Teoricamente puoi avere fino a 127 dispositivi collegati a un PC host ma ci sono limiti pratici di potenza e larghezza di banda dei dati che lo impedirebbero. Questi 127 dispositivi possono essere disposti in una rete a più livelli di hub fino a sette livelli, contando l'host PC come livello 1 e il dispositivo più lontano come livello 7. Il PC fornisce 5 unità di potenza a un hub. Ogni unità è 100 mA e ogni porta richiede un minimo di 1 unità. L'hub stesso ne consuma una, lasciando 4 unità per un massimo di 4 porte. Quindi non troverai mai un hub alimentato da bus con più di quattro porte.
Gli hub alimentati dal bus hanno un'ulteriore limitazione. Poiché ogni porta ha solo una singola unità di potenza, possono collegarsi solo a valle a un singolo dispositivo. Non è possibile collegarli a un altro hub per l'espansione perché tale hub richiede altre 5 unità. E non tutti i dispositivi possono funzionare su una singola unità. Un dispositivo a bassa potenza come un mouse funzionerà, ma un dispositivo ad alta potenza può richiedere fino a 5 unità. I dispositivi USB ad alta potenza funzionano solo se collegati direttamente a un host PC o a un hub autoalimentato in grado di fornire 5 unità alla porta.
Quando si collega un dispositivo, il PC richiede al dispositivo le sue capacità e requisiti. Quindi, ad esempio, il PC sa che è collegato a un hub alimentato da bus a 4 porte, il che significa che ciascuna porta può pilotare solo un'unità. Se si tenta di collegare un dispositivo ad alta potenza a tale hub, il sistema operativo genererà un messaggio di errore e rifiuterà di abilitare il dispositivo.
Gli hub alimentati dal bus sono generalmente una cattiva idea a causa di queste limitazioni e sono destinati principalmente all'uso mobile, non desktop.
D'altra parte, se i dispositivi collegati alla porta sono autoalimentati, potrebbe non essere necessario più di un'unità dall'hub. Ad esempio, le unità disco esterne hanno la propria potenza, quindi dovrebbe funzionare correttamente su un hub alimentato dal bus.
Un hub autoalimentato sarà in grado di fornire 5 unità a ciascuna porta, consentendo dispositivi ad alta potenza e ulteriori livelli di hub. Quindi puoi collegare un hub autoalimentato a 7 porte e poi altri sette hub a 7 porte in quello, dandoti 49 porte disponibili solo al quarto livello.
Alcuni hub autoalimentati ti permetteranno di usarli anche in modalità bus, ma se provi a collegare troppi dispositivi, il sistema operativo ti darà un messaggio di errore.
La maggior parte dei chip del controller hub ha 4 porte, quindi comunemente si vedono hub a 4 porte. Quando vogliono costruire un hub più grande, usano solo due chip a 4 porte. Ma devono collegarli a margherita con il primo chip collegato all'host e il secondo collegato a una delle porte a valle del primo chip. Questo lascia all'utente solo sette porte, tre sul primo chip e quattro sul secondo, da cui il comune hub a 7 porte.
L'USB è plug-and-play, nel senso che non è necessario conoscere nessuna di queste cose quando si collegano le cose. Il sistema operativo tiene traccia del budget di alimentazione di ciascun hub e dispositivo, ti dirà se la connessione non funzionerà e che dovrai utilizzare una porta autoalimentata.
modifica: i pacchetti USB si presentano così:
Gettone:
ID pacchetto: 8 bit
Indirizzo: 7 bit
Endpoint: 4 bit
CRC: 5 bit
Inizio del frame:
ID pacchetto: 8 bit
Numero di frame: 11 bit
CRC: 5 bit
Pacchetto dati:
ID pacchetto: 8 bit
Dati: 0-1023 byte
CRC: 16 bit
Stretta di mano:
ID pacchetto: 8 bit
Poiché l'indirizzo ha solo 7 bit, è possibile avere solo 128 dispositivi sull'intero bus (con 7 bit che possono essere attivati e disattivati ciascuno, sono possibili solo 128 combinazioni di bit diverse). Ciò include il tuo computer, in modo da lasciare 127 altre cose che puoi collegare ad esso.