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Le fil de haut-parleur , comme tout autre composant électrique linéaire, possède trois paramètres qui déterminent ses performances : la résistance, la capacité et l'inductance. Si un fil parfait était possible, il n’aurait ni résistance, ni capacité, ni inductance. Plus un fil est court, plus il se rapproche de la perfection, car la résistance diminue à mesure que la longueur diminue dans tous les conducteurs (sauf les supraconducteurs). La résistance est la propriété qui a le plus d’effet sur les performances du fil de haut-parleur, alors que les caractéristiques capacitives et inductives du fil de haut-parleur sont insignifiantes par rapport au haut-parleur lui-même. Les conducteurs plus gros (plus petit calibre de fil) ont une résistance plus petite. Tant que la résistance du fil d'enceinte reste inférieure à 5 % de l'impédance de l'enceinte, le conducteur sera adéquat pour un usage domestique. Les fils d’enceintes sont sélectionnés en fonction de la qualité de construction, du prix, de l’esthétique et de la commodité. Le fil toronné est plus flexible que le fil solide et convient aux équipements mobiles. Pour un fil qui sera exposé plutôt que de passer dans les murs, sous les revêtements de sol ou derrière les moulures (comme dans une maison), l'apparence peut être un avantage subjectif, mais elle n'a aucun rapport avec les caractéristiques électriques. On dit qu’une meilleure purification des matériaux oxydants tels que le cuivre se traduit par des propriétés conductrices plus constantes sur toute la longueur du fil, mais ce n’est pas un problème en termes d’effets sur la qualité sonore. Une meilleure gaine peut être plus épaisse ou plus résistante, moins réactive chimiquement avec le conducteur, moins susceptible de s'emmêler et plus facile à tirer à travers un groupe d'autres fils, ou peut incorporer un certain nombre de techniques de blindage pour des utilisations non domestiques. Même avec un fil de mauvaise qualité, il se peut qu’il n’y ait pas de dégradation audible du son. De nombreuses différences supposées audibles dans les câbles des haut-parleurs peuvent être attribuées au biais de l’auditeur ou à l’effet placebo. Les préjugés des auditeurs sont renforcés en grande partie par la pratique populaire des fabricants consistant à faire des allégations sur leurs produits sans aucune base technique ou scientifique valable, ou sans signification réelle. De nombreux fabricants s'adressant aux audiophiles (ainsi que ceux approvisionnant les marchés de détail moins chers) font également des affirmations incommensurables, bien que poétiques, sur le fait que leurs fils sonnent ouverts, dynamiques ou fluides. Pour justifier ces allégations, beaucoup invoquent des propriétés électriques comme l'effet peau, l'impédance caractéristique du câble ou encore la résonance, généralement peu comprises des consommateurs. Aucun de ces éléments n’a d’effet mesurable sur les fréquences audio, bien que chacun soit important sur les fréquences radio.

Le fil de haut-parleur est utilisé pour établir la connexion électrique entre les haut-parleurs et les amplificateurs audio. Le fil d’enceinte moderne est constitué de deux conducteurs électriques isolés individuellement par du plastique. Les deux fils sont électriquement identiques, mais sont marqués (par exemple par une crête sur l'isolation d'un fil, la couleur d'un fil, un fil dans un fil, etc.) pour aider à identifier facilement la polarité correcte. Certaines conceptions historiques comportaient également une autre paire de fils pour l’alimentation électrique d’un électro-aimant dans le haut-parleur. Au moins un modèle de haut-parleur de ce type est encore en production (en France), mais pratiquement tous les haut-parleurs fabriqués utilisent désormais des aimants permanents, qui ont remplacé les haut-parleurs à électro-aimant de champ il y a plus d'un demi-siècle. L'effet du fil d'enceinte sur le signal qu'il transporte a été un sujet très débattu dans le monde de l'audiophile et de la haute fidélité. L’exactitude de nombreuses affirmations publicitaires sur ces points a également fait l’objet de nombreux débats.

La topologie du réseau définit la manière dont les ordinateurs, imprimantes et autres périphériques sont connectés, physiquement et logiquement. Une topologie de réseau décrit la disposition des câbles et des appareils ainsi que les chemins utilisés par les transmissions de données. La topologie du réseau est de deux types : Physique logique Les topologies couramment utilisées incluent : Bus Étoile Arbre (hiérarchique) Linéaire Anneau Engrener partiellement connecté entièrement connecté (parfois appelé entièrement redondant ) Les topologies de réseau mentionnées ci-dessus ne sont qu'une représentation générale des types de topologies utilisées dans les réseaux informatiques et sont considérées comme des topologies de base.

Un réseau sans fil est fondamentalement identique à un LAN ou à un WAN, mais il n'y a aucun fil entre les hôtes et les serveurs. Les données sont transférées via des ensembles d'émetteurs-récepteurs radio. Ces types de réseaux sont avantageux lorsqu’il est trop coûteux ou peu pratique de faire passer les câbles nécessaires. Pour plus d’informations, consultez LAN sans fil et Réseau étendu sans fil. Les protocoles d'accès aux médias pour les réseaux locaux proviennent de l'IEEE. La couverture la plus courante des WLAN IEEE 802.11, en fonction des antennes, s'étend de plusieurs centaines de mètres à quelques kilomètres. Pour les zones plus vastes, les satellites de communication de différents types, la radio cellulaire ou la boucle locale sans fil (IEEE 802.16) présentent tous des avantages et des inconvénients. Selon le type de mobilité nécessaire, les normes pertinentes peuvent provenir de l'IETF ou de l'UIT.

