USB Extender - mehr als 10m

Bitte achten Sie – genau wie bei KVM oder Videoextendern – zunächst auf Ihre Umgebung. Wo werden die USB Extender zum Einsatz kommen und wie sehen die Kabelwege aus? Es ist ein deutlicher Unterschied ob die Extender in einer Fertigungshalle mit großen Elektromotoren, im Krankenhaus mit starken Magnetfeldern (bspw. rund um einen Computertomographen), oder einfach in einer Büroumgebung mit „sauberen“ Kabeltrassen, zum Einsatz kommen sollen. Aber selbst hier, in einer scheinbar „EMV sauberen“ Umgebung lauern Gefahren für die sichere und stabile Verlängerung Ihres USB-Kabels.

Inhaltsverzeichnis für USB Extender:

1. Worauf ist beim USB Extender zu achten?
2. USB Extender über LWL
3. USB - was ist das eigentlich?
4. Welche USB Standards gibt es?

Worauf ist beim USB Extender zu achten?

Worauf sollten Sie nun also bei der Installation eines Industrie-Standard USB Extender achten? Die Kabeltrasse sollte ausschließlich für Netzwerk oder Extenderstrecken reserviert sein. Bitte vermeiden Sie Stromkabel im selben Kabelkanal.

Um Ihnen die Wahl in Bezug auf das „richtige“ Kabel ein wenig zu erleichtern: Es müssen zwingend immer Netzwerkkabel verlegt werden, die einen starren Innenleiter aufweisen - also Installationskabel. Unsere Empfehlung: Je dicker der Querschnitt ist, umso besser. Wir empfehlen Ihnen die Nutzung von geschirmten AWG 24 oder AWG 23 Verkabelung. CAT5 reicht völlig aus und besitzt sogar noch den Vorteil, dass die Verdrillung im Inneren deutlich vorteilhafter ist, als beim CAT7. Wir haben hier umfangreiche Tests gefahren und geben gerne unsere Erfahrungswerte an Sie weiter.

Vermeiden Sie Übergänge. Jeder Übergang, also eine Wanddose, ein Patchfeld, eine Kupplung usw., fügt „Dämpfung“ auf die Leitung hinzu. Die Längenangaben am USB Extender sind immer auf eine 1:1-Verkabelung ausgelegt – völlig ohne Übergänge. Wir haben in unserer langen Laufbahn bereits Extender gesehen, die gar nichts mehr tun, wenn auch nur einmal gepatcht wird. Die meisten reduzieren allerdings tatsächlich die mögliche Leistungslänge. Ein 100m CATx USB Extender wird pro Übergang sicherlich 5-10m mögliche Leitungslänge einbüßen. Wenn Sie einen Übergang „einbauen“ müssen, so achten Sie darauf, dass die Kabelgüte gleich bleibt. Patchen Sie bitte mit derselben Kabelgüte, um versehentlich eingebaute „Stufen“ zu vermeiden.

Vermeiden Sie bitte Ihre Kabel an magnetischen und elektronischen Vorschaltgeräten, mit Zünd- und Starteinrichtung für Lampen, vorbei zu legen. Diese Vorschaltgeräte finden Sie an Energiesparlampen, Neonröhren, Metalldampflampen usw. Sie streuen Impulse von mehreren Hundert Volt bis hin zu einigen kV und „zerstören“ damit natürlich jegliches Signal zwischen Sender und Empfänger. Da kommt daher, dass es sich bei den Netzwerkkabeln um einen Kupferdraht handelt, der sehr sensibel auf diese Art magnetischer Störungen reagiert. Die klassische Frage dazu wäre: „Warum unterbricht der Extender die Verbindung jedes Mal, wenn ich das Licht einschalten?“.

USB Extender über LWL

Jegliches Magnetfeld ist so weit wie möglich zu „umschiffen“. Ist das nicht möglich, gibt es für Ihre Anwendung nur eine Alternative: USB Extender mit Glasfaserverbindung. Diese Extender werden nur von sehr wenigen Herstellern angeboten. Streng betrachtet gibt es in Wirklichkeit sogar nur einen einzigen Hersteller, da die Übertragung patentiert wurde. Soll bedeuten, dass nur ein Hersteller tatsächlich diese Art von Geräten baut und diese dann wiederum auch für andere Hersteller labelt.

