Usb удлинитель из витой пары для модема

Технический блог специалистов ООО"Интерфейс"

Главная
Удлинитель USB через витую пару — интересное, но бесполезное устройство

Удлинитель USB через витую пару — интересное, но бесполезное устройство

Автор: Уваров А.С.
01.10.2015

В практике автоматизатора с завидной регулярностью возникают ситуации, когда оборудование приходится размещать на некотором удалении от управляющего ПК, поэтому разного рода переходники и удлинители всегда вызывают профессиональный интерес. Тем более удлинители интерфейса USB, как наиболее сложного и капризного в этом плане. Когда нам на глаза попался удлинитель, обещающий работу USB устройств на расстоянии до 30 м по витой паре мы не смогли пройти мимо.

Сначала пара слов о том, зачем нужно удлинять USB. Обычному пользователю или администратору трудно представить какое USB-устройство и для чего может потребоваться выносить от компьютера на пару десятков метров, разве что принтер. С торговым оборудованием все обстоит по-другому. Самые частые кандидаты на вынос — это чековые принтеры и сканеры штрих-кода в общепите, которые могут располагаться на значительном удалении от управляющего ПК.

Обычно для этих целей используются устройства с интерфейсом RS-232, но в последнее время появляется все больше моделей только с интерфейсом USB, а для поддержки RS-232 предлагается приобретать соответствующие кабели или платы расширения отдельно. Все бы ничего, но стоимость таких "опций" зачастую способна значительно увеличить бюджет внедрения, поэтому вполне закономерен интерес к подобным удлинителям, стоимость которых значительно ниже.

В наши руки попал удлинитель под маркой VCOM и стоимостью чуть более 500 руб. на конец сентября 2015.

Однако мы имеем дело, скорее всего, с неким OEM производителем, так как полностью аналогичные внешне устройства мы нашли также в ассортименте фирмы Espada:

Под непонятным брендом на Юлмарте:

И, наконец, на Али:

Стоимость и обещания при этом варьируются в широких пределах: от 500 до 1250 руб, обещают при этом работу на расстояниях 30-45 метров, при том что продается везде явно одно и тоже устройство.

Перед тем, как подключать его к компьютеру мы проявили разумную осторожность и посмотрели, что там внутри. С верхней стороны нет ничего, кроме разъемов и одинокого конденсатора.

С нижней стороны находится неизвестная микросхема и минимум деталей обвяза.

Обе части удлинителя полностью идентичны.

Перейдем непосредственно к испытаниям. При подсоединении к ПК устройство никак не определяется. Мы отмерили 45 метров витой пары категории 5e и подключили через удлинитель обычную флешку. Результат нас не обрадовал.

Опытным путем было установлено, что более-менее устойчивая работа устройств обеспечивается при длине кабеля не более 15-20 метров. При этом требовательные к питанию устройства через данный переходник не работают, нам не удалось заставить работать ни один из наших контейнеров Zalman, также не работают лазерные сканеры штрих-кода. В итоге нам удалось подключить только внешний контейнер Kingston c SSD внутри.

Результат тестирования заставил нас глубоко задуматься:

Полученные показатели никак не соответствуют стандарту USB 2.0, даже с поправками на удлинитель, а очень сильно напоминают показатели USB 1.x — 12 Мбит/с — 1,5 МБ/с. Если принять во внимание накладные расходы, то получается очень похоже. Чтобы окончательно убедиться в своих выводах мы подключили через удлинитель Wi-Fi адаптер TP-LINK TL-WN722N, результат только подтвердил наши догадки:

Учитывая, что 1 МБ/с = 8 Мбит/с, можем однозначно заключить, что данный удлинитель поддерживает работу только по стандарту USB 1.x, при этом скорость работы не зависит от длины кабеля, мы специально обжали 10 см витой пары и получили аналогичные результаты.

Становится понятно, что использовать данный переходник для подключения накопителей или беспроводных адаптеров лишено всякого смысла, исключение составляют разве что 3G-модемы, если тарифный план укладывается в ограничения интерфейса.

Перейдем к тому, что собственно интересует нас больше всего — торговому оборудованию. Сканеры штрих-кода на расстояниях, представляющих практический интерес, работать отказались. С устройствами, имеющими собственное питание дела обстоят лучше. Фискальный регистратор FPrint-5200 заработал на длине кабеля в 30 м без каких-либо вопросов, как и чековый принтер Posiflex Aura 6900.