Un réseau métropolitain est un réseau trop vaste, même pour le plus grand des LAN, mais qui n'est pas à l'échelle d'un WAN. Il intègre également deux ou plusieurs réseaux LAN sur une zone géographique spécifique (généralement une ville) afin d'augmenter le réseau et le flux de communications. Les réseaux locaux en question seraient généralement connectés via des lignes « dorsales ». Pour plus d’informations sur les WAN, consultez Frame Relay, ATM et Sonet.

Un réseau étendu est un réseau dans lequel une grande variété de ressources sont déployées sur une vaste zone nationale ou internationale. Un exemple de ceci est une entreprise multinationale qui utilise un WAN pour interconnecter ses bureaux dans différents pays. Le plus grand et le meilleur exemple de WAN est Internet, qui est un réseau composé de nombreux réseaux plus petits. Internet est considéré comme le plus grand réseau au monde. Le PSTN (Public Switched Telephone Network) est également un réseau extrêmement vaste qui converge vers l'utilisation des technologies Internet, mais pas nécessairement via l'Internet public. Un réseau étendu implique la communication grâce à l’utilisation d’un large éventail de technologies différentes. Ces technologies incluent les WAN point à point tels que le protocole point à point (PPP) et le contrôle de liaison de données de haut niveau (HDLC), Frame Relay, ATM (mode de transfert asynchrone) et Sonet (réseau optique synchrone). La différence entre les technologies WAN réside dans les capacités de commutation qu'elles effectuent et dans la vitesse à laquelle les bits d'information (données) sont envoyés et reçus.

Un réseau local est un réseau qui s'étend sur un espace relativement petit et fournit des services à un petit nombre de personnes. Une méthode de mise en réseau peer-to-peer ou client-serveur peut être utilisée. Un réseau peer-to-peer est l'endroit où chaque client partage ses ressources avec d'autres postes de travail du réseau. Voici des exemples de réseaux peer-to-peer : les réseaux de petits bureaux où l'utilisation des ressources est minimale et un réseau domestique. Un réseau client-serveur est l'endroit où chaque client est connecté au serveur et entre eux. Les réseaux client-serveur utilisent des serveurs de différentes capacités. Ceux-ci peuvent être classés en deux types : 1. Serveurs à service unique 2. serveur d'impression, où le serveur effectue une tâche telle qu'un serveur de fichiers, ; tandis que d'autres serveurs peuvent non seulement fonctionner en tant que serveurs de fichiers et serveurs d'impression, mais ils effectuent également des calculs et les utilisent pour fournir des informations aux clients (serveur Web/Intranet). Les ordinateurs sont reliés via un câble Ethernet et peuvent être reliés soit directement (d'un ordinateur à un autre), soit via un hub réseau permettant plusieurs connexions.

La mise en réseau est une partie complexe de l'informatique qui constitue la majeure partie de l'industrie informatique. Sans réseaux, presque toutes les communications dans le monde cesseraient d’avoir lieu. C’est grâce aux réseaux que les téléphones, les téléviseurs, Internet, etc. fonctionnent. Une façon de classer les réseaux informatiques est leur portée géographique, bien que de nombreux réseaux du monde réel interconnectent les réseaux locaux (LAN) via des réseaux étendus (WAN) et des réseaux sans fil [WWAN].

Avant l'avènement des réseaux informatiques basés sur un certain type de système de télécommunications, la communication entre les machines de calcul et les premiers ordinateurs était assurée par des utilisateurs humains en transmettant des instructions entre eux. De nombreux comportements sociaux observés sur Internet d'aujourd'hui étaient manifestement présents dans les réseaux télégraphiques du XIXe siècle, et sans doute dans les réseaux encore plus anciens utilisant des signaux visuels. En septembre 1940, George Stibitz utilisa un télétype pour envoyer des instructions pour un problème posé depuis son modèle K du Dartmouth College dans le New Hampshire à son calculateur de nombres complexes à New York et reçut les résultats par les mêmes moyens. Relier les systèmes de sortie tels que les télétypes aux ordinateurs était un intérêt pour l'Advanced Research Projects Agency (ARPA) lorsque, en 1962, JCR Licklider fut embauché et développa un groupe de travail qu'il appela « Réseau intergalactique », un précurseur de l'ARPANet. En 1964, des chercheurs de Dartmouth ont développé le système de partage de temps Dartmouth pour les utilisateurs distribués de grands systèmes informatiques. La même année, au MIT, un groupe de recherche soutenu par General Electric et Bell Labs utilisait un ordinateur (le PDP-8 de DEC) pour acheminer et gérer les connexions téléphoniques. Tout au long des années 1960, Leonard Kleinrock, Paul Baran et Donald Davies ont conceptualisé et développé indépendamment des systèmes de réseau utilisant des datagrammes ou des paquets pouvant être utilisés dans un réseau à commutation de paquets entre systèmes informatiques. 1965 Thomas Merrill et Lawrence G. Roberts créent le premier réseau étendu (WAN). Le premier commutateur PSTN largement utilisé utilisant un véritable contrôle informatique était le commutateur Western Electric 1ESS, introduit en 1965. En 1969, l'Université de Californie à Los Angeles, le SRI (à Stanford), l'Université de Californie à Santa Barbara et l'Université de l'Utah ont été connectées pour lancer le réseau ARPANet utilisant des circuits à 50 kbit/s. Les services commerciaux utilisant X.25, une architecture alternative à la suite TCP/IP, ont été déployés en 1972. Les réseaux informatiques et les technologies nécessaires pour se connecter et communiquer à travers et entre eux continuent de stimuler les industries du matériel informatique, des logiciels et des périphériques. Cette expansion se reflète dans la croissance du nombre et des types d'utilisateurs des réseaux, du chercheur à l'utilisateur domestique. Aujourd’hui, les réseaux informatiques sont au cœur de la communication moderne. Par exemple, tous les aspects modernes du réseau téléphonique public commuté (RTPC) sont contrôlés par ordinateur et la téléphonie fonctionne de plus en plus via le protocole Internet, mais pas nécessairement via l'Internet public. La portée des communications s’est considérablement élargie au cours de la dernière décennie et cet essor des communications n’aurait pas été possible sans l’évolution progressive des réseaux informatiques.

