Теоретически вы можете иметь до 127 устройств, подключенных к одному хост-компьютеру, но есть практические ограничения мощности и пропускной способности, которые могли бы предотвратить это. Эти 127 устройств могут быть расположены в многоуровневой сети концентраторов до семи уровней, считая хост ПК как уровень 1, а самое дальнее устройство как уровень 7. ПК подает 5 единиц питания на концентратор. Каждое устройство составляет 100 мА, и для каждого порта требуется минимум 1 устройство. Сам концентратор потребляет один, оставляя 4 устройства на 4 порта. Таким образом, вы никогда не найдете концентратор с питанием от шины с более чем четырьмя портами.
Концентраторы с питанием от шины имеют еще одно ограничение. Поскольку каждый порт имеет только одну единицу питания, они могут подключаться только к одному устройству. Вы не можете подключить их к другому концентратору для расширения, потому что этот концентратор требует дополнительных 5 единиц. И не все устройства могут работать от одного устройства. Будет работать устройство с низким энергопотреблением, такое как мышь, но устройство с высоким энергопотреблением может потребовать до 5 устройств. USB-устройства высокой мощности будут работать только при подключении непосредственно к ПК или к концентратору с автономным питанием, который может подавать 5 портов на порт.
При подключении устройства ПК запрашивает устройство о его возможностях и требованиях. Так, например, ПК знает, что он подключен к 4-портовому концентратору с питанием от шины, что означает, что каждый порт может управлять только одним устройством. Если вы попытаетесь подключить устройство высокой мощности к этому концентратору, ОС выдаст сообщение об ошибке и откажется включить устройство.
Концентраторы с питанием от шины, как правило, являются плохой идеей из-за этих ограничений и предназначены в основном для мобильных устройств, а не для настольных компьютеров.
С другой стороны, если устройства, подключенные к порту, сами запитаны, то им может не потребоваться более одного устройства от концентратора. Например, внешние накопители имеют собственный источник питания, поэтому они должны нормально работать на концентраторе с питанием от шины.
Концентратор с автономным питанием сможет подавать по 5 устройств на каждый порт, что позволяет использовать устройства большой мощности и другие уровни концентраторов. Таким образом, вы можете подключить один 7-портовый концентратор с автономным питанием, а затем еще семь 7-портовых концентраторов, что даст вам 49 доступных портов только на четвертом уровне.
Некоторые концентраторы с автономным питанием позволят вам использовать их также в режиме с питанием от шины, но если вы попытаетесь подключить слишком много устройств, ОС выдаст вам сообщение об ошибке.
Большинство микросхем контроллеров концентраторов имеют 4 порта, поэтому вы обычно видите концентраторы с 4 портами. Когда они хотят построить более крупный хаб, они просто используют два 4-портовых чипа. Но они должны последовательно соединить их с первым чипом, подключенным к хосту, а вторым - с одним из выходных портов на первом чипе. Это оставляет только семь портов, оставленных пользователю, три на первом чипе и четыре на втором - следовательно, общий концентратор с 7 портами.
USB подключен и работает в том смысле, что вам не нужно ничего знать об этом при подключении. Операционная система отслеживает бюджет мощности каждого концентратора и устройства, сообщит вам, если соединение не будет работать, и что вам нужно использовать порт с автономным питанием.
редактировать: USB-пакеты выглядят так:
Знак:
Идентификатор пакета: 8 бит
Адрес: 7 бит
Конечная точка: 4 бита
CRC: 5 бит
Начало кадра:
Идентификатор пакета: 8 бит
Номер кадра: 11 бит
CRC: 5 бит
Пакет данных:
Идентификатор пакета: 8 бит
Данные: 0-1023 байта
CRC: 16 бит
Рукопожатие:
Идентификатор пакета: 8 бит
Поскольку адрес всего 7 бит, вы можете иметь только 128 устройств на всей шине (с 7 битами, каждое из которых может быть включено и выключено, возможно всего 128 различных комбинаций битов). Это включает в себя ваш компьютер, так что остается 127 других вещей, которые вы можете прикрепить к нему.