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USB 3.0 射频 对2.4 GHz设备干扰
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USB 3.0 射频 对2.4 GHz设备干扰

USB 3.0 射频 对2.4 GHz设备干扰

USB3

引言

如果你有买过过双频WIFI 不难发现市面上很多路由器都带有一个USB接口,这个USB接口还绝大部分是USB3.0,用户可以接上自己的移动硬盘进行无线数据备份或者利用SAMBA来随时访问插在无线路由器USB接口上的移动硬盘。如果你这么干了,你可能不注意,你的wifi是有点问题的,2.4Gwifi忽然没网,网络连接不稳定。如果你要连上2.4Gwifi打守望先锋排位赛,那就是噩梦一般的体验。

守望先锋掉线
博主深受其害,对此深恶痛绝,发誓一定要找到原因。

原来不止我一个

截图1

悲催的mac用户

截图2
来自谷歌翻译我在2013年后期的Macbook Pro Retina 2.6 / 8/512上遇到了wifi和USB 3的奇怪问题。当我将USB3棒(Kingston Data Traveler 32 GB)插入左侧的USB3端口时,我无法连接到互联网。当我弹出它时,互联网就可以了。每次我重复此过程时,情况相同。您是否经历过类似的事情?谢谢。

干扰原因

英特尔公司早在2012年就发布了一份白皮书
《USB 3.0 Radio Frequency Interference Impact on 2.4 GHz Wireless Devices》

截图3
内容是全英的,简单概括一下内容
USB3.0在使用时,会在2.4G频段增加约20dB的噪声,造成对2.4GHz ISM频段的射频干扰。这种干扰会降低无线接收的灵敏度,进而缩减收讯范围,足以影响干扰无线设备(无线网卡、无线鼠标及无线耳机等)的正常使用。实际上,USB3.0的扩频处理导致其频谱从0Hz一直盖到5GHz。经Intel测量,干扰功率随频率下降,在2.4G频段约有-60dBm,到5G频段只有-90dBm。同时文中还指出,当这频段的射频接收器放得愈靠近USB 3.0装置或连接器,干扰的状况就愈明显

抬杠:USB3.0不是5G Hz么,怎么会对2.4G Hz设备产生影响?

USB 3.0 的信号速率是5Gbit/s 没毛病,但是USB 3.0 需要对数据进行加密,并且需要在时钟上应用扩频。数据频谱见下图

截图4

从图中不难看到,USB3.0的数据频谱非常宽,从DC到5G Hz.

继续看图 下图是USB3.0数据频谱产生的噪声测试

频谱噪声

在2.4G -2.5G Hz 范围内,这些宽带噪音极大可能会从计算机的USB 3.0 连接器向外散发。
在PC平台上,外围设备上的USB3.0连接器靠近此频段运行无线设备的天线在USB3.0辐射通道上,都会接收到这些宽带噪声,导致无线链路的吞吐量下降。

接收噪声

测量连接HDD噪声 
接收噪声1

硬盘HDD测量结果

硬盘噪声测量结果

上图可知,连接HDD(硬盘)之后 噪声提高了将近20 dB,这个将严重影响无线设备灵敏度。

接下来以无线鼠标与笔记本通信为例 通过USB 2.4G Hz 的无线鼠标来演示 USB3.0对无线设备性能的影响。

无线鼠标演示

无线鼠标响应结果

无线鼠标响应结果

上表显示,当USB3.0设备链接到笔记本时,无论USB3.0外围设备是否在主动写入数据,2.4GHz的无线鼠标受到影响,无线鼠标响应速率下降明显。
英特尔白皮书提到 由于USB3.0发出的噪声是宽带噪音,因此会影响天线附近的任何无线设备,虽然测试结果没有提到蓝牙,但是蓝牙也会受到影响。(我再也不吐槽我的beats蓝牙耳机断音了)

如何最大程度减少甚至避免这种USB3.0对无线设备的影响

USB 3.0外围设备屏蔽

这个还是有办法的 网友各显神通有如下方案 你看合适的话可以试试

铜箔胶带包裹法

推荐指数☆☆☆
某宝就可买到,都说效果还过得去 但是相对于不插USB3.0 辐射出噪声量 大概在12dB 相比不进行屏蔽 效果不能说没有,能降低大约一半的影响,花费也就五块钱吧,性价比高。
操作要点:全包裹
铜箔胶带包裹法

全包裹

笔记本上对USB3.0插座连接器的屏蔽改良

推荐指数☆☆☆☆(小白忽略,不要当炮灰,比如我)
改造USB3.0插座连接器,这个看个人动手能力了。这个改造方案效果比较铜箔胶带包裹法效果要好那么一丢丢。
操作难度指数级提升。
操作指导:
USB 3.0插座连接器屏蔽层旨在屏蔽信号引脚。
哇翻译的头大,选择这个方案的大佬,你英文一定很好,我直接放英文了。
前辈你自己翻译吧
改造USB3.0插座

无线天线放置远离,提高无线接收性能

推荐指数☆☆

无线接收器天线相对于USB 3.0设备/端口对无线性能有重大影响设备。将无线天线放置在远离USB 3.0端口和设备的位置即使不能完全消除噪音,也可以降低噪音的影响。基于接收器的特性,应找到天线的最佳位置。

1.在可以正常使用情况下,尽可能远离物体的位置(可能会影响性能和效率)
2.避免用手遮挡天线,并且天线应放置在远离要使用产品的表面上(生产厂商应该看看)
3.天线必须具有坚固的接地平面才有效(不要为我为什么,问就是放原文,我翻译不出来)
4.你还是去看原文吧,专业词汇太多了,我在底部放链接。


英特尔公司 USB3.0对2.4G无线设备的影响白皮书 原文见下链接
USB 3.0* Radio Frequency Interference on 2.4 GHz Devices


标题:USB 3.0 射频 对2.4 GHz设备干扰
作者:shuaibing90
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