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為什麽 Wi

2016-05-21知識

補充:關於基準頻率的問題,根據評論裏的說法有一定爭議,USB3.0規範裏給出過基準頻率是2.5GHz的說法(up to the fundamental frequency of 2.5 GHz),但規範裏給出的訊號圖裏換算過來是5GHz,至少可以得知的是,USB3.0芯片裏有2.5GHz的東西,是這東西產生的幹擾,匯流排上是否以 2.5GHz傳輸還存疑。

原回答:

首先,需要明確一點事實,任何有線訊號都會向外放射線電磁波,除非它是直流電(沒有頻率變化)、或者完全遮蔽。幹擾的強度與線纜上傳輸的訊號(如電壓、電流、頻率)有關。

舉一個特別現實的例子:一般在高壓線的下方,如果要傳輸乙太網路訊號,最可靠的方法是用光纖,如果用雙絞線銅纜傳輸訊號,很有可能會被幹擾。

大多數電子器件在設計的時候都要考慮電磁遮蔽和抗幹擾的問題。所以,盡管USB3.0是有線訊號,但仍然可能向外放射線電磁波,對其它訊號產生幹擾。

那麽有人會問了,USB3.0不是5GHz嗎?Wifi是2.4GHz怎麽會有幹擾呢?問題出在USB傳輸線上。

USB3.0的傳輸頻率確實是5GHz序列,但USB3.0使用4條數據線組成2組,每組負責一個傳輸方向,實作全雙工雙向5GHz,而每條數據線的基準頻率是2.5GHz。

所以,總頻寬是5GHz沒錯,但每條線上是2.5GHz,這個頻率距離2.4G Wifi的頻率太近了,又因為高頻裝置大多數都使用了SSC技術(展頻時鐘?)使得訊號不完全分布在一個固定頻率上,所以就波及了2.5GHz附近的其它頻率,所以對Wifi和藍芽產生了較大的幹擾。

下圖是Intel釋出的USB3.0的幹擾頻譜:

Wifi使用的是2.4GHz的頻率,所以USB3.0的傳輸會對WIFI產生較大的雜訊幹擾。

下圖是USB3.0掛行動硬碟時產生的幹擾圖,說明只有接上裝置以後才有幹擾:

通常來說USB3.0線纜的遮蔽性是很好的,但主要的問題出在接頭處。如果拆開一個USB3.0的線,會發現外面有遮蔽層之類的保護,但這些東西不是完全遮蔽的,在接頭處是裸露的,並且不完全封閉,這就使得USB3.0在接頭處對外產生了較大的幹擾。

下圖是各種遮蔽的測試,可以看出來,如果把行動硬碟的接頭以及前半部份全遮蔽起來,就能大大降低幹擾,而比較一下即使把整個硬碟都遮蔽起來,降低的效果不明顯,說明幹擾主要在接頭部份:


效果:

所以,總結下來就是USB傳輸的時候會產生雜訊,影響Wifi的使用,解決方法要麽是使用遮蔽裝置(包括USB線纜的接頭都要改造),要麽使用5G的wifi。

USB-IF有官方的文獻,英語好的同學可以直接讀這個:

http://www. usb.org/developers/whit epapers/327216.pdf

圖片和數據來自上述文件。

題外話:

1、USB3.1要搞10GHz傳輸了,那麽按照規範上來看,數據線上的頻率應該是5GHz,所以,如果有一天升級到USB3.1,那麽5G Wifi恐怕也要中槍了。

2、傳輸頻率低於總頻寬的事情也算常見,網線(雙絞線)就算一個,六類線(CAT6)以及更高規格的線纜上,總頻寬是每條線的傳輸頻率*數據線個數。

3、為什麽行動裝置不怎麽願意用USB3.0介面?因為行動裝置太小,電磁環境太復雜,有Wifi和各種頻率的手機訊號,現在再來個USB3.0,電磁遮蔽不好做。加上本身USB2.0還算不上傳輸瓶頸,所以就不著急上USB3.0了。