Probleme mit USB Datenübertragung - Guiding Lösung

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Hallo Zusammen,

vor einiger Zeit habe ich in irgendeinem Forum - evtl. auch bei den Amerikanern - über Probleme mit der USB Datenübertragung gelesen. Es wurde vermutet, daß die gleichzeitige Übertragung von Guiding- und Haupt-Camera Daten sich gegenseitig beeinflussen, wenn diese über einen gemeinsam genutzten USB-HUB erfolgte. Der Effekt waren entweder unvollständige Hauptbilder, oder ein Zusammenbruch des guiding. Zusätzlich sind am HUB natürlich weitere Geräte angeschlossen - Filterrad, Motorfokus, Montierung über Seriellen USB-Adapter etc...

Ich habe mich im Internet ein wenig umgeschaut, um das Problem zu analysieren.
Zuerst stieß ich auf einen Artikel, der versicherte, daß USB ein sicheres Datenprotokoll ist. Das bedeutet, daß sich grundsätzlich die Datenströme nicht negativ beeinflussen dürften (im Gegensatz zur Ethernet Collision Domain = Half Duplex). Auch die USB2.0 Datenrate mit 480Mbit/s (60MByte/s) ist eigentlich enorm hoch. Eine "gute alte" magnetische HardDisk schafft etwa 70MByte/s. Zum Vergleich: Netflix überträgt einen 4K UHD Film incl. Dolby/DTS Sound mit 25MBit/s (25 von 480!!!).
Da beeinflussen sich die Datenströme der beiden Cameras und das andere sporadische Gerümpel aufgrund ihrer Kapazität nun wirklich nicht!

Nun wurde ich natürlich richtig neugierig.
Was verursacht denn nun die degradierte Datenübertragung, wenn USB von seiner Natur aus ein sicheres Protokol ist und für unsere Astronomieanforderungen USB2.0 bei weitem genügend Speed bereitstellt?

Nach einigem Lesen fand ich einen Artikel, der anscheinend das Problem offenlegt.
Es werden von allen Herstellern USB-HUBs zum Verkauf angeboten, die sich in zwei Gruppen einteilen lassen:

HUBs, deren USB-Ports sich einen gemeinsamen Transaction Translator teilen, und HUBs, deren USB-Ports jeweils einen eigenen TT haben. Es gibt also Single-TT und Multi-TT HUBs.

Weiter werden im USB-Protokoll verschiedene Übertragungs-Protokolle definiert. z.B. das Maus und Tastatur Protokol unterscheidet sich vom konstanten BitsstromModus (isochronus protocol), der für Cameras genutzt wird.

Wichtig ist zu verstehen, die Übertragungs Probleme entstehen nur dann, wenn verschiedene Übertragungsprotokolle an einen Single-TT HUB genutzt werden.

Wer mehr über USB 2.0 Betriebsmode lernen möchte wird im Internet fündig werden.
(Isochronous, bulk, interrupt, and control are each different protocols within USB)
Es gibt Methoden herauszufinden, ob man einen Single- oder Multi-TT HUB besitzt. Bei Windows geht dies über den GeräteManager. Oder gleich nach euren Hersteller,HUB Name und Multi TT googeln.

Falls jemand von euch an Problemen mit einem ständig aussetzenden ungenauem Guiding leidet, bzw. die Daten der Hauptkamera manchmal zerstört oder in einer schlechten Qualität mit Artefakten ausgelesen bekommt, der Mount in unregelmäßigen Abständen Spike-artige Ausschläge erzeugt, etc... sollte sich den Erwerb eines Multi-TT HUBs überlegen.
(Es gibt nur ganz wenige billige Konsumer-HUBs, die mit Multi-TT ausgerüstet sind - z.B. LogiLink UA0148)

http://www.yoctopuce.com/EN/article/how-many-usb-devices-can-you-connect

http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1205797

ich hoffe, ich konnte dem einen oder anderem mit dieser Info helfen.

