高速USBケーブルを高速にする理由は何ですか？

USB 2.0ケーブルを探していました。

一部のメーカーは、ケーブルが「高速」であると主張しています。

私の理解では、デバイスの電子回路はケーブルではなく速度を決定します。

ケーブルの長さが速度に影響することを理解しています（ただし、おそらくナノ秒のように無視できる程度です）。

それでは、USB 2.0ケーブルを高速にするのは何ですか？（インターネットを検索して「高速USB 2.0ケーブル」を探し、インスタンスを見つけることができます。）

高速ケーブルと高速ではないケーブルの平均速度差は何ですか？

USBは複数のデータレートで定義されます。

12 Mbpsは「フルスピード」と呼ばれます

480 Mbpsは「高速」と呼ばれます

5 Gbpsは「スーパースピード」と呼ばれます

10 Gbpsは「SuperSpeed +」と呼ばれます

「高速」として販売されているUSB製品は、少なくともUSB 2.0仕様に準拠し、480 Mbps USB高速信号を伝送できる必要があります。

ケーブルの帯域幅機能に関連する仕様には、次のものがあります。

• 特性インピーダンス
• 減衰
• 伝播遅延
• （ペア内）スキュー

ワイヤの直径、コネクタ上のUSBロゴの配置などの要件もあります。

このケーブルは、データラインで必要なビットレートおよび仕様の他の要件をサポートできるために非常に重要です。

速度の要件が高まるにつれて、インピーダンスの整合、減衰、シールド、クロストークが重要になります。これらは、ケーブル設計者が製品を製造するための設計と材料を選択するために使用する仕様です。USBコンソーシアムは、準拠ケーブルと見なされる仕様を決定します。

USBケーブルとコネクタの仕様を簡単に見ると、さらに情報が得られます。このドキュメントは、私たちの目的には不完全ですが、いくつかの有用な情報が含まれています。

このケーブルにとって重要なケーブル固有のパラメーターの例として

おそらく、高速グレードの要件はさらに厳しくなります。

余談ですが、USBコンプライアンスはケーブルアセンブリ全体をテストするため、これらの要件の一部は、コネクタとその材料の選択、およびケーブル自体に影響を与えます。

USBケーブルの構造（シールド付きと非シールド）が異なる場合があります。また、ワイヤジャケットの材料が異なる場合があり、データ速度が異なると信号の減衰が異なります。

たとえば、LS（1.5 Mbps）伝送速度に使用される多くの初期USB 1.1ケーブルはシールドされていません。

最近のUSBケーブルはシールドケーブルアセンブリを使用しており、「FS / HSケーブル」としてマークされています。

「HS」（480 Mbpsレート）として指定されたケーブルを作成するには、ケーブル全体で90オームの差動インピーダンスで適度に均一であり、ケーブルのオーバーモールド内に適切なはんだ付けファンアウトがあるなど、特定の品質要件を満たす必要があります。ケーブルはコネクタ接点にはんだ付けされています。すべてのケーブルを同等にするわけではなく、ケーブルが複数の認証テスト（ケーブルの遠端での有効なアイダイアグラムなど）に合格しない場合、「HS」ケーブルと呼ぶことはできません。

一部のケーブルは、90 + -20オームのウィンドウの外側で差動インピーダンスを持つ可能性があり、USB HSデバイス/ハブでは失敗する可能性があります。そのため、このようなケーブルの製造業者は、製造に「HS」ラベルを貼るリスクはありません。「HS」ケーブルと非HSケーブルの違いは、通過できる周波数ではありませんが、エラーなしでHSモードで動作します。

ケーブルにUSB-IF認定ロゴがない限り、メーカーの指定を信頼する必要はありません。この場合、この場合と同様に、

優れたケーブルメーカーは、ケーブルのUSB-IFテストIDも提供します。それ以外の場合はすべて、信号の忠実度と通信の断続的な障害の可能性があるギャンブルです。

ケーブルの速度は、構造の許容差と使用する材料によって異なります。高速ケーブルは、送信元と送信先の間の総損失を最小限に抑えるために、損失絶縁が低く、導体間の間隔をより適切に制御します。

10Gbpsなどの非常に高速では、絶縁に関連する損失によって信号が減少しないように、テフロンなどのさまざまな高コストの素材を使用する必要があります。

USB 2.0ケーブルは、もはやそれほど高速ではありません。

他の答えが言ったように、ケーブルの違いはその構造にあり、したがって電気特性にあります。

この理由は、最終的にはデジタルデータがアナログ信号で伝送されるためです。アナログ信号は、ケーブルに沿って伝送されるときに歪みます。歪みが大きすぎると、受信側の電子機器は信号から情報を復元できなくなります。（たとえば、無線信号が弱すぎて、それからわか​​りやすいものを見つけることができない場合など。）

インピーダンスやスキューなど、他の回答に記載されているケーブルの特性によって、信号が伝搬する際にどのように歪むかが決まります。

通常、周波数が高いほど、信号の歪みに対する感度が高くなります。より高いビットレート（USB「速度」）では、アナログ信号に高い周波数が必要です。したがって、ケーブルの公差を細かくする必要があります。

ケーブルの長さは速度に影響しますが、ケーブルの「遅延」のためではなく、信号がケーブルを長く通過するほど歪みが大きくなります。ケーブルが理想的な特性によく一致するほど、長さあたりの信号の歪みが少なくなり、ケーブルが長く機能し続けます。

ケーブルの特性により、伝送ラインの速度が決まります。

• ケーブルのインピーダンス（特性インピーダンス）対周波数。
• ケーブルのリアクタンスと周波数。
• 抵抗成分。
• ペア間およびペア内のスキューとエアギャップ。一般的に、エアギャップはケーブルの問題ではありません。

USB 2.0の動作速度は480 Mbps、USB 3.0は5〜6 Gbpsです。これらの速度でデータを送信するには、信号の整合性のために特性インピーダンスを維持する必要があります。