Optische USB Kabel

[Mortadello]

Wie funktionieren denn eigentlich optische USB Kabel?

Wenn ich mir z.B. das hier von Delock anschaue, dann wird eine zusätzliche Stromversorgung am Eingang vom PC angeboten.

https://www.delock.de/produkt/83740/merkmale.html

Aber wie kann denn diese Stromversorgung dann überhaupt über die 50 Meter übertragen werden?
Über den optischen Teil vom Kabel sollte doch nur eine Datenübertragung und keine Stromübertragung zur Stromversorgung vom Endgerät übertragen werden können?

Braucht man daher bei optischen Kabeln nicht zwangsweise eine Stromversorgung am Endgerät, damit dieses mit Spannung versorgt wird?

 

[Nilson]

Für Spannung/Strom sind 50m kein Problem. Neben den optischen Leitungen für Daten wird wohl auch etwas Kupfer in dem Kabel für die Spannungsversorgung sein.

 

[Sandro_Suchti]

Letzter Satz in der Beschreibung:
Über die integrierte Micro USB Buchse und das beiliegende Micro USB Kabel kann eine zusätzliche Stromversorgung gewährleistet werden.
Wobei auch für Strom die 50m kein Problem sind.

 

[Khorneflakes]

Neben der Glasfaser wird auch ein Kupferleiter in dem Kabel sein. Am Geräteende wird ja auch Energie benötigt, um das Signal wieder von optisch auf elektrisch zu wandeln.

 

[Drewkev]

Über den optischen Teil vom Kabel sollte doch nur eine Datenübertragung und keine Stromübertragung zur Stromversorgung vom Endgerät übertragen werden können?

Wäre nicht das erste optische Kabel mit einer (zusätzlichen) Leitung aus Kupfer.

 

[Ozmog]

Ja, sind ebe auch zwei Kupferadern mit drin. Gerade auch muss die Gegenstelle der optischen Übertragung versorgt werden. Ein bisschen Strom auf solchen Entfernungen ist weniger ein Problem als die hochfrequente Datenübertragung.
Das Kabel ist dazu für nur 600mA Stromversorgung geeignet laut Datenblatt, sollte man beachten, wenn man USB-Powered Geräte verwendet.

 

[Canonball]

Wenn man die Beschreibung richtig bis zu Ende liest, sollte diese Frage erst gar nicht auftauchen. Da steht nämlich: ".... und das beiliegende Micro USB Kabel kann eine zusätzliche Stromversorgung gewährleistet..."

 

[scooter010]

Spannung/Strom sind 50m kein Problem

Ja, genau...
https://www.kbe-elektrotechnik.com/service/awg-tabelle/
AWG 28 (aus deinem Schaubild) -> 232 Ohm/km

50m hin + 50m Zurück = 100m
Spannung USB = 5V
U=R*I -> P= U²/R = 5V² / 23,2 Ohm ~= 1W
Es kann also maximal 1W durch das Kabel übertragen werden, wenn am Ende ein Kurzschluss ist.
Mit dem USB Wandler am Ende wird die maximal übertragbare Leistung kaum reichen.
Oder hat so ein Kabel Support/Einschränkung für die verschiedenen USB-PD-Standards? USB3.0 hat standardmäßig AFAIK nur 1000mA anstelle der 500mA wie bei 2.0, aber keine erhöhte Spannung. Wenn das Gerät diese aber zwingend benötigt, sollte das im Datenblatt stehen.

Kurz: Auch für Energieübertragung ist die Kabellänge nicht egal. Nur nicht ganz so relevant wie für Signalübertragung.

 

[DJMadMax]

Braucht man daher bei optischen Kabeln nicht zwangsweise eine Stromversorgung am Endgerät, damit dieses mit Spannung versorgt wird?

Nicht zwingend. Auch HDMI-Kabel werden gerne mal in exorbitanten Längen als Glasfaser-Variante angeboten. Hierbei muss lediglich auf die Laufrichtung geachtet werden, zusätzlicher Strom vom Host oder Ziel sind nicht notwendig (lediglich das, was der Port selbst zur Verfügung stellt).

