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USB LogoUSB ist die Abkürzung für "Universal Serial Bus" und ist einen Anschluss für externe PC-Geräte. Inzwischen sind fast alle externen Geräte in einer USB-Version erhältlich, angefangen von Maus, Tastatur, Joystick über digitale Fotoapparate, Drucker, Scanner u.s.w. Selbst für aktuelle externe CD- und DVD Brenner sowie Festplatten ist USB in der neusten Version schnell genug.
USB ist heute zum Standard geworden und hat fast in allen Bereichen die Parallele-, Serielle- und Game Schnittstelle abgelöst. Selbst die PS/2 Anschlüsse für Maus und Tastatur wurden inzwischen vollständig vom USB Anschluss übernommen.
Ein großer Vorteil vom USB Anschluss ist, dass Geräte im laufenden PC Betrieb ein- und ausgesteckt werden können (Hot-Plugging). Der PC sollte dann die Änderung erkennen und das entsprechende Gerät einbinden bzw. trennen. Das war bei den älteren Schnittstellen (parallel und seriell) nicht möglich. Hier war es sogar erforderlich den PC abzuschalten um ein Gerät anzuschließen, oder abzuklemmen. Auch wurden Geräte nicht selbstständig an diesen Anschlüssen erkannt und mussten "von Hand" installiert und eingerichtet werden. An einem USB Anschluss werden die meisten Geräte ohne Treiber Installation sofort erkannt und sind nach dem einstecken nach wenigen Sekunden betriebsbereit (Plug and Play). Lediglich für exotische Geräte müssen noch Treiber z.B. von einer mitgelieferten CD installiert werden.

Altes USB LogoMit dem oben gezeigten USB-Logo sollen nur Stecker und Buchsen gekennzeichnet werden, die nach dem USB-Standard arbeiten. Daher findet man dieses Logo meisten auch nicht auf USB-Stecker mit speziellen Bauformen die anfangs von verschiedenen Geräteherstellern verwendet wurden.
Im Jahr 1997, in dem der "Universal Serial Bus" auf den Markt gekommen ist, benutzte man noch ein anderes Logo, das ich rechts noch einmal eingefügt habe. Dieses Logo soll heute aber nicht mehr verwendet werden.

Wieviele USB-Anschlüsse besitzt ein Computer?

USB Mainboard AnschlussbuchsenDa der USB Anschluss inzwischen so weit verbreitet ist, besitzt ein aktueller PC inzwischen immer mehr interne und externe USB Anschlüsse. Waren es Anfangs oft nur 2 externe Buchsen, sind es heute mindestens 4 bis 8 solcher Anschlüsse. Der größte Teil dieser USB-Anschlüsse befinden sich auf der Rückseite des Computers. Aktuelle Computer haben aber auch schon mindestens zwei Anschlüsse an der Vorderseite z.B. zum Anschluss digitaler Fotoapparate, USB-Speichersticks, MP3-Player oder externen Festplatten.
Sollten die Anschlüsse dennoch einmal nicht reichen, kann ein USB-Hub (Mehrfachverteiler) angeschlossen werden, der eine USB Schnittstelle um weitere Anschlüsse erweitert. Hier sollte man sich gleich einen so genannten "aktiven" USB Hub zulegen. Dieser hat gegenüber einem "passiven" Hub eine eigene Stromversorgung (Steckernetzgerät). Aktive Hubs stellen an jedem USB Anschluss die Normgerechten 0,5 Ampere Stromstärke (USB 2.0), 0,9 Ambere (USB 3.0) bzw. bis zu 5 Ampere (USB 3.1) zur Verfügung. Passive Hubs verteilen den vom Computer zur Verfügung gestellten Strom auf alle vorhandenen Anschlüsse. So ist schnell die zur Verfügung stehende Stromstärke überschritten und die USB-Geräte arbeiten nicht mehr richtig.
Für alle, die einen Computer selber zusammen bauen möchten, noch ein Hinweis: auf einer heutigen Hauptplatine (Mainboard) befinden sich neben den fest aufgelöteten USB-Anschlussbuchsen, (siehe Bild rechts), noch weitere USB-Anschlüsse in Form von so genannten "Pfostensteckern" (siehe Bild unten). Hieran können weitere USB-Anschlussbuchsen an der Rückseite, oder die Front USB-Buchsen des Gehäuses angeschlossen werden. Wie viele USB-Anschlüsse eine Hauptplatine besitzt ist unterschiedlich. Selbst die Belegung der "Pfostenstecker" kann von Hauptplatine zu Hauptplatine verschieden sein. Vor dem Anschluss sollte man daher auf jeden Fall in das Handbuch schauen. Auf vielen Hauptplatinen sind die Belegungen der Anschlüsse sogar direkt bei den "Pfostensteckern" aufgedruckt, wie auf dem Foto unten. Bei einem falschen Anschluss kann die Hauptplatine beschädigt werden!

