Talvolta può capitare che gli utenti segnalino cali di prestazioni e disconnessioni di mouse, tastiere e dongle audio Bluetooth.
Questo fenomeno è stato oggetto di studio e a riguardo nell’Aprile 2012 è stata pubblicata a cura di Intel la White Paper USB 3.0 Radio Frequency Interference Impact on 2.4 GHz Wireless Devices.
Prima di addentrarci nell’analisi della White Paper Intel occorre fare la premessa che la banda ISM a 2,4 GHz è una banda di frequenza radio non licenziata ampiamente utilizzata per dispositivi come router wireless e periferiche wireless per PC, ad esempio mouse o tastiera. Questi dispositivi possono utilizzare protocolli standard come IEEE 802.11b/g/n o Bluetooth, oppure protocolli proprietari.
Affinché un ricevitore radio wireless possa rilevare correttamente il segnale ricevuto, la potenza del segnale ricevuto deve essere superiore alla sensibilità della radio. Il limite di sensibilità del ricevitore è influenzato dal rapporto segnale/rumore (SNR) minimo richiesto per la demodulazione. La sensibilità del ricevitore, la potenza del segnale trasmesso, il guadagno dell’antenna di ricezione e trasmissione e l’attenuazione del percorso del collegamento wireless determinano la portata wireless raggiungibile, influenzando la potenza del segnale e del rumore al ricevitore. All’aumentare della distanza tra trasmettitore e ricevitore, la potenza del segnale all’ingresso del ricevitore diminuisce. Allo stesso tempo, la maggiore presenza di rumore a banda larga nel collegamento più lungo ridurrà il rapporto segnale/rumore effettivo al ricevitore.
L’USB 3.0 ha una velocità di 5 Gbit/s con uno spettro di segnale molto largo che si estende da 0 Hz (corrente continua) a 5 GHz, come mostrano le misurazioni condotte da Intel su un computer portatile.
L’analisi condotta da Intel mostrano che il rumore dello spettro dati USB 3.0 può essere elevato (nella gamma 2,4-2,5 GHz).
Questo rumore può irradiarsi dal connettore USB 3.0 della main board del PC, dal connettore USB 3.0 sul dispositivo periferico o dal cavo USB 3.0. Quindi se un’antenna di un dispositivo wireless che opera in questa banda è posizionata vicino ad uno qualsiasi dei canali di radiazione USB 3.0 sopra menzionati, può captare il rumore a banda larga. Il rumore a banda larga emesso da un dispositivo USB 3.0 può influire sul rapporto segnale/rumore (SNR) e limitare la sensibilità di un ricevitore wireless la cui antenna sia fisicamente posizionata vicino al dispositivo USB 3.0 con la conseguente riduzione della velocità di trasmissione sul collegamento wireless.
Nel White Paper per dimostrare l’impatto del rumore USB 3.0 sulle prestazioni dei dispositivi wireless è stato utilizzato un mouse wireless che comunica con un computer portatile tramite un dongle wireless USB 2.0 associato connesso ad una porta USB 2.0 adiacente ad una porta USB 3.0 a cui è stato collegato un disco rigido esterno USB 3.0 collegato alla porta USB 3.0 del computer portatile tramite un cavo USB 3.0 da 90 cm.
Durante il test il mouse è stato allontanato dal laptop a intervalli prestabiliti e le sue prestazioni sono state valutate a ogni incremento della distanza valutando la fluidità nell’utilizzo del mouse e la sua reattività come criteri di superamento/fallimento, di seguito i risultati dove 1 piede è pari a 30,48 cm.
Come si può notare i test condotti da Intel indicano un degrado delle prestazioni del mouse wireless quando un dispositivo USB 3.0 è collegato al computer portatile, in particolare quando il mouse è ad una distanza di 3 piedi (pari a 91,44 cm) si è riscontrato un ritardo significativo nella risposta del mouse.
L’impatto sulle prestazioni del mouse è risultato essere lo stesso sia che la periferica USB 3.0 fosse in fase di scrittura dei dati, sia che fosse semplicemente collegata al computer portatile e che la connessione fosse stabilita.
Nella White Paper Intel riporta che un impatto simile sulle prestazioni del mouse wireless è stato notato anche utilizzando un dispositivo USB 3.0, come una chiavetta USB. Inoltre sebbene i risultati dei test non siano riportati nella White Paper, un impatto simile è stato osservato anche sulle prestazioni della radio Bluetooth. Dal momento che il rumore generato dall’USB 3.0 è a banda larga, Intel riporta che tale rumore potrebbe potenzialmente interferire con qualsiasi radio la cui antenna si trovi nelle vicinanze.
Intel ha poi provato a sperimentare vari tipo di schermatura della periferica USB 3.0 notando che questo può contribuire a ridurre la quantità di rumore emesso nella banda a 2,4 GHz.
Inoltre i test hanno evidenziato che il rumore irradiato dal connettore USB 3.0 del notebook può aumentare il livello di rumore di fondo di circa 25 dB, influenzando il rapporto segnale/rumore (SNR) del ricevitore wireless, anche se il livello di rumore nella banda a 2,4 GHz può ridursi di almeno 10 dB quando vengono apportati una serie di miglioramenti relativi alla schermatura del connettore USB 3.0.
Un’altra considerazione che emerge dai test condotti dal Intel è che la posizione dell’antenna ricevente wireless rispetto al dispositivo/porta USB 3.0 ha un impatto significativo sulle prestazioni del dispositivo wireless. Posizionare l’antenna wireless lontano dalle porte e dal dispositivo USB 3.0 può ridurre l’impatto del rumore, sebbene non lo elimini completamente, inoltre in base alle caratteristiche del ricevitore, è necessario individuare una posizione ottimale per l’antenna.
Un altro ambito in cui la posizione dell’antenna potrebbe avere un impatto significativo è quello del trasmettitore del dispositivo wireless. infatti per mantenere un buon rapporto segnale/rumore (SNR) al ricevitore, il livello del segnale trasmesso dovrebbe essere mantenuto il più alto possibile. Quindi occorre tenere presente che il livello del segnale trasmesso dal trasmettitore radio del mouse wireless può essere influenzato anche dall’attenuazione dovuta alla mano umana.
Si noti che l’analisi condotta di Intel permette anche di ipotizzare che se un dongle Bluetooth o Wi-Fi viene connesso ad una porta USB 3.x a causa del fatto che il connettore USB 3. irradia componenti spettrali nella banda 2.4–2.5 GHz e che l’antenna del dongle si trova a millimetri dalla sorgente di emissione è possibile che si rilevino malfunzionanti del dispositivo Bluetooth.
Da quest’ultima considerazione è raccomandabile non connettere dongle Bluetooth o Wi-Fi a porte USB 3.x, ma utilizzare porte USB 2 non adiacenti a porte USB 3.x in uso.
Capisco perfettamente, ho avuto lo stesso problema con il mio router quando ho iniziato a usare USB 3.0. È interessante come queste interferenze possano influenzare i dispositivi a 2.4 GHz.