Rådgivare
Texten nedan är maskinöversatt från tysk originaltext.
Värt att veta om USB-kontakter
Allmänt till USB-anslutningar
Hur fungerar dataöverföringen med USB?
Vilka USB-generationer skiljer man mellan?
Vilket kontaktformat behöver jag?
Allmänt till USB-anslutningar
Universal Serial Bus , kort USB, är ett vanligt seriellt gränssnitt, via vilket elektroniska enheter kan kopplas samman och utbyta data. USB-tekniken kommer ursprungligen från PC-området och har utvecklats för att ansluta perifera enheter som skrivare, skanner och annan maskinvara till hemdatorn.
Genom komfortfunktioner som möjligheten att ansluta enheter under drift (hot plugging) eller automatisk avkänning av hårdvara (Plug & Play) har USB sedan lanseringen 1996 lett till en tydlig förenkling för användarna. I och med införandet av USB 2.0 2000 kunde dataöverföringshastigheten ökas kraftigt, så att USB även användes för anslutning av externa lagringsenheter, och numera blivit standard i jämförelse med konkurrerande system som FireWire eller eSATA. Stand med USB 1.0 har en överföringshastighet på upp till 12 Mbit/s, är en USB 3.1-överföringshastighet på 10 Gbit/s. Det finns en långtgående bakåtkompatibilitet, men den har begränsningar (särskilt i kombination med den ökade variationsbredden på kontakter).
Sedan mobiltelefoner USB används som standardgränssnitt och för strömförsörjning, är många kablar med USB-C- eller mikro-USB-kontakter i användning. Däremot använder klassiska PC-kringutrustning som skrivare eller skanner USB-anslutningskontakt av typ B, medan värdsidan av kontakttyp A förväntas. När du köper USB-anslutningar bör du alltså i förväg bestämma vilken USB-generation och vilket format som verkligen behövs.
Hur fungerar dataöverföringen med USB?
Kommunikationen i ett USB-system styrs centralt av en Host-Controller, som vanligtvis är en av de implementerade komponenterna i ett hemcomputer-moderkort. Host-Controller läser av data från anslutna enheter. Anslutna enheter får endast på begäran sända data via värdstyrenheten. Ett undantag är ”USB on the Go”-enheter som även kan kommunicera utan att en värdstyrenhet deltar. Nyanslutna enheter tilldelas av värd-styrenheten en unik adress och efterfrågas bland annat tillverknings- och produkt-ID. USB-standarden definierar olika enhetsklasser som kan styras med generiska drivrutiner. På så sätt krävs inte en egen drivrutin för varje enhet. På så sätt kan enheter med grundläggande funktioner som tangentbord, möss eller massminnen omedelbart användas utan föregående drivrutininstallation.
USB ger anslutna enheter redan sedan den första versionen en strömförsörjning via den använda kabelanslutningen. Den maximala effektförbrukningen från uppköpare har utökats med USB-specifikationen från början med 0,5 W till upp till 100 W.
Vilka USB-generationer skiljer man mellan?
USB-standarden kan delas in i följande versioner:
USB 1.0
USB 1.0 infördes 1996 som en enhetlig efterträdare till ett antal olika PC-gränssnitt. På grund av de universella kraven begränsades standarden inte till tangentbord och mus, utan var även avsedd för mer omfattande kringutrustning för PC-datorer. Med en överföringshastighet på upp till 12 Mbit/s kom anslutningen av massminnen knappt till användning.
USB 1.1
USB 1.1 infördes som specifikation 1998, och därmed undanröjdes först och främst fel och olösta problem från föregångaren. Överföringen förblev oförändrad.
USB 2.0
USB 2.0-specifikationen (High Speed), som infördes 2000, är den hittills vanligaste och återfinns i nästan alla datasystem. Med en överföringshastighet på 480 Mbit/s har den möjliggjort regelbunden användning av dataintensiva anslutningar som masslagring eller videoutrustning. Detta gjorde att USB kunde konkurrera med FireWire-systemet. Den maximala tillhandahållna effekten har höjts från tidigare 0,5 W till 2,5 W.
