USB बनाम ईथरनेट केबल की लंबाई

Question

मैं एक सहयोगी से यूएसबी केबल की लंबाई की सीमाओं के बारे में बात कर रहा था और जहां तक ​​मुझे याद था कि यह तंग खिड़की द्वारा सीमित था मेजबान को डिवाइस का जवाब देने की आवश्यकता है ( यहां उल्लेख किया गया है )।

उन्होंने बताया कि ईथरनेट उच्च दर ( USB 1.5 / 12/480 / 5,000 Mbit / s) (मोड के आधार पर) बनाम ईथरनेट के 10 / 100Gbps पर डेटा स्थानांतरित कर रहा है और केबल की लंबाई ( CAT6 केबल के लिए 100 मीटर ) की अनुमति देता है ।

इसलिए मुझे लगता है कि हम दोनों सोच रहे हैं कि यूएसबी प्रोटोकॉल का कौन सा पहलू केबल की लंबाई 5 मीटर तक सीमित करता है और यह ईथरनेट से कैसे भिन्न होता है?

Comments

ईथरनेट का मुख्य पहलू जिसे आप खोज रहे हैं उसे "टकराव डोमेन" कहा जाता है।

— प्लेसहोल्डर

@rawbrawb नेटवर्क टकराव एक ईथरनेट लिंक को धीमा कर देगा, लेकिन ईथरनेट अभी भी आदर्श स्थितियों में 10Gbps पर नोड-टू-राउटर संचारित कर सकता है। USB की कोई टक्कर नहीं है क्योंकि मैं इसे समझता हूं क्योंकि मेजबान यह तय करता है कि कौन बातचीत करता है; तो ऐसा लगता है जैसे टकराव इसका कारण नहीं होना चाहिए।

— ल्यूक क्विनाने

मैं केवल ईथरनेट पर चर्चा कर रहा था - आपको लगता है कि USB नियंत्रण में है।

— प्लेसहोल्डर

"" बनाम ईथरनेट के 10/100 जीबीपीएस) और लंबे समय तक केबल की लंबाई (CAT6 केबल के लिए 100 मीटर) की अनुमति देता है " - गलत। CAT6 पर 10G ईथरनेट केवल 55M ( इस तालिका को देखें ) के लिए अच्छा है , और 100G मुड़ जोड़ी पर बिल्कुल भी नहीं चल सकता ( यह तालिका देखें )। मुझे लगता है कि आप कम गति वाले ईथरनेट मानकों (जैसे 1 गीगाबिट) को भ्रमित कर रहे हैं।

— 15

Answer 1

विकिपीडिया के अनुसार :

हाई स्पीड (480 Mbit / s) पर चलने वाले उपकरणों के लिए USB 2.0 अधिकतम 5 मीटर की केबल लंबाई प्रदान करता है। इस सीमा का प्राथमिक कारण लगभग 1.5 μs की अधिकतम अनुमत गोल-यात्रा विलंब है। यदि USB होस्ट आदेशों को अनुमत समय के भीतर USB डिवाइस द्वारा अनुत्तरित किया जाता है, तो होस्ट कमांड को खोया हुआ मानता है। यूएसबी डिवाइस रिस्पांस टाइम को जोड़ते समय, कनेक्टिंग केबल से देरी से जोड़े गए हब की अधिकतम संख्या में देरी, प्रति केबल मात्रा में अधिकतम स्वीकार्य देरी 26 एनएस। USB 2.0 विनिर्देश में केबल विलंब में 5.2 ns प्रति मीटर (192,000 किमी / सेकंड, जो मानक तांबे के तार के लिए अधिकतम प्राप्य संचरण गति के करीब है) से कम होना चाहिए।

तो 26ns प्रति केबल की देरी के साथ और युक्ति में केबल विलंब की आवश्यकता 5.2ns / m से कम है, जो कि सैद्धांतिक अधिकतम केबल लंबाई 26ns / (5.2ns / m) = 5m है।

उस स्रोत में यह भी उल्लेख है कि USB 2.0 5m तक सीमित है, लेकिन USB 3.0 नहीं है।

Comments

मुझे लगता है कि सवाल यह है कि उन्होंने अधिकतम गोल यात्रा समय को 1.5μs तक सीमित क्यों किया? शुरू में मुझे लगा कि यह उच्च अंतरण दर के कारण था लेकिन ईथरनेट किसी तरह उस समस्या से बचा जाता है।

