USB Kabel schwarz 1,5m

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Der Universal Serial Bus (USB) [?ju?n??v??sl ?s??i?l b?s] ist ein serielles Bussystem zur Verbindung eines Computers mit externen Geräten. Mit USB ausgestattete Geräte oder Speichermedien, wie etwa USB-Speichersticks, können im laufenden Betrieb miteinander verbunden (Hot Plugging) und angeschlossene Geräte sowie deren Eigenschaften automatisch erkannt werden. Vor der Einführung von USB gab es eine Vielzahl verschiedener Schnittstellentypen mit unterschiedlichsten Steckern zum Anschluss von Zubehör und Peripheriegeräten an Heim- und Personal Computer. Fast alle diese Schnittstellenvarianten wurden durch USB ersetzt, was für die Anwender Vereinfachungen mit sich brachte, die jedoch durch die Vielzahl an unterschiedlichen USB-Steckern und -Buchsen wieder teilweise relativiert wurden. USB wurde 1996 mit einer maximalen Datenübertragungsrate von 12 Mbit/s als USB 1.0 eingeführt. Im Jahr 2000 ist Version USB 2.0 spezifiziert worden, mit 480 Mbit/s die heute noch meistverbreitete Version. Bei dem 2014 eingeführten Standard USB 3.1 Gen 2 beträgt die maximale Brutto-Datenübertragungsrate für SuperSpeed+ 10 Gbit/s.[1] 2017 wurde USB 3.2 mit einer Übertragungsrate von bis zu 20 Gbit/s spezifiziert.

Überblick
Der USB überträgt die Daten bit-seriell, das heißt die einzelnen Bits werden nacheinander übertragen. Die Übertragung erfolgt differenziell über ein symmetrisches[Anm 1] Adernpaar: liegt auf der ersten Ader der High-Pegel an, so liegt auf der zweiten der Low-Pegel an und umgekehrt. Der Signalempfänger wertet an einem Terminierungswiderstand die Differenzspannung aus. Aus deren Vorzeichen ergeben sich die beiden logischen Zustände Null oder Eins. Durch das differenzielle Verfahren und die Verwendung verdrillter Adern werden elektrisch eingestrahlte Störungen weitgehend eliminiert. Das erhöht die Übertragungssicherheit und unterdrückt Gleichtaktstörungen. Die Übertragung der Daten in beiden Richtungen (von und zum Peripheriegerät) erfolgt bei Datenübertragungsraten bis zu 480 MBit/s über dasselbe Adernpaar; erst die mit USB 3.0 eingeführten schnelleren Modi erfordern weitere Adernpaare. Zwei weitere Adern versorgen angeschlossene Geräte mit Energie. Durch die Verwendung von nur vier Adern in einem Kabel (tauglich bis 480 MBit/s) kann dieses dünner ausgeführt und günstiger gefertigt werden als bei parallelen Schnittstellen. Im Vergleich zu bitparallelen Verbindungen – wie etwa IEEE 1284 („Centronics“) – ist eine hohe Datenübertragungsrate mit relativ geringem Aufwand zu erreichen, da nicht mehrere Signale gleichzeitig mit gleichem elektrischen Verhalten übertragen werden müssen.

Es steht eine Palette unterschiedlicher Übertragungsgeschwindigkeiten zur Verfügung. Je nach den sich aus der Anwendung ergebenden Anforderungen kann die maximale Datenübertragungsrate zwischen 1,5 Mbit/s und fast 20 Gbit/s betragen (siehe Abschnitt Datenraten). Die Wahl der maximalen Datenübertragungsrate hat Einfluss auf diverse Parameter, wie etwa Aufwand der Implementierung, Auswahl des Kabelmaterials, Steckertypen oder auch benutzte Signalspannungen.

Die elektrische Verbindung ist eine Direktverbindung (Punkt-zu-Punkt-Verbindung); zu einem Bus-System wird USB erst oberhalb der physischen Ebene.[4] Die Bus-Spezifikation sieht einen zentralen Host-Controller (Master) vor, der die angeschlossenen Peripherie-Geräte (der sog. Slave-Clients) koordiniert. Daran können theoretisch bis zu 127 verschiedene Geräte angeschlossen werden. An einem USB-Port kann immer nur ein USB-Gerät angeschlossen werden. Sollen an einem Host mehrere Geräte angeschlossen we...