USB Hub'ları ve Dock'lar: Güçlü ve Güçsüz

Bir hub tek bir USB portunu birkaç porta böler; bir dock ise bunu yapar ve tek bir kabloyla görüntü çıkışları, Ethernet ve şarj ekler. Cihazlarınızın çalışıp çalışmadığını belirleyen fark güçtür: güçsüz (bus-powered) bir hub ihtiyacı olan her şeyi ana porttan alır, güçlü bir hub’ın ise kendi adaptörü vardır ve her cihazı düzgün besleyebilir. Bir dock normalde ek işlevlerle donatılmış güçlü bir hub’dır, genellikle USB-C veya Thunderbolt üzerinden.

Bus-powered ve güçlü hub’lar

Bus-powered bir hub akımını ana porttan çeker. Bu port USB 2.0’da 5 V’ta 500 mA (2,5 W) veya USB 3.x’te 900 mA (4,5 W) sağlar. Hub’daki her cihaz bu bütçeyi paylaşır, bu yüzden bir klavye ve fare sorun değildir ama taşınabilir bir sürücü artı şarj olan bir telefon değildir. Toplam, portun verebileceğini aştığında hub ya cihazı reddeder ya da cihaz aktarım sırasında düşer.

Güçlü bir hub’ın kendi adaptörü vardır ve çalışma akımını ana porttan çekmez. Böylece her aşağı akış portu nominal akımını sağlayabilir ve ana port sınırına yaklaştığında hub çalışmaya devam eder. Çoğu “usb hub çalışmıyor” vakasını düzelten tek değişiklik budur: hub’dan gücü olmayan cihazları çalıştırması istenmiştir.

Bir dock’un hub’a kattıkları

Bir dock tek bir kabloyla görüntü çıkışları, Ethernet ve şarj ekler, genellikle USB-C veya Thunderbolt üzerinden. Görüntü tarafı olağan anlamda bir USB veri işlevi değildir: USB-C konektörü üzerinden taşınan DisplayPort Alt Mode veya DisplayPort’u PCIe ve USB ile birlikte taşıyan bir Thunderbolt bağlantısıdır. Düz bir USB hub, ana makinenin zaten sağlamadığı bir görüntü çıkışı oluşturamaz.

Thunderbolt 4, 40 Gbps, 32 Gbps’de PCIe, iki 4K ekran veya bir 8K ve en az bir portta 100 W’a kadar dizüstü şarjı sağlar. Thunderbolt 5, her iki yönde 80 Gbps, ekranlar için tek yönde 120 Gbps’e kadar, 64 Gbps’de PCIe ve 240 W’a kadar şarj sağlar. USB4, 20 Gbps veya 40 Gbps hızında çalışır ve USB4 Sürüm 2.0, 80 Gbps veya tek yönde 120 Gbps hızındadır. USB4, Intel’in 2019’da USB-IF’ye katkıda bulunduğu Thunderbolt 3 protokolü üzerine kuruludur ve Thunderbolt 4 ve 5 kabloları veri ve şarj için USB-C kablosu olarak da çalışır. İki aile arasındaki farklar Thunderbolt 3, 4 ve 5 ile USB4 karşılaştırması sayfasında anlatılmıştır.

Şarj, dock’ların ve hub’ların en sık yanlış anlaşıldığı yerdir. Her USB-C - USB-C kablosu 3 A, yani 20 V’ta 60 W taşımalıdır. 3 A’nın üzerindeki akımlar için e-marker çipli 5 A kablo gerekir: 100 W kablolar ve 240 W Genişletilmiş Güç Aralığı kabloları. USB Power Delivery Standart Güç Aralığı, 5 V, 9 V, 15 V ve 20 V sabit voltajlarla 100 W’a (20 V’ta 5 A) kadar gider; PD 3.1 (2021) Genişletilmiş Güç Aralığı, 28 V, 36 V ve 48 V ekleyerek 240 W’a (48 V’ta 5 A) kadar gider. Dizüstü şarjı reklamı yapan bir dock, bunu listeleyen bir dock değil, watt değerini destekleyen bir kablo ve ana port gerektirir.

Tek bir ana bağlantıda paylaşılan bant genişliği

Bir hub, tüm cihazları arasında tek bir yukarı akış bağlantısını paylaştırır. Bağlantı hızı, hub’daki port sayısıyla değil, ana port ve hub tarafından belirlenir. USB 2.0 480 Mbps’dir; USB 3.0, ayrıca USB 3.1 Gen 1, USB 3.2 Gen 1 veya USB 5Gbps olarak da adlandırılır, 5 Gbps’dir; USB 3.1 Gen 2, ayrıca USB 3.2 Gen 2 veya USB 10Gbps olarak da adlandırılır, 10 Gbps’dir; USB 3.2 Gen 2x2 20 Gbps’dir ve yalnızca USB-C’dir.

Pratikte bu, aynı hub’daki hızlı bir SSD ve gigabit Ethernet adaptörünün aynı yukarı akış bant genişliği için yarıştığı anlamına gelir. Tek bir 5 Gbps bağlantı, bir gigabit adaptörünün ihtiyacının çok üzerindedir, ancak aynı anda kopyalayan iki sürücü, bağlantının tam hızından daha azını alır. Kendi Thunderbolt veya USB4 bağlantısına sahip bir dock çok daha fazla paya sahiptir, bu yüzden görüntü ve depolama birlikte kullanıldığında hub’lar yerine dock’lar tercih edilir.

