USB

USB (Universal Serial Bus) er i dag det vanligste tilbehørsgrensesnittet og støttes av alle datamaskiner. USB startet som en leverandøruavhengig standard. Målet var å produsere en billig og rask teknologi for enkelt å kunne koble eksternt utstyr til datamaskiner. USB-standarden finnes i flere forskjellige versjoner, det dekker mer detaljert i dette kapittelet.

USB 2.0 er også kjent under navnet USB Hi-speed. Denne versjonen har vært standard i mange år og er teoretisk sett 40 ganger raskere enn forgjengeren. Standarden er også kompatibel med tidligere versjoner. 

USB 2.0 støtter en overføringshastighet på opptil 480 Mb/s.

I følge spesifikasjonen kan USB 2.0 håndtere opptil 480 Mb/s (60 MB/s) og fungerer derfor godt med eksterne DVD-lesere og annet multimedietilbehør. I virkeligheten kan imidlertid grensesnittet bare håndtere rundt 320 Mb/s (40 MB/s). Resten går til overhead-data som beskriver informasjonen som sendes. USB 2.0 egner seg derfor ikke til for eksempel harddisker og raske USB-minner.

USB 3.0 (Superspeed) er opptil ti ganger raskere enn forgjengeren og gjør det teoretisk mulig med overføringshastighet på opptil 4,8 Gb/s (600 MB/s) og reell overføringshastighet på rundt 3,2 Gb/s (400 MB/s). Den høyere hastigheten er først og fremst ønskelig for eksterne harddisker, som i dag er begrenset til rundt halvparten av hastigheten, grunnet den gamle USB-standarden.

USB 3.0 er ti ganger raskere enn USB 2.0.

 

Nøyaktig hvor mye raskere USB 3.0 blir, avhenger mye av materialet som overføres, spesielt om det er store eller små filer. Western Digital har noen eksempler på svært store forskjeller og rapporterer om disse i produktarket for sin My Book USB 3.0-harddisk. Harddisken sammenlignes med en av deres egne My Book USB 2.0-modeller.

 

Imidlertid er harddisker trege sammenlignet med mange flash-baserte USB-minner. Ved overføring til og fra slike, blir USB 3.0-grensesnittet flere ganger raskere enn USB 2.0.

Overføring av filmer til USB 3.0-kompatibel USB-minne.

USB 3.0 kan også levere mer strøm enn forgjengeren, det betyr at behovet for separate strømadaptere reduseres. USB 2.0 kan håndtere opptil 500 mA, mens USB 3.0 kan håndtere opptil 900 mA. Dessverre kreves det fortsatt en separat strømadapter for å drive eksterne 3,5"-harddisker.

USB 3.1 (Superspeed+) er en revidert utgave av USB 3.0-standarden og introduserte flere nyheter. USB 3.1 forveksles ofte med USB-C, som er den nyeste USB-kontakten, men de er ikke nødvendigvis beslektede (les mer om USB-kontakter senere i dette kapittelet).

USB 3.1 har blitt lansert i to omganger: generasjon 1 og generasjon 2. Generasjon 1 støtter teoretisk like store hastigheter som USB 3.0, men takket være mindre overhead er den faktiske hastigheten høyere. I forbindelse med generasjon 1 ble også USB-PD lansert. Det er en ny ladestandard som gjør det mulig å lade opptil 100 W over USB (se Strømforsyning med USB).

USB 3.1 generasjon 2 introduserte høyere overføringshastigheter. Generasjon 2 er faktisk dobbelt så rask som generasjon 1, med hastigheter på opptil 9,6 Gb/s. Generasjon 2 blir vanligvis referert til som "USB 10 Gb/s" og er mer vanlig i forbrukerprodukter enn generasjon 1. USB 3.1 er kompatibel med tidligere USB-standarder.

USB 3.2 ble lansert i 2017, og endret navnene på de forskjellige USB-standardene: USB 3.1 generasjon 1 heter nå USB 3.2 generasjon 1x1, USB 3.1 generasjon 2 heter nå USB 3.2 generasjon 2x1. I tillegg ble det også lansert den nye standard USB 3.2 Generation 2x2, den dobler maksimalhastigheten til 20 Gb/s. Disse navnene kan virke forvirrende og de som bestemmer navnene mener at de bør markedsføres som SuperSpeed USB 5 Gbps, Superspeed USB 10 Gbps og Superspeed USB 20 Gbps.

