Apa yang dapat menyebabkan port USB 3.0 kembali ke USB 2.0?

Katakanlah saya memiliki perangkat USB 3.0, yang terhubung dengan kabel USB 3.0, ke port USB 3.0 dengan driver yang benar di komputer Windows 7. Bandwidth dan kinerja seperti yang diharapkan untuk USB 3.0.

Sekarang saya mengganti kabel ini dengan "kabel USB 3.0" dengan kualitas yang dipertanyakan. Saya mendapatkan peringatan "Perangkat ini dapat melakukan lebih cepat" yang menakutkan dari Windows (menambahkan bahwa saya harus menghubungkannya ke port USB 3.0) dan kinerja perangkat turun ke level USB 2.0. Sekarang dari pemahaman saya, beberapa port / driver dapat beralih kembali ke mode USB 2.0, agar kompatibel ke belakang. Jadi sepertinya inilah yang terjadi di sini.

Untuk mendiagnosis masalah spesifik dengan kabel, apa alasan mengapa port akan kembali ke USB2.0?

Bandwidth tidak menghormati batas? Tes listrik? Murni hingga ke pengemudi?

Sebagai referensi, saya mengujinya dengan port USB 3.0 jarak jauh yang secara khusus tidak dapat kembali ke USB 2.0, dan perangkat tidak berfungsi.

Jika Anda melihat pinout USB 3.0 , Anda akan melihat bahwa garis USB 2.0 berbeda dari garis USB 3.0. Jadi ketika jalur USB 3.0 terganggu, atau kualitasnya sangat buruk sehingga transfer data tidak berhasil, hanya jalur USB 2.0 yang menyediakan komunikasi yang berfungsi, dan akan terlihat di kedua sisi bahwa mereka hanya terhubung ke perangkat USB 2.0 lainnya.

Dengan port jarak jauh yang tidak memiliki jalur USB 2.0, jalur USB 3.0 tidak dapat berfungsi, sehingga tidak berfungsi.

Diagnosis: Beberapa jalur atau kontak USB 3.0 rusak, bengkok, atau kualitasnya buruk sehingga tidak dapat mentransfer sinyal dengan benar.

Ini murni masalah perangkat keras. Itu tidak ada hubungannya dengan pengemudi. Ini juga tidak ada hubungannya dengan OS.

Buang kabel yang buruk, dapatkan yang baru dengan kualitas yang tidak perlu dipertanyakan. Tidak mungkin Anda akan dapat memperbaiki garis buruk (ingat, kita berbicara pensinyalan frekuensi tinggi).

Jika Anda melihat konektor USB 3.0, atau lebih baik mengukur parameter interkoneksi, Anda tidak akan melihat banyak perbedaan. Dalam kedua kasus, impedansi diferensial, meskipun dirancang untuk 90 Ohm, akan memiliki beberapa diskontinuitas, yang akan tergantung bahkan pada bagaimana Anda menekuk plug kawin. Perbedaannya adalah frekuensi USB 3.0 10x lebih tinggi dari USB2, dan itu membuat kualitas sinyal jauh lebih rentan terhadap semua ketidaksempurnaan.

Jadi singkatnya, port USB 3.0 gagal memulai karena kualitas kabel yang dipertanyakan.

Salah satu bagian yang paling dipertanyakan dari kabel USB terletak pada overmold kabel. Kabel USB tidak dirancang untuk dirakit dengan cara otomatis yang terkontrol dengan baik, mereka membutuhkan tenaga manual untuk menyolder timah kabel curah ke terminal konektor. Sadapan mungkin bengkok dan melebar, ukuran gumpalan malam berbeda dalam ukuran, dll., Sehingga memperkenalkan ketidakhomogenan ke dalam saluran transmisi. Ini merupakan tambahan dari kekurangan konektor. Akibatnya, pola bit sinyal USB 3.0 tersebar di "gundukan" dan "kemiringan" ini, mengganggu, memantulkan kembali, dan membuat mata sinyal jelek dan nyaris tidak dapat diuraikan.