USB Hauptplatinen Anschlüsse

Wie funktioniert ein USB-Anschluss?

USB-SpeicherstiftUSB "Universal Serial Bus" ist, wie der Name schon sagt ein BUS-System. An einen USB-Controller können bis zu 127 USB-Geräte angeschlossen werden, was aber nur rechnerisch realisierbar ist. Es kommt häufig vor, dass bei zu vielen Geräten die Fehler auf diesem Bus zunehmen. Daher besitzen Computer meist auch nur 4-8 Anschlüsse je Controller.
Im USB Gerätestandard sind verschiedene Geräteklassen festgelegt, die intern bereits mit "Grundtreibern" festgelegt sind. Die Geräte besitzen eine Kennung, die diese einer der Klassen zuordnet. Daher ist es auch ohne Treiberinstallation möglich eine Tastatur, eine Maus oder ein USB-Speicherstick einzustecken und damit sofort zu arbeiten. Lediglich für kompliziertere Geräte wie z.B. Drucker oder Sonderfunktionen an einer Maus werden noch Treiber benötigt.
Die Einbindung wichtiger "Grundgeräte" wie Maus und Tastatur übernimmt heute, bei aktuellen Computern sogar schon das Bios beim hochfahren. Eine spezielle Bios-Funktion "Keyboard and Mouse Legacy Support" genannt, bindet eine USB-Maus und eine USB-Tastatur gleich beim Systemstart ein, noch bevor überhaupt ein Betriebssystem gestartet wurde. Nur so ist es heute überhaupt problemlos möglich mit entsprechenden modernen USB Geräten einen Computer zu starten.

Der Trend geht heute immer wieder zur seriellen Datenübertragung. Auch USB benutzt die serielle Datenübertragung über nur 2 Adern. Ab USB 3.0 werden zur Geschwindigkeitssteigerung 2x2 Adern zur Datenübertragung eingesetzt. Durch die serielle Übertragung können dünnere Leitungen verwendet werden, die Datenübertragungsgeschwindigkeit kann einfacher erhöht und die Daten können sicherer übertragen werden.

Welche USB Steckerarten gibt es?

USB 1.1 und 2.0 Stecker gibt es in sechs genormten Ausführungen. Einmal ein "großer" länglicher Stecker, der meist im PC als Anschluss verwendet wird. Diesen Stecker bezeichnet man auch als USB-Stecker Typ A. Der zweite Anschlussstecker ist kleiner und Quadratisch. Dieser wird meist für den Anschluss größerer externer Geräten benutzt und wird als USB-Stecker Typ B bezeichnet. Das waren auch die zu erst verwendeten USB-Stecker. Beide Steckerarten besitzen vier Anschlüsse. Zwei Adern für eine Stromversorgung der externen Geräte (5 Volt / 500 mA) und 2 Adern für die Datenübertragung. (Zur Erklärung: 500 mA entspricht dem oben genannten Wert von 0,5 Ampere).

USB Stecker

Mini USB Typ B SteckerFür den Anschluss an kompakten Geräten wurden später die fünfpoligen "Mini USB" Anschlüsse genormt. Auch davon gibt es zwei verschiedene Bauformen Mini-USB Typ A und Mini-USB Typ B. Bei den Mini-USB Steckern kann man auf den ersten Blick erst einmal den Unterschied zwischen Typ A und Typ B nicht erkennen. Man hat sich daher auf drei Kennzeichnungen festgelegt, der Steckerform, der Kontaktträgerfarbe und einer Aufschrift. Beim "Mini USB Stecker Typ A" ist der innere Kontaktträger weiß und es ist ein "A" auf einem ovalen Steckergehäuse aufgedruckt. Beim "Mini USB Stecker Typ B" sollte der innere Kontaktträger schwarz und das Steckergehäuse rechteckig, mit einem aufgedruckten "B" gekennzeichnet sein (siehe Bild rechts). Für beide Steckerarten wird auch eine passende (Typ A bzw. Typ B) Buchse benötigt, bei der der Kontaktträger mit der gleichen Farbe gekennzeichnet ist. Da beide Steckertypen bis auf kleine Unterschiede gleich sind, benutzen einige Hersteller manchmal auch eine so genannte "Mini USB Typ A/B" Buchse. Diese Buchsen erkennt man an einem grauen Kontaktträger und können beide "Mini USB Stecker" aufnehmen. Man hat allerdings die "Mini USB Typ A/B" Buchse aus dem offiziellen USB-Standard herausgenommen. Auch nutzen nicht alle Hersteller die an sich gute Kennzeichnung der Stecker und Buchsen. Besonders bei Anschlussleitungen die Geräten beiliegen findet man diese Kennzeichnung selten oder sie ist unvollständig.