LwL USB Extender sind immer Industriestandard Systeme und preislich ab ca. 800,-€ zu haben. Sender und Empfänger sind galvanisch getrennt und absolut störungsanfällig für jegliche Beeinflussung von außen, bspw. durch Magnetfelder. Die Bandbreite ist um ein Vielfaches höher als bei den CATx-Pendants, wodurch sogar USB 3.0 Verlängerungen möglich geworden sind. Auch die - bisher nur stiefmütterlich behandelte - Verlängerung von HD- und Industriekameras, für z.B. „maschinelles Sehen“ in der Fertigung oder in Sternwarten, haben in der Vergangenheit immer das Problem gehabt, dass scheinbar geeignete USB Extender für USB 2.0 die Bandbreite auf ca. 50% des Kameraspeeds reduziert haben. Auf diese Weise war eine 100%ige Eignung für eine derartige Anwendung nicht gegeben. Das hat sich mit den neuen USB 3.0 Glasfaser-Extendern nun allerdings geändert.
 

USB - was ist das eigentlich?

USB stammt aus dem Englischen und steht für Universal Serial Bus. USB beschreibt eine serielle Verbindung zu externen Geräten, die erkannt und sofort verfügbar sind (HotPlug). Sofort verfügbar heißt, dass die Eigenschaften dieser Geräte von einem Rechner sofort erkannt werden und nutzbar sind.

Wie der Name USB schon sagt, handelt es sich hierbei um eine Art serielles Protokoll, das die einzelnen Bits hintereinander an ein Endgerät überträgt. Neben den Datenbits überträgt die USB-Schnittstelle allerdings auch noch die Spannungsversorgung für die angeschlossenen (kleinen) Geräte. Eine hohe Übertragungssicherheit und ein einfacher Aufbau des nur vieradrigen Übertragungskabels machen die Schnittstelle günstig und für viele externe Geräte interessant.

Ein Hostcontroller übernimmt die komplette Verwaltung und Steuerung von bis zu 127 USB Clients - also den angeschlossenen externen USB Geräten. Um die Anzahl der Geräte, die am Hostcontroller angeschlossen werden sollen erhöhen zu können, werden passive USB-Hubs eingesetzt. Diese sogenannten Hubs sind bereits in einigen Geräten mit mehreren Endgeräten verbaut. Eine kabellose Kombination aus Tastatur und Maus benötigt zum Beispiel nur noch einen USB-Anschluss, obwohl zwei Geräte am Hostkontroller angeschlossen werden sollen. Der Hub ist bereits integriert.

Andere serielle Schnittstellen wie die parallele Schnittstelle, RS-232, Gameport, Apple Desktop Bus oder auch die PS/2 für Eingabegeräte, wurden größtenteils durch USB verdrängt bzw. ersetzt. Seit ca. 2007 gibt es sogar externe DVI Grafikkarten, die einfach per USB am Notebook angeschlossen werden, um die fehlende digitale Schnittstelle am Rechner zur Verfügung zu stellen. Dies ist allerdings erst ab der Version USB 2.0 möglich.

Gängige Eingabegeräte, die man heute an einen USB anschließen kann, sind unter anderem:

• Tastatur und Maus
• Touchscreens
• Memory Sticks
• Festplatten
• Drucker, Scanner und Kopierer
• Telefone
• Handys
• Disketten-, CD-, DVD- und BlueRay Laufwerke
• Lautsprecher

Mittlerweile haben sich tatsächlich, je nach anzuschließendem Gerät, mehrere verschiedene USB Steckertypen etabliert. Die gängigsten Typen sind sicherlich USB-A, USB-B, Mini-B, Micro-A und Micro-B. Neu für USB 3.0 ist USB 3.0 B.

Die max. Kabellängen von Full-/High-Speed-, bzw. Low-Speed-Kabeln sind auf fünf bzw. drei Meter begrenzt. Das ist der Standard.

Welche USB Standards gibt es?

Welche Themen werden behandelt:

1. Was ist USB 1.0, bzw. was ist USB 1.1?
2. Wie schnell ist USB 2.0?
3. Wie schnell ist USB 3.0?
4. Ist es möglich ein USB-Kabel zu verlängern?
5. Wie weit kann ich mein USB-Kabel verlängern?
6. USB aktiv verlängern – warum funktioniert mein USB Extender nicht?

