Latenzen bei USB-Dockingstations für Notebooks

In diesem Artikel möchten wir unsere Kunden auf einige wichtige Aspekte, die beim Kauf von externen Ethernet-Adaptern wie z. B. bei USB-Dockingstations der Fall ist, hinweisen. Vor einer Kaufentscheidung sollte die Auswirkungen des externen Adapters im Vergleich zu einem Rechner mit integrierter Ethernet-Netzwerkadapter verglichen werden. Im Umfeld von conzept 16-Server-Client-Anwendungen können sich Einbußen in den Antwortzeiten der Netzwerkverbindung negativ auswirken, daher sollten sie für das eigene Anwendungsszenario vorher getestet werden.

• USB-Hubs
• Was ist Latenz?
• Wie man die Latenz in einem Netzwerk misst
• Was verursacht Latenz in USB-Hubs?
• Strategien zur Minimierung der Latenz
• Auswahl des richtigen USB-Hubs
• Fazit

USB-Hubs

Über einen USB-Eingang (oder auch Port) lässt sich ein externes Gerät anschließen. USB-Hubs funktionieren wie Mehrfach-Stecker bei einer Steckdose und ermöglichen so das Anschließen mehrerer Peripherie-Geräte gleichzeitig mit einem Port. USB-Hubs unterscheiden sich primär in der Anzahl der zur Verfügung stehenden Ports, darüber hinaus aber auch in der Art der Stromversorgung sowie in der Geschwindigkeit der Übertragung.

Was ist der Unterschied zwischen einer Dockingstation und einem USB-Hub?

Ein USB-Hub besitzt in der Regel nur weitere USB-Anschlüsse, während eine Dockingstation noch über viele weitere Anschlussmöglichkeiten wie zum Beispiel HDMI, DisplayPort, VGA oder Ethernet verfügt. Außerdem kann das angeschlossene Gerät via Power Delivery über USB-C geladen werden, sofern die Dockingstation selbst mit Strom versorgt wird.

Was ist Latenz?

Latenz bezieht sich auf die Verzögerung, die auftritt, wenn Daten von einem Punkt zum anderen übertragen werden. In Netzwerken ist dies die Zeit, die ein Datenpaket benötigt, um von der Quelle zum Ziel zu gelangen. Die Latenz bestimmt also die Verzögerung, die Benutzer beim Senden oder Empfangen von Daten erleben.

Ein Netzwerk mit niedrigem Durchsatz und hoher Latenz hat Schwierigkeiten, ein hohes Datenvolumen zu senden und zu verarbeiten, sodass es zu Überlastung und schlechter Anwendungsleistung kommt. Im Gegensatz dazu ist ein Netzwerk mit hohem Durchsatz und niedriger Latenz reaktionsschnell und effizient. Die Benutzer erleben eine bessere Leistung und sind zufriedener.

Netzwerkinfrastruktur

Netzwerkgeräte können überlastet werden und auf diese Weise bewirken, dass Pakete verworfen werden. Wenn Pakete verzögert oder verworfen werden, übertragen die Geräte sie erneut. Dies erhöht die Latenz. Die Leistungsfähigkeit der verwendeten Hardware innerhalb eines Netzwerkes spielt deshalb eine große Rolle. Wenn z.B.: eine Dockingstation mehrere Geräte gleichzeitig betreibt (z.B. Monitore, externe Festplatten), kann dies die verfügbare Bandbreite für den Netzwerkverkehr reduzieren, wodurch eine höhere Latenz entsteht.

Wie man die Latenz in einem Netzwerk misst

1. Kommunikationstest: conzept 16 bietet bereits die Möglichkeit z.B.: die Antwortzeiten bzw. die Verzögerung (Latenz) zu messen. Eine Beschreibung der Möglichkeiten findet sich in der Online-Dokumentation, unter dem Indexeintrag Kommunikationstest.
2. Ping-Befehl: Der Ping-Befehl ist eines der einfachsten und gängigsten Tools zur Messung der Netzwerklatenz. Er sendet ICMP-Echoanforderungen (Echo Request) an eine Ziel-IP-Adresse und misst die Zeit, die benötigt wird, um eine Antwort (Echo Reply) zu erhalten. Die gemessene Zeit wird in Millisekunden (ms) angezeigt.
3. Traceroute: Traceroute ist ein Tool, das die Route aufzeigt, die Datenpakete nehmen, um ihr Ziel zu erreichen. Es listet jeden Zwischenknoten (Router) auf und misst die Latenz zu jedem dieser Knoten. Dadurch kann man nicht nur die Gesamtlatenz, sondern auch Engpässe auf dem Weg identifizieren.
4. PsPing: PsPing ist ein nützliches Tool von Sysinternals, um die Latenz in einem Netzwerk zu messen. Zur Installation müssen Sie PsPing zunächst von der offiziellen Sysinternals-Website https://learn.microsoft.com/de-de/sysinternals/downloads/psping herunterladen und es in einem ausführbaren Pfad des Systems platzieren. Über die Windows-Eingabeaufforderung können Sie PsPing ausführen und die Latenz messen:
   Server-Modus:  psping -4 -s <IP-Adresse>:<Port>
   Client-Modus:   psping -4 -h 10 -n 100 -l 1400 <IP-Adresse>:<Port>

