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

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。

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

悲催的 mac 用户

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》

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

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

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。

测量连接 ＨＤＤ 噪声　

硬盘 ＨＤＤ 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

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。

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