USB, Thunderbolt, Firewire
Was Sie über USB 3.0 und die Alternativen wissen sollten
Der Universal Serial Bus (USB) ist eine serielle, Host-orientierte Bus-Technik für die Verbindung von unterschiedlichsten Peripheriegeräten mit Rechnern. Sie erlaubt Datenraten von 480 MBit/s (USB 2.0) beziehungsweise 4,8 GBit/s (USB 3.0). USB verwendet eine Master-/Slave-Architektur: Der Master ist mit einem Host-Controller ausgestattet, der die angeschlossenen Slaves (Endgeräte) steuert. Bis zu 127 Endgeräte lassen sich an einen USB-Bus anschließen. Die maximale Kabellänge beträgt bei USB 3.0 jetzt 5 Meter.
Die aktuell gültige USB-3.0-Spezifikation ("SuperSpeed USB") wurde im Herbst 2008 vom USB Implementers Forum (USB-IF) verabschiedet. Sie enthält im Vergleich zu 2.0 ("Hi-Speed USB") unter anderem folgende Änderungen:
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Eine Bruttodatenrate von 4,8 GBit/s statt 0,48 GBit/s.
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Der Verzicht auf "Device Polling", also die regelmäßige Überprüfung des Busses, ob neue Endgeräte hinzugefügt wurden. USB 3.0 nutzt ein asynchrones Interrupt-gesteuertes Verfahren. Angeschlossene Geräte werden erst dann aus einem "virtuellen Schlafmodus" aufgeweckt, wenn sie etwas tun, also beispielsweise Daten übermitteln. Das reduziert den Strombedarf.
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Stromversorgung von externen Geräten mit bis zu 900 mA (statt 500 mA bei USB 2.0): Dadurch lassen sich Systeme anschließen, die einen höheren Stromverbrauch haben, etwa externe Festplatten oder IP-Kameras. Pro Gerät stehen mindestens 150 mA zur Verfügung (USB 2.0: 100 mA).
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Vollduplex-Datenübertragung statt Halbduplex wie bei USB 2.0.
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Die Sync-N-Go-Technologie verringert die Wartezeiten beim Datenabgleich zwischen USB-Hosts/-Slaves.
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USB 3.0 verwendet ein Shielded-Differential-Pair-Kabel (SDP) mit acht Drähten statt eines Unshielded-Twisted-Pair-Kabels (UTP). Zwei der Drähte stellen bei SDP die Rückwärtskompatibilität zu USB 2.0 sicher.
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USB-Geräte können bei USB 3.0 dem Host mitteilen, welche maximalen Latenzzeiten sie "verkraften". Auch dies reduziert den Energiebedarf.
- USB 3.0
- US Robotics USB-3.0-Hubs
Mithilfe von USB-3.0-Hubs, wie etwas diesem System von US Robotics, lässt sich die Zahl der USB-Ports eines Rechners deutlich erhöhen. - Typ-A-Kabel mit Steckverbindern
USB 3.0 verwendet zur Ankopplung an den Host (Rechner) Typ-A-Kabel mit Steckverbindern, die zu USB 2.0 kompatibel sind. - USB-3.0-Steckverbinder Typ B
Die USB-3.0-Steckverbinder vom Typ B (rechts) sind für den Anschluss von USB-2.0-Geräten nicht geeignet. - USB-3.0-Steckverbinder Typ B
Die USB-3.0-Steckverbinder vom Typ B (rechts) sind für den Anschluss von USB-2.0-Geräten nicht geeignet. - Datenraten im Vergleich
Bei der Brutto-Übertragungsrate schneidet Thunderbolt derzeit am besten ab. - Die Funktionsweise von Thunderbolt
Über dasselbe Kabel werden parallel PCIe-Daten und DisplayPort-Informationen übermittelt. - LaCie d2 Quadra Enterprise
Einige externe Festplatten wie das d2 Quadra Enterprise von LaCie sind mit Anschlüssen für USB 3.0, Firewire und eSATA ausgestattet. - Asus USAP
Das USB Attached SCSI Protocol soll den Datendurchsatz zwischen Rechnern und USB-3.0-Festplatten deutlich erhöhen. - Seagate GoFlex Mac
Derzeit sind erste wenige Peripheriegeräte mit Thunderbolt-Schnittstelle verfügbar, etwa die externe Festplatte GoFlex Desk for Mac von Seagate. - Apple Macbook Pro Retina
Nach langem Zögern setzt auch Apple seit Mitte 2012 bei seinen neuen Rechnermodellen, hier das MacBook Pro mit Retina-Display, auf USB 3.0. Dafür entfiel der Firewire-Anschluss.
USB 3.0 und die Stromversorgung externer Systeme
USB 3.0 versorgt über das USB-Kabel externe Geräte wie Festplatten und SSDs mit bis zu 900 mA. Bei USB 2.0 waren es 500 mA. Die 900 mA reichen in der Regel für externe 2,5-Zoll-Festplatten aus. Bei größeren und stromhungrigeren Modellen muss entweder ein externes Netzteil verwendet werden, oder der Hersteller liefert ein Y-Kabel mit, das zur Stromversorgung an einen zweiten USB-Port angeschlossen wird. Auch mobile Massenspeicher mit eSATA-Anschluss greifen auf USB zurück, um die Stromzufuhr sicherzustellen. Unkonfigurierten USB-Geräten und solchen, die nicht aktiv sind, stehen bei USB 3.0 150 mA (100 bei USB 2.0) zur Verfügung.
Mittel Juli 2012 verabschiedete die USB 3.0 Promoter Group die USB-Power-Delivery-Spezifikation vor. Sie stellt Endgeräten über USB-Kabel bis zu 100 Watt zur Verfügung. Damit ist es unter anderem möglich, die Akkus von Notebooks via USB aufzuladen oder externe Storage-Systeme mit Strom zu versorgen.
Kompatibilität von USB 2.0 und USB 3.0
Generell sind USB-3.0-Hosts und -Slaves (Endgeräte) abwärtskompatibel zu Version 2.0. Das heißt: USB-2.0-Systeme wie Sticks, externe Laufwerke oder WLAN-Adapter lassen sich an einen USB-3.0-Port anschließen und umgekehrt: USB-3.0-Systeme funktionieren auch an USB-2.0-Ports. Anders sieht die Lage bei den USB-Kabeln aus. USB-3.0-Stecker vom Typ A (Kennzeichen: flacher, blauer Steckverbinder) passen auf der Host-Seite, etwa einem PC, auch in USB-2.0-Ports. Anders sieht es bei Endgeräten aus, die über ein Kabel mit Typ-B-Steckverbinder (quadratische Form) angeschlossen werden: USB-3.0-Endgeräte wie etwa ein Drucker lassen sich auch mit alten Typ-B-Kabeln an den Host ankoppeln. Bei einer USB-2.0-Festplatte passen USB-3.0-Kabel vom Typ B jedoch nicht. Der Grund dafür sind die Änderungen, die USB 3.0 in Bezug auf die Stromversorgung von Geräten gebracht hat. Dies erfordert andere Kabel und bei Typ-B-Steckern einen anders geformten Steckverbinder.