Digamos que tengo un dispositivo USB 3.0, conectado con un cable USB 3.0, a un puerto USB 3.0 con los controladores correctos en una computadora con Windows 7. El ancho de banda y el rendimiento son los esperados para USB 3.0.
Ahora reemplazo este cable por un "cable USB 3.0" de calidad cuestionable. Recibo la temida advertencia "Este dispositivo puede funcionar más rápido" de Windows (y agrega que debo conectarlo a un puerto USB 3.0) y el rendimiento del dispositivo cae a niveles de USB 2.0. Ahora, según tengo entendido, algunos puertos/controladores pueden volver al modo USB 2.0 para ser compatibles con versiones anteriores. Entonces esto parece ser lo que está sucediendo aquí.
Para diagnosticar el problema específico con el cable, ¿cuáles son las razones por las que el puerto volvería a USB2.0?
¿El ancho de banda no respeta un límite? ¿Alguna prueba eléctrica? ¿Depende exclusivamente del conductor?
Como referencia, lo probé con un puerto USB 3.0 remoto que específicamente no puede volver a USB 2.0, y el dispositivo no funcionaba.
Respuesta1
Si echas un vistazo aDistribución de pines USB 3.0, verás que las líneas USB 2.0 son distintas de las líneas USB 3.0. Entonces, cuando las líneas USB 3.0 se interrumpen, o su calidad es tan mala que la transferencia de datos no se realiza correctamente, solo las líneas USB 2.0 brindan comunicación funcional, y ambos lados verán que solo están conectadas a otro dispositivo USB 2.0.
Con un puerto remoto que no tiene líneas USB 2.0, las líneas USB 3.0 no pueden funcionar, por lo que no funciona.
Diagnóstico: Algunas líneas o contactos del USB 3.0 están rotos, doblados o su calidad es tan mala que no pueden transferir las señales correctamente.
Esto es puramente una cuestión de hardware. No tiene nada que ver con el conductor. Tampoco tiene nada que ver con el sistema operativo.
Deseche el cable defectuoso y consiga uno nuevo de calidad indiscutible. Es poco probable que puedas reparar las líneas defectuosas (recuerda, estamos hablando de señalización de alta frecuencia).
Respuesta2
Si observa el conector USB 3.0, o mejor mide los parámetros de interconexión, no verá mucha diferencia. En ambos casos la impedancia diferencial, aunque diseñada para 90 Ohms, tendrá cierta discontinuidad, que dependerá incluso de cómo dobles el conector macho. Sin embargo, la diferencia es que la frecuencia del USB 3.0 es 10 veces mayor que la del USB2, y eso hace que la calidad de la señal sea mucho más susceptible a todas las imperfecciones.
En resumen, un puerto USB 3.0 no se inicia debido a una calidad cuestionable del cable.
Una de las partes más cuestionables del cable USB se encuentra en el sobremolde del cable. Los cables USB no están diseñados para ensamblarse de manera automatizada y bien controlada; requieren mano de obra manual para soldar los conductores divididos del cable a granel en los terminales del conector. Los cables pueden estar doblados y ensanchados, las manchas de soldadura pueden diferir en tamaño, etc., introduciendo así una falta de homogeneidad en la línea de transmisión. Esto se suma a las deficiencias del conector. Como resultado, los patrones de bits de las señales USB 3.0 se dispersan sobre estos "baches" y "caídas", interfieren, se reflejan y hacen que la señal sea fea y apenas decodificable.
Las trazas entre el conector USB y el chip host tampoco son perfectas, y el conector soldado casi siempre es un "protuberancia" en el canal. Además, los cables más largos tienden a atenuar más las frecuencias altas, por lo que la señal pierde nitidez de los bordes y la amplitud cae. En conjunto, esto forma un "canal de comunicación con pérdidas", en total similitud con la comunicación por RF. En algunos casos, las imperfecciones de impedancia en los puntos de conexión pueden formar una condición antirresonante, lo que resulta en una pérdida sustancial de amplitud de la señal. Sin embargo, un cable una pulgada más largo o una pulgada más corto podría funcionar casi bien.
En un intento de corregir las propiedades del "canal", las señales USB 3.0 tienen "preénfasis" en el extremo de transmisión y un filtro de ecualización sintonizable en el extremo del receptor.
Para que el canal funcione, USB 3 emplea "entrenamiento de enlace", enviando 65536 paquetes de entrenamiento especiales. El receptor selecciona los mejores parámetros de filtrado basándose en el nivel mínimo de error. Si el canal tiene demasiados reflejos o está demasiado atenuado, el entrenamiento fallará y el puerto USB3 quedará desactivado.
El otro escenario sería que si se pasa el entrenamiento del enlace y el enlace cambia al modo "U0" activo, el protocolo USB podría tener demasiados errores y no completar las transacciones. En este caso, el host intentará "restablecer" y volver a entrenar el enlace, pero los resultados probablemente serán los mismos. Después de varios intentos, el controlador del host desactivará la parte USB3.
Una vez que falla el enlace USB3, el dispositivo USB puede (o no) activar el protocolo de conexión USB 2.0.
En resumen, es casi imposible "diagnosticar" problemas específicos del cable sin tomar mediciones de la calidad de la señal utilizando dispositivos de prueba especiales y alcances de ancho de banda bastante alto (8-12 GHz) e instrumentos TDR, con paquetes de software especiales. La mejor manera es trabajar con los tres componentes del enlace (host-cable-dispositivo) que tengan certificación USB-IF.
Respuesta3
A diferencia delidentificación de velocidadde dispositivos USB2.0 donde la distinción entre velocidad baja y máxima se realiza tirando de las líneas D- o D+ a 3.3V respectivamente, USB 3.0 introduce Link Training and Status State Machine (LTSSM) que monitorea continuamente la calidad de transmisión de las líneas de datos USB. .Por lo tanto, una simple continuidad eléctrica en USB3.0 no es suficiente para establecer una conexión USB3.0.: el medio de transmisión (conectores y cables) debe respetar características específicas como atenuación de la señal, supresión de reflexiones y retardo.
Cuando LTSSM decide que el enlace USB 3.0 no es recuperable, volverá permanentemente a USB2.0 y la única forma de volver a intentar SuperSpeed es desconectar y volver a conectar el dispositivo.
Técnicamente, LTSSM se implementa mediante el hardware USB, por lo que su comportamiento no eshasta el conductorsino más bien definido en la especificación USB3.0.
Como nota práctica, si su cable está enrollado/doblado, intente desenrollarlo o doblarlo. Esto puede mejorar las características eléctricas del cable y ayudar a que los conectores adopten las posiciones correctas en los enchufes.