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挑選 USB 延長器/延長線有哪些重點?能用在哪些設備上?

挑選USB延長器、延長線有哪些重點?能用在哪些設備上?

USB 傳輸距離限制約為 16 ft~6 ft

USB 的傳輸距離限制,通常為 16 ft 5 inch 至 6ft(約為 5 公尺 ~ 1.8 公尺),意思是若僅需要 10 ft 以內距離的傳輸,僅需要一般的 USB 線材即可,這些線材甚至不需要特殊的傳輸晶片,僅須把線本身做長一點即可。

USB 2.0 的基礎傳輸距離離較 USB 3.0 長一些:USB 2.0 的規範將 USB 2.0 裝置(全速或高速)之間的電纜長度限制為 16 英尺 5 英吋(5 公尺);USB 3.0/3.1 規範沒有指定裝置之間的最大電纜長度,但建議長度為不要超過 3 公尺(或約 9 英尺 10 英吋)。

然而,線材長度的最大限制是線材的品質,不同線材可能會有不同結果,但使用高品質電纜,可能可以超過基本距離限制。但是,為確保資料可以安全傳輸,在距離超過建議長度時請使用主動式延長器。

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主動與被動的 USB 延長器/延長線

上述提到的「長一點」的線材,就是指被動線材,主動與被動的區別就是線材或是設備內有沒有傳輸晶片。

若您使用的是 USB 延長器,這能讓您的傳輸不是單單建立於許多被動條件,而是建立於設備所使用的延長傳輸技術之上。

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USB 主動延長裝置類型

一般主動 USB 延長線

一般主動延長線,使用的比較多的為中繼技術,在 USB 2.0 的條件下,傳輸距離可達 9.8 英尺(25 公尺)。USB 3.0 / 3.1 的條件下,傳輸距離可達 5.9 英尺(18 公尺)。

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USB 光纖延長線

光纖延長線透過晶片將 USB 電氣訊號轉換為光訊號,因為光訊號不容易衰減,才能順利透過光纖延長。因為光纖的價格不便宜,因此你很少在市面上看到 USB 2.0 的光纖延長線,大多為 USB 3.0/3.1,這類型的線材傳輸距離通常在 50ft (1.5 公里)~100ft(3 公里)間。

此外光無法導電,因此光纖內無法傳輸電力,需要靠光纖外面的外皮金屬導電。因此在電力方面,可能會有所不穩定,或無法達到您的預期。

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USB 延長器

延長器通常會有兩個裝置,一個放在設備端(Device),一個放在主機端(Host),中間通常由網路線或是光纖線連接,使用者可以用需求的距離決定要使用哪一種線/裝置。

以目前 USB 3.0 延長技術來說,分為 Icron 或 HDBaseT 兩種。SC&T 使用的是 HDBaseT 傳輸技術,USB 延長器能提供較高的穩定性與電力傳輸。

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USB 網路線延長器

USB  乙太網路延長器是使用乙太網路線材來延長 USB 訊號,通常在 Device 及 Host 端需要接電源,確保穩定傳輸。

在使用 USB 乙太網路延長器時,須注意所使用的乙太網路線材,USB 2.0 最傳輸頻寬為 480Mbps(約60MB/s),因此使用的是 CAT5e 線材,最大頻寬 1Gbps。

USB 3.0 為 5 Gbps(約 500 MB/s),因此使用的是 CAT6a 線材,最大頻寬 10 Gbps。

註:請注意 5Gb/s 的頻寬並不等於 5Gb/s 除以 8 得到的 640MB/s ,而是採用與 SATA 相同的 10 Bit 傳輸模式(在 USB2.0 的基礎上新增了一對改錯碼),因此其全速只有 500MB/s。

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USB 光纖延長器

USB 光纖延長器,就是使用光纖線將 USB 訊號延伸的更遠。

需要特別注意的是,若使用一般光纖線,線上無法帶電,因此裝置端需要用電的話,要靠 Device 端的電源為設備供電。

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要如何決定使用哪種 USB 延長設備?

