Nieuws

Luidsprekerdraad heeft, net als elk ander lineair elektrisch onderdeel, drie parameters die de prestaties ervan bepalen: weerstand, capaciteit en inductie. Als een perfecte draad mogelijk zou zijn, zou deze geen weerstand, geen capaciteit en geen inductie hebben. Hoe korter een draad is, hoe dichter deze perfect wordt, aangezien de weerstand afneemt naarmate de lengte afneemt in alle geleiders (behalve supergeleiders). Weerstand is de eigenschap die het meeste effect heeft op de prestaties van luidsprekerkabels, terwijl de capacitatieve en inductieve eigenschappen van luidsprekerkabel onbeduidend klein zijn in vergelijking met de luidspreker zelf. Grotere geleiders (kleinere draaddikte) hebben een kleinere weerstand. Zolang de weerstand van de luidsprekerkabels op minder dan 5% van de impedantie van de luidspreker wordt gehouden, is de geleider geschikt voor thuisgebruik. Luidsprekerdraden worden geselecteerd op basis van constructiekwaliteit, prijs, esthetisch doel en gemak. Gevlochten draad is flexibeler dan massieve draad en is geschikt voor verplaatsbare apparatuur. Voor een draad die blootligt in plaats van binnen muren, onder vloerbedekking of achter lijstwerk (zoals in een huis) te lopen, kan het uiterlijk een subjectief voordeel zijn, maar het is niet relevant voor de elektrische kenmerken. Er wordt gezegd dat een betere zuivering van oxiderende materialen zoals koper resulteert in consistentere geleidende eigenschappen over de hele lengte van de draad, maar dit is geen probleem in termen van de effecten op de geluidskwaliteit. Een betere ommanteling kan dikker of steviger zijn, minder chemisch reactief met de geleider, minder snel in de knoop raken en gemakkelijker door een groep andere draden te trekken, of kan een aantal afschermingstechnieken bevatten voor niet-huishoudelijk gebruik. Zelfs met draad van slechte kwaliteit is er mogelijk geen hoorbare verslechtering van het geluid. Veel zogenaamd hoorbare verschillen in luidsprekerkabels kunnen worden toegeschreven aan luisteraarsbias of het placebo-effect. De vooringenomenheid van luisteraars wordt niet in de laatste plaats versterkt door de praktijk van populaire fabrikanten om beweringen over hun producten te doen zonder geldige technische of wetenschappelijke basis, of zonder enige betekenis in de echte wereld. Veel fabrikanten die zich richten op audiofielen (en ook op goedkopere retailmarkten) maken ook onmeetbare, zij het poëtische, beweringen dat hun draad open, dynamisch of soepel klinkt. Om deze beweringen te rechtvaardigen, noemen velen elektrische eigenschappen zoals skin-effect, karakteristieke impedantie van de kabel of resonantie, die over het algemeen weinig worden begrepen door consumenten. Geen van deze heeft enig meetbaar effect op audiofrequenties, hoewel ze allemaal van belang zijn op radiofrequenties.

Luidsprekerdraad wordt gebruikt om de elektrische verbinding tussen luidsprekers en audioversterkers te maken. Moderne luidsprekerkabel bestaat uit twee elektrische geleiders die afzonderlijk zijn geïsoleerd door plastic. De twee draden zijn elektrisch identiek, maar zijn gemarkeerd (bijvoorbeeld door een rand op de isolatie van één draad, de kleur van één draad, een draad in één draad, enz.) om de juiste polariteit gemakkelijk te kunnen identificeren. Sommige historische ontwerpen bevatten ook nog een paar draden voor elektrische stroom voor een elektromagneet in de luidspreker. Ten minste één dergelijk luidsprekerontwerp is nog steeds in productie (in Frankrijk), maar in wezen gebruiken alle geproduceerde luidsprekers nu permanente magneten, die veldelektromagneetluidsprekers meer dan een halve eeuw geleden verdrongen. Het effect van luidsprekerdraad op het signaal dat het transporteert, is een veelbesproken onderwerp in de audiofiele en hifi-wereld. De juistheid van veel reclameclaims op deze punten is ook een onderwerp van veel discussie geweest.