Les utilisateurs et les administrateurs réseau ont souvent des vues différentes de leurs réseaux. Souvent, les utilisateurs partagent des imprimantes et certains serveurs forment un groupe de travail, ce qui signifie généralement qu'ils se trouvent dans le même emplacement géographique et sur le même réseau local. Une communauté d’intérêts a moins la connotation d’être dans une zone locale et doit être considérée comme un ensemble d’utilisateurs arbitrairement situés qui partagent un ensemble de serveurs et communiquent éventuellement également via des technologies peer-to-peer. Les administrateurs réseau voient les réseaux d'un point de vue à la fois physique et logique. La perspective physique implique les emplacements géographiques, le câblage physique et les éléments de réseau (par exemple, les routeurs, les ponts et les passerelles de couche d'application qui interconnectent les supports physiques. Les réseaux logiques, appelés, dans l'architecture TCP/IP, sous-réseaux, sont mappés sur un ou plusieurs supports physiques. Par exemple, une pratique courante dans un campus de bâtiments consiste à faire en sorte qu'un ensemble de câbles LAN dans chaque bâtiment apparaisse comme un sous-réseau commun, en utilisant la technologie LAN virtuel (VLAN). Les utilisateurs et les administrateurs seront conscients, à des degrés divers, des caractéristiques de confiance et de portée d'un réseau. Toujours en utilisant la terminologie architecturale TCP/IP, un intranet est une communauté d'intérêts sous administration privée, généralement par une entreprise, et n'est accessible qu'aux utilisateurs autorisés (par exemple les employés). Les intranets ne nécessitent pas nécessairement d’être connectés à Internet, mais disposent généralement d’une connexion limitée. Un extranet est une extension d'un intranet qui permet des communications sécurisées avec des utilisateurs extérieurs à l'intranet (par exemple partenaires commerciaux, clients). De manière informelle, Internet désigne l'ensemble des utilisateurs, des entreprises et des fournisseurs de contenu interconnectés par les fournisseurs d'accès Internet (FAI). D'un point de vue technique, Internet est l'ensemble des sous-réseaux et des agrégats de sous-réseaux qui partagent l'espace d'adressage IP enregistré et échangent des informations sur l'accessibilité de ces adresses IP à l'aide du Border Gateway Protocol. Généralement, les noms lisibles des serveurs sont traduits en adresses IP, de manière transparente pour les utilisateurs, via la fonction d'annuaire du système de noms de domaine (DNS). Sur Internet, il peut y avoir des communications entre entreprises (B2B), entre entreprises et consommateurs (B2C) et de consommateur à consommateur (C2C). En particulier lorsque de l'argent ou des informations sensibles sont échangées, les communications sont susceptibles d'être sécurisées par une certaine forme de mécanisme de sécurité des communications. Les intranets et les extranets peuvent être superposés en toute sécurité sur Internet, sans aucun accès des utilisateurs Internet généraux, grâce à la technologie sécurisée de réseau privé virtuel (VPN). Lorsqu'il est utilisé pour jouer, un ordinateur devra être le serveur pendant que les autres y joueront.

Les réseaux informatiques sont la discipline d'ingénierie concernée par la communication entre des systèmes ou des appareils informatiques. Les spécifications des réseaux, des routeurs, des protocoles de routage et des réseaux sur Internet public sont définies dans des documents appelés RFC. Les réseaux informatiques sont parfois considérés comme une sous-discipline des télécommunications, de l'informatique, des technologies de l'information et/ou du génie informatique. Les réseaux informatiques s'appuient largement sur l'application théorique et pratique de ces disciplines scientifiques et techniques. Un réseau informatique est un ensemble d'ordinateurs ou d'appareils connectés les uns aux autres et capables d'échanger des données. Des exemples de différents réseaux sont : Réseau local (LAN), qui est généralement un petit réseau limité à une petite zone géographique. Réseau étendu (WAN) qui est généralement un réseau plus vaste couvrant une vaste zone géographique. Les LAN et WAN sans fil (WLAN et WWAN) sont l'équivalent sans fil du LAN et du WAN. Tous les réseaux sont interconnectés pour permettre la communication avec différents types de supports, notamment les câbles en cuivre à paire torsadée, les câbles coaxiaux, les fibres optiques et diverses technologies sans fil. Les appareils peuvent être séparés de quelques mètres (par exemple via Bluetooth) ou de distances presque illimitées (par exemple via les interconnexions Internet).

