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近日筆電市場吹起了一股輕薄風,對於只用電腦進行文書、上網的族群自然是利多。先前需要桌機與行動分開作業,如今只要一台ultrabook或是搭載Windows 8的超級平板即可完美解決,可謂好不愜意。不過此類產品固然輕巧,談到擴充性時卻也犧牲不少-ultrabook唯二的USB插座僅是堪用,若像Surface Pro一般只剩一個,連對傳資料的機會都沒了。好在天無絕人之路,USB可分接的特性給了我們些許希望。但您知道USB集線器(HUB)的由來嗎? 集線器該怎麼選擇才符合需求? 就由本文來告訴您。

 

分接也有分兩種

在開始介紹USB集線器選購前,本人先來與各位探討一個最基本的問題:

為什麼USB可以分接?”

這個問題看似簡單,卻至關緊要。以Macbook Pro/Air上常見的thunderbolt而言,若想同時使用多個採用thunderbolt介面傳輸的設備,各位只會看到這些設備可能(不是一定”)會預留一個thunderbolt插槽用以擴充,如下圖:

apple-thunderbolt-displays.png   

這是Apple Thunderbolt Display背部的介面區,可看到其中thunderbolt插槽只有一個

至於一個thunderbolt插槽分接成多個thunderbolt插槽的產品則從未問世過。相對應的產品在USB上則多不勝數-那就是USB HUB(集線器)

為什麼?

答案在於兩者的傳輸協定有根本上的差異

 

Tiered Star (星狀拓樸)

當電腦上的插槽需要擴充時,最直觀的想法就是一個分接成多個,如下圖:

usb-tutorial-star-topology.gif     

介面經由集線器(HUB)擴充後連接多個設備(引用來源)

由於經由集線器擴充後連接多個設備的樣子如同星狀(Star),因此這樣的擴充方式又稱為星狀拓樸(Tiered Star Topology)”。將上圖的設備以圖示簡化之後,我們可以得到下方的示意圖:

USB Tiered Star Topology.png   

USB使用示意圖 (引用來源)

各位可看到上圖中有三個腳色,詳述如下:

Host (controller & hub)

控制下方所有設備的靈魂人物,以使用情境而言,Host通常為電腦上未經分接的USB插槽

Hub

集線器,負責將多個設備(device)的訊號一同傳送至上級。

須注意的是集線器下方依然可連接集線器,但有層數的限制(後述)

Device

終端設備。上圖中可看到終端設備也可以跟hub共存於同個裝置中,造成部分USB產品上還有USB插槽可供分接的現象。

 

目前採用星狀拓樸傳輸的介面自然是以USB(Universal Serial Bus, 通用序列匯流排)為最大宗。而根據USB傳輸協定,星狀拓樸的規模有以下限制:

1.     單一控制器(controller)連接的設備數最大為127

2.     集線器連接的層數最大為5(因此不可無限制的以集線器串接集線器)

在這邊列出來僅供各位參考,實際上應該不會有人接這麼多設備吧()

 

Daisy Chain (菊花鏈)

daisychains.png   

這就是真,菊花鏈

另一種介面擴充的形式則是設備一個接一個,形成一條長鏈。這種鏈狀的型態與用編織手環或花冠時使用的菊花鏈(Daisy Chain)相當類似,因而有這樣的稱呼。相較於星狀拓樸一口氣連接多個設備的擴充方式,此種擴充形式的優缺點如下:

優勢

線材排列較美觀

電源可由前一個設備的電源供應器供應,較不會有電力不足的問題

傳輸訊號品質更好,較容易達到速度理論值

缺點

價格昂貴(每個設備都需要加裝插槽與供訊號串流之晶片)

產品體積有先天劣勢(插槽占掉體積)

連接數量限制較多-舉例而言,Thunderbolt介面以菊花鏈形式最多僅能連接6個裝置

Thunderbolt Daisy Chains.jpg   

Thunderbolt連接示意圖(圖片來源:Promise官網)

基於以上特點,採用菊花鏈傳輸的介面大多是以高速且穩定的傳輸為主要考量,價格方面則較USB裝置昂貴許多。

目前已推出,採用菊花鏈傳輸的介面標準如下:

