USB 集线器上大量设备背后的数学原理

USB 集线器上大量设备背后的数学原理

我一直在寻找一个可靠的答案,但没有找到任何有说服力的答案。

基本上,我使用的是带电的 7 端口 USB 3.0 集线器,但我插入的是重要设备或高数据设备,例如用于专业工作的图形输入板(重要)和 1080p 网络摄像头。我想知道 7 端口 USB 集线器是否会因设备数量或要求高的设备数量而导致传输速度损失,以及集线器上任何设备的数据传输速度是否会因此受到影响。

那么,根据确切的数字/事实,一个带电的 7 端口 USB 3.0 集线器可以处理多少数据而不会对设备(不包括外部硬盘)造成任何速度损失?而且,如果理论上同时使用 7 个设备(图形输入板和这些设备中的 1080p 网络摄像头,以及鼠标、键盘、打印机等),带宽大约是多少?

答案1

键盘、鼠标、音频和 USB2 笔式驱动器对 USB 3.0 通道的操作没有影响 - 这些 USB2 设备通过完全独立的硬件,即内置于 USB 3.0 集线器的 USB 2.0 集线器,不会影响 USB 3.0 带宽。请参阅USB 3.1 规格,第 3.1 节,图 3-1,第 3-2 页。文中写道:“USB 3.1 系统架构(图 3-1)由两个同时活动的总线组成:一个 USB 2.0 总线和一个增强型超高速总线。”

1080P 高清网络摄像头(30fps)需要大约 60 Mbps 的有效比特率,或者可能占可用 USB 3.0 带宽的 2-3%。这似乎没什么可担心的。

因此,7 端口集线器上剩余的 USB 3.0 带宽将可供您的“图形输入板”用于专业工作,并包含您提供的所有硬数据/事实。

答案2

取决于此集线器可以提供多少功率。功率不足的设备通常不仅会降低速度,而且会完全停止工作(或由于魔法烟雾逃逸)。

如果它是一个最大电流为 900mA × 7 = 6.3A 的供电集线器(根据 USB 3.0 规范的最大电流;您可以在集线器的 PSU 上查找),它几乎可以处理每个端口的最大电流(除非接线不良且电路不良)。我想说,购买优质集线器就是您要考虑的(您可以询问硬件推荐 Stack Exchange)。

您能做的最好的事情是获取 USB 电压和电流表并检查每个设备的实际电压/电流(非常便宜)并将它们加在一起以查看您正在查看的电流类型,然后为集线器本身添加一些电流并在传输过程中损耗。

如果集线器不是 5V PSU,您还需要检查功率。然后,将 PSU 的电压和电流相乘以获得功率,再除以 5V 以获得 5V 可能的电流。减去一些以弥补集线器内部 DC-DC 转换器效率的损失(通常为 5-30%)

检查带宽使用情况Windows 中的设备管理器:打开(名称)主机控制器的属性,在属性中检查高级选项卡上的带宽消耗设备列表。通过打开电源选项卡中 USB Root Hub 的属性,您还可以看到所需的功率。

在 Mac 上你至少可以检查它们是否在 USB 2.0 或 3.0 模式下运行。 如果是 2.0,设备的最大带宽大约低 10.5 倍,因此理论上您可以在此集线器上以最大速度运行 10 个 USB 2.0 设备。此外,通过对硬盘进行基准测试,您可以估算出它们将使用的最大带宽。

至于如何计算带宽,基本上就是将带宽加在一起,然后一些开销。 也可以看看:为什么 USB 设备速度低于 480 MBit/s

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