Gruß Klaus



 
Hallo Klaus,

Danke für die Aufbereitung dieser Infos. Der Teufel ist ja bekanntlich ein Eichhörnchen und USB hat schon oft seine Tücke bewiesen. In der c't werden ab und zu USB Hubs getestet (z.B. 17/2016 S. 106) und die Ergebnisse sind teilweise Haarsträubend. Einige sind für die angeschlossene Hardware richtig gefährlich. Stichwort Stromrückspeisung. Blöd ist, das der Preis nicht unbedingt eine Hinweis auf die Qualität liefert. Das Kaskadieren von Hubs sollte man spätestens ab USB 3 auch sein lassen.

Viele Grüße
Michael
 
Hallo Klaus,
das ist ja eine interessante Feststellung. Ich benutze zur Zeit diesen HUB: USB-HUB_Lindy .
Wie bekomme ich jetzt aber im Gerätemanager heraus, ob es ein Single- oder Multi-HUB ist. Beim Hersteller konnte ich keine Angaben finden.

Viele Grüße
Horst
 
Re: Probleme mit USB Datenübertra - Guiding Lösung

Hallo Horst,

das mußt du dir im Internet ergoogeln.

###### Achtung, Annahme kein echtes Wissen #############

Ich habe aber auf einer Seite mal gesehen, daß es im Gerätemanager nicht allzuschwierig zu unterscheiden ist.

Es kommt darauf an, ob sich die USB-Geräte einen COM-Port teilen, oder nicht.

Wenn jedes Gerät einen eigenen COM-Port zugewiesen bekommt scheint es sich um einen Multi-TT zu handeln.

########################################################

mfg
Klaus
 
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Re: Probleme mit USB Datenübertra - Guiding Lösung

Nachdem ich den Beitrag gelesen habe, habe ich mal nach meinem kürzlich erworbenem USB 3.0 Hub beim Hersteller CSL gefragt. Es ist ein Single-TT Hub. :(

Keine Ahnung, ob ich nun damit Probleme haben werde. So lange habe ich meine CCD zum Guiden nicht. Neben der CCD habe ich die 1000Da am Hub direkt und dann über 6m USB zum Laptop.

Mir sind aber anfangs die Programme öfters abgestürzt, seit einiger Zeit aber nicht mehr. Ich werde das mal beobachten...
 
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Re: Probleme mit USB Datenübertra - Guiding Lösung

Hallo Xylophon,

hast du noch weitere Geräte am HUB mit den beiden Kameras dran?

Wie oben beschrieben, treten die Probleme dann auf, wenn Gräte mit unterschiedlichen USB-Protokollen sich einen TT im HUB teilen. Falls du irgendwelche Probleme bei deinen Astroaufnahmen haben solltest, solltest du das Problem nicht zuletzt bei deinem single-TT USB-HUB suchen.
Das Betriebssystem überwacht die USB Datenübertragung nicht, und gibt keinen Fehler oder Warnung bei Datenpaketverlusten aus. Vor der Montierung siehst du absolut nicht, woher z.B. alle 5-10 Minuten Sprünge beim Guidung auftreten. Natürlich vermutest du Flexure zwische Haupt-Telesko pund Piggy-Pack Guiding Teleskop. Könnte es ja auch sein, mußes aber nicht.

Grundsätzlich ist die max. Kabellänge für ein USB2.0/3.0 Kabel auf 5m spezifiziert.
Mann kann mehrere 5m USB-Kabel über HUBs alle 5m kaskadieren.
Theoretisch sollten dann mit 5 HUBs und 6 Kabel 30m möglich sein.
Muß ich jetzt noch erwähnen, daß die HUBs jeweils ihre eigene Stromversorgung benötigen?