SCSI (Small Computer System Interface) - 該介面已作古許久

IEEE 1394a (FireWire 400) – 2000年推出,頻寬為400Mb/sec

IEEE 1394b (FireWire 800) – 2002年推出,頻寬為800Mb/sec

Thunderbolt – 2011年發布,頻寬為10Gb/sec

Thunderbolt 2 – 2013年發布,頻寬提升為20Gb/sec

看完以上解說後,相信各位對各式外接介面的原理與優缺點皆有相當的認識。接下來就讓我們進入本次的重點-USB HUB(集線器)採購吧!

 

USB HUB怎麼買?

正如同股票老師的理論-好的HUB可以讓你爽爽用,爛的HUB則可能讓你七竅生煙。但市面上的HUB如此之多,怎樣才能買到理想的產品呢? 本人將選購心法濃縮為以下要點給各位參考:

 

需要幾個USB3.0?

現今ultrabook至少都會搭載一個USB3.0的介面。基於速度上的優勢,各位買的USB HUB想必得接在USB3.0。但不是每個分接出的USB都能享有3.0的高速

aibo 13port USB.jpg   

Aibo所推出的13 Port USB分接器

像是上圖這款支援USB3.0HUB,仔細看可發現只有正面下方2個,以及左側下方2USB的插座是藍色的,其他則是白色的。其代表雖然這個USB HUB13個插槽,但

只有4(正面2個,左側2)插槽支援USB3.0 (最大速度5Gbps)

其他白色的插槽共有9個,只支援USB2.0 (最大速度480Mbps)

就算只有4個也很夠用啊或許您會這麼想。但在某些產品中,本人還看過4 port,號稱是USB3.0 HUB,但其中只有1個插槽支援USB3.0的產品

因此,本人強烈建議各位購買之前一定要睜大眼睛,看清產品標示,或是數一下支援USB3.0的插槽數,才知道HUB中支援高速的插槽數(通常會以藍色標示,內有兩排接點,共9個接點)是否符合自己的需求。

 

是否會接無線設備?

看完上方的敘述之後,相信不少人心中會盤算反正只要買全數插槽皆支援USB3.0的產品就可以了。對於一般人而言這樣的想法並沒有錯,但若您會外接使用2.4GHz的無線設備就不一定囉。

由於現行的USB3.0傳輸速度為5Gbps,其傳輸時所使用的差動訊號為2.5GHz,再加上為了避免傳輸時溢散的電磁波干擾其他電器,USB3.0在傳輸時還使用了展頻技術(擴大頻率範圍,降低各頻率分布的能量),進而讓傳輸時溢散的電磁波涵蓋到目前最常使用的無線通訊頻段:2.412~2.462 GHz

既然有涵蓋到,代表干擾無可避免。對於使用2.4GHz進行無線傳輸的設備而言,插在USB3.0的插槽時輕則影響表現(傳輸距離變短、速度變慢等),重則使其頻頻斷線,無法使用。因此除非該裝置本身支援USB 3.0(例如支援802.11ac的無線網卡,內部應已做好屏蔽雜訊的對策),否則本人依然建議將此類設備插在USB2.0插槽。

對於上面的敘述感到眼花撩亂嗎?

沒關係,各位只要記得下列設備應插在USB2.0插槽:

無線滑鼠、鍵盤之接收器

藍牙接收器

無線網卡(不支援USB3.0)

(註:若您想要深入了解此一議題,可參考電腦王所提供的文章,連結在此)

 

電源供應器必備,獨立開關看需求

根據USB3.0的標準,單一USB3.0插槽最大供電量為900mA,以功率而言僅4.5W(5V*0.9A),在需要同時推動多個設備的狀況下自然不敷使用。因此,在購買USB HUB時,請記得一定要購買具備外接電源能力的產品,至於該電源供應器的能力又是另一個依照需求選購的點了。

此外,對於喜歡長期接著設備,有需求時再開啟使用的族群,廠商也推出了在各插槽置有獨立開關的產品,各位可依喜好自行留意。

 

