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USB 3.0 集線器和 USB 延長線如何影響延遲（如果有的話）？

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USB 3.0 集線器和 USB 延長線如何影響延遲（如果有的話）？

我目前擁有三個週邊設備（滑鼠、鍵盤、Wacom 平板電腦），全部連接到電腦上的單一 USB 連接埠。他們也各自擁有自己的 6 英尺 USB 延長線（被動），因為電腦距離有點遠。它們都是 USB 2.0 裝置。

為了減少電纜，我想簡化一些事情。將 6-10 英尺 USB 3.0 延長線從 PC 連接到我隨手放置的供電 4 連接埠 USB 3.0 集線器，並將所有三個 USB 2.0 週邊設備插入其中。

我對幾件事很好奇：

  1. 我知道將 2.0 設備插入 3.0 擴充功能不會利用 3.0 速度的任何優勢。但如果它們都連接到 3.0 集線器、連接到 3.0 電纜怎麼辦？從理論上講，這會導致那些 2.0 設備使用 3.0 電纜中的額外電線嗎？

  2. 理論上，強制所有三個設備通過一條電纜進行事件調用可能會增加延遲嗎？

  3. 有人告訴我，供電的 USB 集線器充當中繼器。是這樣嗎？或者中繼器不是這樣運作的？

回答一個或部分或全部。我意識到這似乎是一件無關緊要的事情，但我關心細節。非常感謝您的閱讀。

答案1

  1. 我知道將 2.0 設備插入 3.0 擴充功能不會利用 3.0 速度的任何優勢。但如果它們都連接到 3.0 集線器、連接到 3.0 電纜怎麼辦？從理論上講，這會導致那些 2.0 設備使用 3.0 電纜中的額外電線嗎？

USB 3.0 包括 USB 2.0 連接以實現向後相容性，但流量保持獨立。有一個 USB 2.0 控制器可處理通過 USB 3.0 基礎架構的 USB 2.0 流量。因此，您可以使用 USB 3.0 連接線和集線器，但 USB 2.0 裝置則完全接受 USB 2.0 處理。額外的 USB 3.0 基礎設施將被忽略。

  1. 理論上，強制所有三個設備通過一條電纜進行事件調用可能會增加延遲嗎？

這裡的關鍵字是「理論上」。是的，從理論上講，它可能會增加通過單一路徑組合訊號的延遲，但如果確實如此，您永遠不會知道。您的裝置（滑鼠、鍵盤和平板電腦）的數據速率非常低。即使與 USB 2.0 頻寬相比，這三者的資料加起來也就像往大海裡吐口水一樣。從統計上看，有時會出現同時嘗試移動資料的情況，並且某些資料會被延遲。但延遲將在微秒或更短的數量級內。人類無法感知哪怕是毫秒的延遲。

也就是說，它不會改變任何事情，因為它已經發生了。電腦上的 USB 連接埠群組連接到內部集線器（根集線器）。因此，單獨為這些連接埠供電會導致電腦內部發生任何衝突。如果將裝置組合到外部集線器上，您只需移動發生衝突的位置即可。

  1. 有人告訴我，供電的 USB 集線器充當中繼器。是這樣嗎？或者中繼器不是這樣運作的？

中繼器用於擴展連接的距離限制。集線器可以用作中繼器。但你只能增加延遲，不能減少延遲。每次處理訊號時，都有可能引入額外的延遲（並且您無法及時將其發回）。但同樣，這種延遲太短了許多數量級，不足以影響您所意識到的任何事情。

也就是說，出於不同的原因，您可以透過使用集線器（可能是 USB 2.0 集線器）來減少理論上的延遲。當使用專為該距離設計的電纜時，USB 2.0 距離限制為 5 公尺。

假設您有一個帶有 5 英尺電纜的設備，並添加了 10 英尺的延長線。設備電纜中的電線的尺寸可設計為總長度為 5 英尺，延長電纜中的電線的尺寸可設計為總長度不超過 10 英尺，並且電纜的設計質量可類似地針對他們的長度。在這種情況下，每條電纜都已經引入了連接的允許損耗，並且您將合併兩條電纜的損耗。

因此，您的設定可能已經造成了延遲，但它不在您意識到的範圍內。因此，USB 規範明確將延長電纜的使用定義為不合規，儘管實際實踐中的不可靠性可能處於您的目的可接受的水平，尤其是在低數據速率、人工輸入設備的情況下。

因此，將裝置組合在集線器上並使用長電纜將集線器連接到電腦可以透過確保每個連接都在 USB 限制範圍內來減少目前設定的延遲（您可能不會知道）。

答案2

  1. 我知道將 2.0 設備插入 3.0 擴充功能不會利用 3.0 速度的任何優勢。但如果它們都連接到 3.0 集線器、連接到 3.0 電纜怎麼辦？從理論上講，這會導致那些 2.0 設備使用 3.0 電纜中的額外電線嗎？

不，鑑於你的前提，這是一廂情願的想法。
我尊重這個答案:

根據USB3規範從這裡，USB3 主機/集線器上的 USB2 功能不會改變。因此，（拋開電源問題）USB2 設備仍然以廣播方式運行，這意味著它將與同一主機/集線器上的所有其他 USB2 設備共享相同的舊 USB 速度頻寬。 USB2 裝置將不是具有可用的 USB3 容量，因為 SuperSpeed USB3 容量位於未連接到 USB2 裝置的不同電線上。

  1. 理論上，強制所有三個設備通過一條電纜進行事件調用可能會增加延遲嗎？

是的。

  1. 有人告訴我，供電的 USB 集線器充當中繼器。是這樣嗎？或者中繼器不是這樣運作的？

每個 USB 集線器都是“動力”，可以使用外部電源，也可以透過 USB 連接到主機。
不存在真正的被動（即無電源）USB 集線器。 「被動 USB 集線器」是一個用詞不當。
（主動 USB 延長線實際上是單埠集線器，或更可能是僅使用一個下游連接埠的多連接埠集線器。）
USB 集線器被主機識別為不同的 USB 裝置。

因此，插入 USB 集線器（充當中繼器）會增加延遲，而不是減少延遲。
中繼器使用接收、儲存和轉發方法，因此它（或任何裝置）無法按照您的要求減少延遲。

順便說一句，您的 PC 可能有自己的內部 USB 集線器，而這三個“個人”連接埠可能合併成一個 USB 主控制器。

另請注意，無源 USB 延長線顯然是“非法的”，即不在 USB 規範範圍內。看為什麼某些 USB 延長線的母端有一個延長的護罩？

答案3

  1. 我知道將 2.0 設備插入 3.0 擴充功能不會利用 3.0 速度的任何優勢。但如果它們都連接到 3.0 集線器、連接到 3.0 電纜怎麼辦？從理論上講，這會導致那些 2.0 設備使用 3.0 電纜中的額外電線嗎？

正如其他人所說，這不會發生。 USB 2.0（和 1.1）電纜有 4 個連接器，USB 3.0 電纜有 8 個。

也就是說，並非所有控制器都是一樣的。和正如我在這個答案中解釋的那樣，我注意到，與類似機器上的 USB 2.0 連接埠相比，將 USB 2.0 硬碟插入 USB 3.0 連接埠時的傳輸時間更快。

基本上，協議相容性和使用該協議的速度/效率是兩個不同的東西。我的假設是 USB 3.0 控制器的功能比某些 USB 2.0 連接埠更好。

我知道你的問題是關於延遲的，但這只是這一切中的一個微小因素。如果裝置上有 USB 3.0 連接，我建議將其與 USB 2.0 裝置一起使用以提高效能。

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