Quelle est la longueur maximale d’un câble USB et quelle est la longueur maximale du câble USB ?

Les câbles USB constituent un moyen pratique de connecter des périphériques et des appareils à un ordinateur. Cependant, la longueur du câble affecte la qualité de la transmission des données, et de nombreux facteurs limitent la longueur des câbles USB et les débits de données.

Normes USB et longueurs maximales

Tout le monde a été dans ce scénario: vous devez connecter un périphérique USB à votre ordinateur ou autre, mais vous ne pouvez déplacer aucune des deux unités. Il n’existe pas d’option sans fil, une connexion filaire est donc le seul moyen. Pourtant, les seuls câbles USB de votre maison ou de votre bureau sont tous limités en longueur. Pourquoi donc? Pourquoi les câbles USB sont-ils limités et quelle peut être leur longueur ?

Eh bien, une bonne partie de cela revient à l'USB Implementers Forum (USB-IF), le groupe responsable de la définition et de la mise en œuvre des normes USB dans le monde entier. On pourrait s'attendre à ce que chaque génération USB offre de meilleurs taux de transfert de données sur de plus longues distances, mais c'est le contraire. Plus le câble USB est long, plus le signal risque de se dégrader.

L'USB Implementers Forum (USB-IF) a défini des longueurs maximales de câble pour différentes normes USB :

En général, à mesure que l'USB a évolué vers des débits de données maximaux plus rapides, de la faible vitesse (1,5 Mbps) en USB 1.0 jusqu'au rapide 80/120 Gbps de l'USB4 aujourd'hui, la longueur maximale du câble a diminué. Ceci est principalement lié au maintien de l’intégrité du signal à des vitesses de plus en plus élevées. Vous devrez également réfléchissez au type de câble USB à utiliser.

Facteurs limitant la longueur du câble USB

Plusieurs facteurs techniques contraignent la longueur d’un câble USB :

• Dégradation du signal: Tous les câbles agissent comme des filtres passe-bas, atténuant les composants du signal à haute fréquence. Aux vitesses USB 3.x, les signaux contiennent des composantes haute fréquence allant jusqu'à plusieurs GHz, qui sont atténuées avec la distance. Cette distorsion se manifeste par des interférences, des erreurs de données et des débits de données maximaux inférieurs.
• Interférence des signaux: Les câbles plus longs sont plus sensibles aux interférences électromagnétiques, agissant comme des antennes qui captent le bruit des composants proches. Cela corrompt et déforme le signal USB. Un blindage approprié peut aider à atténuer ce problème.
• Livraison de puissance: Les câbles USB fins ont une certaine résistance par unité de longueur. Sur de longues distances, cette résistance de câble provoque une chute de tension mesurable en raison de la puissance élevée délivrée par les câbles USB-C. Cela affecte le flux d’énergie constant vers les appareils connectés.
• Horaire: Les retards de propagation dans les câbles signifient que la synchronisation des signaux USB peut dériver et trembler par rapport à leur source. Cela déforme les modèles d'œil de signal et la récupération de l'horloge, provoquant potentiellement des erreurs de données ou des échecs de prise de contact avec l'appareil.

Compte tenu des facteurs ci-dessus, l'USB-IF a opté pour trois à cinq mètres pour les normes de vitesse plus lentes, tandis que les signaux SuperSpeed ​​les plus rapides sont uniquement destinés aux câbles d'un mètre pour garantir performance.

Utiliser des câbles USB plus longs

Même si les spécifications USB indiquent les longueurs maximales recommandées, des câbles USB plus longs peuvent toujours être utilisés. plusieurs façons d'étendre la longueur d'un câble USB (ou la distance que le signal ou les données doivent parcourir avec plusieurs câbles).

Par exemple, les appareils basse vitesse (USB 1.x) peuvent fonctionner normalement sur des câbles plus longs en raison du faible débit du signal de 1,5 Mbps. Ce n'est pas une évidence et cela dépend de la qualité du câble et d'autres facteurs, mais cela peut arriver. Ensuite, vous disposez de câbles actifs avec répéteurs intégrés capables de régénérer et de restaurer le signal USB sur des longueurs allant jusqu'à 15 à 20 mètres. Vous trouverez ci-dessous plus d'informations sur les câbles USB actifs, mais vous voudrez peut-être également envisager à quelle vitesse un USB-C est.

