USB

Aus WISSEN-digital.de

Abk. für: Universal Serial Bus, deutsch: universeller serieller Bus,

von Intel, Microsoft und anderen entwickeltes serielles Bussystem, das Peripheriegeräte über ein vierpoliges Kabel mit dem PC verbindet.

Beim USB gibt es Low-Power- und High-Power-Verbindungen: Die Low-Power-Verbindungen dienen nur dem Datentransport; die angeschlossenen Geräte (Drucker, Zip-Drive usw.) verfügen über ein eigenes Netzteil. Die High-Power-Verbindung versorgt das angeschlossene Gerät auch mit Strom (dabei ist unter "High Power" eine relativ schwache Leistung von maximal ca. zwei Watt zu verstehen, die z.B. ein Modem mit Strom versorgen kann).

Der USB ist als ebenso vielseitiges wie einheitliches Schnittstellensystem konzipiert: Im Prinzip kann alles, was sich außerhalb des PC-Gehäuses befindet, an diesen Bus angeschlossen werden, von der Tastatur über den Monitor bis zu Lautsprechern, Drucker, Scanner, CD-Brenner und sogar externe Festplatten (ab USB 2.0).

Das Bussystem ist verzweigt aufgebaut. Es geht von einem Hostadapter aus und verzweigt sich über Hubs. Für die Geräte, die angeschlossen werden, existiert eine spezielle Schnittstelle mit eigenem Steckersystem (zwei verschiedene Typen, die nicht verwechselt werden können).

Für den USB existieren verschiedene Standards. Die derzeit noch häufig anzutreffende USB 1.1-Spezifikation erlaubt einen Datendurchsatz von 1,5 MBit/s (Low speed) bzw. 12 MBit/s (Full speed), wobei die Kabellänge zwischen den Geräten maximal fünf Meter betragen darf. Diese Schnittstelle eignet sich für die meisten Geräte, allerdings weniger für solche mit großen Datenmengen (Video usw.). Daher existiert seit Anfang 2001 die USB 2.0-Spezifikation, mit der sich ein Datentransfer von bis zu 480 MBit/s (Highspeed) realisieren lässt; diese ist immer häufiger in neueren Rechnern anzutreffen. USB unterstützt die problemlose Systemerweiterung mit (theoretisch) bis zu 127 Peripheriegeräten, die in beliebiger Reihenfolge angeschlossen werden können. In der Praxis allerdings lassen sich selten mehr als sechs bis zehn USB-Geräte gleichzeitig an einem Rechner betreiben, soweit diese den notwendigen Strom vom USB beziehen und nicht über eine eigene Stromversorgung verfügen. Eine Ergänzung des USB-Standards trägt den Namen USB OTG (USB-on-toGo). Damit ist es möglich, beispielsweise eine Digitalkamera ohne Umweg über einen Rechner an einen Drucker anzuschließen (Peer-to-Peer). Ziel dieser USB 2.0-Erweiterung ist es, dass OTG-fähige Geräte (Mobiltelefone, MP3-Player, PDAs, digitale Kameras usw.) ohne Anschluss an einen PC direkt miteinander kommunizieren können.

Eine besondere Stärke von USB stellt das Hot Plugging, das Anschließen und Entfernen von Geräten während des Betriebs dar. Dabei werden WDM-Treiber benutzt, die z.B. von Windows ab der Version 98 automatisch geladen und eingebunden werden können. Ein gewisser Nachteil von USB besteht im begrenzten Vorrat an Befehlen. Der USB lässt sich auch für Direktverbindungen von PC zu PC nutzen.

Es gibt eine Einteilung von USB-Geräten in drei verschiedene Klassen (je nach Stromverbrauch):

- Low power bus powered

- High power bus powered

- Self powered.

Während die beiden ersten Klassen (bus powered) ihren Strom vollständig vom USB beziehen, verfügt die dritte Klasse (self powered) über eine eigene Stromversorgung. Maximal kann ein USB 500 mA (mA = Milliampere) Strom liefern. Ein Low power-Gerät darf höchstens 100 mA Strom vom USB beziehen. Bei High power-Geräten sind es bei der Initialisierung ebenfalls nur 100 mA, im weiteren Betrieb kann jedoch Strom bis zur maximalen USB-Grenze von 500 mA bezogen werden.