USB ケーブルの長さはどれくらいですか?

USB ケーブルにはさまざまな長さがあります。 数インチほど短いものもあれば、数メートルの長さのものもあります。 しかし、USB ケーブルには最大長がありますか? 知っておくべきことはすべてここにあります。

USB ケーブルの長さについて話す前に、ケーブルの長さがパフォーマンスに果たす役割を理解することが重要です。

USB は、コンピューティング デバイスがデータや電力をあるデバイスから別のデバイスに転送するために使用するインターフェイスです。 2 つのデバイスが USB ケーブルで接続されている場合、データ パケットを使用して相互に通信します。 ただし、受信側が各データ パケットを確実に受信できるようにするために、ソース デバイスは次のデータ パケットを送信する前に宛先からの確認信号を待ちます。

ただし、送信元デバイスは、パケットが失われたとみなして再試行するまで、一定時間 (PDF) (通常はナノ秒) しか待機できません。 したがって、あるデバイスから別のデバイスへのデータの効率的なフローにおいては、時間が重要な要素となります。 また、データ パケットが受信者に到達するまでにかかる時間は、その時間に影響します。

そのため、USB ケーブルの長さが非常に重要になります。 これが短い場合、送信元から宛先までのデータの移動時間 (信号伝播遅延とも呼ばれます) が短くなります。 ただし、USB ケーブルが長すぎると、伝播遅延が長くなり、データ転送速度が大幅に低下する可能性があります。

USB ケーブルの最大長に影響を与えるもう 1 つの要因は、信号強度の損失または減衰です。 データ信号が USB ケーブルを通過するとき、信号は抵抗に遭遇し、その結果、信号の強度が一部失われます。 データがさらに移動するほど、信号の劣化が大きくなります。 ある時点を過ぎると、信号強度が弱すぎて受信機がそれを理解できなくなります。

そのため、USB ケーブルは、信号伝播遅延が長くなったり、減衰が大きくなりすぎたりする前に、一定の長さにする必要があります。

USB ケーブルの最大長は、サポートされる USB の世代によって異なります。 USB-IF または USB Implementers Forum は、USB 標準の維持を担当する組織で、USB の各世代の仕様を設定します。

同組織は、最初の 2 つの USB 世代 (USB 1.0 (3 メートル) と USB 2.0 (5 メートル)) に対して最大ケーブル長を推奨していましたが、それ以降、USB-IF はどの USB 世代に対しても最大ケーブル長を推奨しなくなりました。 代わりに、USB ケーブルが信号伝播遅延や減衰などの特定のパフォーマンス要件を満たすことが義務付けられています。

所定のパフォーマンス要件を満たす場合、USB 3.2 Gen 1 (USB 3.0、USB 3.1 Gen 1 とも呼ばれる) ケーブルの実用的な最大長は 2 ～ 3 メートルです。 同様に、USB 3.2 Gen 2 (別名 USB 3.1、USB 3.1 Gen 2) および USB 3.2 Gen 2×2 ケーブルの長さは最大 1 メートルです。 そして最後に、USB 4 ケーブルは最大 0.8 メートルまたは 31 インチに制限されます。

この StarTech USB-C to USB-C ケーブルは長さ 3 フィートで、USB-IF 認定を受けています。 このケーブルは最大 10Gbps のデータ転送速度もサポートします。

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特に、USB-IF は、USB-C コネクタを使用する USB 2.0 ケーブルと USB 3.2 Gen 1 ケーブルに対して、わずかに異なる実用的な長さを推奨しています。 これは、USB-C ケーブルの仕様に、より高い電力供給要件が含まれていることが原因であると考えられます。 たとえば、すべての USB-C ケーブルは最大 240 W の電力を供給できるように、電流定格が 3A または 5A である必要があります。

USB 3.2 Gen 1 Type-C ケーブルの長さは最大 2 メートルですが、USB 2.0 Type-C ケーブルは最長 4 メートルです。

USB の世代が新しくなるたびに USB ケーブルの最大長が短くなる主な理由の 1 つは、データ転送速度です。 これは、世代が新しくなるたびに、データ転送速度が高速化しているためです。 その結果、USB ケーブルの信号伝播遅延はさらに低くなければなりませんが、これはケーブル長を短くすることによってのみ達成できます。

ここで、これらのケーブルの長さは、市場で最も一般的なタイプのケーブルであるパッシブ銅線 USB ケーブルにのみ有効であることに注意することが重要です。 他のタイプのケーブルでは、同じ速度を達成しながら、より長い長さを持つことができます。

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アクティブまたは光 (または光ファイバー) USB ケーブルは、パッシブ銅線ケーブルよりも長くなる場合があります。 アクティブ USB ケーブルは、電子回路を使用してデータ信号を増幅します。 その結果、減衰を補い、データがより長距離に到達できるようになります。 しかし、依然として信号伝播​​遅延に対処する必要があります。 そのため、標準より長いアクティブ USB ケーブルでは、4K ビデオ出力などのすべての USB 機能を提供できません。

このような場合には、光 USB ケーブルの方がはるかに優れた選択肢です。 通常の USB ケーブルとは異なり、光ケーブルは光を使用してデータを転送するため、かなり高速で減衰が少なくなります。

非常に長い USB ケーブルが必要な場合は、アクティブ ケーブルや光ケーブルの他に、セルフパワー USB ハブ、USB over Ethernet エクステンダ、または USB over ファイバ エクステンダも使用できます。

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