De netwerktopologie definieert de manier waarop computers, printers en andere apparaten fysiek en logisch met elkaar zijn verbonden. Een netwerktopologie beschrijft de lay-out van de draad en apparaten, evenals de paden die worden gebruikt voor datatransmissies. Netwerktopologie kent twee typen: Fysiek logisch Veelgebruikte topologieën zijn onder meer: Bus Ster Boom (hiërarchisch) Lineair Ring Gaas gedeeltelijk verbonden volledig verbonden (ook wel volledig redundant genoemd) De hierboven genoemde netwerktopologieën zijn slechts een algemene weergave van de soorten topologieën die in computernetwerken worden gebruikt en worden als basistopologieën beschouwd.

Een draadloos netwerk is in principe hetzelfde als een LAN of een WAN, maar er zijn geen draden tussen hosts en servers. De gegevens worden overgedragen via sets radiozendontvangers. Dit soort netwerken zijn nuttig als het te duur of lastig is om de benodigde kabels aan te leggen. Zie Draadloos LAN en Draadloos WAN voor meer informatie. De mediatoegangsprotocollen voor LAN's zijn afkomstig van de IEEE. De meest voorkomende IEEE 802.11 WLAN's bestrijken, afhankelijk van de antennes, een bereik van honderden meters tot enkele kilometers. Voor grotere gebieden hebben communicatiesatellieten van verschillende typen, mobiele radio of draadloze lokale loop (IEEE 802.16) allemaal voor- en nadelen. Afhankelijk van het type mobiliteit dat nodig is, kunnen de relevante normen afkomstig zijn van de IETF of de ITU.

Een grootstedelijk netwerk is een netwerk dat te groot is voor zelfs de grootste LAN's, maar niet de schaal heeft van een WAN. Het integreert ook twee of meer LAN-netwerken over een specifiek geografisch gebied (meestal een stad) om het netwerk en de communicatiestroom te vergroten. De LAN's in kwestie zijn doorgaans verbonden via "backbone"-lijnen. Zie Frame Relay, ATM en Sonet voor meer informatie over WAN's.

Een wide area network is een netwerk waarin een grote verscheidenheid aan bronnen wordt ingezet over een groot binnenlands of internationaal gebied. Een voorbeeld hiervan is een multinational die een WAN gebruikt om hun kantoren in verschillende landen met elkaar te verbinden. Het grootste en beste voorbeeld van een WAN is internet, een netwerk dat uit veel kleinere netwerken bestaat. Het internet wordt beschouwd als het grootste netwerk ter wereld. Het PSTN (Public Switched Telephone Network) is ook een extreem groot netwerk dat convergeert om internettechnologieën te gebruiken, hoewel niet noodzakelijkerwijs via het openbare internet. Een Wide Area Network omvat communicatie via het gebruik van een breed scala aan verschillende technologieën. Deze technologieën omvatten Point-to-Point WAN's zoals Point-to-Point Protocol (PPP) en High-Level Data Link Control (HDLC), Frame Relay, ATM (Asynchronous Transfer Mode) en Sonet (Synchronous Optical Network). Het verschil tussen de WAN-technologieën is gebaseerd op de schakelmogelijkheden die ze bieden en de snelheid waarmee het verzenden en ontvangen van stukjes informatie (data) plaatsvindt.

Een lokaal netwerk is een netwerk dat een relatief kleine ruimte bestrijkt en diensten levert aan een klein aantal mensen. Er kan gebruik worden gemaakt van een peer-to-peer- of client-server-netwerkmethode. Bij een peer-to-peer-netwerk deelt elke client zijn bronnen met andere werkstations in het netwerk. Voorbeelden van peer-to-peer-netwerken zijn: Kleine kantoornetwerken waar het bronnengebruik minimaal is en een thuisnetwerk. Een client-servernetwerk is waar elke client met de server en met elkaar is verbonden. Client-servernetwerken gebruiken servers in verschillende capaciteiten. Deze kunnen in twee typen worden ingedeeld: 1. Servers met één service 2. printserver, waarbij de server één taak uitvoert, zoals een bestandsserver, ; terwijl andere servers niet alleen kunnen functioneren als bestandsservers en printservers, maar ook berekeningen kunnen uitvoeren en deze gebruiken om informatie aan klanten te verstrekken (web-/intranetserver). Computers zijn verbonden via een ethernetkabel en kunnen rechtstreeks worden aangesloten (de ene computer op de andere) of via een netwerkhub die meerdere verbindingen mogelijk maakt.