Den tekniske forklaringen på navngivningen er at "3" indikerer hvilken versjon USB det gjelder, "2" indikerer hvilken revidering det er, "generasjon" bestemmer hvilken generasjon av protokollen det er og "x1" eller "x2" avgjør hvor mange datalinjer som brukes.

USB 4.0, også markedsført som USB4 eller USB 4, ble lansert i 2019 og bygger videre på USB 3.2 og USB 2.0. USB 4.0 er basert på Thunderbolt-protokollen og benytter dermed USB-C. Den nye USB-standarden tilbyr hastigheter på opptil 40 Gbps, samt bildeoverføring via Displayport 2.0 og strømforsyning via USB PD-protokollen. USB 4.0 finnes primært i to hastigheter som markedsføres som: USB4 20 Gb/s og USB4 40 Gb/s. 20 Gb/s er begrenset til kabler under 3 meter, mens 40 Gb/s kun kan oppnås med kabler som er maksimalt 1 meter lange.

Standarden er bakoverkompatibel med USB 2.0 og USB 3.2, samt Thunderbolt 3, som den samexistere med i markedet. Forskjellen mellom USB 4.0 og Thunderbolt 3 er at den førstnevnte er en åpen standard fra USB-IF-organisasjonen, mens Thunderbolt 3 krever sertifisering fra Intel, men maskinvaren er den samme.

USB 4.0 bruker en ny protokollarkitektur som kalles "Tune-Based Forwarding", som gjør det mulig å dynamisk dele båndbredde mellom flere enheter og forbedrer bruken med for eksempel USB-hubber.

Akkurat som med tidligere USB-generasjoner, forekommer det flere navn. "USB 40 Gb/s" brukes her som betegnelse i stedet for "USB 4 40 Gb/s".

Tradisjonelle USB-kabler har forskjellige kontakttyper i hver ende. Den ene heter A og den andre heter B. Grunnen til at det er to hovedtyper (A og B) er at produktprodusentene tydelig skal kunne vise tilknytningsmulighetene. A-kontakten tilkobles en USB-vert (eng. host). En vert kan for eksempel være en datamaskin eller en medieavspiller. B-kontakten kobles til tilbehør. Eksempel: en minnekortleser med B-kontakt kan kobles til en datamaskin med en A-kontakt. Det er imidlertid ikke mulig å koble den samme minnekortleseren til en vanlig ekstern harddisk. Et tilbehør (slave) må kobles til en vert (host). Et tilbehør kan ikke kobles til et annet tilbehør.

Det er heller ikke mulig å koble en vert til en annen vert. Det finnes imidlertid et unntak: for å koble til to datamaskiner via USB finnes det en spesialkabel med A-kontakter i begge ender. Da leser datamaskinene hverandre som eksterne harddisker. Denne kabelen kalles en USB-link-kabel eller lignende. Merk at prinsippet ikke fungerer med standard USB A-til-A-kabler.

USB 2.0 (og USB 1.1) bruker kabler med fire poler og skjerm. De ser ut som dette.

De fysiske dimensjonene til USB-B-kontakten gjør den uegnet for bruk på små USB-tilbehør. Derfor finnes det to mindre versjoner av den: USB-B Mini (bedre kjent som Mini-USB) og USB-B Micro (bedre kjent som Micro-USB).

I følge standarden kan en USB 2.0-kabel være opptil fem meter lang. Hvis det trengs en lengre kabel, kan en repeater eller en vanlig USB-hub kobles til etter fem meter (de trenger vanligvis ikke en separat strømforsyning). Deretter kan kabelen forlenges ytterligere fem meter før neste repeater må kobles til. Det finnes også spesielle repeater-kabler som gjør det mulig å forlenge USB-kabelen med hele tjue meter, uten å skjøte kabelen hver femte meter. For enda lengre avstander (15 - 60 meter) finnes det aktive omformere som gjør at USB-signalet kan sendes i en vanlig nettverkskabel.

Hvis det ikke finnes et tiltrekkelig antall USB-porter på en datamaskin kan du bruke en USB-hub. I henhold til standarden er det mulig å koble opptil 127 enheter til en enkelt USB-port via av hub-er. Husk at hastigheten deles mellom enhetene som er på samme tilkoblingen. Høyhastighetstilbehør bør derfor kobles direkte til datamaskinens USB-port. Det er også mulig å løse problemet på en bedre måte, nemlig ved å installere en ekstra USB-kontroller. Den installeres i datamaskinens interne PCI- eller PCI Express-kontakt og har ikke den samme ytelsesbegrensningen som en USB-hub.