Micro USB Typ B Stecker2007 wurden die "Micro-USB" Anschlüsse eingeführt, die speziell für extrem kleine Geräte, wie z.B. Handys konzipiert und in den USB-Standard aufgenommen wurden. Auch bei den "Micro-USB" Anschlüssen gibt es wieder einen Typ A und einen Typ B.
Seit 2010 verwenen die meisten Handy-Hersteller nur noch eine "Micro-USB" Buchse an ihren mobilen Geräten. Über diesen Anschluss findet nicht nur der Datenaustausch statt, dieser wird auch zum laden des Akkus verwendet werden. Damit entfällt ein zusätzlicher Ladegeräte-Anschluss und ein vorhandenes Netzgerät kann für alle mobilen Geräte eingesetzt werden.

Darüber hinaus gibt es auch noch "Sonderformen" die von verschiedenen Geräteherstellern verwendet werden. So nutzen z.B. Hersteller von digitalen Fotoapparaten noch kleinere Anschlussstecker oder Hersteller fügen zusätzliche Stromanschlüsse zum laden der Akkus, für ein externes Gerät, hinzu (siehe Foto oben). Diese Sonderformen waren allerdings vor allem Anfangs häufig zu finden. Seit etwa 2010 verwenden die meisten Hersteller nur noch die Standard-Anschlüsse.

USB 3.0 Micro-B-BuchseAb USB 3.0 gibt es neue Stecker und Buchsen, da diese neue Version 4 anstelle von 2 Datenleitungen benutzt. Allerdings sollten die Stecker weiterhin Abwärtskompatibel bleiben. So werden die zusätzlich benötigten Adern jeweils in einer Art "Erweiterung" angefügt. Der Ursprüngliche Stecker ist gleich geblieben, so dass man auch bei USB 3.0 weiterhin USB 2.0 Stecker nutzen kann, allerdings nicht umgekehrt. Rechts habe ich zum Beispiel einen Micro USB 3.0 Typ B Anschluss abgebildet. Dieser ist, wie alle USB 3.0 Anschlüsse in zwei Bereiche eingeteilt. In den größeren Teil passt hier weiterin ein einfacher USB 2.0 Typ B Stecker, ein USB 3.0 Anschlussstecker nutzt hingegen beide Steckerbereiche und kann somit für eine höhere Datenübertragung genutzt werden. Ähnlich sind auch die Typ A und Typ B Stecker für USB 3.0 erweitert worden. Mit USB 3.0 wird der Mini-USB Anschluss nicht mehr unterstützt.

USB 3.1 wird in einer einfachen Version auch mit den Steckertypen Typ A, Typ B und Micro B angeboten. Den vollen Funktionsumfang mit den zusätzlichen Spannungsversorgungen und der höheren Übertragungsgeschwindigkeit stellt allerdings nur der Ende 2014 mit USB 3.1 neu eingeführte Steckertyp C zur Verfügung! Dieser ist zu keinem anderen älteren Steckertyp kompatibel und hat 24 Kontakte. Allerdings hat dieser Stecker Typ C neben dem vollen Funktionsumfang des USB 3.1 Standards noch den Vorteil, dass es hier kein "oben" und "unten" gibt. Der Stecker kann somit in jeder Richtung eingesteckt werden. Außerdem ist die Buchse mit 8,4 mm deutlich schmaler als z.B. ein aktueller Micro USB 3.0 Typ B Anschluss, der durch die Erweiterung 12,4 mm breit ist.

Wie sind die USB 2.0 und 1.1 Stecker belegt?

