Löda egen USB-kabel

Det enklaste är väl att ta en USB-kabel du har hemma och klippa av? Typ från en gammal laddare.

Jag är ingen expert på just kablarna då jag jobbar med elektronikkonstruktion, men jag skulle tro att det är en impedans-anpassad kabel som ska användas med ~90 Ohms differentiell impedans och eventuellt skärmnings runt dataparet, som dessutom ska vara tvinnat.

Vanlig telefonkabel går kanske för USB1 men knappast för 2 eller 3, men det blir troligen problem redan där eftersom telefonkabel inte är twisted pair.

Cabling

A USB twisted pair, where the Data+ and Data− conductors are twisted together in a double helix. The wires are enclosed in a further layer of shielding.
The D± signals used by low, full, and high speed are carried over a twisted pair (typically, unshielded) to reduce noise and crosstalk. SuperSpeed uses separate transmit and receive differential pairs, which additionally require shielding (typically, shielded twisted pair but twinax is also mentioned by the specification). Thus, to support SuperSpeed data transmission, cables contain twice as many wires and are thus larger in diameter.[35]

The USB 1.1 standard specifies that a standard cable can have a maximum length of 5 metres (16 ft 5 in) with devices operating at full speed (12 Mbit/s), and a maximum length of 3 metres (9 ft 10 in) with devices operating at low speed (1.5 Mbit/s).[36][37][38]

USB 2.0 provides for a maximum cable length of 5 metres (16 ft 5 in) for devices running at high speed (480 Mbit/s). The primary reason for this limit is the maximum allowed round-trip delay of about 1.5 μs. If USB host commands are unanswered by the USB device within the allowed time, the host considers the command lost. When adding USB device response time, delays from the maximum number of hubs added to the delays from connecting cables, the maximum acceptable delay per cable amounts to 26 ns.[39] The USB 2.0 specification requires that cable delay be less than 5.2 ns per meter (1.6 ns/ft, 192000 km/s) - which is close to the maximum achievable transmission speed for standard copper wire).

The USB 3.0 standard does not directly specify a maximum cable length, requiring only that all cables meet an electrical specification: for copper cabling with AWG 26 wires the maximum practical length is 3 meters (9.8 ft).[40]

https://en.wikipedia.org/wiki/USB_(Physical)#CABLING

Kör man i USB3 så måste man hålla ledargeometrierna väl kontrollerade, och det speciellt vid och i kontakter och uppskalning av kabeln . Det är inte läge för några U-båtar ala elektrikervis där inte utan det är arbete under mikroskop vid inlödning (inklusive skärmar med mera) så att geometrierna bibehålls så bra som möjligt.

Kablarnas karaktäristiska impedans måste ligga inom 70-120 Ohm för att reflexerna skall dämpas ut fort och inte skall inverka för mycket puls-enveloppen och våghastigheten inte lägre än 0.64 C. För USB3.1 farter med 5 GigaBit datatakt (symboltid 200 picosekunder) innebär att en symbol har utsträckningen av 38.4 mm efter sladden.

Dvs. på en 1.5 meters USB3-sladd vid 400 MB/s transport så kan det finnas upp till hela 39 polväxlingar (symboler) efter varandra på dataparet i kabelsträckan mellan enheterna då växlingarna går så fort att varje bit har bara ca 38.4 mm utsträckning efter kabelns längd trots att det rusar fram i kabelns (elektriska) ljushastighet (0.64 gånger av ljusets hastighet i luft/vakuum) .

med USB3.2 så har man dubblat hastigheten till 10 Gigasymboler per sekund och därmed är utsträckningen för en symbol (1 bit..) endast 19.2 mm utmed kabeln...

länkbudgeten är satt till 20 dB räknat från chip-ben till chip-ben. i praktiken tappar man mycket av det i ledarna och i kontakterna från chipet till USB-kontakten på kretskortsnivå på respektive sidan (längderna är satta som standard till 5.8" på FR-4, som har rätt hög förlustfaktor) vilket innebär att kabeln i sig har kvar en tillåten dämpning på ca 7 dB på 2.5 (USB3.1) resp 5 GHz (USB3.2). Det gör att kablarna kan inte vara speciellt långa pga. den höga dämpningen i själva kabeln och en stor del av dämpningen sker i isolermaterialets dielektriska förluster förutom kabelns ledningsresistans, som är ökad mycket pga. skinneffekt vid höga frekvenser på ledarna.

Med andra ord kan ja skarva på en lampsladd då eller ?

Det är rätt "maxat" egentligen, vanliga konsumentprylar idag..

Jo, det är väldigt maxat - och ändå finns det mer... - SAS3-gränssnittet som i grunden har ungefär samma spänningssving, ja möjligen kanske ökad med 3 dB (1.4147 ggr) högre spänningsving, kan skicka 1200 MB/s i hastighet och räknar man med 10 bitar/byte (8b/10b-kodning för att ge garanterat lika många '1' som '0' oavsett data in inom ett tidsfönster för att kunna transportera genom galvaniska barriärer som tex. Ethernet-trafo och motsvarande utan att saturera/gå i kärmättning pga. bildad DC-bisaström, som det kan bli om det är obalans mellan antal '0' och '1' i för lång period) med kanalkodning inkluderat så är det 12 Gbit/s och det kan man köra på 10 meter kabel medans USB3 och upp handlar om enstaka metrar om man inte använder hub/repetrar per fåtal meter i steg.

Även USB-kablar och SAS-kablar börjar vara allt mer 'special' med kanske delvis luftfylld isolering (luftkanaler/stjärna) istället för genommassiv som tidigare, grövre ledar-diameter, silverlager ytterst på ledaren (eftersom högfrekvensen i flera GHz-området ändå går i bara enstaka µm djup i ledaren pga. skinneffekten) mm. trick för att minska verkan av dämpningen efter kabellängd till hanterbar nivå.

SAS-kabel som skall överföra 12 GBit/s på ett ledarpar är ganska långt ifrån en 'lampsladd' i konstruktion...

tangentbord/mus går inte fort eller snarare ger väldigt liten trafikmängd per tid - så där kan man få fungerande lösningar även om man inte får till kontrakteringen exemplariskt.

Men tänk på att om den ligger i USB2-mode eller i värsta fall USB1.1-mode framförhandlat beroende hur väl kabeln lyckats impedansmässigt - gör att den belägger tid i 4-port USB-hubben som inte andra, snabbare enheter kan nyttja - dvs. på en symboltid som en USB1.1 i 187.5 kBit-mode ger i lägsta fart för sin överföring så hinner en USB3.1 skicka 26666 bitar.

Belägger mus/tangentbord bara enstaka % av totaltiden i trafiktid så spelar det inte så mycket roll - men belägger den 1/3-del av tiden så kommer det att märkas ordentligt på de snabba enheterna till samma USB-HUB.

---

Kortfattat så kommer det nog att fungera då det förhandlar fram en hastig som fungerar 'hur dåligt det än är', men kan ge rejäl påverkan i hastighet på övriga USB-enheter som är inkopplad till samma USB-hub om den långsammaste enheten är pratsam och vill berätta mycket och hela tiden. jag skulle nog inte vilja tävlingsköra i en FPS-spel om mus/tangentbord ligger på 187.5 kBit i linkhastighet över USB...