• Was ist USB 1.0, bzw. was ist USB 1.1?

USB 1.0 wurde im Jahr 1996 von Intel entwickelt um externe Geräte, wie z.B. Tastatur und Maus, sowie Drucker und Scanner, an einen Computer anzubinden. Auch Festplatten wurden unterstützt, aber wegen der langsamen Verbindung von 12Mbit/s nicht wirklich attraktiv eingebunden. Zum Vergleich: Der Apple FireWire 400 IEEE1374 hatte bereits ein Jahr zuvor schon einen Datendurchsatz von 400 Mbit/s.

Der Standard hatte Fehler und es gab Probleme mit den damaligen Betriebssystemen. Erst mit der Einführung der ATX Boards und dem darauf laufenden Windows 98 kamen mehr und mehr USB Endgeräte auf den Markt – wodurch sich der Standard natürlich weiterentwickelte. Intel betrieb zum Beispiel ein umfangreiches Bugfixing und brachte USB 1.1 heraus, allerdings bei gleicher Geschwindigkeit.

• Wie schnell ist USB 2.0?

USB 2.0 wurde im Jahr 2000 angekündigt und mit einer Datenrate von 480Mbits/s spezifiziert. Damit war es nun erstmals möglich tatsächlich externe Festplatten oder schnellere Videoübertragungen vernünftig zu unterstützen. Bei High-Speed Kameras wurde die Übertragung aber immer noch auf halbe Geschwindigkeit gedrosselt, was dazu führte, dass dieser Markt nicht von USB, sondern weiterhin z.B. von FireWire bedient wurde.

• Wie schnell ist USB 3.0?

USB 3.0 ist laut Spezifikation aus 2008 mit einer Datenübertragungsrate von 5Gbit/s etwa 10x so schnell wie USB 2.0. In Wirklichkeit liegt die Brutto-Datentransferrate allerdings „nur“ bei ca. 4Gbit/s.

Damit sollten nun auch schnelle Kameras in voller Geschwindigkeit übertragen können. Noch schneller geht es derzeit nur mit Thunderbolt, einem in 2011 von Intel und Apple ins Leben gerufener Standard, der digitales Video (DP++) und eSATA in einer Schnittstelle verbindet und mit 2x 10Gbit/s etwa dreimal so schnelle Nettodatenraten bietet.

• Ist es möglich ein USB-Kabel zu verlängern?

Generell ist es so, dass der USB-Standard eine maximale Kabellänge von drei bis fünf Metern vorsieht. Dazu muss man wissen, dass das Kabel vieradrig ist. Das bedeutet, dass zwei Adern sich um den Datentransfer und zwei weitere um die Stromversorgung der angeschlossenen Endgeräte kümmern. USB Endgeräte erwarten 5VDC Spannung, die aber nur bei entsprechend kurzen Kabeln geliefert werden können.

• Wie weit kann ich mein USB-Kabel verlängern?

Der USB-Standard sagt, dass zwischen drei und fünf Metern die maximale Kabellänge erreicht ist. Das liegt zum einen an der benötigten Versorgungsspannung für die Endgeräte, die auch bei verlängerten Kabeln unterbrechungsfrei zur Verfügung stehen muss, wie auch der fehlerfreien Datenübermittlung. Für alles was darüber hinaus geht stehen unsere USB Extender zur Verfügung.

• USB aktiv verlängern – warum funktioniert mein USB Extender nicht?

Viele Hersteller von „Billig-Extendern“ verkaufen für kleines Geld entsprechende Geräte. Meist sind Strecken von bis zu 50m angegeben und es soll USB 2.0 oder 1.1 transparent übertragen werden. Die Geräte liegen in einer Preisklasse teilweise deutlich unter 100€ und kommen in der Regel im Plastikgehäuse daher. Wir haben täglich Kundenanfragen zum Thema „warum funktioniert mein USB Extender nicht ordentlich?“ oder „warum bricht mir ständig die Verbindung weg?“

Natürlich ist das für uns aus der Ferne heraus nur sehr schwer zu beantworten. Was allerdings Allgemeingültigkeit besitzt, ist: Wer billig kauft, kauft in der Regel zweimal. Mindestens. Unsere Erfahrungen haben gezeigt, dass eine Investition von ein paar Euros mehr zu einem deutlich verbesserten Ergebnis führt.