USB和CAN都是用差分信号来传输数据，为什么CAN的传输距离能比USB远那么多？

USB和CAN的区别

今天在看USB项目设计实例的时候，突然想到一个问题，从而引发了一些思考。经过思考加上查阅资料，写出了这一篇文章作为记录。

问题

​ USB和CAN都是用两条线作为差分线以差分信号进行数据传输。总所周知，差分信号有着很强的抗干扰能力。那为什么USB的一般传输距离是5米，最大是10米（USB2.0低速模式下）。而CAN的一般传输距离为几百米甚至是1KM以上。

区别

• 供电：
  • USB不仅可以传输数据，主设备还可以向从设备提供5V的电源。
  • CAN只能传输数据
• 传输速率：
  • USB2.0的传输速率最高可达480Mbps，USB3.0的传输速率更是能到5Gbps。
  • CAN协议的传输速率相对而言较低，取决于CAN配置的波特率，一般的传输速率在1Mbps
• 拓扑结构：
  • USB采用星型拓扑结构（一主多从模式）
  • CAN采用总线模式，并通过终端电阻减少反射，从而保证信号能在更长的距离
• 协议设计（GPT补充，我也认同）
  • USB：在建立连接之后，就直接传输数据，没有报文规范和冗余校验机制，也没有重发机制
  • CAN：往总线中发送信号，其中CAN报文有15位的CRC校验码，可以更好的检测在数据传输中发生干扰导致的数据失真，并且根据重发机制进行重发。

答案

1. 传输速率：CAN的传输速率相对更低，更低的传输速率代表了电平信号的持续时间更长，能够有效的增强数据的可靠性。
2. 拓扑结构：CAN在总线的两端分别接入了一个120Ω的终端电阻，这个终端电阻能够减少信号的反射，提高信号的完整性
3. 协议设计：CAN有着很好的错误检测机制和重发机制（CRC校验，界定符校验，手动或自动重发）。

以上三点使得CAN在传输距离上比USB 更有优势，如文章中有错误的地方，欢迎批评指正。大家有新的想法，请在评论区留下你大胆的想法。