La communication USB prend la forme de paquets. Initialement, tous les paquets sont envoyés depuis l'hôte, via le hub racine et éventuellement plusieurs hubs, vers les appareils. Certains de ces paquets demandent à un appareil d'envoyer des paquets en réponse. Après le champ de synchronisation décrit ci-dessus, tous les paquets sont constitués d'octets de 8 bits, transmis en premier avec le bit le moins significatif. Le premier octet est un octet d'identifiant de paquet (PID). Le PID est en réalité de 4 bits ; l'octet est constitué du PID de 4 bits suivi de son complément au niveau du bit. Cette redondance permet de détecter les erreurs. (Notez également qu'un octet PID contient au plus quatre bits 1 consécutifs et n'aura donc jamais besoin d'un bourrage de bits, même lorsqu'il est combiné avec le bit final 1 dans l'octet de synchronisation. Cependant, l'octet OUT PID se termine par trois bits 1 consécutifs, donc si l'adresse du périphérique USB suivante commence par trois bits 1, un bourrage de bits sera requis.) Les paquets sont disponibles en trois types de base, chacun avec un format et un CRC (contrôle de redondance cyclique) différents : Les paquets de prise de contact ne contiennent rien d'autre qu'un octet PID et sont généralement envoyés en réponse à des paquets de données. Les trois types de base sont ACK, indiquant que les données ont été reçues avec succès, NAK, indiquant que les données ne peuvent pas être reçues à ce moment et doivent être réessayées, et STALL, indiquant que le périphérique a une erreur et ne pourra jamais transférer les données avec succès jusqu'à ce qu'une action corrective (telle que l'initialisation du périphérique) soit effectuée. L'USB 2.0 a ajouté deux paquets de prise de contact supplémentaires, NYET qui indique qu'une transaction fractionnée n'est pas encore terminée, et une prise de contact ERR pour indiquer qu'une transaction fractionnée a échoué. Le seul paquet de négociation que l'hôte USB peut générer est ACK ; s'il n'est pas prêt à recevoir des données, il ne doit pas demander à un appareil d'en envoyer. Les paquets de jetons se composent d'un octet PID suivi de 11 bits d'adresse et d'un CRC de 5 bits. Les jetons sont envoyés uniquement par l'hôte, jamais par un appareil.-- Les jetons IN et OUT contiennent un numéro d'appareil de 7 bits et un numéro de fonction de 4 bits (pour les appareils multifonctions) et commandent à l'appareil de transmettre des paquets DATAx ou de recevoir les paquets DATAx suivants, respectivement. Un jeton IN attend une réponse d’un appareil. La réponse peut être une réponse NAK ou STALL, ou une trame DATAx. Dans ce dernier cas, l'hôte émet une poignée de main ACK, le cas échéant. Un jeton OUT est immédiatement suivi d'une trame DATAx. L'appareil répond par ACK, NAK ou STALL, selon le cas. SETUP fonctionne un peu comme un jeton OUT, mais est utilisé pour la configuration initiale du périphérique. Toutes les millisecondes (12 000 bits à pleine vitesse), l'hôte USB transmet un jeton SOF (début de trame) spécial, contenant un numéro de trame incrémentiel de 11 bits à la place d'une adresse de périphérique. Ceci est utilisé pour synchroniser les flux de données isochrones. Les périphériques USB 2.0 haut débit reçoivent 7 jetons SOF en double supplémentaires par trame, chacun introduisant une « microtrame » de 125 µs. L'USB 2.0 a ajouté un jeton PING, qui demande à un appareil s'il est prêt à recevoir une paire de paquets OUT/DATA. L'appareil répond par ACK, NAK ou STALL, selon le cas. Cela évite d'avoir à envoyer le paquet DATA si l'appareil sait qu'il répondra simplement par NAK. L'USB 2.0 a également ajouté un jeton SPLIT plus grand avec un numéro de hub de 7 bits, 12 bits d'indicateurs de contrôle et un CRC de 5 bits. Ceci est utilisé pour effectuer des transactions fractionnées. Plutôt que de bloquer le bus USB haute vitesse qui envoie des données à un périphérique USB plus lent, le hub compatible haute vitesse le plus proche reçoit un jeton SPLIT suivi d'un ou deux paquets USB à haute vitesse, effectue le transfert de données à pleine ou basse vitesse et fournit la réponse à haute vitesse lorsqu'un deuxième jeton SPLIT y est invité. Les détails sont complexes ; voir les spécifications USB. Paquets de données Il existe deux paquets de données de base, DATA0 et DATA1. Les deux se composent d'un champ DATAx PID, de 0 à 1 023 octets de charge utile de données (jusqu'à 1 024 en haute vitesse, au maximum 8 en basse vitesse) et d'un CRC de 16 bits. Ils doivent toujours être précédés d'un jeton d'adresse et sont généralement suivis d'un jeton de prise de contact du récepteur à l'émetteur. Les deux types de paquets fournissent le numéro de séquence de 1 bit requis par ARQ Stop-and-wait. Si un hôte USB ne reçoit pas de réponse (comme un ACK) pour les données qu'il a transmises, il ne sait pas si les données ont été reçues ou non ; les données ont peut-être été perdues pendant le transit, ou elles ont peut-être été reçues mais la réponse de prise de contact a été perdue. Pour résoudre ce problème, l'appareil garde une trace du type de paquet DATAx qu'il a accepté en dernier. S'il reçoit un autre paquet DATAx du même type, il est reconnu mais ignoré comme un doublon. Seul un paquet DATAx de type opposé est effectivement reçu. Lorsqu'un périphérique est réinitialisé avec un paquet SETUP, il attend ensuite un paquet DATA0. L'USB 2.0 a également ajouté les types de paquets DATA2 et MDATA. Ils sont utilisés uniquement par des appareils à haut débit effectuant des transferts isochrones à large bande passante qui doivent transférer plus de 1 024 octets par « microtrame » de 125 µs (8 192 Ko/s). PRE "paquet" Les appareils à faible vitesse sont pris en charge avec une valeur PID spéciale, PRE. Cela marque le début d'un paquet à faible vitesse et est utilisé par les hubs qui n'envoient normalement pas de paquets à pleine vitesse aux appareils à faible vitesse. Étant donné que tous les octets PID incluent quatre bits 0, ils quittent le bus dans l'état K à pleine vitesse, qui est le même que l'état J à basse vitesse. Il est suivi d'une brève pause pendant laquelle les hubs activent leurs sorties basse vitesse, déjà inactives dans l'état J, puis un paquet basse vitesse suit, commençant par une séquence de synchronisation et un octet PID, et se terminant par une brève période de SE0. Les appareils à pleine vitesse autres que les hubs peuvent simplement ignorer le paquet PRE et son contenu à faible vitesse, jusqu'à ce que le SE0 final indique qu'un nouveau paquet suit.

