USB 3.0 集线器和 USB 延长线如何影响延迟（如果有的话）？

Question

我目前有三个外围设备（鼠标、键盘、Wacom 平板电脑），它们都连接到我计算机上的单个 USB 端口。他们每个人都有自己的 6 英尺 USB 延长线（无源），因为电脑有点远。它们都是 USB 2.0 设备。

为了减少电缆，我有点想简化事情。将一根 6-10 英尺的 USB 3.0 延长线从 PC 连接到我随身携带的有源 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。

我对一些事情很好奇：

1. 我知道将 2.0 设备插入 3.0 扩展不会利用 3.0 速度。但是，如果它们都连接到 3.0 集线器，连接到 3.0 电缆呢？理论上，这会导致那些 2.0 设备使用 3.0 电缆中的额外电线吗？

2. 从理论上讲，通过一根电缆强制所有三个设备的事件调用会增加延迟吗？

3. 有人告诉我，有源 USB 集线器充当中继器。是这样吗，如果是这样，那可以减少延迟吗？或者这不是中继器的工作原理？

回答一项或部分或全部。我意识到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。

Answer 1

1. 我知道将 2.0 设备插入 3.0 扩展不会利用 3.0 速度。但是，如果它们都连接到 3.0 集线器，连接到 3.0 电缆呢？理论上，这会导致那些 2.0 设备使用 3.0 电缆中的额外电线吗？

USB 3.0 包括 USB 2.0 连接以实现向后兼容性，但流量是分开的。有一个 USB 2.0 控制器可以处理通过 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 设备在整个过程中都得到 USB 2.0 处理。额外的 USB 3.0 基础设施被忽略。

2. 从理论上讲，通过一根电缆强制所有三个设备的事件调用会增加延迟吗？

那里的关键词是“理论上”。是的，从理论上讲，它可能会增加通过单个路径组合信号的延迟，但如果这样做，您将永远不会知道。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像是在大海中吐痰。从统计上看，有时会同时尝试移动数据，并且会延迟一些数据。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。

也就是说，它不会改变任何事情，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，分别为这些端口供电会导致计算机内部发生任何冲突。如果您在外部集线器上组合设备，您只是在移动这些冲突发生的位置。

3. 有人告诉我，有源 USB 集线器充当中继器。是这样吗，如果是这样，那可以减少延迟吗？或者这不是中继器的工作原理？

中继器用于扩展连接的距离限制。集线器可用作中继器。但是你只能增加延迟，你不能减少它。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回）。但同样，这样的延迟太短了许多数量级，无法影响您会意识到的任何事情。

也就是说，出于不同的原因，您可以通过使用集线器（可能是 USB 2.0 集线器）来减少理论上的延迟。使用专为该距离设计的电缆时，USB 2.0 距离限制为 5 米。

假设您有一个带有 5' 电缆的设备并添加了一个 10' 扩展。设备电缆中的电线总长度可能为 5'，延长电缆中的电线可能总长度不超过 10'，并且电缆的设计质量可以类似地针对他们的长度。在这种情况下，每条电缆都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延迟，而且它不在您意识到的范围内。出于这个原因，USB 规范特别将延长电缆的使用定义为不兼容，尽管实际实践中的不可靠性可能达到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，在集线器上组合设备并使用长电缆将集线器连接到计算机可以通过确保每个连接都在 USB 限制范围内来减少您当前设置的延迟（不是您知道的）。