Wie schon beschrieben, benötigt eine Standard USB Leitung bis zur Version 2.0 vier Adern. Zwei für die Daten und zwei für die Stromversorgung. Inzwischen ist im USB-Standard sogar die Farbcodierung der einzelnen Adern festgeschrieben.
Die größeren Stecker Typ A und Typ B haben auch nur 4 Kontakte. Die kleineren Mini- und Micro Stecker besitzen zwar fünf Kontakte, wobei einer der Kontakte aber lediglich zur Unterscheidung zwischen Typ A und Typ B dient.

Hier die Steckerbelegung:

Kontakt Stecker Farbe Funktion
1 alle rot VCC (+5 Volt)
2 alle weiß D- (Data -)
3 alle grün D+ (Data +)
4 Typ A und B schwarz GND (Masse)
4 Mini / Micro ---- Typ A = Masse; Typ B = frei
5 Mini / Micro schwarz GND (Masse)

Ab der USB Version 3.0 kommen drei Leitungen dazu. Bei USB 3.0 werden zusätzlich zwei Datenleitungen für eine weitere Übertragungslinie und eine zusätzliche "Masse-Leitung" verwenden.  

Welche Stromversorgung besitzt USB?

Am Standard USB 2.0 und USB 1.1 Anschluss werden 5 Volt mit einer maximalen Belastbarkeit von 500 mA (= 0,5 Ampere), was etwa 2,5 Watt entspricht, zur Verfügung gestellt. Diese 0,5 Ampere Stromstärke müssen sich aber alle Geräte an einem Anschluss teilen.
Damit es keine Probleme gibt, hat man festgelegt, dass ein Gerät am USB Anschluss normalerweise maximal 0,1 Ampere (100 mA) verbrauchen darf. Somit stände für bis zu fünf Geräte an jedem Anschluss genügend Strom zur Verfügung. Allerdings sind 100 mA, oder 0,5 Watt nicht gerade viel. Somit können bestimmte Geräte auch mehr Strom "fordern". Das muss aber vom Betriebssystem (Treiber) freigegeben werden. Dann kann sogar ein Gerät bis zu 0,5 Ampere für sich beanspruchen. Man spricht beim USB Anschluss daher auch von "Low Power" Geräten wenn diese bis zu 100 mA benötigen, oder von "High Power" Geräten wenn sie mehr als 100 mA bis 500 mA Strom brauchen.
Selbst 0,5 Ampere sind für einige externe Geräte noch zu wenig. Festplatten z.B. benötigen deutlich mehr Strom, besonders wenn der Motor anläuft. Solche Geräte müssen über ein eigenes, externes Netzteil mit Strom versorgt werden. Aktuelle 2,5" Festplatten arbeiten allerdings heute bereits problemlos an einem USB 2.0 Anschluss. Den beim Anlauf benötigten höheren Strom verkraften eigentlich alle USB-Controller, so das das eigentlich kein Problem dartellt. Auch wenn es der USB Standard nicht zulässt, haben bis etwa 2010 einige Hersteller externe Geräte mit zwei USB Anschlussleitungen, bzw. einer so genannten Y-Leitung ausgestattet, von der beide USB-Stecker eingesteckt werden müssen. Intern sind die Stromleitungen beider Stecker parallel geschaltet, aber die Datenleitungen liegen nur an einem der Stecker an. Dadurch konnte ein externes Gerät bis zu 1 Ampere (2x 0,5 Ampere) Strom aufnehmen.

Bei USB 3.0 hat man auch bei der Stromaufnahme nachgebessert. Bei USB 3.0 stehen 5 Volt mit einer maximalen Belastbarkeit von 900 mA (= 0,9 Ampere), was etwa 4,5 Watt entspricht zur Verfügung. Einzelne Geräte dürfen jetzt 50 mA mehr verbrauchen, also bis zu 150 mA im "Low Power" Modus. Das reicht auch für den Betrieb exterer 2,5 " Festplatten jetzt problemlos aus.

Noch flexibler hat man die Stromverorgung beim USB 3.1 Anschluss und dem Stecker Typ C gestaltet. Mit USB 3.1 können nun Geräte bis 100W Leistungsaufnahme also z.B. Tintenstrahldrucker oder Monitore direkt betrieben werden. Auch können bei USB 3.1 mit dem Typ C Stecker jetzt verschiedene Spannungen abgegeben werden. Diese Unterscheidung findet hier über 5 verschiedene Profile statt. Damit ist der USB Anschluss nun noch flexibler einsetzbar. Hier eine Übersicht der zur Verfügung stehenden Spannungen und Stromstärken beim USB 3.1 Anschluss:

Profil 5V Spannung 12 V Spannung 20V Spannung
Profil 1 2,0 Ampere -- --
Profil 2 2,0 Ampere 1,5 Ampere --
Profil 3 2,0 Ampere 3,0 Ampere --
Profil 4 2,0 Ampere 3,0 Ampere 3,0 Ampere
Profil 5 2,0 Ampere 5,0 Ampere 5,0 Ampere

Seit wann gibt es USB?

