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:

• Eine Bruttodatenrate von 4,8 GBit/s statt 0,48 GBit/s.

• 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.

• 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).

• Vollduplex-Datenübertragung statt Halbduplex wie bei USB 2.0.

• Die Sync-N-Go-Technologie verringert die Wartezeiten beim Datenabgleich zwischen USB-Hosts/-Slaves.

• 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.

• USB-Geräte können bei USB 3.0 dem Host mitteilen, welche maximalen Latenzzeiten sie "verkraften". Auch dies reduziert den Energiebedarf.

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.