USB 3.0
2008 infördes USB 3.0 med tillägget ”SuperSpeed” och en teoretisk överföringshastighet på 5 Gbit/s. Den maximala möjliga nettodatahastigheten ligger därför på något under 4Gbit/s. Med USB 3.0 har nya kontaktformer och kablar införts. Vanliga hemdatorer har förutom de kända USB 2.0- oftast flera USB 3.0-anslutningar. Dock sker USB 3.0-överföringar endast när både värdstyrenhet och kabel och terminal behärskar standarden. I annat fall växlas USB 2.0-läge. Med USB 3.0 har du normal effektförbrukning på 4,5 W – med 2014 presenterade USB-typ-C-kontakten är den till och med 15 W eller 100 W i läget USB-Delivery (USB-PD).
USB 3.1
Den 3.1 gamla USB 2013-standarden fördubblad under beteckningen ”SuperSpeed +” överföringshastighet på brutto 10 Gbit/s. Den tidigare USB 3.0-standarden har införts i den nya specifikationen och har sedan dess officiellt blivit ”USB 3.1 Gen 1”. SuperSpeed + kallas alltså USB 3.1 Gen 2.
Kompatibilitet
USB-tekniken utmärker sig genom en långtgående bakåtkompatibilitet, som även möjliggör mer långsiktig användning av äldre enheter. På så sätt kan USB 2.0-enheter användas på en USB 3.0-kompatibel värdstyrenhet. Dessutom är det möjligt att driva USB 3.0-enheter till en maximalt USB 2.0-kompatibel värdstyrenhet. Man bör dock se till att denna kan hantera effektförbrukningen hos slutenheten. För en faktisk drift i USB 3.0-specifikationen måste förutom värdstyrenheten även kabeln och den aktuella enheten behärska standarden.
Vilket kontaktformat behöver jag?
De vanliga formaten är:
Typ A
Den vanligaste formen är kontakttyp A, som är en klassisk USB-anslutning till nästan alla datorer med passande anslutning. Den ganska stora konstruktionen är en följd av datorns utvecklingshistoria och gör den mindre intressant för små eller mobila enheter. Typ-A-kontakter används oftast för anslutning till en Host.
Typ B
Kontakttyp B är betydligt mindre spridd än typ A. Användning av rökutsatta områden är anslutning av utskrifts- och kopieringsapparater. Ofta används den även vid anslutning av externa hårddiskar.
Typ C
Konstruktionen av typ C presenterades 2014 och är det senaste formatet i USB-kontaktfamiljen. Till skillnad från typ A och typ B är denna konstruktion betydligt kompaktare. På grund av den punktsymmetriska utformningen behöver kontakten inte sättas in i en viss riktning, vilket förenklar användningen betydligt. Typ C-kontakten möjliggör jämfört med tidigare specifikationer en strömstyrka på normalt 3 A vid 5 V nominell spänning och kan därför garantera 15 W effektförbrukning. I USB-PD-läget är en strömstyrka på 5 A möjlig. Därmed kan spänningen ökas från normalt 5 till 12 eller 20 V, vilket möjliggör effektupptag på upp till 100 W. Genom frisläppandet av flödesriktningen är strömförsörjningen nu även möjlig i båda riktningarna.
Micro-USB
Mikro-USB-kontakten är för närvarande den vanligaste anslutningen för mobila enheter som smartphones eller surfplattor. Tack vare sin kompakta konstruktion får den lätt plats i ett chassi. Denna kontakttyp ersätts under pågående utveckling av typ C.
Modeller
Det universella användningsområdet för USB-portar ger jämfört med den inledande USB-tekniken ett betydligt större urval av modeller. Specifikationerna för respektive USB-generation måste beaktas, liksom möjliga kombinationer och utrymme inom användningsområden. Med micro- och minikontakter finns det varianter av begränsat utrymme, som kan kompletteras med den nya typ C och som på lång sikt kan bytas ut.
Det finns alltså vissa kriterier som man måste ta hänsyn till när man köper USB-anslutningar. Den viktigaste aspekten bör vara kompatibiliteten mellan de enheter som ska anslutas. Beroende på konfigurationen kan urvalet av tillgängliga varianter redan på så sätt reduceras till en mer överskådlig nivå. Dessutom kan utrymmet inom tillämpningsområdet spela en roll eller vara av särskild betydelse, t.ex. en mer kraftfull elförsörjning, som kan vara ett sätt att välja typ C-kontakt. I vilket fall som helst hjälper en blick in i de tekniska specifikationerna och databladen för de slutenheter som används för att entydigt bedöma prestanda och för att undanröja oklarheter.