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USB Standards

USB Standards


Was ist USB?

Universal Serial Bus (USB) ist eine lizenzfreie Bus-Spezifikation, die in den 1990er Jahren von führenden PC- und Telefonie-Herstellern zur Plug-and-Play-Unterstützung von Peripheriegeräten entwickelt wurde. Der USB Standard beschreibt auf welche Weise Peripheriegeräte (Tastaturen, Festplatten, Kameras, Drucker, Hubs usw.) an den Computer angeschlossen werden.

USB bietet erhöhte Bandbreite, isochrone und asynchrone Datenübertragung und geringere Kosten als ältere Eingabe-/Ausgabe-Ports. USB konsolidiert die vielen unterschiedlichen Kabeltypen, die ältere Anschlusstechniken erforderten, indem es alle Arten von Peripheriegeräten für Computer und die Telefonie unterstützt.

USB erkennt und konfiguriert neu verbundene Peripherie sofort.

Früher war für das Hinzufügen neuer Peripherie einiges an Aufwand erforderlich. Sie mussten den Computer öffnen, um eine Karte zu installieren, DIP-Schalter setzten und IRQ-Einstellungen vornehmen. Heute können Sie Digitaldrucker, Recorder, Wechsellaufwerke und andere Geräte dank USB in Sekunden verbinden. USB erkennt und konfiguriert die neuen Geräte sofort.

Vorteile der USB-Technologie.

  • USB ist “universell.” Fast jedes Gerät besitzt heute einen USB-Anschluss.
  • Bequeme Plug-and-Play-Verbindungen: Weder ein Abschalten noch ein Reboot der Geräte ist erforderlich.
  • Stromversorgung: USB liefert Strom, so dass Sie sich bei vielen Geräten keine Gedanken um eine weitere Stromversorgung machen müssen. Der Strom kommt über den USB-Anschluss Typ A.
  • Geschwindigkeit: USB ist schnell und gewinnt immer mehr an Geschwindigkeit. Der erste USB 1.0 Standard bietet eine Datenrate von 1,5 Mbit/s. Der neue USB 3.0 Standard unterstützt bereits 4,8 Gbit/s.

USB Standards

USB 1.1

USB 1.1, 1995 eingeführt, ist der ursprüngliche USB-Standard. Er hat zwei Datenraten: 12 Mbit/s (Full-Speed) für Geräte wie Laufwerke, die höhere Bandbreite erfordern und 1,5 Mbit/s (Low-Speed) für Geräte wie Joysticks, die auch mit geringerer Bandbreite gut funktionieren.

USB 2.0

2002 wurde USB 2.0, (High-Speed) eingeführt. Diese Version ist abwärtskompatibel mit USB 1.1. Der Standard erhöht die Geschwindigkeit der Peripherie-zu PC-Verbindung von 12 Mbit/s auf 480 Mbit/s, das 40-fache gegenüber USB 1.1.

Die höhere Bandbreite verbessert die Nutzung von Peripheriegeräten, die hohe Anforderungen an den Durchsatz haben. Dazu gehören Drucker, Kameras, Videoausstattung und viele weitere. USB 2.0 unterstützt anspruchsvolle Anwendungen einschliesslich Web Publishing, bei denen mehrere Highspeed- USB-Geräte gleichzeitig eingesetzt werden.

USB 3.0

SuperSpeed USB 3.0 (2008) bietet nochmals grosse Verbesserungen gegenüber USB 2.0. Der USB 3.0 Standard bietet mit Geschwindigkeiten von bis zu 5 Gbit/s fast das zehnfache vom USB 2.0 Standard. USB 3.0 ergänzt einen physikalischen Bus, der parallel zu dem bestehenden 2.0-Bus arbeitet.

Die Entwicklung des USB 3.0 Standards berücksichtigt die Abwärtskompatibilität zu USB 2.0.

USB 3.0 Anschlüsse

USB 3.0 hat einen flachen Verbinder wie USB 2.0 Typ A, aber in seinem Inneren gibt es ein weiteres Kontaktset und der Anschluss ist an seinem Ende blau statt weiss markiert. Die Verbinder vom Typ A bei USB 2.0 und USB 3.0 arbeiten zusammen.
Der Verbinder vom Typ B unterscheidet sich von USB 2.0 durch zusätzliche Kontakte. Der Anschluss ist grösser als der von USB 2.0. Stecker vom Typ B USB 2.0 lassen sich in USB 3.0 Ports einsetzen, umgekehrt kann aber kein USB 3.0 Typ B Anschluss in einen USB 2.0-Port gesteckt werden.

USB 3.0 Kabel

Das USB 3.0 Kabel enthält neun Drähte: vier Paare plus eine Erdung. Das sind zwei Paare mehr als bei USB 2.0, das mit einem Drahtpaar für die Daten, einen Drahtpaar für den Strom und einem Erdungsdraht arbeitet. Mit den zusätzlichen Aderpaaren unterstützt USB 3.0 bidirektionale, asynchrone und voll Duplex Datenübertragungen. USB 2.0 ist dagegen nur für eine halbduplex Polling Methode ausgelegt.

USB 3.0 Strom

USB 3.0 liefert 50% mehr Strom als USB 2.0 (150 mA gegenüber 100 mA) an nicht konfigurierte Geräte und bis zu 80% mehr Strom (900 mA gegenüber 500 mA) an konfigurierte Geräte. Es spart auch Strom im Vergleich zu USB 2.0, da bei USB 2.0 auch dann Strom gezogen wird, wenn die Verbindung nicht genutzt wird.

USB 3.1

wurde 2013 veröffentlicht und nennt sich SuperSpeed USB 10 Gbit/s. Es gibt drei wesentliche Unterscheidungsmerkmale zu USB 3.0. USB 3.1 verdoppelt die Datenraten von 5 Gbit/s auf 10 Gbit/s. Dieser Standard wird den Anschlusstyp C nutzen, der sich noch in der Entwicklung befindet. Der Typ C-Stecker wird in erster Linie für Laptops und Mobiltelefone entwickelt und daher sehr klein ausfallen. Dieser eine Anschluss soll Audio, Video, Daten und Strom gleichzeitig unterstützen (Single-Kabel-Lösung). Der Stecker wird auch eine reversible Ausrichtung haben. Und er soll bidirektionalen Strom von bis zu 100 Watt mit automatischer Erkennung der Stromleistung liefern. Es ist abwärtskompatibel zu USB 3.0 und 2.0, aber es wird ein Adapter für die physische Verbindung benötigt.

Übertragungs-Geschwindigkeiten

USB 3.0: 4.8 Gbit/s
USB 2.0: 480 Mbit/s
USB 1.1: 12 Mbit/s

Kabellänge/Knoten

5 Meter (3 Meter für USB 3.0-Geräte mit hohen Datenraten)
Geräte per Bus: 127
Reihen per Bus: 5

Weitere Tuturials zu diesem Thema:
Der Peripherieanschluss über USB

 
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