Это хорошо, но именно этот тип оборудования традиционно подключается через RS-232 и данный интерфейс имеет штатно.

Мы также попробовали подключать обычные принтеры и МФУ, результат также положительный, разве что скорость работы со сканером вряд ли вас обрадует.

Выводы

Выводы сегодня будут неутешительные. Устройство несомненно интересное, но реализация, как это обычно и бывает с дешевыми китайским устройствами, подкачала. USB 1.x сегодня не выдерживает никакой критики и по сути делает устройство бесполезным. Второй существенный недостаток — устройство не способно обеспечить предусмотренный стандартом ток на заявленной длине кабеля. Как можно видеть из схемы питание просто передается по витой паре: одна пара на +5 В и две пары на землю. И это с учетом того, что давно существует технология PoE, да и переходники для аналоговых камер, также китайского производства, вполне способны были обеспечивать питанием 12 В камеры с током потребления до 0,5 А на расстоянии до 80 м (проверяли лично).

Для чего реально может пригодиться данное устройство нам предположить трудно. Разве что вынести чековый принтер, если вы вдруг, по недосмотру, купили модель без интерфейса RS-232 или вынести в зону лучшего приема 3G-модем.

Удлинитель для модема 4G стандарта — очень полезная вещь в домашних условиях или во время отъезда, когда приходится пользоваться мобильным Интернетом. Представляет собой портативный внешний усилитель, который достаточно просто собрать своими руками.

Стандартный удлинитель для модема используется для того, чтобы вынести устройство на большое расстояние от ноутбука или ПК. При этом применяется провод или шнур на основе обычной витой пары с «ЮСБ» выходом на конце. Длина выноса модема может достигать шестидесяти метров, что позволяет подобрать место с максимальным качеством принимаемого сигнала.

Как сделать

Самостоятельно изготовить стандартный USB удлинитель 10 метров, для 4G модема можно достаточно легко. Для этого подойдут подручные средства. Алгоритм изготовления такой:

для основы устройства подойдет обычный фонарик с выходом usb, его наконечник с лампой необходимо снять;
далее следует разрезать ножом штекер разъема и открыть контакты. При помощи паяльника требуется удалить провода от разъема, после чего достать их и проволоку жесткости из разъема;
требуется укоротить трубку фонарика до длины в пятнадцать сантиметров, после чего приготовить четыре проводника с длиной в 25 сантиметров;
в трубку вставить проводники и создать изгиб на конце проволоки для того, чтобы модем имел хорошую поддержку;
в трубку вмонтировать проволоку для жесткости;
в том случае, когда проводники сложно затягиваются, возможен их обрыв через некоторое время. Поэтому необходимо выбрать трубку с большим диметром, чтобы все элементы в ней находились свободно;
далее необходимо припаять к разъему проводники и соединить экраны при помощи проволоки жесткости, прикрутив к концам куски меди;
гнездо для крепления модема можно соорудить из переходника старой мыши PS/2 — USB, для этого одна сторона корпуса должна быть разрезана и из нее извлечены разъемы и детали гнезда;
потом требуется припаять к разъему проводники;
после припаивания необходимо проверить работоспособность удлинителя при помощи обычной флешки;
если персональный компьютер может увидеть флешку, следует приступать к сборке устройства;
штекер к ПК или ноутбуку необходимо собрать и приклеить или прилепить скотчем;
проводники и проволоку жесткости осторожно выложить чтобы не было взаимных замыканий.

Обратите внимание! В качестве основы можно использовать и обычную пластиковую бутылку.

Характеристики

Применение удлинителей в пределах городской застройки намного более эффективно по сравнению с использованием активных усилителей или дополнительных MIMO антенн. Если пользователь проживает в квартире, то достаточно будет выставить модем возле окна или закрепить снаружи. Усилители рекомендуется использовать в сельской местности, где все зависит от расстояния. Именно на работу повышенной дальности направлены антенны.

Основные характеристики удлинителей:

стандарт, который использует порт и USB кабель для модема 4G;
расстояние применяемого удлинения. От длины провода зависит скорость соединения, чем короче провод, тем она выше;
скорость передачи информации;
тип питания. Это может быть внешний блок или питание от USB-выхода;
потребляемая устройством мощность;
применяемые разъемы. RJ45 и обычные USB-разъемы;
категория кабеля.

