Как USB 3.0-концентраторы и USB-удлинители влияют на задержку, если влияют вообще?

Как USB 3.0-концентраторы и USB-удлинители влияют на задержку, если влияют вообще?

В настоящее время у меня есть три периферийных устройства (мышь, клавиатура, планшет Wacom), все подключены к отдельному USB-порту на моем компьютере. У каждого из них также есть свой 6-футовый удлинительный USB-кабель (пассивный), поскольку компьютер находится немного далеко. Они оба являются устройствами USB 2.0.

Чтобы сократить количество кабелей, я хотел упростить все. Протянуть один удлинительный кабель USB 3.0 длиной 6-10 футов от ПК к 4-портовому концентратору USB 3.0 с питанием, который у меня есть, и подключить к нему все три периферийных устройства USB 2.0.

Мне интересно узнать несколько вещей:

  1. Я знаю, что подключение устройств 2.0 к расширению 3.0 не даст никаких преимуществ скоростей 3.0. Но что, если они все подключены к концентратору 3.0, подключенному к кабелю 3.0? Приведет ли это к тому, что эти устройства 2.0 будут использовать дополнительные провода в кабеле 3.0, теоретически?

  2. Может ли принудительная передача вызовов событий со всех трех устройств по одному кабелю теоретически привести к увеличению задержки?

  3. Мне сказали, что USB-концентраторы с питанием работают как повторители. Так ли это, и если да, то может ли это уменьшить задержку? Или повторитель работает не так?

Ответьте на один или несколько или все. Я понимаю, что это может показаться несущественным, но мне важны детали. Большое спасибо за чтение.

решение1

  1. Я знаю, что подключение устройств 2.0 к расширению 3.0 не даст никаких преимуществ скоростей 3.0. Но что, если они все подключены к концентратору 3.0, подключенному к кабелю 3.0? Приведет ли это к тому, что эти устройства 2.0 будут использовать дополнительные провода в кабеле 3.0, теоретически?

USB 3.0 включает в себя соединения USB 2.0 для обратной совместимости, но трафик сохраняется отдельно. Существует контроллер USB 2.0, который обрабатывает трафик USB 2.0, проходящий через инфраструктуру USB 3.0. Таким образом, вы можете использовать кабели и концентраторы USB 3.0, но устройства USB 2.0 получают обработку USB 2.0 на всем пути. Дополнительная инфраструктура USB 3.0 игнорируется.

  1. Может ли принудительная передача вызовов событий со всех трех устройств по одному кабелю теоретически привести к увеличению задержки?

Ключевое слово здесь — «теоретически». Да, теоретически это может добавить задержку для объединения сигналов через один путь, но вы никогда не узнаете об этом, если это произойдет. Ваши устройства (мышь, клавиатура и планшет) имеют очень низкую скорость передачи данных. Даже по сравнению с пропускной способностью USB 2.0 объединенные данные от всех трех — это как плевок в океан. Статистически будут случаи, когда будут одновременные попытки переместить данные, и некоторые данные будут задерживаться. Но задержка будет порядка микросекунды или меньше. Люди не могут воспринимать задержки даже в миллисекундах.

Тем не менее, это ничего не изменит, потому что это уже происходит. Группы портов USB на вашем компьютере подключены к внутреннему концентратору (корневому концентратору). Поэтому питание этих портов по отдельности приводит к любым коллизиям, происходящим внутри вашего компьютера. Если вы объединяете устройства на внешнем концентраторе, вы просто перемещаете место, где происходят эти коллизии.

  1. Мне сказали, что USB-концентраторы с питанием работают как повторители. Так ли это, и если да, то может ли это уменьшить задержку? Или повторитель работает не так?

Повторители используются для расширения пределов расстояния соединения. Концентратор может использоваться как повторитель. Но вы можете только добавить задержку, вы не можете ее уменьшить. Каждый раз, когда сигнал обрабатывается, есть вероятность внесения дополнительной задержки (и вы не можете отправить его обратно во времени). Но, опять же, такие задержки на много порядков меньше, чем нужно, чтобы повлиять на что-либо, о чем вы могли бы знать.

Тем не менее, вы могли бы потенциально уменьшить теоретическую задержку, используя концентратор (который может быть концентратором USB 2.0), по другой причине. Предел расстояния USB 2.0 составляет 5 метров при использовании кабелей, предназначенных для этого расстояния.

Допустим, у вас есть устройство с 5-футовым кабелем, и вы добавляете 10-футовое расширение. Провод в кабеле устройства может быть рассчитан на общую длину 5 футов, а провод в удлинительном кабеле может быть рассчитан на общую длину не намного больше 10 футов, и качество конструкции кабелей может быть аналогично нацелено на их длину. В этом случае каждый кабель уже внес допустимые потери для соединения, и вы объединяете потери двух кабелей.