對上方的長篇大論感到頭暈了嗎? 本人在這邊為各位快速複習選購USB HUB的重點:

1.      依照手中持有的高速設備數量,選擇具有足夠USB3.0插槽(常以藍色標示)的產品

2.      無線設備應該要插在USB2.0的插槽上(支援USB3.0的網卡除外)

3.      購買的產品一定要具有外接電源的能力(有附電源供應器的產品更好)

4.      可依自己的喜好選擇具有獨立插槽開關的產品

 

以下,請見開箱

在講了一堆理論之後,終於來到實戰的時候了! 本人就在此野人獻曝,以自身購買的實例給各位參考

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包裝正面。你問我為何選擇這台? 說穿了就是符合需求+最低價格罷了

由標示可看到這個HUB有七個槽(port)可用

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包裝背面

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明確的標示各Port用途

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產品說明

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金盛科技於中國大陸製造。順道一提,上面的官方網站已經失效,他們真正的官網在這裡

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剪開包裝,內容物相當簡單-分接器、USBDC轉接線,以及變壓器

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產品正面,具兩個USB3.0與一個USB2.0插槽

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產品左側,具USB3.0USB2.0插槽各兩個

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產品背面

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具有獨立開關,圖左壓下的開關為通路,未壓下則為斷路

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線真的蠻長的,再加上夠粗,以這個價位而言算是有誠意了

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變壓器有兩個USB輸出孔,老實說做工頗為粗糙。

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通電時圖右的LED燈會亮,為藍色

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標示輸出為5V, 3A,看似不賴,但實際使用時疑似供電不足,在第一次試用完後就準備打入冷宮

註:接上此變壓器後,在連接行動硬碟的狀況下,只能再接一個隨身碟(若再接其他物品,則會使硬碟電壓過低而停止運轉)表現甚至還不如標示輸出2A小米行動電源

由於多次測試都得到相同結果,本人強烈懷疑該變壓器有虛標之嫌,但手邊也沒儀器證實就是了

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實際使用情境示範。

在此可看到小米行動電源實在威猛。居然能挺住行動硬碟+隨身碟+兩隻正在充電的行動裝置的龐大電力需求CP值爆表可見一斑離題了離題了。

測試結果.PNG   

相信不少人想知道分接是否對速度有影響。在此附上同時進行隨身碟及行動硬碟的測速結果。

隨身碟型號為Lexar S73 16GB,獨立測試的結果可參考這篇

行動硬碟型號為Seagate FreeAgent GoFlex 1.5TB,獨立測試的結果可參考這篇。但因為此篇文章撰寫時其內裝了更多資料,效能變差是可以預期的。

基於以上測試,應該可以得到除非裝置速度極快(如外接SSD),否則使用集線器並不會對裝置的效能有太大影響的結論。畢竟USB3.0單一介面的頻寬高達5.0Gb/sec,實際使用的上限至少也有約350MB/sec,要突破也是有點難度。

 

本次的開箱分享到此結束,感謝收看。若您有相關疑問或心得也歡迎於文末回覆、分享喔~


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MEDGAZER

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  • misspixnet
  • 親愛的會員您好:

    我們是痞客邦 PIXNET 的專欄編輯,感謝您用心經營,由於我們非常喜愛您的創作,因此將您此篇文章/相片放上了首頁專欄,希望讓更多讀者看到您的好內容!也期待您繼續創作、與大家分享優質內容!
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    MEDGAZER 於 2014/10/01 21:27 回覆

  • 小楊
  • 今天想買個hub偶然看到這篇,很有用的資訊分享,謝謝
  • 感謝您的回覆與鼓勵!
    有空也歡迎常來本部落格逛逛喔~

    MEDGAZER 於 2016/04/25 23:33 回覆

  • 小瑜
  • 嗨!版大您好,最近買了一顆1T行動硬碟,
    爬文剛好看見您的分享,想詢問本身使用acer p3-171 Ultrabook(只有一個3.0插槽)
    ,平時有使用無線滑鼠的習慣,該使用什麼樣的集線器比較穩定呢?還是說一般的就可以了?><?