Domanda: Vorrei utilizzare una webcam Usb per sorvegliare il mio negozio e per questo scopo ho bisogno di collocarla in una postazione adeguata, da cui possa inquadrare l’intera stanza e la vetrina esterna. Ho fatto alcune misurazioni e per raggiungere la posizione avrei bisogno di circa 20 metri di cavo. È questo il motivo per cui chiedo il vostro aiuto: lo standard Usb prevede una lunghezza massima per i cavi? Possono manifestarsi problemi con un cavo Usb così lungo? Dovrò costruirmene uno ad hoc o posso acquistarlo già fatto presso qualche fornitore?
La lunghezza massima dei cavi in base agli standard Usb 1.1/2.0 è di 5 metri. In alcune configurazioni specifiche
si possono utilizzare anche collegamenti molto più lunghi.
Risposta: Lo standard Usb impone limitazioni ben precise sulla lunghezza dei cavi: i dispositivi conformi alle specifiche Usb 1.1 che operano in modalità Low Speed (1,5 Mbit/s) prevedono una lunghezza massima del cavo di 3 metri, mentre con i dispositivi Full Speed (12 Mbit/s) è possibile raggiungere i 5 metri. Con lo standard Usb 2.0 è stata introdotta la modalità Hi-Speed, che consente alle periferiche di trasferire dati alla velocità di 480 Mbit/s, ma la massima distanza è rimasta di 5 metri. In alcuni gruppi di discussione si specula che questa limitazione derivi dal fatto che per garantire l’handshaking dei dispositivi Usb è previsto un ritardo massimo di 1,5 microsecondi, trascorso il quale il controller considera perduti i pacchetti e procede alla loro ritrasmissione. Da ciò ne deriva che, sommando il tempo che la periferica Usb impiega a rispondere e il ritardo introdotto da eventuali hub intermedi, il massimo ritardo totale di un cavo deve rimanere al di sotto dei 26 nanosecondi, quindi circa 5 nanosecondi per metro. Convertendo questo dato in velocità di trasmissione, si ottiene un valore intorno a 192.000 Km/s, molto vicino al massimo raggiungibile su un cavo in rame. Lo standard Usb 3.0, invece, non prevede esplicitamente una lunghezza massima e si limita a fissare il requisito che tutti i cavi rispettino le specifiche Awg 26 per i conduttori in rame. Nell’utilizzo pratico, però, anche con questo tipo di connessione la distanza massima che è possibile coprire è di circa 3 metri.
Nonostante le specifiche Usb prevedano le limitazioni appena descritte, prove sperimentali hanno mostrato che con alcuni abbinamenti controller/periferica è possibile raggiungere distanze molto superiori. In particolare, utilizzando sei cavi di 5 metri, interconnessi con hub Usb autoalimentati, è talvolta possibile estendere il raggio operativo fino a circa 30 metri. In commercio sono disponibili alcuni cavi che, basandosi su questa configurazione, intervallano appositi ripetitori sui conduttori, che non sono che hub Usb a una sola porta.
Queste configurazioni sono fuori standard e quindi non vi è alcuna garanzia che possano funzionare con ogni accoppiata di controller/periferica. Inoltre, bisogna tenere in considerazione anche le problematiche relative all’alimentazione: il cavo Usb ha quattro conduttori, due trasportano i dati, gli altri due forniscono i 5 volt necessari a far funzionare la periferica. Al crescere della lunghezza del cavo aumenta anche la resistenza e ciò porta a una diminuzione della tensione. È quindi possibile che, con cavi molto lunghi, l’alimentazione disponibile non sia più sufficiente a garantire il corretto funzionamento della periferica Usb.
In base a quanto appena spiegato, non consigliamo la configurazione proposta dal lettore. Sarà possibile ottenere lo stesso scopo utilizzando una webcam con connettività Wi-Fi o Ethernet. Nel primo caso si potrà collocare il dispositivo di ripresa in qualsiasi punto raggiunto dal segnale del router wireless. Nel caso della connessione Ethernet, lo standard consente di raggiungere distanze fino a 100 metri senza apparecchiature aggiuntive. Diversamente dall’Usb, entrambe queste soluzioni richiedono che nel punto in cui s’installa la webcam ci sia una presa elettrica per alimentare il dispositivo.