Es werden aber auch spezielle USB-Kabel mit 10m 15m etc... angeboten. Wenn man genau hinschaut, sieht man, daß bei diesen Kabeln alle 5m ein aktiver USB-HUB-Repeater eingebaut ist. Am Ende MUß dann ein weiterer aktiver HUB angeschlossen werden, der die entfernten Geräte mit Strom versorgt. (OK, eine Maus würde vielleicht noch funtionieren, eine remote Festplatte an einer 15m Verlängerung wohl definitiv nicht mehr.)

mfg Klaus
 
Re: Probleme mit USB Datenübertra - Guiding Lösung

Hallo Klaus,

danke für die Hinweise.

Außer Guidingcam und DSLR habe ich keine weiteren Geräte dran. Das mit den 5m wusste ich, deswegen habe ich hier nachgefragt, was ich tun kann, um auf 6m USB zu verlängern, damit ich vom Wohnzimmer aus steuern kann. Mir wurde dann ein aktiver USB Hub mit eigener Stromversorgung empfohlen.

Eigentlich müsste ich wohl die CCD und DSLR jeweils erst mal um 3m verlängern, dann zum USB Hub, und dann die weiteren 3m an mein Laptop (was noch ein 3m Kabel bedeutet). Aktuell habe ich den USB Hub direkt an der Geräten und dann 6m USB zum Laptop.

Wenn mir jetzt nicht dringend davon abgeraten wird, belasse ich es dabei.
 
Re: Probleme mit USB Datenübertra - Guiding Lösung

Hallo !

Das große Problem bei USB und langen Kabeln ist, dass es funktionieren kann (!) aber nicht muss. Das gleiche gilt für das Kaskadieren von Hubs. Bei USB 3 gibt es zahlreiche Berichte und auch Testergebnisse, die zeigen, dass es eher nicht funktioniert bzw. die Wahrscheinlichkeit für einen problemlosen Betrieb rapide sinkt. Das muss nicht immer bedeuten, dass gar nix mehr geht. Geräte verschwinden plötzlich, Datenraten brechen ein, USB Sticks lassen sich nicht mehr beschreiben und ähnliche 'Seltsamkeiten' können auftreten. Das macht die Diagnose so richtig ungemütlich da nicht nur ein Gerät schuld sein kann sondern auch die Kombination eine Rolle spielt.

Wenn es funktioniert ist es ja gut. Dann würde ich auch nichts ändern und es so lassen.

Selbst der Tausch eines Kabels kann dann aber schon dazu führen, dass nix mehr geht und das System anfängt zu spinnen. Man bewegt sich ja am Rande (oder auch schon jenseits) der Spezifikation und die Transceiver Chips sind meist billig produziert (auch in teuren Geräten) und halten die Spezifikation nicht immer so ganz genau ein. Die Hersteller hoffen halt darauf, dass keiner seine USB Platte 4m von Server entfernt betreibt.

Wenn man seine Ausrüstung aus der Ferne steuern will ist in meinen Augen die sicherste Variante einen kleinen Rechner (NUC/RASPI/Laptop) zu verwenden und das ganze per Netzwerk fern zu steuern. Netzwerk geht Problemlos auf weiten Strecken und wenn die VNC/RDP Verbindung mal abbricht, läuft der Rechner halt weiter. Ob jetzt WLAN oder Kabel ist da (bei haushaltsüblichen Entfernungen) eigentlich egal. Das LAN-Kabel die stabiler Verbindung ist muss ich ja keinem erzählen aber beim Ipad halt auch schwierig ;-)

Viele Grüße
Michael
 
Re: Probleme mit USB Datenübertra - Guiding Lösung

Hallo zusammen,

sehr Spannend, danke fürs Recherchieren.

Ich habe einen selbstgebauten EQDirect Adapter auf Basis einer CP2102 USB-UART Brücke. An verschiedenen Hubs (auch solo) verschluck sich EQmod und verliert Signale, d.h. die Montierung hört z.B. nicht auf zu schwenken. Verwende ich den Adapter ohne Hub direkt am Rechner, treten diese Probleme nicht auf. Ich bin nicht sicher, ob der von Dir beschrieben Sachverhalt hier tatsächlich ursächlich sein kann, trotzdem mal einen Versuch wert.

Viele Grüße
Sven
 
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