Le modèle de spécification USB 1.0 a été introduit en 1996. USB a été créé par le groupe principal de sociétés composé d'Intel, Compaq, Microsoft, Digital, IBM et Northern Telecom. Intel a produit le contrôleur hôte UHCI et la pile logicielle ouverte ; Microsoft a produit une pile logicielle USB pour Windows et a co-écrit la spécification du contrôleur hôte OHCI avec National Semiconductor et Compaq ; Philips a produit les premiers USB-Audio ; et TI a produit les puces de hub les plus utilisées. À l’origine, l’USB était destiné à remplacer la multitude de connecteurs situés à l’arrière des PC, ainsi qu’à simplifier la configuration logicielle des appareils de communication. L'iMac G3 original d'Apple « Bondi blue », lancé le 6 mai 1998, a été le premier ordinateur à offrir des ports USB sans offrir de ports « anciens ». [2] L'USB 1.1 est sorti en septembre 1998 pour aider à résoudre les problèmes d'adoption survenus avec les itérations précédentes de l'USB, principalement celles liées aux hubs. La spécification USB 2.0 a été publiée en avril 2000 et a été normalisée par l'USB-IF à la fin de 2001. Hewlett-Packard, Intel, Lucent (maintenant LSI Corporation depuis sa fusion avec la spin-off de Lucent Agere Systems), Microsoft, NEC et Philips ont mené conjointement l'initiative visant à développer un taux de transfert de données plus élevé, 480 Mbits/s, que la spécification 1.1 de 12 Mbits/s. La spécification USB 3.0 a été publiée le 17 novembre 2008 par l'USB 3.0 Promoter Group. Il a un taux de transfert jusqu'à 10 fois plus rapide que la version USB 2.0 et a été surnommé SuperSpeed ​​USB. Les équipements conformes à n'importe quelle version de la norme fonctionneront également avec des appareils conçus selon n'importe quelle spécification précédente (connue sous le nom de rétrocompatibilité).

USB implémente des connexions aux périphériques de stockage à l'aide d'un ensemble de normes appelées classe de périphériques de stockage de masse USB (appelée MSC ou UMS). Initialement destiné aux lecteurs magnétiques et optiques traditionnels, il a été étendu pour prendre en charge une grande variété de périphériques, notamment les lecteurs flash. Cette généralité est due au fait que de nombreux systèmes peuvent être contrôlés avec le langage familier de la manipulation de fichiers dans des répertoires (le processus consistant à faire ressembler un nouveau périphérique à un périphérique familier est également connu sous le nom d'extension). Bien que la plupart des ordinateurs les plus récents soient capables de démarrer à partir de périphériques de stockage de masse USB, l'USB n'est pas destiné à être un bus principal pour le stockage interne d'un ordinateur : des bus tels que ATA (IDE), Serial ATA (SATA) et SCSI remplissent ce rôle. Cependant, l'USB présente un avantage important : il est possible d'installer et de retirer des périphériques sans ouvrir le boîtier de l'ordinateur, ce qui le rend utile pour les disques externes. Conçus à l'origine et encore utilisés aujourd'hui pour les périphériques de stockage optiques (lecteurs CD-RW, lecteurs DVD, etc.), de nombreux fabricants proposent des disques durs USB portables externes, ou des boîtiers vides pour disques, qui offrent des performances comparables aux disques internes. Ces disques externes contiennent généralement un périphérique de traduction qui interface un disque de technologie conventionnelle (IDE, ATA, SATA, ATAPI ou même SCSI) à un port USB. Fonctionnellement, le lecteur apparaît à l'utilisateur comme un lecteur interne. D'autres normes concurrentes permettant une connectivité externe sont eSATA et FireWire. Une autre utilisation des périphériques de stockage de masse USB est l'exécution portable d'applications logicielles sans nécessiter d'installation sur l'ordinateur hôte, par exemple. Navigateur Web, VoIP, etc.

