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USB 3.0 集线器和 USB 延长线如何影响延迟（如果有的话）？

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USB 3.0 集线器和 USB 延长线如何影响延迟（如果有的话）？

我目前有三个外设（鼠标、键盘、Wacom 手写板），全部连接到电脑上的一个 USB 端口。由于电脑距离较远，它们各自都有自己的 6 英尺 USB 延长线（无源）。它们都是 USB 2.0 设备。

为了减少线缆数量，我想简化一些事情。将一条 6-10 英尺长的 USB 3.0 延长线从 PC 连接到我身边的带电 4 端口 USB 3.0 集线器，然后将所有三个 USB 2.0 外围设备插入其中。

我对以下几件事很好奇：

  1. 我知道将 2.0 设备插入 3.0 扩展不会充分利用 3.0 速度。但如果它们都连接到 3.0 集线器，连接到 3.0 电缆，会怎么样？从理论上讲，这是否会导致这些 2.0 设备使用 3.0 电缆中的额外电线？

  2. 理论上来说，强制通过单根电缆发送所有三个设备的事件调用是否会增加延迟？

  3. 有人告诉我，有源 USB 集线器可充当中继器。是这样吗？如果是这样，这能减少延迟吗？或者中继器不是这样工作的？

回答一个或一些或全部。我知道这似乎是一件无关紧要的事情，但我关心细节。非常感谢阅读。

答案1

  1. 我知道将 2.0 设备插入 3.0 扩展不会充分利用 3.0 速度。但如果它们都连接到 3.0 集线器，连接到 3.0 电缆，会怎么样？从理论上讲，这是否会导致这些 2.0 设备使用 3.0 电缆中的额外电线？

USB 3.0 包括 USB 2.0 连接以实现向后兼容，但流量保持独立。有一个 USB 2.0 控制器处理通过 USB 3.0 基础设施的 USB 2.0 流量。因此，您可以使用 USB 3.0 电缆和集线器，但 USB 2.0 设备将始终获得 USB 2.0 处理。额外的 USB 3.0 基础设施将被忽略。

  1. 理论上来说，强制通过单根电缆发送所有三个设备的事件调用是否会增加延迟？

这里的关键词是“理论上”。是的，理论上，通过一条路径组合信号可能会增加延迟，但如果确实如此，您永远不会知道。您的设备（鼠标、键盘和平板电脑）的数据速率非常低。即使与 USB 2.0 带宽相比，这三者的组合数据也微不足道。从统计上讲，有时会同时尝试移动数据，并且某些数据会被延迟。但延迟将在微秒或更短的数量级。人类甚至无法感知毫秒级的延迟。

话虽如此，但这不会改变任何事情，因为它已经发生了。计算机上的 USB 端口组连接到内部集线器（根集线器）。因此，单独为这些端口供电会导致计算机内部发生任何冲突。如果您将设备组合在外部集线器上，则只是移动了发生冲突的位置。

  1. 有人告诉我，有源 USB 集线器可充当中继器。是这样吗？如果是这样，这能减少延迟吗？或者中继器不是这样工作的？

中继器用于延长连接的距离限制。集线器可以用作中继器。但您只能增加延迟，而不能减少延迟。每次处理信号时，都有可能引入额外的延迟（并且您无法及时将其发送回去）。但同样，这种延迟短了许多个数量级，不会对您造成任何影响。

话虽如此，但出于不同的原因，您可以使用集线器（可以是 USB 2.0 集线器）来减少理论上的延迟。当使用专为该距离设计的电缆时，USB 2.0 距离限制为 5 米。

假设您的设备带有 5 英尺长的电缆，然后您添加了 10 英尺长的延长线。设备电缆中的电线可能总长度为 5 英尺，延长线中的电线可能总长度不超过 10 英尺，并且电缆的设计质量可能同样针对其长度。在这种情况下，每条电缆已经引入了连接的允许损耗，并且您正在合并两条电缆的损耗。

因此，您的设置可能已经造成了延迟，只是不在您所知道的范围内。出于这个原因，USB 规范明确规定使用延长线是不合规的，尽管实际操作中的不可靠性可能处于您的目的可以接受的水平，尤其是对于低数据速率的人工输入设备。

因此，通过确保每个连接都在 USB 限制范围内，将设备组合到一个集线器并使用长电缆将集线器连接到计算机可以减少当前设置的延迟（您可能不知道）。

答案2

  1. 我知道将 2.0 设备插入 3.0 扩展不会充分利用 3.0 速度。但如果它们都连接到 3.0 集线器，连接到 3.0 电缆，会怎么样？从理论上讲，这是否会导致这些 2.0 设备使用 3.0 电缆中的额外电线？

不，这只是你一厢情愿的想法。
我同意这个答案：

根据USB3规范从这里，USB3 主机/集线器上的 USB2 功能没有变化。因此，（撇开电源问题不谈）USB2 设备仍然采用广播方式运行，这意味着它将与同一主机/集线器上的所有其他 USB2 设备共享相同的旧 USB 速度带宽。USB2 设备将不是具有可用的 USB3 容量，因为 SuperSpeed USB3 容量位于未连接到 USB2 设备的不同线路上。

  1. 理论上来说，强制通过单根电缆发送所有三个设备的事件调用是否会增加延迟？

是的。

  1. 有人告诉我，有源 USB 集线器可充当中继器。是这样吗？如果是这样，这能减少延迟吗？或者中继器不是这样工作的？

每个 USB 集线器“动力”，要么使用外部电源，要么通过 USB 连接到主机。
没有真正被动（即无源）的 USB 集线器。“被动 USB 集线器”是一个误称。
（主动 USB 延长线实际上是单端口集线器，或者更可能是仅使用一个下游端口的多端口集线器。）
主机将 USB 集线器识别为不同的 USB 设备。

因此，插入 USB 集线器（充当中继器）会增加延迟，而不是减少延迟。
中继器使用接收、存储和转发方法，因此它（或任何设备）无法像您要求的那样减少延迟。

顺便说一句，你的电脑可能有自己的内部 USB 集线器，而这三个“个人”端口可能合并为单个 USB 主控制器。

还请注意，被动式 USB 延长线显然是“非法的”，也就是说，不受 USB 规范的约束。请参阅为什么有些 USB 延长线在母端有一个延长护罩？

答案3

  1. 我知道将 2.0 设备插入 3.0 扩展不会充分利用 3.0 速度。但如果它们都连接到 3.0 集线器，连接到 3.0 电缆，会怎么样？从理论上讲，这是否会导致这些 2.0 设备使用 3.0 电缆中的额外电线？

正如其他人所说，这种情况不会发生。USB 2.0（和 1.1）电缆有 4 个连接器，USB 3.0 电缆有 8 个。当您将 USB 2.0 电缆插入 USB 3.0 连接时，其余 4 个连接器对设备来说将不存在。

尽管如此，并非所有控制器都是一样的。正如我在这个答案中解释的那样，我注意到，与类似机器上的 USB 2.0 端口相比，将 USB 2.0 硬盘插入 USB 3.0 端口时传输时间更快。

基本上，协议兼容性和使用该协议的速度/效率是两码事。我认为 USB 3.0 控制器的功能比某些 USB 2.0 端口更好。

我知道您的问题是关于延迟的，但这只是其中很小的一个因素。如果设备上有 USB 3.0 连接，我建议将其与 USB 2.0 设备一起使用以提高性能。

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