Приобретаемые в торговых точках удлинители могут делиться по месту эксплуатации. Они могут быть выносные и внутренние. Первые будут хорошо изолированы и защищены от попадания влаги и пыли. Во втором случае будет простой корпус.

Важно! Если устройство создается своими руками и планируется применять его на улице, то следует предпринять меры для качественной изоляции мест контактов и разъемов.

Применение в других областях

Удлинители USB применяются не только для выноса модема до места с наилучшим сигналом. Есть множество других сфер, в которых представленное оборудование себя активно зарекомендовало. Распространено использование удлинителей в следующих сферах деятельности:

в охранных системах для монтажа камер видеонаблюдения или обычных веб-камер;
в мобильной связи для установки модемов, которые функционируют в стандарте gsm;
для сканеров и принтеров, к которым применяется совместный доступ по локальной сети;
при проведении различных конференций и презентаций удлинители используются для подключения мыши или клавиатуры;
всевозможное диагностическое и измерительное оборудование;
интерактивные автоматы, терминалы и считыватели штрих-кодов.

Комплектность

Зачастую поставляемый комплект минимален и имеет в наличии:

непосредственно USB-устройство по витой паре (должны быть Host-блок и Dev-блок);
второй в комплекте идет инструкция.

Зачастую в комплекте не поставляется непосредственно блок питания. Кроме этого необходимо большое внимание обратить на применяемые провода. В том случае, если они тонкие, оборудованию может быть недостаточно питания. Также они имеют недостаточную экранировку. Это чревато тем, что напряжение будет понижаться достаточно резко и может падать до пяти Вольт.

Кроме этого при большой длине самого провода и малом диаметре передаваемые электрические импульсы будут слабыми и достаточно искаженными различными помехами. В этом случае ПК или ноутбук будет испытывать проблемы с тем, чтобы отличить получаемые единички от ноликов. Это чревато частыми потерями соединения в результате отсутствия передаваемых данных.

Как определить степень качества приобретенного устройства

Сам удлинитель имеет одну наиболее важную часть в своем составе — это провод. Именно по нему можно определить, насколько качественный продукт был приобретен.

Провод с повышенным диаметром имеет максимально малую величину сопротивления, поэтому и проводимость у него повышенная. Большую роль играет и материал, из которого он выполнен.

Обратите внимание! Наиболее качественные провода делаются из меди, поскольку этот материал дает минимальное сопротивление. Далее идут обмедненные и луженые провода.

Следует обратить внимание на качество сборки разъемов. В случае с дешевыми китайскими устройствами достаточно часто используется не требуемая позолота, а напыление дешевой краски, которая быстро слазит. В результате это приводит к быстрому окислению места контакта и повышению сопротивления.

Правильная покупка заключается в подборе наилучшего провода. Для этого не помешает знать его маркировку. Здесь показана зависимость толщины проводника от длины шнура:

28 AWG = 0.81 метр;
26 AWG = 1.31 метр;
24 AWG = 2.08 метра;
22 AWG = 3.33 метра;
20 AWG = 5.00 метров.

AWG представляет собой калибр шнура. С уменьшением цифры перед ним повышается диаметр кабеля. В качестве примера получается, что максимальная длина провода в пять метров должна производиться из наиболее толстого кабеля в 20 AWG.

Удлинители для модемов, которые работают в стандарте 4G, можно собрать самостоятельно или приобрести готовые. Необходимо знать основные характеристики устройств и моменты, касающиеся правильности выбора.

Для подсоединения к модему нужно два адаптера и 2 сборки кабельные, антенные адаптеры для модема, USB-удлинитель . Чтобы сделать облучатель 3g 4g для спутниковой антенны своими руками нужно цельнорезьбовая шпилька М6/М8 140 мм, гайки под шпильку — 12 шт, F разъем под ТВ кабель — 4 шт, разъем.

Пользователи, применяющие для выхода в интернет 3G-сети, наверняка сталкивались с такими явлениями, как неустойчивый сигнал, скачкообразные изменения скорости и прочими неприятностями.

Пользователи сети не всегда могут получить высокую скорость онлайн-связи. Плохая пропускная способность и нестабильный сигнал не позволяет мобильной связи работать в полную силу.