第一,USB 傳輸最重要的是頻寬,您可以看你的設備使用的為 USB 2.0 或 USB 3.0/3.1/3.2 來判斷你需要使用哪一種延長器。

第二,判斷延長距離,一般來說 100 ft 以內,您可以考慮網路線延長線或光纖延長線。超過這個距離,您則可以考慮兩個設備一組的延長器。

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USB 延長器可應用於哪一些設備?

USB 延長的重點是讓 USB 設備可以遠離電腦主機,讓使用者可以不受 USB 傳輸距離的限制,雖然現在許多 USB 設備有藍芽技術支援,但是藍芽可能會封鎖部分功能。我們將整理一些 USB 延長技術可以應用的設備,以下將設備做一些分類:

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直播類設備

直播或 Podcast 環境,會用到一些 USB 設備,這些設備有可能是遠離你的電腦主機的,如:

  • 擷取器/擷取盒:擷取卡是擷取 HDMI(或其他介面)轉為 USB 輸入電腦的裝置,這些裝置在傳輸頻寬上會有較高的限制。
  • 混音工作台及周邊:混音工作台、麥克風、耳機的延長,可以讓您空間調配更自由,更專注於工作上。
來源: (1) Elgato STREAM DECK, (2) Elgato Facecam Pro, (3) LIVE GAMER EXTREME 3 | AVerMedia, (4) Solid State Logic | Leading the way in Sound

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辦公類設備

  • 隨身硬碟、讀卡機:雖然 USB 向下相容,USB 2.0 的延長器仍能接 USB 3.0 設備,但放在隨身硬碟、讀卡機等設備來說,會很直接影響傳輸速度。
  • 印表機、掃描器:早期的印表機,使用較多 DB (25/36) 介面,現在大型辦公室的印表機,多用網路線控制,但大部分個人印表機/掃描器使用 USB 介面,USB 延長器能更好的解除設備安排空間上的限制。
  • 滑鼠鍵盤:滑鼠鍵盤的使用頻寬較低,如果僅需延長滑鼠鍵盤,其實可以考慮 USB 2.0 延長設備或是 KVM 延長設備。
  • webcam:如羅技等視訊鏡頭現在也常使用USB作為傳輸介面,這類攝影機可以讓沒有攝影機的桌上型電腦進行視訊會議。
來源: (1) Pexels, (2) HP OfficeJet Pro Office Printer with the HP All-In Plan | HP® Official Site, (3) MX Mechanical Mini Mac Keyboard + MX Master 3S Mac Mouse | Logitech, (4) 4K Pro Magnetic Webcam for Apple Pro Display XDR (logitech.com)

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設計類設備

  • 調光設備:如 Davinci Resolve Panel,由於影像調光電腦主機較為昂貴,在專業應用中電腦可能會集中管理。
  • 相機 Tethering 設備:Studio 內,相機常會移動,移動範圍較大,但是 RAW 檔案若仰賴藍芽傳輸,速度太慢,因此越來越多 studio 使用 Tethering,用實體的 USB 傳輸線傳輸 RAW 檔,此時 USB 延長器就能以較快的傳輸速率傳輸檔案給電腦,方便攝影師工作。
  • 3D列印機:可延長3D列印機與電腦的連接距離。
來源: (1) Wacom Intuos Pro, (2) Davinci Resolve Panel, (3) Tether Tools, (4) Anycubic Kobra 3 Combo 3D Printer: Be Bold, Be Colorful

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遊戲類設備

  • 遊戲手把:如 DualSense,這類設備雖能支援藍芽,但是部分功能在電腦上,如 adaptive triggers 仍需要實體 USB 連線才能使用。
  • 喇叭:電腦類的喇叭多會使用 USB 介面,延長喇叭架設距離。
  • 虛擬實境(VR)設備:PC VR 仍須仰賴電腦,USB 延長可讓使用者離電腦設備更遠。
來源: (1) DualSense, (2) Amazon, (3) Apple Vision Pro - Apple

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網路設備

  • 無線網卡:USB延長器可以延長、擴張無線網路應用的範圍。
來源: Archer T2U Plus | AC600 High Gain Wireless Dual Band USB Adapter | TP-Link

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影像傳輸設備

  • DisplayLink:部分設備經測試可相容,將於下文的其他問題說明。

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其他問題

延長器的 USB 接口不夠可以串接嗎?