USB wurde für den PC in der Version 1.0 im Jahr 1996 eingeführt. Bereits ein Jahr später kamen die ersten Hauptplatinen Chipsätze mit USB-Unterstützung auf den Markt. Ab diesem Zeitpunkt wurden in alle neuen Computer USB Anschlüsse eingebaut. Seit 1998 benutzt auch die Firma Apple die USB Schnittstelle, wodurch die Entwicklung noch schneller vorangetrieben wurde. Im Jahr 2000 kam dann mit USB 2.0 die nächste große Verbesserung mit einer deutlich gestiegenen Übertragungsgeschwindigkeit auf den Markt. USB 2.0 wurde allerdings von den Herstellern erst ab dem Jahr 2002 richtig unterstützt. Im November 2008 wurde der USB 3.0 Standard vorgestellt, der ab Mitte 2009 in Geräten verbaut wurde. 2014 kam dann mit USB 3.1 der nächte große Schritt. Die USB Schnittstelle wurde an die aktuellen Übertragungsgeschwindigkeiten von z.B. SSD-Laufwerken angepassst. Außerdem besitzt USB 3.1 eine deutlich bessere Stromverorgung externer Geräte. Somit ist sichergestellt dass USB weiterhin auch in Zukunft eine "Universelle" Anschlussschnittstelle bleiben wird.

Übersicht der Entwicklungszeiträume:

USB Version ab Jahr max. Geschwindigkeit Kommentar
USB V1.0 1997 12 Mbps (Megabit pro Sekunde) Erste Version
USB V1.1 1998 12 Mbps (Megabit pro Sekunde) Fehlerbeseitigung
USB V2.0 2000 480 Mbps (Megabit pro Sekunde) Hi-Speed Modus
USB V3.0 2008 4 Gbps (Gigabit pro Sekunde) Super-Speed Modus
USB V3.1 2014 9,7 Gbps (Gigabit pro Sekunde) Super-Speed+ Modus

Die Version 1.0 hatte noch ein paar Fehler, die erst mit der Version 1.1 behoben wurden. Ab der Version 2.0 wurde der High-Speed Modus eingeführt, der mit einer Datenübertragung von bis zu 480 MB/s jetzt auch für Festplatten und Brenner geeignet ist. Mit der Version 3.0 sollen nun alle externen Geräte mit hoher Geschwindigkeit unterstützt werden. Diese hohe Geschwindigkeit ist vor allem für externe S-ATA Festplatten und den neuen "Solid State Disk (SSD)" Festplatten interessant.
USB 3.0 verwendet sowohl ein Adernpaar zum Daten senden und ein Adernpaar zum Daten empfangen. Dadurch kann dieser Standard dann auch im so genannten "Vollduplex" Verfahren arbeiten. Durch die besondere Konstruktion des Anschlusssteckers können aber auch weiterhin USB 2.0 Geräte in diese Anschlüsse eingesteckt werden.
Mit USB 3.1 wird die Übertragungsgeschwindigkeit nochmals deutlich gesteigert und an aktuelle exteren Geräte angepasst. DArüber hinaus stellt USB 3.1 jetzt verschiedene Ausgangsspannungen zur Verfügung, die jetzt auch deutlich höher belastet werden können. Nachteil: Diese neuen Funktionen stehen nur an der neuen USB C Buchse zur Verfügung, die nicht kompatibel mit den bisherigen USB Anschlüssen ist.

Übersicht der USB Übertragungsgeschwindigkeiten:

 USB Version  Low Speed 1,5 Mbps  Full Speed 12 Mbps  High Speed 480 Mbps  Super Speed 4 Gbps
Super Speed+ 9,7 Gbps
 USB V1.0  Ja  Ja  Nein  Nein  Nein
 USB V1.1  Ja  Ja  Nein  Nein  Nein
 USB V2.0   Ja  Ja  Ja  Nein  Nein
 USB V3.0   Ja  Ja  Ja  Ja  Nein
 USB V3.1  Ja  Ja  Ja  Ja  Ja

Was bedeuten die Geschwindigkeitsstufen?