Bei USB wird das also ähnlich sein. Den Rest hat @scooter010 fachlich korrekt dargelegt, der steigende Widerstand eines gleichen Kabelquerschnitts bei zunehmender Leitungslänge ist nicht zu unterschätzen.

 

[SpamBot]

Wäre nicht das erste optische Kabel mit einer (zusätzlichen) Leitung aus Kupfer.

Die Frage ist wie Sinnvoll das bei einem 50 Meter Kabel ist. Wirklich Strom kommt ja am Ende nicht mehr an, man benötigt also am Ende sowieso Strom.
Zudem ist man bei 50 Meter ja auch schnell "weit" weg, Kupfer könnte dann Probleme machen wenn sich hier schon das Potential geändert hat man auf einmal verschiedene Stromversorgungen brückt.

 

[MasterWinne]

Da liegen neben der Glasfaserleitung auch Kupferleiter mit drinn.
Bei solchen längen ist noch ein StepUp verbaut, welcher den Spannungsabfall, sprich die verlorene USB Spannung die zwangsläufig bei Gleichstrom bei solchen längen über die dünnem Kabel zu erwarten ist wieder auf die 5v USB Spannung bringt. Natürlich geht die Stromstärke (Leistung) dabei in den Keller, wesshalb hungrige Geräte ohne eigene / extra Powerversorgung problematisch sind.

 

[Mircosfot]

Das ist genau wie das hier von Meta: https://www.meta.com/de/quest/accessories/link-cable/ funktioniert bestens. Es gibt auch viele von Apple, die haben auch Glasfaser-Kupfer-Kabel.
Aber 50 Meter? Das ist schon eine Strecke .

 

[Ray519]

Aber wie kann denn diese Stromversorgung dann überhaupt über die 50 Meter übertragen werden?

Der klassische Weg bei optischen Kabeln ist: die sind rein optisch und es wird kein Strom übertragen. Deshalb müssen beide Enden der Verbindung die Stecker vom Kabel mit Strom versorgen, damit sie die Wandlung von und zu Glasfaser machen können.
USB-C ist zum Beispiel dafür designt. DP auch. Ein Sink-Port bietet auch eine gewisse Menge an Strom an, mit der man die eine Seite eines optischen Kabels versorgen kann.

USB-B war nie dafür designt. Deshalb hat das Kabel auch einen extra Anschluss zur Versorgung der B-Seite / Buchsen Seite.

Es gibt Hybridkabel, die optische Leiter für die hohen Bandbreiten verwenden und Kupfer für alles andere. Im USB-C Standard auch vorgesehen. Bis zu einer Länge von 5m. Weil die Spannungen und Ströme die bei USB vorgesehen sind eben nicht für länger ausgelegt sind. Sonst bräuchte man auch wieder zusätzliche Stromversorgung für die Verstärkung etc.

Deshalb: am besten Stecker-Standards verwenden die von vorne herein auch optische Kabel berücksichtigen und das dann auch korrekt implementieren.

Nebenbei: ein Vorteil für den man auch optische Kabel will ist die elektrische Isolierung. Um die zu haben, darf es gar keinen elektischen Leiter im Kabel geben. Deshalb unterscheidet USB-C zB auch hauptsächlich passive Kabel (rein elektrisch), aktive Kabel (kann rein elektrisch oder optisch-hybrid sein. max 5m und immer noch mit allen Features). Optisch-isolierende Kabel (immer rein optisch, kein Strom, USB2 optional. Weil das genau der Teil ist der entweder elektrische Verbindungen erfordert oder sehr verschwenderisch ist optisch umzusetzen).

 

[Tzk]

Spannung USB = 5V

Wer sagt denn, dass nur 5V übers Kabel gehen. Man könnte ebenso im Sender aufwärts wandeln auf sagen wir 20V und im Empfänger wieder runter wandeln. Also ist die Übertragung nicht zwingend auf 1W begrenzt, nur weil USB 5V hat.

