当 USB 集线器与根端口相距超过 5 个集线器时，它将无法工作

Question

我正在尝试利用我的显示器通过 USB 集线器切换视频输入和 USB 源（很像 KVM 切换器）的能力。以前，我将所有设备直接插入显示器上的 USB 端口。我可以通过其底座或桌面（两台机器都运行 Windows 10）将显示器上的视频输入切换到 Surface，并且 USB 与视频一起切换。

自从引入 USB 集线器后，Surface 扩展坞不再支持 USB，但台式机可以。如果我绕过扩展坞并将 USB 电缆直接插入 Surface，它也可以工作。通过 Surface 扩展坞连接时，我收到错误消息：

连接在一起的 USB 集线器过多。当 USB 集线器与根端口相距超过 5 个集线器时，它将无法工作。

台式机是通用 PC，但由于 Surface 存在问题，我在配置中的设备列表中特别指出了它：

如果我明确阅读错误，我只能计算 4 个 USB 集线器：Surface Book、Surface Dock、显示器和 USB 集线器。为了解释我是如何把事情联系起来的，我把这张图放在一起：

在此错误之前，我一直认为有源 USB 允许以菊花链方式连接 127 个设备。这种印象不正确还是我的配置有问题？

基于响应的附加信息：

通过 Surface Dock 连接到 Surface Book 时，使用USB Tree Viewer 查看的USB Hub 链：

从这里我肯定看到从根端口到最后的设备有 5 个以上的集线器。最后的“单层”集线器似乎可以解决这个问题。根据Ali Chen 的评论， “在营销文件中找到这些信息”是不太可能的。

Answer 1

您的 10 端口 USB 集线器（和其他设备）实际上可能在内部包含多个串联的 USB 集线器。

USB 集线器 - 维基百科

USB 集线器通常内置于计算机、键盘、显示器或打印机等设备中。当这样的设备有许多 USB 端口时，它们通常都来自一个或两个内部 USB 集线器，而不是每个端口都有独立的 USB 电路。

如前所述，USB 规范允许通过单个端口连接 127 个设备。但是，USB 规范只允许集线器深度为 5 级，如果同时包含终端设备和根设备（板载控制器本身），则为 7 级。

USB 2.0 技术介绍 - USB.org (PDF)

新连接的集线器将被分配其唯一地址，并且集线器可以级联至五层深。

USB Type C 互操作性测试 - USB.org (PDF)

“包含 5 层嵌套集线器后面的设备——允许的最大值”

史蒂文，您将“层”（连接）的数量与集线器的数量混淆了。由于对 ACK/NAK/任何事物的周转施加的时序约束，集线器的数量是有限的。它在 USB 2.0 规范的第 4.1.1 节中有说明。在半双工网络拓扑中，响应时间必须受到限制。有关此限制背后的原因的解释，请参阅 https://superuser.com/a/1105099/620011 (9认同)
@JamEngulfer，是的，USB 不是网络范例的最佳实现。但它不应该覆盖广泛的设备，它意味着便宜。因此成本限制促使该解决方案成为半双工。因此，协议响应不能被推迟，超时限制很短，决定了总周转时间的限制，集线器中继器占用了大部分时间。所以极限来了。 (3认同)

Answer 2

在计算集线器时，您假设每个单独的盒子/设备只有一个集线器。这个假设很可能是不真实的。

首先，10 端口“亚马逊集线器”肯定至少有两个链中集线器，因为单个集线器不是用 10 端口制造的，最大 7 端口[请参阅此解释]。

然后戴尔显示器也有一些特殊的设计——它有两个上行端口。它的内部架构是什么，谁知道呢。

“Surface Dock”也是链中拥有多个 USB 集线器的嫌疑人。而且我不知道“表面”是否出于某种原因使用了额外的内部集线器。

要实际了解链中有多少个集线器以及所有事物的连接方式/方式，请在 Surface 端使用USBTreeView.exe。我确信 Surface 的链条是正确的，而且链条中确实有 5 个以上的轮毂。

补充：USB 标准允许每个根控制器有 127 个设备，这并不意味着它们是“菊花链”的，总共 127 个。事实上，如果我们将集线器视为功能性 USB 设备，那么有用设备的总数就来了减少到 102，因为您需要 17 个 7 端口集线器来容纳设备，在三层配置中，每个集线器将从可用空间中占用一个地址。

我猜想 10 端口“亚马逊集线器”在级联 1->2 中有三个 4 端口芯片。第一个（上游）有两个端口连接到另外两个芯片，2 个端口空闲。所以你有 4+4+2 端口集线器。这些端口应该仍然有效。 (5认同)
@ahsteele，我认为您不会在营销文件中找到此信息。一种方法是获取一个示例并将其插入带有 USBTreeView 的主机，然后查看。另一种方法是打开塑料，看看里面。或者，也许您可以找到对该设备的撕毁评论，但同样，制造商可以在内部电路中进行替换，所以您永远不会知道。对不起。请记住，某些键盘可能具有内置集线器，因此即使您正确安装了最后一个集线器，它们也无法正常工作。 (2认同)

Answer 3

要将一些实验数据添加到其他答案中，您的问题特别在于 Surface Book，因为 Surface Dock 有两个 USB 集线器。我也有一个带有 Surface Book 的 Surface Dock，当我将鼠标连接到 Dock 时，这就是我在设备管理器中看到的内容：

突出显示的集线器属于 Surface Dock，我通过将鼠标直接连接到 Surface Base 中的一个端口来验证它。

因此你有：

所以至少你有 5 个集线器。显示器可能有多个集线器，这就是您收到错误的原因。