал и используется ли в высокоскоростном кабеле витая пара для данных? (Если да то странное такое ограничение в 5м по сравнению с тем же ethernet или FireWire)
(Никогда раньше не интересовался вопросами допустимой длинны и конструкцией USB кабеля)
Изначально была идея спаять из обычного многожильного КММ. Тоесть например 6 жильный кабель, использовать две пары для данных и одну пару для питания, все в одном кабеле, в одном экране. Но получится ли так, не будут ли мешать друг другу несколько пар неэкранированных друг от друга сигнальных жил?
Экран я так полагаю должен присоединяться к корпусу со стороны приемника.
Или например по проще, пустить несколько 4 жильных КММ.
КММ по сравнению с дешевыми китайскими превосходный кабель, тем более валяется без дела пара подходящих кусков. Но хватит ли параметров КММ для передачи USB сигнала на такое расстояние?
А если для такого расстояния (5м) принципиально для данных использовать именно витую пару, то вариант с пайкой КММ отпадает.
В общем много сомнений. Как лучше всего поступить в данной ситуации? Какой кабель можно использовать?
Максимальная длина USB кабеля
Многие из вас сталкивались с проблемой, когда к компьютеру нужно подключить USB устройство (принтер, или веб камеру), но расположить его надо на большом расстоянии от компьютера, например в другом конце комнаты.
Согласно спецификации, максимальная длина USB кабеля не должна превышать пяти метров и в большинстве случаев такой длины хватает. Но может случиться так, что нужно подключить USB устройство на большем расстоянии чем 5 метров. В этой статье вы узнаете какой есть выход из этой ситуации.
- Стандартные USB удлинители, соединенные через повторители
- Активный USB кабель
- Подключение USB устройств на очень большом расстоянии (больше чем 30 метров)
Стандартные USB удлинители, соединенные через повторители
Как уже упоминалось выше, согласно спецификации, максимальная длина USB кабеля не может превышать 5 метров. Для того, чтоб обойти это ограничение, соединяют несколько 5 метровых кабелей последовательно, используя для соединения USB хабы в качестве повторителей. Максимальная длина такого составного кабеля не может превышать 30 метров. Если соединить обычные USB удлинители один в один, без хабов, устройство, подключенное по такой схеме работать не будет (из-за проблем с временными задержками).
Активный USB кабель
В продаже имеются активные USB кабели. Эти удлинители представляют из себя составной удлинитель, описанный выше, но изготовленный в промышленных условиях. Состоят такие удлинители из нескольких USB кабелей c уже встроеными повторителями, а длина варьируется от 5 до 25 метров.
Подключение USB устройств на очень большом расстоянии (больше чем 30 метров)
В этом случае можно поступить следующим образом:
- Установить дополнительный компьютер, на котором настраивается проброс USB устройств, а на клиентском компьютере устанавливается подключение к удаленному USB устройству.
- Купить USB Ethernet удинитель, который состоит из двух частей, локальной и удаленной, каждая из которых соединяется Ethernet кабелем. В интернете я встречал такие устройства, работающие на расстоянии до 60 метров.
Вот в принципе и все. Для решения большинства задач хватит активного USB удлинителя, расстояние которого до 25 метров. Если-же вам нужно подсоединить устройство на большем расстоянии — в этом случае вам прийдет на помощь USB Ethernet удинитель, который в состоянии передавать сигнал на расстоянии до 60 метров.