USB 有規定串接(USB cascade)的數量。串接 USB 集線器是指在原有的 USB 集線器上再連接第二台集線器,則此集線器為第二層;該層再連接另一個或多個集線器和其他一些設備,以此類推,串接多層集線器和設備。USB 規格最高可串接至七層。

但由於每一個設備製造商不同,以 SC&T 的 USB 3.2 Gen1 延長器(UE03H)來說,可接至 3 層。

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SC&T USB 延長器(UE03H)可以直接傳輸影像嗎?支援DisplayLink嗎?

這邊要提到兩個USB可以傳輸影像的技術: DP ALT mode和DisplayLink。

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USB 延長器不支援 DP Alt Mode

DP Alt Mode 是一種可以利用 USB-C 傳輸影像的技術,可以做到像是將 HDMI、DP 接到螢幕一樣簡單,其原理為雖然是 USB-C 介面,但使用的是 DP 的傳輸協定。事實上您已經可以看到一些市面上的螢幕開始支援 USB-C,如 walmart。

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關於 DP Alt Mode,您可以參考:USB Type-C、Type-A、Type-B 差異與 USB 規格比較

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很遺憾,我們的 USB 延長器不支援 DP Alt Mode,因此如果需要傳輸影像,就需要一些外部裝置支援。

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DisplayLink 設備品牌眾多需要個別測試

DisplayLink 是一個相對較新的技術,功能是透過設備,將 USB 轉為 HDMI 進入顯示器。當 HDMI 視訊也能透過 USB 傳輸時,USB 便可完全達成 KVM 傳輸,因此加上 DisplayLink 設備的 USB 延長器,幾乎可以當作 KVM 延長器(當然我們無法為 DisplayLink 所帶來的延遲有所保證)。

經我們測試,SC&T USB 3.2 Gen1 CAT6a Extender 能支援 DisplayLink 相關設備,但是我們並不在介紹與說明書中提及,因為 DisplayLink 需要驅動程式,市面上的解決方案也較混亂,還未有一個嚴格的傳輸規範,因此為避免使用誤會,我們並沒有宣稱我們一定可以支援 DisplayLink 相關設備,需要使用者自行測試所使用的 DisplayLink 設備是否相容。

此外,使用 DisplayLink 設備,電腦通常需要安裝供應商所提供的驅動程式,如果沒有安裝仍無法使用。

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是否有方式測試 USB 傳輸速率?

USB 傳輸速率可使用軟體測試,網路上有許多測試軟體如 CrystalDiskMark,您可以測試連接延長裝置與直接使用裝置傳輸速率的區別。我們建議使用 USB 隨身硬碟來測試,才能同時測試讀與寫的功能。

由於不同軟體使用的單位不同,測試時請注意單位轉換,如 Mbps 與 MB/s 之間的換算方式,如:

  • 1 Mbps = 0.125 MB/s
  • 8Mbps =1MB/s

Cable Used

Product Name

Technology

Power Source

Signal

Type

1080p Distance

4K Distance

Optical Fiber Cable

HDMI Fiber Cable

Fiber

(Reflection of Light)

Power From Source

Video/ Audio

Cable

100M

100M

HDMI Fiber Dongle Extender

Mini USB

Dongle

300M/ 1KM

300M/ 1KM

Network Cable

HDMI CAT5e Dongle Extender

Equalizer*

Power From Source

Video/ Audio

Dongle

40M

N/A

HDMI CAT5e Extender

External Power Supply

Video/ Audio

Stand-alone

50M

N/A

HDMI over IP Extender

Internet Protocol

External Power Supply

Video/ Audio

Stand-alone

140M

140M

HDMI KVM over IP Extender*

Video/ Audio/ Keyboard/ Mouse

150M

150M

HDMI Cable

HDMI Repeater

Bypass

External Power Supply

Video/ Audio

Stand-alone

20M

10M

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