Was kann dazu führen, dass ein USB 3.0-Anschluss wieder auf USB 2.0 zurückgesetzt wird?

Question 1

Wenn Sie einen Blick auf dieUSB 3.0-Pinbelegung, werden Sie feststellen, dass sich die USB 2.0-Leitungen von den USB 3.0-Leitungen unterscheiden. Wenn also die USB 3.0-Leitungen unterbrochen sind oder ihre Qualität so schlecht ist, dass die Datenübertragung nicht erfolgreich ist, sorgen nur die USB 2.0-Leitungen für eine funktionierende Kommunikation und es sieht für beide Seiten so aus, als wären sie nur mit einem anderen USB 2.0-Gerät verbunden.

Bei einem Remote-Port, der nicht über die USB 2.0-Leitungen verfügt, können die USB 3.0-Leitungen nicht funktionieren und er ist daher nicht funktionsfähig.

Diagnose: Einige der USB 3.0-Leitungen oder Kontakte sind gebrochen, verbogen oder von so schlechter Qualität, dass sie die Signale nicht richtig übertragen können.

Dies ist ein reines Hardwareproblem. Es hat nichts mit dem Treiber zu tun. Es hat auch nichts mit dem Betriebssystem zu tun.

Werfen Sie das defekte Kabel weg und besorgen Sie sich ein neues von einwandfreier Qualität. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie die defekten Leitungen reparieren können (denken Sie daran, wir sprechen hier von Hochfrequenzsignalen).

Answer

Wenn Sie einen Blick auf dieUSB 3.0-Pinbelegung, werden Sie feststellen, dass sich die USB 2.0-Leitungen von den USB 3.0-Leitungen unterscheiden. Wenn also die USB 3.0-Leitungen unterbrochen sind oder ihre Qualität so schlecht ist, dass die Datenübertragung nicht erfolgreich ist, sorgen nur die USB 2.0-Leitungen für eine funktionierende Kommunikation und es sieht für beide Seiten so aus, als wären sie nur mit einem anderen USB 2.0-Gerät verbunden.

Bei einem Remote-Port, der nicht über die USB 2.0-Leitungen verfügt, können die USB 3.0-Leitungen nicht funktionieren und er ist daher nicht funktionsfähig.

Diagnose: Einige der USB 3.0-Leitungen oder Kontakte sind gebrochen, verbogen oder von so schlechter Qualität, dass sie die Signale nicht richtig übertragen können.

Dies ist ein reines Hardwareproblem. Es hat nichts mit dem Treiber zu tun. Es hat auch nichts mit dem Betriebssystem zu tun.

Werfen Sie das defekte Kabel weg und besorgen Sie sich ein neues von einwandfreier Qualität. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie die defekten Leitungen reparieren können (denken Sie daran, wir sprechen hier von Hochfrequenzsignalen).

Question 2

Wenn Sie sich den USB 3.0-Anschluss ansehen oder besser die Verbindungsparameter messen, werden Sie keinen großen Unterschied feststellen. In beiden Fällen weist die Differenzimpedanz, obwohl sie auf 90 Ohm ausgelegt ist, eine gewisse Diskontinuität auf, die sogar davon abhängt, wie Sie den Gegenstecker biegen. Der Unterschied besteht jedoch darin, dass die USB 3.0-Frequenz 10x höher ist als die von USB2, wodurch die Signalqualität viel anfälliger für alle Unvollkommenheiten ist.

Kurz gesagt: Ein USB 3.0-Anschluss lässt sich aufgrund fragwürdiger Kabelqualität nicht starten.

Einer der fragwürdigsten Teile eines USB-Kabels ist die Kabelumspritzung. USB-Kabel sind nicht für eine gut kontrollierte, automatisierte Montage ausgelegt. Es ist Handarbeit erforderlich, um die geteilten Leitungen des Kabels an die Anschlüsse des Steckers zu löten. Die Leitungen können verbogen und breit werden, Lötkleckse können unterschiedlich groß sein usw., was zu einer Inhomogenität in der Übertragungsleitung führt. Dies kommt zu den Mängeln des Steckers hinzu. Infolgedessen verteilen sich die Bitmuster der USB 3.0-Signale über diese „Beulen“ und „Einbrüche“, stören sich, werden zurückgeworfen und machen das Signal optisch unansehnlich und kaum dekodierbar.

Auch die Leitungen zwischen USB-Anschluss und Host-Chip sind nicht perfekt, und ein verlöteter Anschluss ist fast immer eine „Beule“ im Kanal. Längere Kabel neigen zudem dazu, hohe Frequenzen stärker zu dämpfen, sodass das Signal an Kantenschärfe verliert und die Amplitude abnimmt. Insgesamt entsteht so ein „verlustbehafteter Kommunikationskanal“, der der HF-Kommunikation in vollem Umfang ähnelt. In einigen Fällen können die Impedanzfehler an den Verbindungspunkten einen antiresonanten Zustand bilden, der zu einem erheblichen Verlust der Signalamplitude führt. Ein um einen Zoll längeres oder kürzeres Kabel kann jedoch nahezu einwandfrei funktionieren.

Um die „Kanal“-Eigenschaften zu korrigieren, verfügen USB 3.0-Signale über eine „Pre-Emphasis“ auf der Übertragungsseite und einen abstimmbaren Entzerrungsfilter auf der Empfängerseite.

Damit der Kanal funktioniert, verwendet USB 3 „Link-Training“, indem 65536 spezielle Trainingspakete gesendet werden. Der Empfänger wählt die besten Filterparameter basierend auf dem minimalen Fehlerniveau aus. Wenn der Kanal zu viele Reflexionen aufweist oder zu stark gedämpft ist, schlägt das Training fehl und der USB3-Port wird deaktiviert.

Das andere Szenario wäre, wenn das Link-Training erfolgreich ist und der Link in den aktiven „U0“-Modus wechselt. Das USB-Protokoll weist möglicherweise zu viele Fehler auf und kann Transaktionen nicht abschließen. In diesem Fall versucht der Host, den Link „zurückzusetzen“ und neu zu trainieren, aber die Ergebnisse werden wahrscheinlich dieselben sein. Nach mehreren Versuchen deaktiviert der Host-Treiber den USB3-Teil.

Wenn die USB3-Verbindung ausfällt, kann das USB-Gerät das USB 2.0-Verbindungsprotokoll aktivieren (oder auch nicht).

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es nahezu unmöglich ist, kabelspezifische Probleme zu „diagnostizieren“, ohne Signalqualitätsmessungen mit speziellen Testvorrichtungen und Oszilloskopen mit relativ hoher Bandbreite (8-12 GHz) und TDR-Instrumenten mit speziellen Softwarepaketen durchzuführen. Am besten ist es, mit allen drei Komponenten der Verbindung (Host-Kabel-Gerät) zu arbeiten, die USB-IF-zertifiziert sind.

Answer