USB 3.0 LogoEin USB 3.1 Anschluss kann mit allen fünf Geschwindigkeiten betrieben werden. Ein USB 3.0 Anschluss mit allen bis Super Speed und ein USB 2.0 Anschluss kann mit bis zu 480 MB/s in High Speed genutzt werden. Es stimmt also nicht, dass USB 2.0 gleich "High-Speed" oder USB 3.0 gleich "Super-Speed" bedeutet! USB 2.0 und 3.0 kann genau so gut auch im "Low-Speed" oder "Full-Speed" Modus arbeiten.

Um mit USB die volle Geschwindigkeit verwenden zu können, müssen erst einmal beide Seiten, also Anschluss und Gerät diese Geschwindigkeit unterstützen und zum anderen muss die Anschlussleitung (elektrische Abschirmung) entsprechend dafür ausgelegt sein. Bei Geräten mit Low-Speed Anschluss sollte die Anschlussleitung Geräteseitig fest angeschlossen sein, oder einen nicht genormten Stecker besitzen, damit man diese nicht versehentlich für andere USB-Geräte benutzen kann. Für den Anschluss von Full-Speed und High-Speed Geräten wird eine Leitung mit je einem USB-Stecker vom Typ A und Typ B bzw. eines Mini- oder Micro- USB-Steckers benötigt. Meist reicht eine Full-Speed Leitung auch für den Anschluss von High-Speed Geräten vollkommen aus. USB Leitungen dürfen maximal 5m lang sein. Muss eine größere Strecke überbrückt werden, muss ein USB-Hub oder ein spezieller "USB-Line-Extender" (Übertragen das Signal zwischen einem "Sender" und einem "Empfänger" z.B. über Netzwerkleitungen) zwischengeschaltet werden.
Zertifizierte USB KennzeichnungenRechts habe ich die USB 2.0 Logos abgebildet. Ist ein Gerät mit dem oberen Logo gekennzeichnet, arbeitet es im "Low-Speed" oder "Full-Speed" Modus, befindet sich das untere Logo auf einem Gerät, arbeitet es im "High-Speed" Modus.
Nur mit USB 3.0 kann auch der "Super-Speed Modus" mit bis zu 4,8 GB/s verwendet werden. Allerdings ist USB 3.0 auch abwärts kompatibel und kann mit allen anderen Geschwindigkeiten arbeiten. Für USB 3.0 werden noch höhere Ansprüche an die Leitung gestellt, die darüber hinaus auch noch mehr Adern haben muss, so dass diese meist auch teurer sind.

Möchte man ganz sicher gehen, dass ein bestimmtes Gerät auch im USB 2.0 High-Speed Modus arbeitet, sollte man auf das Logo für zertifizierte Geräte achten, natürlich immer davon ausgehend, dass auch der Computer einen USB 2.0 Anschluss besitzt. USB 3.0 Geräte werden ab 2009 auf den Markt kommen und gesondert gekennzeichnet werden.
Um die volle USB 3.1 Lsitung zu nutzen, werden komplett neue Leitungen mit 24 Adern und neuen Typ C Steckern benötigt. Der Standard sieht ausdrücklich nur passive Leitungen ohne integrierte Elektronik vor. Allerdings kann USB 3.1 auch über Typ A Buchsen bereitsgestllt werden und es können dann USB 3.0 Leitungen Verwendung finden. Allerdings liegt die Übertragungsgeschwindigkeit dann auch nur auf USB 3.0 Niveau.

Sind alle USB Versionen kompatibel zueinander?

Hierzu ein klares "Ja!". Selbst das neue USB 3.0 soll voll kompatibel mit den Versionen 2.0 und 1.1 bleiben. Der USB Stecker (Typ A) wird sich bei USB 3.0 auch nur in soweit verändern, dass die neuen Kontakte hinter die bisherigen gelegt werden. Somit soll der Stecker in seiner Bauform unverändert bleiben.
Anders sieht es da bei den anderen Steckern aus. Der Stecker "Typ B" wird bei USB 3.0 etwas größer (höher). Die USB Micro Stecker bekommen einen zusätzlichen Kontaktbereich daneben und werden so etwas breiter. So ist weiterhin sicher gestellt, dass USB 2.0 Stecker weiterin in die USB 3.0 Buchsen passen.
Natürlich arbeiten die Geräte dann nur mit der Geschwindigkeit, die maximal erreicht werden kann. Steckt man ein neues USB 3.0 Gerät in einen PC mit USB 2.0 Anschluss wird dieses natürlich auch nur mit USB 2.0 Geschwindigkeit arbeiten. Genau so ist es auch, wenn man ein älteres USB 2.0 Gerät in einen neuen USB 3.0 Anschluss steckt.