Mange hovedkort har interne USB-tilkoblinger. De er vanligvis i par og er tilkoblet med to fempinnerskontakter. Enheter som chassisintegrerte minnekortlesere og USB-hub-er har vanligvis en intern fempinners USB-kontakt. Det finnes også USB-uttak med ekstra kontakter som kan kobles til der. Husk at den interne USB-kontakten ikke er beskyttet mot feiltilkobling. Før du kobler til noe i den bør du alltid lese hovedkortmanualen.

Enkelte interne USB-tilbehør kan komme med en nipinnerskontakt. Denne kontakten bærer signal fra to USB-porter samtidig. Det samme gjelder normalt for kabelen som kommer fra USB-portene som chassiset har på forsiden.

USB-C-kontakten (noen ganger kalt USB type C) er en reversibel USB-kontakt utviklet for å erstatte så mange kontakter som mulig. USB-C brukes til lading, USB-tilbehør, i tillegg til andre signaler utover USB (f.eks. Displayport).

USB-C-kontakten kan brukes til USB-signaler, bildesignaler og lading.

USB-C er bare en ny kontakt og ikke et nytt signal. En USB-C-kontakt garanterer ikke USB 3.1-hastigheter. Nexus 6P og Nexus 5X ble lansert med USB-C-kontakter, men støttet kun USB 2.0-hastighet, mens nyere telefoner (inkludert LG G6 og Samsung Galaxy S8) støtter USB 3.1-hastighet. USB-C har foreløpig ingen hastighetsfordeler sammenlignet med USB 3-kontakter (A og B) hvis USB-grensesnittet brukes.

USB-C-adaptere

USB-C er fullstendig kompatibel med de gamle USB-kontaktene, via adaptere. Hvis USB-C skal kobles til USB-A eller -B kreves det en måte å identifisere USB-C-enheten som vert eller tilbehør. Det er nødvendig fordi den eldre USB-standarden ikke kan skille mellom vert og tilbehør på andre måter. Identifikasjonen skjer gjennom en motstand i USB-C-kontakten. Motstanden monteres til jord- eller spenningsleder, avhengig av om USB-C-enheten skal brukes som vert eller tilbehør. 

Adapterkabel for å koble standard USB-tilbehør (3.0 og 2.0) til en datamaskin med USB-C-port.

 

De originale USB-kontaktene har fire poler. For at det skal være mulig med høyere hastigheter ble ytterligere fem poler lagt til ved lanseringen av USB 3-kontaktene. USB-C-kontakten tar det et skritt videre og har 24 poler. Flere poler gjør det mulig å bruke kontakten til flere bruksområder enn tidligere.

USB Alternate Mode er en del av USB-C-standarden som gjør det mulig med integrering av andre grensesnitt enn USB. Takket være Alternate Mode kan USB-C-kontakten blant annet brukes til å overføre Displayport-signaler. Displayport-støtten gjør det videre mulig å få et VGA-, DVI- og HDMI-signal ut av en USB-C-kontakt (dersom datamaskinprodusenten har valgt å sende et bildesignal fra USB-C-kontakten).

Skjermadaptere med USB-C må ikke forveksles med USB-grafikkort. I motsetning til de tradisjonelle USB-skjermløsningene, er USB-C en ekte skjermutgang og ikke en slags ekstern grafikkortløsning. Det betyr at USB-C-kontakten kan levere samme skjermytelse som en standard Displayport-kontakt.

USB-C støtter flere signaler enn Displayport og USB, for eksempel analog lyd og Thunderbolt versjon 3. Fordi Alternate Mode er en valgfri del av standarden, garanterer ikke USB-C-kontakten Displayport eller Thunderbolt-støtte. Apples Macbook Pro, som ble lansert høsten 2016, støtter Thunderbolt i alle USB-C-porter, mens Dell XPS 13, som ble lansert våren 2018, har tre USB-C-porter, hvorav to støtter Thunderbolt. Produsenten avgjør hvilken signalstøtte som er innebygd.

Takket være Alternate Mode kan én enkelt USB-C-tilkobling brukes til flere typer signaler, samtidig. Gjennom en USB-C-hub kan for eksempel datamaskinladere, skjermer og USB-tilbehør kobles til en datamaskin med én enkelt kabel!