Un système USB a une conception asymétrique, composée d'un hôte, d'une multitude de ports USB en aval et de plusieurs périphériques connectés dans une topologie en étoile à plusieurs niveaux. Des hubs USB supplémentaires peuvent être inclus dans les niveaux, permettant ainsi de créer une arborescence comportant jusqu'à cinq niveaux. Un hôte USB peut avoir plusieurs contrôleurs hôtes et chaque contrôleur hôte peut fournir un ou plusieurs ports USB. Jusqu'à 127 appareils, y compris les appareils hub, peuvent être connectés à un seul contrôleur hôte. Les périphériques USB sont reliés en série via des hubs. Il existe toujours un hub appelé hub racine, intégré au contrôleur hôte. Il existe également des « hubs de partage », qui permettent à plusieurs ordinateurs d'accéder au(x) même(s) périphérique(s), et fonctionnent en basculant l'accès entre les PC, automatiquement ou manuellement. Ils sont populaires dans les environnements de petits bureaux. En termes de réseau, leurs branches convergent plutôt que divergentes. Un périphérique USB physique peut être constitué de plusieurs sous-périphériques logiques appelés fonctions de périphérique. Un seul appareil peut assurer plusieurs fonctions, par exemple une webcam (fonction appareil vidéo) avec un microphone intégré (fonction appareil audio). La communication des périphériques USB est basée sur des tuyaux (canaux logiques). Les canaux sont des connexions du contrôleur hôte à une entité logique sur le périphérique appelée point de terminaison. Le terme point final est parfois utilisé pour désigner de manière incorrecte le tuyau. Un périphérique USB peut avoir jusqu'à 32 canaux actifs, 16 vers le contrôleur hôte et 16 hors du contrôleur. Chaque point de terminaison peut transférer des données dans une seule direction, vers ou depuis l'appareil, de sorte que chaque canal est unidirectionnel. Les points de terminaison sont regroupés en interfaces et chaque interface est associée à une seule fonction de périphérique. Une exception à cette règle est le point de terminaison zéro, qui est utilisé pour la configuration du périphérique et qui n'est associé à aucune interface. Lorsqu'un périphérique USB est connecté pour la première fois à un hôte USB, le processus d'énumération des périphériques USB démarre. L'énumération commence par l'envoi d'un signal de réinitialisation au périphérique USB. La vitesse du périphérique USB est déterminée lors de la signalisation de réinitialisation. Après la réinitialisation, les informations du périphérique USB sont lues par l'hôte, puis le périphérique se voit attribuer une adresse unique de 7 bits. Si le périphérique est pris en charge par l'hôte, les pilotes de périphérique nécessaires à la communication avec le périphérique sont chargés et le périphérique est défini dans un état configuré. Si l'hôte USB est redémarré, le processus d'énumération est répété pour tous les appareils connectés. Le contrôleur hôte dirige le flux de trafic vers les périphériques, de sorte qu'aucun périphérique USB ne peut transférer de données sur le bus sans une demande explicite du contrôleur hôte. Dans USB 2.0, le contrôleur hôte interroge le bus pour connaître le trafic, généralement de manière circulaire. En SuperSpeed ​​USB, l'appareil connecté peut demander un service à l'hôte.

Dans le domaine des technologies de l'information, Universal Serial Bus (USB) est une norme de bus série permettant d'interfacer des périphériques avec un ordinateur hôte. L'USB a été conçu pour permettre à de nombreux périphériques d'être connectés à l'aide d'une seule prise d'interface standardisée et pour améliorer les capacités Plug and Play en permettant le remplacement à chaud, c'est-à-dire en permettant aux appareils d'être connectés et déconnectés sans redémarrer l'ordinateur ni éteindre l'appareil. D'autres fonctionnalités pratiques incluent l'alimentation d'appareils à faible consommation sans avoir besoin d'une alimentation externe et la possibilité d'utiliser de nombreux appareils sans nécessiter l'installation de pilotes de périphérique individuels spécifiques au fabricant. L'USB est destiné à remplacer de nombreuses variétés existantes de ports série et parallèle. L'USB peut connecter des périphériques informatiques tels que des souris, des claviers, des PDA, des manettes de jeu et des joysticks, des scanners, des appareils photo numériques, des imprimantes, des lecteurs multimédias personnels, des clés USB et des disques durs externes. Pour bon nombre de ces appareils, l’USB est devenu la méthode de connexion standard. L'USB a été conçu à l'origine pour les ordinateurs personnels, mais il est devenu courant sur d'autres appareils tels que les PDA et les consoles de jeux vidéo, et comme cordon d'alimentation de pont entre un appareil et un adaptateur secteur branché sur une prise murale à des fins de chargement. Depuis 2008[mise à jour], il existe environ 2 milliards de périphériques USB dans le monde.[citation nécessaire] La conception de l'USB est normalisée par l'USB Implementers Forum (USB-IF), un organisme de normalisation industriel regroupant des entreprises leaders des secteurs informatique et électronique. Parmi les membres notables figurent Agere (maintenant fusionné avec LSI Corporation), Apple Inc., Hewlett-Packard, Intel, NEC et Microsoft.