— ल्यूक क्विनाने

@LukeQuinane, मैंने अभी देखा कि आपके द्वारा पोस्ट किए गए लिंक में क्षेत्र के ठीक ऊपर कारण का उल्लेख किया गया है, usb.org/developers/usbfaq#cab1

— PeterJ

@PeterJ यह बहुत दिलचस्प है। किसी भी विचार कैसे ईथरनेट कि समस्या से बचने?

— ल्यूक क्विनाने

@LukeQuinane, नहीं, मैं ईथरनेट भौतिक परत के बारे में ज्यादा नहीं जानता। मुझे संदेह है कि यूएसबी के लिए समग्र निर्णय ड्राइवरों को सरल रखकर डिवाइस की लागत को यथासंभव कम रखने के लिए बनाया गया था।

— पीटर जे

मूल ईथरनेट एक अलग युग में डिज़ाइन किया गया था जब घटकों और जटिलता वीएस केबल के लिए अलग-अलग प्राथमिकताएं और लागतें थीं। USB को सबसे कम संभव लागत और सबसे छोटे पदचिह्न / कनेक्टर / केबल / बिजली के उपयोग के साथ जो ब्लॉग्स और उसके iPhone के लिए ध्यान में रखते हुए बनाया गया है।

— जॉन यू

Answer 2

USB को विभिन्न पीसी पेरीफेरल इंटरफेस को बदलने के लिए डिज़ाइन किया गया था जिसमें कीबोर्ड और चूहे जैसी चीजें शामिल थीं। प्राथमिकताओं में कम लागत, कम बिजली की खपत और कम विलंबता के साथ उच्च प्राथमिकता वाले यातायात शामिल थे। लंबी केबल लंबाई के लिए समर्थन प्राथमिकता नहीं थी। तो प्रोटोकॉल साइड पर वे एक साधारण आधे डुप्लेक्स के लिए गए थे "जब आप" छोटे पैकेट आकार के साथ प्रोटोकॉल के लिए बोले जाते हैं। हार्डवेयर पक्ष में वे एक गैर-पृथक अंतर सिग्नलिंग प्रणाली के लिए गए जो समाप्ति पर कुछ शॉर्टकट ले गए।

USB धीरे-धीरे उच्च गति और पूर्ण द्वैध जोड़ने के लिए विकसित हुआ, लेकिन लंबी दूरी कभी भी एक डिजाइन लक्ष्य नहीं था।

ईथरनेट (यह प्रारंभिक रूप में है) में डिजाइन मानदंडों का एक अलग सेट था। इसे एक स्थानीय क्षेत्र नेटवर्क मानक के रूप में डिज़ाइन किया गया था, कोई भी एक स्टेशन मास्टर नहीं था और वे टकराव का पता लगाने के साथ एक कैरियर अर्थ मल्टीपल एक्सेस सिस्टम के लिए गए थे। टकराव का पता लगाने के लिए ठीक से काम करने के लिए उन्होंने मिनियम पैकेट के आकार और नेटवर्क के कुल आकार दोनों पर प्रतिबंध लगा दिया। लंबे समय से अधिक समय तक सिग्नल की अखंडता बनाए रखने के लिए भौतिक परत को अधिक सावधानीपूर्वक समाप्ति के साथ डिज़ाइन किया गया था। लंबे समय में जमीन संभावित अंतर के कारण होने वाले मुद्दों से बचाने के लिए एक अलगाव अवरोध था (मुड़ जोड़ी ईथरनेट ट्रांसफार्मर का उपयोग करता है, मैं belive कोएक्स ईथरनेट का इस्तेमाल ऑप्टोइसोलेटर और डीसी से डीसी कन्वर्टर्स के लिए करता है)