Jejak antara konektor USB dan chip host juga tidak sempurna, dan konektor yang disolder hampir selalu merupakan "benjolan" di saluran. Terlebih lagi, kabel yang lebih panjang cenderung menipiskan frekuensi tinggi lebih banyak, sehingga sinyalnya kehilangan ketajaman sisi dan penurunan amplitudo. Secara keseluruhan ini membentuk "saluran komunikasi yang hilang", yang sepenuhnya mirip dengan komunikasi RF. Dalam beberapa kasus, ketidaksempurnaan impedansi pada titik koneksi dapat membentuk kondisi anti-resonansi, yang mengakibatkan hilangnya besar amplitudo sinyal. Namun, inci kabel yang lebih panjang atau lebih pendek mungkin bekerja hampir baik.

Dalam upaya untuk memperbaiki properti "saluran", sinyal USB 3.0 memiliki "pra-penekanan" pada ujung transmisi, dan filter equalizer yang dapat disetel pada ujung penerima.

Untuk membuat saluran bekerja, USB 3 menggunakan "pelatihan tautan", dengan mengirimkan 65536 paket pelatihan khusus. Penerima memilih parameter filter terbaik berdasarkan tingkat kesalahan minimum. Jika saluran memiliki terlalu banyak pantulan atau terlalu dilemahkan, pelatihan akan gagal, dan port USB3 akan berubah menjadi dinonaktifkan.

Skenario lain adalah jika pelatihan tautan dilewati, dan tautan beralih ke mode "U0" aktif, protokol USB mungkin memiliki terlalu banyak kesalahan dan gagal menyelesaikan transaksi. Dalam hal ini tuan rumah akan mencoba "mengatur ulang" dan melatih kembali tautannya, tetapi hasilnya kemungkinan akan sama. Setelah beberapa upaya, driver host akan menonaktifkan bagian USB3.

Setelah tautan USB3 gagal, perangkat USB mungkin (atau mungkin tidak) menggunakan protokol koneksi USB 2.0.

Singkatnya, hampir tidak mungkin untuk "mendiagnosis" masalah spesifik kabel tanpa melakukan pengukuran kualitas sinyal menggunakan perlengkapan uji khusus dan cakupan bandwidth yang cukup tinggi (8-12 GHz) dan instrumen TDR, dengan paket perangkat lunak khusus. Cara terbaik adalah bekerja dengan ketiga komponen tautan (host-cable-device) yang bersertifikat USB-IF.

Tidak seperti identifikasi kecepatan perangkat USB2.0 di mana perbedaan antara kecepatan rendah dan penuh dilakukan dengan menarik garis D- atau D + ke 3.3V, USB 3.0 memperkenalkan Pelatihan Link dan Status State Machine (LTSSM) yang terus-menerus memantau kualitas transmisi jalur data USB. Oleh karena itu, kontinuitas listrik sederhana pada USB3.0 tidak cukup untuk membuat koneksi USB3.0 : media transmisi (konektor dan kabel) harus menghormati karakteristik khusus seperti pelemahan sinyal, penindasan refleksi dan penundaan.

Ketika LTSSM memutuskan bahwa tautan USB 3.0 tidak dapat dipulihkan, tautan itu akan secara permanen kembali ke USB2.0 dan satu-satunya cara untuk membuatnya mencoba lagi SuperSpeed ​​adalah memutus dan menyambungkan kembali perangkat.

Secara teknis LTSSM diimplementasikan oleh perangkat keras USB, sehingga perilakunya tidak sesuai dengan driver melainkan ditentukan dalam spesifikasi USB3.0.

Pada catatan praktis, jika kabel Anda digulung / ditekuk, coba buka gulungannya atau luruskannya. Ini dapat meningkatkan karakteristik kelistrikan kabel dan membantu konektor untuk mengambil posisi yang benar dalam soket.