 

[Ray519]

Wer sagt denn, dass nur 5V übers Kabel gehen.

Der USB Standard. Insbesondere für USB-A und USB-B Stecker.

Und selbst bei USB-C ist mehr komplett optional. Wenn du also eine Kabellösung baust die schon USB-PD mit Mindestspannungen braucht damit überhaupt irgendwas geht, wirst du sehr viele verwirrte Supportanfragen haben und Reklamationen haben, weil Leute das nicht erwarten.

 

[Khorneflakes]

Es kann auch sein, dass da z.B. irgendwas im Bereich von 12-24V über das Kabel gehen. Dass am einen Ende 5V reingehen und am anderen Ende 5V rauskommen ist davon ja unabhängig.

 

[Ozmog]

Ist doch egal, wie die Spannung übertragen wird, wichtig sind die Datenblätter des Produkts, statt irgendwelche Mutmaßungen über inneren Aufbau zu tätigen. Datenblatt sagt maximal 600mA die dann der Verbraucher abnehmen darf/kann. Wenn mehr benötigt wird, muss man eben mit aktiven Switches oder eben separat versorgte Geräte arbeiten.

 

[Ray519]

Es kann auch sein, dass da z.B. irgendwas im Bereich von 12-24V über das Kabel gehen. Dass am einen Ende 5V reingehen und am anderen Ende 5V rauskommen ist davon ja unabhängig.

Und der Standard garantiert, dass wenn der UFP 2.5W liefert davon mindestens noch x W beim DFP ankommen. Wenn dein Kabel davon zehrt weil es nicht nur Transmitter und Receiver betreiben muss die im Standard nicht vorgesehen waren, sondern auch noch die Spannung hoch steppen und down steppen muss ist es quasi unmöglich ein standardkonformes Kabel ab zu liefern. Du hast entweder Glück und der DFP stellt dir mehr Energie zur Verfügung als er muss. Und trotz des irregulären Verbrauchs kann an der anderen Seite noch genug ankommen. Oder was auch immer du anschließt, nutzt nicht aus was der Standard erlaubt und es fällt nicht auf. Oder es geht einfach nicht richtig.
Und wie viel mehr Watt ein USB-A Stecker liefert, über das hinaus was er muss steht typischerweise nirgendwo. Weil USB-konformes Equipment es nie überlasten würde. Oder wir sind wieder bei separaten optionalen Standards wie USB-BC die getrennt verhandelt werden müssen aber zB 7.5W garantieren könnten. Dann muss das Kabel da auch noch mitmischen, auf der UFP Seite BC verhandeln während dieser Fakt vor der DFP Seite versteckt wird.
Oder es geht nur in USB3 Ports mit 4.5W aber liefert selbst nur 2.5W und USB2...

 

[Khorneflakes]

Und dein Punkt ist jetzt genau...was? Da liegt ein USB-Kabel für die Versorgung des USB-Kabels bei. Muss man noch mehr dazu sagen? Die Aussage war, dass man keinesfalls annehmen kann, das da 5V über das Kabel gehen. Und die ist völlig richtig. Das hat mit dem Standard und der Tatsache, dass USB 5V spezifiziert, nichts zu tun.

 

[Ray519]

Ein theoretischer Standard könnte vorsehen im Kabel die Spannung zu erhöhen für das Kabel und am anderen Ende wieder zu reduzieren. In der Praxis wird das aber nicht passieren und nicht mit USB-A wo genau nichts für aktive Kabel oder sogar optische Kabel geplant war.

Und ein Standard der vorsieht optische Kabel oder Kabel für lange Strecken zu nutzen nimmt gleich höhere Spannungen bei denen man das nicht braucht. Oder sieht nicht vor dass es eine elektrische Verbindung zwischen beiden Enden gibt.

Und selbst wenn ein Hersteller auf die Idee kommen würde das so zu bauen, ist das dann ein hochgradig spezialisiertes Kabel mit äußerst eingeschränkter Kompatibilität was man sauber trennen sollte von Kabeln die vom Standard vorgesehen und gut kompatibel sind.

Das war der Punkt.