Was verursacht Latenz in USB-Hubs?

Ein USB-Hub funktioniert, indem er Daten von einem Port nimmt und an mehrere andere verteilt. Dieser Prozess umfasst Datenanalyse, Routing und manchmal Stromverteilung, was alles zu Verzögerungen führen kann. Im Folgenden sind die verschiedenen Faktoren aufgeführt, die zur Latenz bei USB-Hubs beitragen:

1. Qualität des USB-Hubs: Hochwertige USB-Hubs verwalten Daten effizienter, was zu geringerer Latenz führt. Im Gegensatz dazu verarbeiten billigere Hubs von geringerer Qualität Daten möglicherweise nicht so effektiv, was zu Verzögerungen führt.

2. Anzahl der angeschlossenen Geräte: Mehr an einen Hub angeschlossene Geräte können zu erhöhtem Datenverkehr führen. Diese Überlastung kann den Kommunikationsprozess verlangsamen und die Latenz erhöhen.

3. Art des USB-Protokolls: Verschiedene USB-Standards wie USB 2.0, 3.0 oder 4.0 haben unterschiedliche Geschwindigkeiten und Fähigkeiten. Ein Hub, der einen älteren USB-Standard verwendet, kann langsamer sein und mehr Latenz verursachen.

4. Länge des USB-Kabels: Längere USB-Kabel können mehr Latenz verursachen. Signale brauchen länger, um über längere Distanzen hin und her zu reisen.

5. Interferenzen: Elektronische Interferenzen von anderen Geräten können das Signal im USB-Hub stören und möglicherweise die Latenz erhöhen.

Strategien zur Minimierung der Latenz bei der Verwendung von USB-Hubs

Nachfolgend finden Sie einige hilfreiche Tipps, mit denen Sie die Latenzzeit bei Verwendung eines USB-Hubs verringern können:

• Wählen Sie Hubs mit unabhängigen Stromquellen. Diese Hubs können Daten effizienter verwalten und verringern so die Wahrscheinlichkeit von Latenzzeiten.
• Entscheiden Sie sich für USB 3.0-Hubs oder höher. Sie verfügen über bessere Datenverarbeitungsfunktionen als ältere Versionen.
• Halten Sie Ihren Hub und Ihre Treiber auf dem neuesten Stand. Hersteller veröffentlichen häufig Updates, die die Leistung verbessern und die Latenzzeit verringern.
• Vermeiden Sie den gleichzeitigen Anschluss zu vieler Geräte. Eine Überlastung Ihres Hubs kann die Datenübertragung verlangsamen und die Latenzzeit erhöhen.
• Verwenden Sie hochwertige Kabel. Kabel minderer Qualität können die Signalqualität verschlechtern und die Latenzzeit erhöhen.

Auswahl des richtigen USB-Hubs zur Reduzierung der Latenz

Bei der Auswahl eines USB-Hubs, der die Latenz minimiert, muss auf seine Spezifikationen und Funktionen geachtet werden. Hubs mit hohen Datenübertragungsraten, wie USB 3.1, USB 3.2 oder USB-C, können, was die Performance angeht, erhebliche Unterschiede untereinander aufweisen. Obwohl diese Hubs für eine effizientere Datenverarbeitung ausgelegt sind und so mögliche Verzögerungen reduzieren, sollten sie für das eigene Anwendungsszenario vorher getestet werden.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass USB-Hubs zwar von unschätzbarem Wert für die Erweiterung der Konnektivität sind, aber auch Latenzen verursachen können, die sich auf die Geräteleistung auswirken. Durch die Auswahl des richtigen USB-Hubs und den Einsatz von Strategien zur Minimierung der Latenz können Sie eine effizientere und reaktionsschnellere technische Einrichtung gewährleisten.

Lassen Sie uns bitte Ihre Erfahrungen zu dem Thema wissen.

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