Si un seul câble USB ne peut pas atteindre là où vous en avez besoin et que vous n'avez pas la possibilité d'utiliser un câble USB actif, vous pouvez utiliser une rallonge USB. Les rallonges USB divisent la connexion en deux segments de câble avec un amplificateur entre les deux pour amplifier et reconditionner le signal. Cela peut permettre des courses de 10 mètres ou plus en fonction de la qualité du produit, mais vous aurez peut-être besoin de plusieurs rallonges ou relais pour couvrir de plus grandes distances. Vous pouvez également utiliser des hubs USB comme répéteurs intermédiaires pour les connexions multi-segments. Le hub régénère le signal, permettant ainsi des parcours de câble plus longs.

Cependant, il y a d'autres considérations à prendre en compte lorsqu'il s'agit d'utiliser des câbles USB plus longs.

Un câble USB « premium » avec une adaptation d'impédance appropriée, un blindage et des conducteurs d'alimentation plus épais maintiendra mieux l'intégrité du signal sur de longues distances. Alternativement, les câbles USB à fibre optique utilisent la lumière pour transmettre des données au lieu de signaux électriques. Cela supprime les limites de longueur mais nécessite des adaptateurs pour se connecter aux appareils, ce qui coûte plus cher.

Devriez-vous utiliser un câble USB actif ?

Les câbles USB actifs sont une option pour étendre les connexions USB au-delà de la longueur de câble standard. Un câble USB actif coûtera plus cher qu’un câble ordinaire (passif), car il est livré avec des composants supplémentaires pour aider à amplifier et maintenir le signal.

En règle générale, un câble USB actif contient un répéteur de signal qui permet au signal de voyager plus loin sans se dégrader. Cependant, un câble USB actif nécessite une source d'alimentation. Celui-ci provient généralement du périphérique hôte (comme votre ordinateur), mais peut également provenir d'une prise de courant dotée d'un adaptateur USB ou similaire.

Les câbles USB actifs sont plus souvent utilisés avec les spécifications USB les plus récentes, telles que l'USB 3.x, pour garantir un débit de données maximal sur de plus grandes distances. À ce sujet, un câble USB actif de bonne qualité peut transmettre des données de manière fiable jusqu’à 20 mètres.

Problèmes potentiels avec les longs câbles USB

Bien que l'USB soit certainement flexible, chaque câble présente des compromis en termes de performances. Comprendre les effets de la longueur des câbles permet d'expliquer les problèmes et de faire des choix éclairés lors de l'achat et de la connexion de périphériques USB.

L’utilisation d’un câble USB plus long est souvent une option viable, mais vous pouvez rencontrer certains problèmes.

Les problèmes de débit de données et de performances sont les problèmes les plus courants associés aux longs câbles USB. Par exemple, un câble USB 3.2 Gen 2x2 de trois mètres ne peut prendre en charge de manière fiable que 10 Gbit/s, alors que vous êtes presque certain de rencontrer des problèmes de taux de transfert de données avec un câble USB4 de plus d'un mètre (et non, USB4 et USB-C ne sont pas la même chose !).

En fonction de la longueur du câble USB et des spécifications USB, vous pouvez trouver certains appareils et les services ne fonctionnent pas comme ils le devraient, tandis que la surcharge de bande passante due à la correction d'erreurs peut également entraver performance.

Il y a aussi le problème de l’alimentation électrique via USB. En termes simples, certains appareils ne fonctionneront pas du tout si le câble USB est trop long et ne tire pas l'alimentation requise du périphérique hôte.

Utilisez la bonne longueur de câble USB pour le travail

Une fois que vous connaissez la longueur maximale d'un câble USB, vous pouvez mieux planifier vos dispositions matérielles sans acheter de relais, de câbles USB actifs, de hubs USB ou autre. Pourtant, il y a des moments où l'utilisation d'un long câble USB est inévitable, mais au moins vous saurez jusqu'où vous pouvez le pousser sans subir de perte de signal ou de données.