USB3.0 与无线信号的关系

之前的一个影像项目，在开发的过程中经常因为无线信号太差的原因，导致视频卡顿或者花屏。而项目又到了视频质量调优的过程，我们就花了很多的时间来找问题。到底是什么问题导致无线信号这么差？

因为公司小，没有什么网络技术支持，出了问题只能自己上。起初，我们用各种工具查看我们的工作环境的网络情况，发现路由器的信道有很多其他的路由器干扰。我们就自以为找到了问题的起源，欣然的改了信道。

对于路由器的信道还有一些疑惑的话，可以看下这篇文章：WIFI信道设置

在改了信道以后  ，该有的问题还是有，只是稍微好了一点点。最后 ，我都自制屏蔽盒了，目的就是为了隔绝其他路由器的影像。在办公楼 ，楼上楼下不知道有多少路由器在使用。

经过不懈的努力，问题还没有找到。在进行视频质量调优的过程中，我们只好看着网络来测试，好的时候  ，赶紧开始测试。

最后的最后，我在不经意的时候看到了一篇文章《为什么WI-FI和USB3.0会互相干扰》一下子点醒了我，我在网上找了一些方法。最终才搞定了这个问题。

为什么两者会有影响？

首先，需要明确一点事实，任何有线信号都会向外辐射电磁波，除非它是直流电（没有频率变化）、或者完全屏蔽。干扰的强度与线缆上传输的信号（如电压、电流、频率）有关。

举一个特别现实的例子：一般在高压线的下方，如果要传输以太网信号，最可靠的方法是用光纤，如果用双绞线铜缆传输信号，很有可能会被干扰。

大多数电子器件在设计的时候都要考虑电磁屏蔽和抗干扰的问题。所以，尽管USB3.0是有线信号，但仍然可能向外辐射电磁波，对其它信号产生干扰。

那么有人会问了，USB3.0不是5GHz吗？Wifi是2.4GHz怎么会有干扰呢？问题出在USB传输线上。

USB3.0的传输频率确实是5GHz串行，但USB3.0使用4条数据线组成2组，每组负责一个传输方向，实现全双工双向5GHz，而每条数据线的基准频率是2.5GHz。

所以，总带宽是5GHz没错，但每条线上是2.5GHz，这个频率距离2.4G Wifi的频率太近了，又因为高频设备大多数都使用了SSC技术（扩频时钟？）使得信号不完全分布在一个固定频率上，所以就波及了2.5GHz附近的其它频率，所以对Wifi和蓝牙产生了较大的干扰。

下图是Intel发布的USB3.0的干扰频谱：

Wifi使用的是2.4GHz的频率，所以USB3.0的传输会对WIFI产生较大的噪声干扰。

下图是USB3.0挂移动硬盘时产生的干扰图，说明只有接上设备以后才有干扰：

通常来说USB3.0线缆的屏蔽性是很好的，但主要的问题出在接头处。如果拆开一个USB3.0的线，会发现外面有屏蔽层之类的保护，但这些东西不是完全屏蔽的，在接头处是裸露的，并且不完全封闭，这就使得USB3.0在接头处对外产生了较大的干扰。

下图是各种屏蔽的测试，可以看出来，如果把移动硬盘的接头以及前半部分全屏蔽起来，就能大大降低干扰，而比较一下即使把整个硬盘都屏蔽起来，降低的效果不明显，说明干扰主要在接头部分：

效果：


所以，总结下来就是USB传输的时候会产生噪声，影响Wifi的使用，解决方法要么是使用屏蔽设备（包括USB线缆的接头都要改造），要么使用5G的wifi。

USB-IF有官方的文献，英语好的同学可以直接读这个：http://www.usb.org/developers/whitepapers/327216.pdf

图片和数据来自上述文档。

题外话：

1、USB3.1要搞10GHz传输了，那么按照规范上来看，数据线上的频率应该是5GHz，所以，如果有一天升级到USB3.1，那么5G Wifi恐怕也要中枪了。

2、传输频率低于总带宽的事情也算常见，网线（双绞线）就算一个，六类线(CAT6)以及更高规格的线缆上，总带宽是每条线的传输频率*数据线个数。

3、为什么移动设备不怎么愿意用USB3.0接口？因为移动设备太小，电磁环境太复杂，有Wifi和各种频率的手机信号，现在再来个USB3.0，电磁屏蔽不好做。加上本身USB2.0还算不上传输瓶颈，所以就不着急上USB3.0了。