USB verlängern über Cat5e oder LWL-Kabel

Wie kann ich die USB-Distanz verlängern?

USB eignet sich für viele Geräte wie Massenspeicher, Drucker und Scanner, Kameras/Webcams, Mäuse, Tastaturen, Messsysteme, Messinstrumente und vieles mehr. Laut Standard liegt die maximal erlaubte Länge für ein USB-Kabel bei 5 m. Die Verschachtelungstiefe mit Hubs ist begrenzt auf maximal fünf Hub-Ebenen unterhalb des Hostcontrollers. Somit ließe sich mit fünf Hubs und sechs Kabeln à 5 m eine Distanz von maximal 30 m per USB übertragen. Wobei natürlich jeder Hub die Laufzeit erhöht und auch der mechanische Aufbau mit mehreren Kabel und Hubs eher nicht zu empfehlen ist. Für die meisten Peripheriegeräte am PC sind nur kurze Distanzen nötig: Webcam, Tastatur, Maus, Drucker und Scanner werden üblicherweise nahe beim PC aufgestellt. Dies verhält sich anders bei Überwachungskameras oder Kameras in Bilddatenerfassung und Mustererkennung: Diese befinden sich beispielsweise an einem Gebäudeeingang oder in einem industriellen Prozess zum Beispiel im Testfeld, während der auswertende PC in einiger Entfernung aufgestellt ist. Wie kann man hier die Limitierungen von USB durchbrechen?

Die Lösung sind Extender oder Medien-Konverter von Icron. Sie erlauben eine Verlängerung der USB-Übertragung bis 100 m oder sogar bis 10 km. Die Extender arbeiten entweder mit Cat5-Kabeln (also herkömmliche Ethernet-Kabel mit RJ45) oder aber mit LWL-Kabeln (Lichtwellenleiter, "Glasfaserkabel"). Mit Kupfer sind Distanzen bis 100 m möglich, mit LWL erreicht man bis zu 500 m mit Multimode-Kabeln (Multimode-Faser) und bis zu 10 km mit Singlemode-Kabeln (Monomode-Faser). Aber selbst für eine Distanz von 15 m ist zum Beispiel der Extender Icron Spectra 3001-15 eine bessere Lösung, als die Kabel-Hub-Kombination: Der Extender ist komplett in ein USB-"Verlängerungskabel" integriert und wird wie ein solches einfach eingefügt. Also keine wackeligen Kabel-Hub-Kabel-Hub-Aufbauten, noch dazu mit Netzteilen für jeden Hub. Und keine Laufzeiterhöhung durch die Hubs.

Die Übertragung arbeitet vollkommen transparent, ohne Änderung der Software und ohne Treiber. Daher ist sie auch kompatibel zu Windows, Linux und Apple Mac. Die meisten Extender (wenn sie nicht komplett in ein Kabel integriert sind) bestehen aus einem lokalen Extender-Modul am Host (LEX/Local Extender), der USB umsetzt auf eine Cat5- oder LWL-Übertragung. Hinzu kommt als "Gegenstelle" das dezentrale Extender-Modul (REX/Remote Extender), welches das Übertragungssignal wieder "zurückwandelt" in Standard-USB. Je nach Modell wird eines der beiden Module (oder beide) per Netzteil mit Spannung versorgt. Die Modelle mit LWL sorgen durch die Übertragung per Lichtwellen zusätzlich für eine komplette galvanische Trennung - ideal zum Beispiel bei Potentialunterschieden von Host und USB-Geräten. Umsetzer sind für USB 1.1, USB 2.0 und USB 3.0 erhältlich. Neben Kameras ist eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Anschluss eines USB-Oszilloskopes (zum Beispiel Picoscope 2000) als Embedded-Oszilloskop oder im Testfeld an einen PC in einer größeren Distanz (Paket-Promotion-Angebot).

USB Extender mit USB PC-Oszilloskop PicoScope 2200