Les souris et les claviers sont fréquemment équipés de connecteurs USB, mais comme la plupart des cartes mères PC conservent encore des connecteurs PS/2 pour le clavier et la souris depuis 2007, elles sont souvent fournies avec un petit adaptateur USB vers PS/2, permettant une utilisation avec une interface USB ou PS/2. Il n'y a aucune logique à l'intérieur de ces adaptateurs : ils profitent du fait que ces interfaces HID sont équipées de contrôleurs capables de servir à la fois le protocole USB et le protocole PS/2, et détectent automatiquement sur quel type de port elles sont branchées. Les joysticks, claviers, tablettes et autres appareils à interface humaine migrent également progressivement des connecteurs MIDI, des ports de jeu PC et PS/2 vers l'USB. Les ordinateurs Apple Macintosh utilisent exclusivement l'USB pour toutes les souris et claviers externes filaires depuis janvier 1999. L'iMac original a considérablement sensibilisé le public à l'USB en août 1998, en abandonnant les anciens ports pour utiliser uniquement l'USB. Les PC disposaient de ports USB avant l'introduction de l'iMac, mais ils étaient dotés d'un ensemble complet de ports traditionnels, ce qui a ralenti l'adoption de l'USB. L'influence de l'iMac est visible dans le nombre de périphériques USB dotés de boîtiers en plastique translucides et colorés assortis, disponibles à la fin des années 90 et au début des années 2000.

Le débit pleine vitesse de 12 Mbit/s (1,5 Mo/s) est le débit de données USB de base défini par l'USB 1.0. Tous les hubs USB prennent en charge la pleine vitesse. Un débit faible vitesse de 1,5 Mbit/s (187,5 kB/s) est également défini par l'USB 1.0. C'est très similaire au fonctionnement à pleine vitesse, sauf que chaque bit prend 8 fois plus de temps à transmettre. Il vise principalement à réduire les coûts des périphériques d'interface humaine (HID) à faible bande passante tels que les claviers, les souris et les joysticks. Un débit haut débit (USB 2.0) de 480 Mbit/s (60 Mo/s) a été introduit en 2001. Tous les appareils haut débit sont capables de revenir à un fonctionnement à pleine vitesse si nécessaire. Débit de données expérimental : Un débit SuperSpeed ​​(USB 3.0) de 5,0 Gbit/s (625 Mo/s). La spécification USB 3.0 a été publiée par Intel et ses partenaires en août 2008, selon les premiers rapports de CNET News. Les produits utilisant la spécification 3.0 devraient arriver en 2009 ou 2010. Les signaux USB sont transmis sur un câble de données à paire torsadée avec une impédance de 90 Ω ± 15 %, étiqueté D+ et Dâˆ'. Ceux-ci utilisent collectivement la signalisation différentielle semi-duplex pour lutter contre les effets du bruit électromagnétique sur les lignes plus longues. Les niveaux de signal transmis sont de 0,0 à 0,3 volts pour le faible et de 2,8 à 3,6 volts pour le haut en modes pleine vitesse (FS) et basse vitesse (LS), et de -10 à 10 mV pour le bas et de 360 ​​à 440 mV pour le haut en mode haute vitesse (HS). En mode FS, les fils du câble ne sont pas terminés, mais le mode HS a une terminaison de 45Ω à la terre, ou un différentiel de 90Ω pour correspondre à l'impédance du câble de données. Une connexion USB s'effectue toujours entre un hôte ou un hub à l'extrémité du connecteur « A » et le port en amont d'un périphérique ou d'un hub à l'autre extrémité. L'hôte comprend des résistances pull-down de 15 kÎ sur chaque ligne de données. Lorsqu'aucun périphérique n'est connecté, cela amène les deux lignes de données à l'état dit "zéro asymétrique" (SE0 dans la documentation USB) et indique une réinitialisation ou une connexion déconnectée. Un périphérique USB tire l'une des lignes de données vers le haut avec une résistance de 1,5 kÎ. Cela domine l'une des résistances pull-down de l'hôte et laisse les lignes de données dans un état inactif appelé "J". Le choix de la ligne de données indique la prise en charge de la vitesse d'un appareil ; les appareils à pleine vitesse tirent D+ haut, tandis que les appareils à basse vitesse tirent Dâˆ' haut. Les données USB sont transmises en basculant les lignes de données entre l'état J et l'état K opposé. USB encode les données en utilisant la convention NRZI ; un bit 0 est transmis en basculant les lignes de données de J à K ou vice versa, tandis qu'un bit 1 est transmis en laissant les lignes de données telles quelles. Pour garantir une densité minimale de transitions de signaux, l'USB utilise le bit stuffing ; un bit 0 supplémentaire est inséré dans le flux de données après toute apparition de six bits 1 consécutifs. Sept bits 1 consécutifs constituent toujours une erreur. Une trame USB commence par une séquence de synchronisation de 8 bits 00000001. Autrement dit, après l'état d'inactivité initial J, les lignes de données basculent vers KJKJKJKK. Le dernier bit (état K répété) marque la fin du modèle de synchronisation et le début de la trame USB proprement dite. La fin d'une trame USB, appelée EOP (fin de paquet), est indiquée par l'émetteur pilotant 2 temps bit de SE0 (D+ et D- tous deux inférieurs à Vil max) et 1 temps bit de l'état J. Après cela, l'émetteur cesse de piloter les lignes D+/Dâˆ' et les résistances susmentionnées le maintiennent dans l'état J (inactif). Un récepteur peut prendre plus de temps pour décoder l'état SE0 et verra le temps du premier bit comme une répétition du dernier bit de données. Étant donné que les trames USB sont toujours un multiple de 8 bits, ce « bit de dribble » supplémentaire peut être détecté et ignoré. Un bus USB est réinitialisé à l’aide d’un signal SE0 prolongé (10 à 20 millisecondes). Les périphériques USB 2.0 utilisent un protocole spécial lors de la réinitialisation, appelé « chirping », pour négocier le mode haute vitesse avec l'hôte/concentrateur. Un appareil compatible HS se connecte d'abord en tant qu'appareil FS (D+ poussé vers le haut), mais lors de la réception d'une RÉINITIALISATION USB (à la fois D+ et D- piloté LOW par l'hôte pendant 10 à 20 mS), il tire la ligne D- vers le haut. Si l'hôte/hub est également compatible HS, il émet un bip (renvoie les états J et K en alternance sur les lignes D- et D+) indiquant à l'appareil que le hub fonctionnera à haute vitesse. La tolérance d'horloge est de 480,00 Mbit/s ± 500 ppm, 12 000 Mbit/s ± 2 500 ppm, 1,50 Mbit/s ± 15 000 ppm. Bien que les appareils Hi-Speed ​​soient communément appelés « USB 2.0 » et annoncés comme « jusqu'à 480 Mbit/s », tous les appareils USB 2.0 ne sont pas Hi-Speed. L'USB-IF certifie les appareils et fournit des licences pour utiliser des logos marketing spéciaux pour « Basic-Speed ​​» (basse et complète) ou Hi-Speed ​​après avoir réussi un test de conformité et payé des frais de licence. Tous les appareils sont testés selon les dernières spécifications, de sorte que les appareils basse vitesse récemment conformes sont également des appareils 2.0. Le débit réel actuellement (2006) [mise à jour] atteint avec des appareils réels est d'environ les deux tiers du taux de transfert de données en masse théorique maximum de 53,248 Mo/s. Les périphériques USB haut débit typiques fonctionnent à des vitesses inférieures, souvent autour de 3 Mo/s au total, parfois jusqu'à 10 à 20 Mo/s.

