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USB vs longitud del cable Ethernet

Yo estaba hablando con un colega sobre las limitaciones de la longitud del cable USB y como yo recuerde fue limitada por la estrecha ventana de la host requiere el dispositivo para responder en (mencionado aquí).

Señaló que Ethernet transfiere datos a una velocidad mayor (USB 1.5/12/480/5,000 Mbit/s (dependiendo del modo) vs Ethernet 10/100Gbps) y permite una mayor longitud de cable (100m de cable CAT6).

Así que supongo que los dos estamos preguntando qué aspecto del protocolo USB limita la longitud del cable 5m y cómo es que difieren de Ethernet?

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Peter Green Puntos 1888

USB fue diseñado para reemplazar varios PC perhiperal interfaces, incluyendo cosas como teclados y ratones. Las prioridades incluyen bajo costo, bajo consumo de energía y pasando de alta prioridad de tráfico con baja latencia. Soporte para grandes longitudes de cable no era una prioridad. Así que en el protocolo de lado que fue por una simple half duplex "hablan cuando se habla de" protocolo con pequeños tamaños de paquetes. En el lado de los equipos fueron a por un diferencial que no está aislado del sistema de señalización, que tuvo algunos accesos directos en la terminación.

Ethernet (en su forma primitiva) un conjunto diferente de criterios de diseño. Fue diseñado como una red de área local estándar, nadie la estación era un maestro y se fue para un carrier sense multiple access con sistema de detección de colisiones. Para asegurar la detección de colisiones ha funcionado correctamente, ponen restricciones en ambos minio tamaño del paquete y el tamaño total de la red. La capa física fue diseñado con mucho más cuidado a la terminación de garantizar la integridad de la señal se mantuvo incluso durante las carreras largas. Había una barrera de aislamiento para proteger contra los problemas causados por las diferencias de potencial en las carreras largas (par trenzado ethernet utiliza transformadores, creo coaxial ethernet utiliza optoaisladores y convertidores DC a DC)

CSMA/CD funcionaba bien en pequeño de 10 mbps Lan pero comenzó a mostrar la tensión a medida que la velocidad aumentó y las redes se hicieron más grandes. Puentes (más tarde conocido como interruptores) se introdujeron permitiendo que las redes se dividen en varios dominios de colisión. Esto permitió que las redes se hizo más grande que los límites impuestos por el CSMA/CD y también permite múltiples velocidades de coexistir.

Más tarde Ethernet alejado de CSMA/CD1 y hubs hacia el punto a punto full duplex enlaces y los interruptores. Esto permite una alta velocidad de larga distancia de los enlaces de los paquetes puede nunca chocan unos con otros.

Hay un precio a pagar por todo esto, sin embargo, las capas físicas que pueden trabajar a través de largas distancias requieren mucha más energía y considerablly más caro transceptores de aquellos que sólo están diseñados para trabajar a través de corto alcance. Los búferes de datos, al final de los dispositivos tienen que ser mucho más grande que lidiar con potencialmente de largo tiempo de confirmación y el potencial de pérdida de paquetes. Los interruptores son relativamente complejos dispositivos incluyendo a menudo considerables cantidades de memoria de búfer. La priorización se requiere que cada interruptor de la cadena tiene que ser consciente de la priorización de la información.

1 A 10 mbps centros y CSMA/CD fueron casi universal. Principios de 100Mbps implementaciones también heavilly utiliza hubs y CSMA/CD. Más tarde 100Mbps redes tienden a utilizar dúplex completo y enlaces de los interruptores. En gigabit las normas incluidas CSMA/CD y hubs, pero nunca he oído de nadie que en realidad la venta de un gigabit de concentradores. A las 10 gigabit y por encima de CSMA/CD y centro de apoyo no existe en absoluto.

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Josh Matthews Puntos 4026

Según Wikipedia:

USB 2.0 proporciona para una longitud máxima de cable de 5 metros para los dispositivos funcionando a alta Velocidad (480 Mbit/s). La razón principal para este límite es el máximo permitido de retardo de alrededor de 1,5 µs. Si es USB host comandos no son respondidas por el dispositivo USB en el tiempo permitido, el anfitrión considera que el comando perdido. Al agregar dispositivo USB tiempo de respuesta, los retrasos de el número máximo de centros añadido a los retrasos de los cables de conexión, el valor máximo aceptable de retraso por cable asciende a 26 ns. La especificación USB 2.0 requiere el cable retraso de menos de 5,2 ns por metro (192,000 km/s, que está cerca del máximo alcanzable de la velocidad de transmisión estándar, en alambre de cobre).

Así que con un retraso por cable de 26ns y las especificaciones que requiere el cable de retraso de menos de 5,2 ns/m, lo que da un máximo teórico de la longitud del cable de 26ns/(5.2 ns/m) = 5m.

Esa fuente también menciona que USB 2.0 está limitado a 5m, pero el USB 3.0 no es.

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jns Puntos 449

Otro aspecto que es importante es que la alta velocidad de ethernet full duplex : hay dos pares de cables, uno para cada dirección. USB es half duplex : sólo hay un par, y puede ser utilizado solamente en una dirección a la vez.

USB también requiere el reconocimiento, mientras que Ethernet no. Protocolos en la parte superior de la misma podrá exigir acuse de recibo (TCP) o no (UDP streaming). Sin embargo, como es full duplex, los agradecimientos que puede ser enviado por un par sin interrumpir el flujo de datos va en la otra dirección.

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