Woran erkenne ich beim PC die USB Version?

Optisch sehen alle USB Anschlüsse im Computer gleich aus, egal ob diese nun mit USB 1.0, USB 1.1 oder USB 2.0 arbeiten. Lediglich USB 3.0 wird mehr Kontakte haben, obwohl die Steckerform sich auch nicht verändern wird. Wenn keine Anleitung der Hauptplatine vorliegt, können anhand des "Host-Controllers" Rückschlüsse auf die USB Geschwindigkeit gezogen werden. Dazu geht man im Windows Betriebssystem in die "Systemsteuerung". Dort wählt man den Punkt "System" und dort wiederum die Registerkarte "Hardware". Mit einem Mausklick auf die Schaltfläche "Geräte-Manager" werden alle Hardware-Systemkomponenten angezeigt.
Ganz unten findet man in der Liste die "Universal Serial Bus Controller". Darauf einmal mit der linken Maustaste klicken.
Nun werden die vorhandenen "Host-Controller" angezeigt. Folgende Möglichkeiten gibt es hier:

  • Universal Host Controller Interface (UHCI) = Stehen in der Liste "nur" "Universal Host Controller", gibt es nur eine Unterstützung für USB 1.0 bzw. USB 1.1 also einer Geschwindigkeit von 1,5 MB/s bzw. 12 MB/s.
  • Open Host Controller Interface (OHCI) = Etwas seltener sind die "Open Host Controller" zu finden. Diese Controller werden meistens auf Hauptplatinen die nicht mit Chipsätzen von Intel oder Via arbeiten eingesetzt. Von der Geschwindigkeit sind diese Controller allerdings in etwa gleich mit den "Universal Host Controllern" liegen also auch bei 1,5 MB/s bzw. 12 MB/s.
  • Enhanced Host Controller Interface (EHCI) = Ist die Aktuelle Erweiterung für USB Controller. Nur wenn ein solcher Eintrag in der Systemsteuerung vorhanden ist, arbeiten die USB Schnittstellen auch mit High-Speed, also mit vollen 480 MB/s! "Enhanced Host Controller" sind eine Erweiterung zu den beiden anderen Controllern. Meistens findet man sowohl "UHCI" bzw. "OHCI" als auch "EHCI" Controller in der Systemsteuerung, das ist aber normal. Steckt man ein Gerät mit USB 1.1 Unterstützung in einen Anschluss mit "Enhanced Host Controller" schaltet dieser auf "UHCI" bzw. "OHCI" um.

Sollte in der Systemsteuerung kein "Enhanced Host Controller" vorhanden sein, obwohl laut Anleitung USB 2.0 unterstützt wird, hat das Betriebssystem den Controller falsch erkannt. In einem solchen Fall sollte man entweder einen mitgelieferten USB Treiber installieren, oder auf der Hauptplatinen Hersteller Webseite nach einem solchen für das Betriebssystem suchen.
In wie weit man einen USB 3.0 Controller erkennt, kann ich derzeit noch nicht sagen.

Welche PC-Betriebssysteme unterstützen USB?

USB wurde 1997 eingeführt. Demnach können Betriebssysteme, die vorher oder etwa zu dieser Zeit auf den Markt gekommen sind, mit USB erst einmal nichts anfangen. Das sind die Betriebssysteme "Windows 95, 98, NT 4.0 und Linux älter Kernel 2.4". Für diese Betriebssysteme wird ein spezieller USB Treiber benötigt, der nachträglich installiert werden muss.
Eine Ausnahme stellt hier Windows NT 4.0 dar. Dieses Betriebssystem beinhaltet eigentlich überhaupt keine USB Unterstützung! Lediglich ein Computerhersteller (Fa. Dell) hat einen USB Treiber auch für Windows NT 4.0 entwickelt.
Allerdings funktionieren die "Grundgeräte" wie Maus und Tastatur meistens auch mit älteren Betriebssystemen und sogar mit Windows NT 4.0 zumindest, wenn das Computer-Bios bereits eine USB Unterstützung anbietet. (siehe oben).
In neuere Betriebssysteme (ab Windows 98 SE / Windows 2000 oder Linux ab Kernel 2.4) ist eine USB Unterstützung gleich eingebaut. Hierfür werden normalerweise keine separaten Treiber mehr benötigt (Ausnahme siehe oben).