Le câble existe sous forme de conducteur toronné et solide. La forme toronnée est plus flexible et résiste à plus de flexion sans se rompre et convient aux connexions fiables avec des connecteurs à perforation d'isolant, mais permet des connexions peu fiables dans les connecteurs à déplacement d'isolant. La forme solide est moins coûteuse et permet des connexions fiables dans les connecteurs autodénudants, mais permet des connexions peu fiables dans les connecteurs à perforation d'isolant. En tenant compte de ces éléments, le câblage du bâtiment (par exemple, le câblage à l'intérieur du mur qui relie une prise murale à un panneau de brassage central) est à noyau solide, tandis que les câbles de brassage (par exemple, le câble mobile qui se branche à la prise murale à une extrémité et à un ordinateur à l'autre) sont toronnés. L'isolation extérieure est généralement en PVC ou en LSOH. Les types de câbles, les types de connecteurs et les topologies de câblage sont définis par TIA/EIA-568-B. Presque toujours, des connecteurs modulaires 8P8C, souvent appelés à tort « RJ-45 », sont utilisés pour connecter un câble de catégorie 5. La catégorie spécifique de câble utilisée peut être identifiée par l'impression sur le côté du câble. Le câble se termine soit par le schéma T568A, soit par le schéma T568B. Cela ne fait aucune différence qui est utilisé car ils sont tous les deux directs (broche 1 à 1, broche 2 à 2, etc.) ; cependant, les types de câbles mixtes ne doivent pas être connectés en série car l'impédance par paire diffère légèrement et pourrait entraîner une dégradation du signal. L'article Ethernet sur paire torsadée décrit comment le câble est utilisé pour Ethernet, y compris les câbles spéciaux « croisés ».

Le câble Cat 5 e est une version améliorée de Cat 5 qui ajoute des spécifications pour la diaphonie distante. Elle a été formellement définie en 2001 sous le nom de norme TIA/EIA-568-B, qui ne reconnaît plus la spécification originale Cat 5. Bien que le 1000BASE-T ait été conçu pour être utilisé avec un câble Cat 5, les spécifications plus strictes associées au câble et aux connecteurs Cat 5e en font un excellent choix pour une utilisation avec 1000BASE-T. Malgré les spécifications de performances plus strictes, le câble Cat 5e ne permet pas de plus longues distances de câble pour les réseaux Ethernet : les câbles sont toujours limités à un maximum de 100 m (328 ft) de longueur (la pratique normale consiste à limiter les câbles fixes (« horizontaux ») à 90 m pour permettre jusqu'à 5 m de câble de brassage à chaque extrémité, ce qui représente un total des 100 m maximum mentionnés précédemment). Les caractéristiques de performance et les méthodes de test des câbles Cat 5e sont définies dans TIA/EIA-568-B.2-2001.