Hub’lar ve dock’lar için geçerli kablo uzunluğu sınırları

Şartname, USB Type-C kablo uzunluklarını hıza göre belirler: USB 2.0 4 m’ye (13 ft) kadar; USB 5Gbps 2 m’ye (6,6 ft) kadar; USB 10Gbps 1 m’ye (3,3 ft) kadar; pasif USB4 40Gbps 0,8 m’ye (2,6 ft) kadar. USB 2.0 kabloları segment başına 5 m’ye (16 ft) kadar ve zincirde 5 hub’a kadar toplamda 30 m’ye (98 ft) kadar çalışır. Type-A veya Type-B fişli USB 3.x pasif kablolar genellikle 3 m’ye (10 ft) kadar satılır; aktif ve optik uzatma kabloları daha uzağa gider. Sınırların tamamı maksimum USB kablo uzunluğu sayfasındadır.

Bir hub, ücretsiz bir uzatma değil, bir segment ekler. Daha uzağa ulaşmak için hub’ları zincirlemek, segment ve hub sayısı sınırları içinde çalışır, ancak her atlama güç ve sinyalin yetersiz kalabileceği bir yer ekler. Tek bir cihaza uzun bir mesafe için, bir hub zinciri yerine aktif veya optik uzatma kablosu daha temiz bir çözümdür.

Bir cihaz neden hub’da düşer

Olağan nedenler, kontrol edilmeye değer sırayla:

• Güç. Cihaz, portun veya bus-powered hub’ın sağlayabileceğinden daha fazla akım gerektirir. Güçlü bir hub veya ana makinedeki bir port bunu düzeltir.
• Yanlış kablo. Bir USB-C kablo, bir USB 2.0 kablosu (480 Mbps) olabilir veya 10, 20, 40 ya da 80 Gbps taşıyabilir. Sadece şarj kablosunun hiç veri çifti yoktur. Kullanımdaki hız ve güç için derecelendirilmiş bir kabloya geçmek çoğu zaman çözümün tamamıdır.
• Cihaz güç beklerken hub’ın güçlü olmaması. Bus-powered hub’lar bir telefonu tam hızda şarj edemez veya bir sürücüyü güvenilir şekilde döndüremez.
• Görüntü beklentileri. Bir dock’un görüntü çıkışı, ana portun DisplayPort Alt Mode veya Thunderbolt desteklemesine bağlıdır. Buna sahip olmayan bir port aktif adaptör gerektirir ve bir hub bunu ekleyemez.
• Sürücü ve ürün yazılımı davranışı. USB-serip adaptörleri doğru sürücüyü gerektiren bir dönüştürücü çip içerir ve sahte çipler orijinal üreticinin sürücüleri tarafından engellenebilir. Aynısı bazı dock Ethernet çipleri için de geçerlidir.

Hub’lar, dock’lar ve KVM switch’ler birlikte

Bir KVM switch, bir klavye, monitör ve fareyi bilgisayarlar arasında paylaştırır ve EDID emülasyonu, her bilgisayarın başka bir yere geçildiğinde bile bir monitör gördüğünü korur, böylece pencereler yeniden düzenlenmez. Artık birçok KVM switch USB-C veya Thunderbolt taşır, bu da dock’un doğrudan bilgisayarda değil KVM’nin cihaz tarafında oturabileceği anlamına gelir. Bu düzenin kablolaması ve EDID davranışı KVM switch’ler: kablolar, EDID ve USB sayfasında ele alınmıştır.

Hub ve dock arasında seçim

Cihazlar düşük güçlü olduğunda bus-powered bir hub seçin: klavye, fare, flash sürücü, kendi beslemesi olan bir yazıcı. Küçüktür, adaptör gerektirmez ve bir dizüstü çantası için uygundur.

Aynı anda birkaç cihaz çalıştığında, bunlardan herhangi biri bir sürücü veya şarj olan bir telefon olduğunda ya da ana port zaten sınırına yakın olduğunda güçlü bir hub seçin. Adaptör, ürünün amacıdır.

Tek bir kablonun görüntü, Ethernet, USB cihazları ve dizüstü şarjı taşıması gerektiğinde bir dock seçin. Satın almadan önce üç şeyi kontrol edin: ana portun yetenekleri (DisplayPort Alt Mode’lu USB-C, Thunderbolt 4, Thunderbolt 5 veya USB4), dock ve kablonun geçirebileceği şarj watt değeri ve ana makinenin desteklediği ekran çözünürlüğü ve yenileme hızı. Bir dock, ana portun sağladığını aşamaz.

Ne işe yaramaz

• Aynı anda taşınabilir bir sürücü ve şarj olan bir telefon çalıştıran bus-powered bir hub. Portun akım bütçesi paylaşılır ve toplam bunu aşar.
• Veri taşıyan sadece şarj USB-C kablosu veya 10 Gbps’lik bir cihazı tam hızda taşıyan USB 2.0 kablosu.
• DP++ veya DisplayPort Alt Mode olmayan bir porttan HDMI süren pasif USB-C adaptörü. Bu, aktif adaptör gerektirir.
• E-marker çipi olmayan bir kablo üzerinden 100 W veya 240 W şarj. 3 A’nın üzerinde kablo bunun için derecelendirilmeli ve işaretlenmelidir.
• Tam hızda 0,8 m’den (2,6 ft) uzun pasif USB4 40Gbps kablosu.
• Ana port alternatif modu olmayan düz bir USB veri portu olduğunda bir dock’un Ethernet veya görüntüsünün çalışması.
• Bir programlayıcı veya dongle süren USB-paralel adaptörü. Bu adaptörler, USB yazıcı olarak göründükleri yazıcılarla çalışır, ancak diğer paralel port cihazlarıyla çalışmaz.
• RS-232 olarak muamele edilen USB-TTL adaptörü. 3,3 V veya 5 V’ta TTL/CMOS seri, RS-232 değildir ve ikisini doğrudan birleştirmek düşük voltajlı tarafa zarar verebilir.