CSMA / CD ने छोटे 10Mbps LAN पर ठीक काम किया लेकिन यह गति को दिखाने लगा क्योंकि गति में वृद्धि हुई और नेटवर्क बड़ा हो गया। पुलों (बाद में स्विच के रूप में जाना जाता है) को नेटवर्क को कई टकराव डोमेन में विभाजित करने की अनुमति दी गई थी। इसने नेटवर्क को CSMA / CD द्वारा लगाई गई सीमाओं से बड़ा बनाया और सह-अस्तित्व को कई गति देने की भी अनुमति दी।

बाद में ईथरनेट सीएसएमए / सीडी ¹ से दूर चला गया और पूर्ण द्वैध लिंक और स्विच को इंगित करने के लिए बिंदु की ओर हब करता है। यह उच्च गति लंबी दूरी की लिंक की अनुमति देता है क्योंकि पैकेट कभी एक-दूसरे से नहीं टकरा सकते।

इस सब के लिए भुगतान करने की एक कीमत है, हालांकि, लंबी दूरी पर काम करने वाली भौतिक परतों को काफी अधिक शक्ति की आवश्यकता होती है और उन लोगों की तुलना में बहुत अधिक महंगी ट्रांससेवर्स की आवश्यकता होती है जो केवल छोटी दूरी पर काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। संभावित लंबी पावती समय और संभावित पैकेट हानि से निपटने के लिए अंत उपकरणों पर डेटा बफ़र्स को बहुत बड़ा होना चाहिए। स्विच अपेक्षाकृत जटिल उपकरण होते हैं जिनमें अक्सर बफर मेमोरी की पर्याप्त मात्रा शामिल होती है। प्राथमिकताकरण के लिए आवश्यक है कि श्रृंखला के हर स्विच को प्राथमिकता सूचना के बारे में जानकारी हो।

¹ 10 एमबीपीएस हब और सीएसएमए / सीडी में बहुत अधिक सार्वभौमिक थे। शुरुआती 100Mbps की तैनाती ने भी हब और CSMA / CD का उपयोग किया। बाद में 100 एमबीपीएस नेटवर्क ने पूर्ण द्वैध लिंक और स्विच का उपयोग किया। गीगाबिट में मानकों में CSMA / CD और हब शामिल थे, लेकिन मैंने कभी किसी को वास्तव में गीगाबिट हब बेचने के बारे में नहीं सुना। 10 गीगाबिट और ऊपर CSMA / CD और हब सपोर्ट मौजूद नहीं है।

Answer 3

एक और पहलू जो महत्वपूर्ण है वह यह है कि उच्च गति वाला ईथरनेट पूर्ण द्वैध है : इसमें दो केबल जोड़े का उपयोग किया जाता है, प्रत्येक दिशा के लिए एक। USB आधा डुप्लेक्स है : केवल एक जोड़ी है, और इसे केवल एक ही बार में एक दिशा में उपयोग किया जा सकता है।

USB को पावती की भी आवश्यकता होती है, जबकि ईथरनेट को नहीं। इसके शीर्ष पर प्रोटोकॉल के लिए पावती (टीसीपी) की आवश्यकता हो सकती है या नहीं (यूडीपी स्ट्रीमिंग) हो सकती है। हालांकि, जैसा कि यह पूर्ण द्वैध है, पावती को दूसरी दिशा में जाने वाले डेटा की धारा को बाधित किए बिना एक जोड़ी नीचे भेजा जा सकता है।

Comments

इसके अलावा टीसीपी विंडोिंग हिस्सा भी है: टीसीपी एसीके के लिए इंतजार नहीं करता है। इसके बजाय यह सिर्फ डेटा भेजता रहता है और यदि ACK गायब हो जाता है, तो यह डेटा को फिर से भेज देता है। इसके अलावा, टीसीपी एकल एसीके के लिए कई टीसीपी डाटाग्राम को स्वीकार करने की अनुमति देता है।

— आंद्रेजाको

"... उच्च गति ईथरनेट पूर्ण द्वैध है: इसमें दो केबल जोड़े का उपयोग किया जाता है, प्रत्येक दिशा के लिए एक।" - यह 100Mb ईथरनेट के लिए सही है, लेकिन गिगाबिट ईथरनेट (1000BASE-T) के लिए नहीं, जो एक साथ दोनों दिशाओं में चार केबल जोड़े का उपयोग करता है ( विकिपीडिया / 1000BASE-T देखें )।

— marcelm