Was bedeutet USB On-The-Go?

"USB On-The-Go" ist eZertifizierte USB  On-The-Go Logosin zertifizierter Standard aus dem Jahr 2001 für Geräte, die ohne Computer miteinander kommunizieren können. Ein solches Gerät kann eingeschränkt die Funktionen eines Computers übernehmen, also als "Host" dienen. Sind Geräte mit dem "USB On-The-Go" Logo gekennzeichnet, können diese einfach, ohne Computer verbunden werden.
Benutzt wird diese Funktion heute z.B. zur Kommunikation zwischen Digitalkamera und Drucker, oder zwischen zwei MP3 Playern zum austauschen der Musikstücke. Eine ähnliche Funktion ist "Pict-Bridge". Auch damit können ohne Computer Daten über eine USB Schnittstelle ausgetauscht werden. USB On-The Go ist somit eine einfache und leichte Art Daten zwischen zwei USB Geräten auszutauschen ohne gleich einen Computer hochfahren zu müssen.
USB On-The-Go ist aber kein "Peer-to-Peer" Netzwerk um uneingeschränkt Daten zwischen zwei Geräten auszutauschen! Über USB On-The-Go können nur eingeschränkt Daten von einem zu einem anderen Gerät übertragen werden. Echtes "Peer-to-Peer" unterstützen nur die Netzwerktechnik und IEEE 1394 (FireWire).
Rechts habe ich einmal die USB 2.0 "On-The-Go" Logos abgebildet. Ist ein Gerät mit dem oberen Logo gekennzeichnet, arbeitet es im "Low-Speed" oder "Full-Speed" Modus, befindet sich das untere Logo auf einem Gerät, arbeitet es im "High-Speed" Modus.

Was bedeutet USB "DisplayLink"?

DisplayLink LogoDisplayLink ist eine Hardware / Software Lösung für eine neue Monitoranschluss Technik. Auf dem Computer wird eine spezielle DisplayLink Software installiert. An einen USB 2.0 Anschluss wird dann der DisplayLink Adapter über eine Standard USB-Leitung angeschlossen. Die Software emuliert dann einen zusätzlichen Grafikkartenanschluss. Somit können über eine Standard USB-Leitung bis zu 6 Monitore an den Computer angeschlossen werden. Zum Anschluss werden entweder spezielle USB - DisplayLink Monitore, oder so genannte DisplayLink USB - VGA / DVI Adapter benötigt.
Alles weitere zu dieser Technik habe ich in einem eigenen Artikel beschrieben
 

Gibt es zu USB Alternativen?

Zum USB Anschluss gibt es derzeit nur zwei Alternativen, den "FireWire" Anschluss, der auch mit "IEEE 1394" oder "i.Link" bezeichnet wird sowie den "eSATA" Anschluss. Beide Anschlüsse sind zwar schneller als der derzeitige USB 2.0 Anschluss, aber bei weitem nicht so flexibel. Sie haben zwar Vorteile für die reine Datenverbindung sind aber auch "nur" dafür verwendbar. Somit ist USB heute der am weitesten verbreiterte Anschluss für externe Geräte.

Wie geht es weiter?

Zertifiziertes USB Wireless LogoAuf jeden Fall wird derzeit an einer interessanten Erweiterung gearbeitet, die den USB Anschluss noch flexibler machen wird: "Wireless USB".
Über "Wireless USB" soll es möglich werden über kurze Distanzen (unter 10 Meter) eine vollwertige High-Speed Verbindung mit vollen 480 MB/s zwischen zwei Geräten herzustellen. Die Entwicklung wird von einem Konsortium unter Führung der Firma Intel vorangetrieben und soll mit der "Ultra-Wideband-Technik" arbeiten. Sobald diese Technik marktreif ist könnte sie z.B. Bluetooth oder die einfache Funktechnik z.B. für Maus und Tastatur leicht ablösen und für noch weniger "Kabelsalat" am Arbeitsplatz sorgen.
Für "Wireless USB" wurde bereits ein Logo zertifiziert, das ich links abgebildet habe.

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