Так что ваша настройка уже может вносить задержку, и она просто не находится в диапазоне, о котором вы знаете. По этой причине спецификация USB специально определяет использование удлинительных кабелей как несоответствующее требованиям, хотя ненадежность на практике может быть на уровне, приемлемом для ваших целей, особенно с устройствами ввода данных с низкой скоростью передачи данных человеком.

Таким образом, объединение устройств в концентраторе и использование длинного кабеля для подключения концентратора к компьютеру может сократить задержку вашей текущей настройки (хотя вы об этом и не подозреваете), гарантируя, что каждое соединение будет соответствовать ограничениям USB.

решение2

  1. Я знаю, что подключение устройств 2.0 к расширению 3.0 не даст никаких преимуществ скоростей 3.0. Но что, если они все подключены к концентратору 3.0, подключенному к кабелю 3.0? Приведет ли это к тому, что эти устройства 2.0 будут использовать дополнительные провода в кабеле 3.0, теоретически?

Нет, это пустые мечты, учитывая вашу предпосылку.
Я подчиняюсьэтот ответ:

Согласно спецификации USB3отсюда, функциональность USB2 на хостах/концентраторах USB3 не меняется. Таким образом, (оставляя в стороне проблемы с питанием) устройства USB2 продолжают работать с широковещательным методом, то есть они будут использовать ту же старую пропускную способность USB со всеми другими устройствами USB2 на том же хосте/концентраторе. Устройства USB2 будутнетиметь доступную емкость USB3, поскольку емкость SuperSpeed ​​USB3 находится на других проводах, которые не подключены к устройствам USB2.


  1. Может ли принудительная передача вызовов событий со всех трех устройств по одному кабелю теоретически привести к увеличению задержки?

Да.

  1. Мне сказали, что USB-концентраторы с питанием работают как повторители. Так ли это, и если да, то может ли это уменьшить задержку? Или повторитель работает не так?

Каждый USB-концентратор — это"питание", либо с внешним источником питания, либо через USB-подключение к хосту.
Не существует такого понятия, как по-настоящему пассивный (т. е. не имеющий питания) USB-концентратор. «Пассивный USB-концентратор» — это неправильное название.
(Активный удлинительный USB-кабель на самом деле является однопортовым концентратором или, что более вероятно, многопортовым концентратором, в котором используется только один нисходящий порт.)
USB-концентратор распознается хостом как отдельное USB-устройство.

Поэтому вставка USB-концентратора (который действует как повторитель) добавит задержку, а не уменьшит ее.
Повторитель использует метод приема, хранения и пересылки, поэтому нет способа, которым он (или любое другое устройство) может уменьшить задержку, как вы просите.

Кстати, ваш ПК, скорее всего, имеет свой собственный внутренний USB-концентратор, и эти три"индивидуальный"порты, вероятно, объединяются в один хост-контроллер USB.

Также обратите внимание, что пассивные удлинительные кабели USB, по-видимому, «незаконны», то есть не подпадают под спецификации USB. См.Почему некоторые удлинительные кабели USB имеют удлиненный кожух на гнездовом конце?

решение3

  1. Я знаю, что подключение устройств 2.0 к расширению 3.0 не даст никаких преимуществ скоростей 3.0. Но что, если они все подключены к концентратору 3.0, подключенному к кабелю 3.0? Приведет ли это к тому, что эти устройства 2.0 будут использовать дополнительные провода в кабеле 3.0, теоретически?

Как уже говорили другие, этого не произойдет. Кабели USB 2.0 (и 1.1) имеют 4 разъема, а кабели USB 3.0 — 8. Оставшиеся 4 при подключении кабеля USB 2.0 к разъему USB 3.0 будут несущественны для устройства.

Тем не менее, не все контроллеры созданы равными. Икак я объясняю в этом ответеЯ заметил более быструю передачу данных при подключении жестких дисков USB 2.0 к портам USB 3.0 по сравнению с портами USB 2.0 на аналогичном компьютере.

По сути, совместимость протокола и скорость/эффективность использования этого протокола — это две разные вещи. И я предполагаю, что контроллеры USB 3.0 просто лучше справляются со своей задачей, чем некоторые порты USB 2.0.

Я понимаю, что ваш вопрос касается задержки, но это лишь один из тонких факторов среди всего этого. Если на устройстве есть соединение USB 3.0, я бы рекомендовал использовать его с устройствами USB 2.0 для повышения производительности.

Связанный контент