Netwerken is een complex onderdeel van computergebruik dat het grootste deel van de IT-industrie uitmaakt. Zonder netwerken zou bijna alle communicatie ter wereld niet meer plaatsvinden. Het is dankzij netwerken dat telefoons, televisies, internet, enz. werken. Eén manier om computernetwerken te categoriseren is op basis van hun geografische reikwijdte, hoewel veel echte netwerken Local Area Networks (LAN) met elkaar verbinden via Wide Area Networks (WAN) en draadloze netwerken (WWAN).

Vóór de komst van computernetwerken die waren gebaseerd op een bepaald type telecommunicatiesysteem, werd de communicatie tussen rekenmachines en vroege computers uitgevoerd door menselijke gebruikers door instructies tussen hen door te geven. Veel van het sociale gedrag dat we op het huidige internet zien, was aantoonbaar aanwezig in negentiende-eeuwse telegraafnetwerken, en misschien zelfs in zelfs eerdere netwerken die gebruik maakten van visuele signalen. In september 1940 gebruikte George Stibitz een teletypemachine om instructies voor een probleemset van zijn Model K aan het Dartmouth College in New Hampshire naar zijn Complex Number Calculator in New York te sturen en ontving op dezelfde manier de resultaten terug. Het koppelen van uitvoersystemen zoals teletypes aan computers was een interesse van de Advanced Research Projects Agency (ARPA) toen in 1962 JCR Licklider werd aangenomen en een werkgroep ontwikkelde die hij het "Intergalactic Network" noemde, een voorloper van het ARPANet. In 1964 ontwikkelden onderzoekers van Dartmouth het Dartmouth Time Sharing System voor gedistribueerde gebruikers van grote computersystemen. In hetzelfde jaar gebruikte een onderzoeksgroep, ondersteund door General Electric en Bell Labs, bij MIT een computer (DEC's PDP-8) om telefoonverbindingen te routeren en te beheren. Gedurende de jaren zestig hebben Leonard Kleinrock, Paul Baran en Donald Davies onafhankelijk van elkaar netwerksystemen geconceptualiseerd en ontwikkeld die datagrammen of pakketten gebruikten die konden worden gebruikt in een pakketgeschakeld netwerk tussen computersystemen. 1965 Thomas Merrill en Lawrence G. Roberts creëerden het eerste Wide Area Network (WAN). De eerste veelgebruikte PSTN-schakelaar die echte computerbesturing gebruikte, was de Western Electric 1ESS-schakelaar, geïntroduceerd in 1965. In 1969 werden de Universiteit van Californië in Los Angeles, SRI (in Stanford), de Universiteit van Californië in Santa Barbara en de Universiteit van Utah met elkaar verbonden als het begin van het ARPANet-netwerk met behulp van 50 kbit / s-circuits. Commerciële diensten die gebruik maakten van X.25, een alternatieve architectuur voor de TCP/IP-suite, werden in 1972 geïmplementeerd. Computernetwerken en de technologieën die nodig zijn om verbinding te maken en ertussen te communiceren, blijven de computerhardware-, software- en randapparatuurindustrieën aansturen. Deze uitbreiding wordt weerspiegeld door de groei van het aantal en type gebruikers van netwerken, van onderzoeker tot thuisgebruiker. Tegenwoordig vormen computernetwerken de kern van moderne communicatie. Alle moderne aspecten van het openbare geschakelde telefoonnetwerk (PSTN) worden bijvoorbeeld computergestuurd, en telefonie loopt steeds vaker via het internetprotocol, hoewel niet noodzakelijkerwijs via het openbare internet. De reikwijdte van de communicatie is de afgelopen tien jaar aanzienlijk toegenomen en deze hausse in de communicatie zou niet mogelijk zijn geweest zonder het zich steeds verder ontwikkelende computernetwerk.

Gebruikers en netwerkbeheerders hebben vaak verschillende opvattingen over hun netwerken. Vaak delen gebruikers printers en vormen sommige servers een werkgroep, wat meestal betekent dat ze zich op dezelfde geografische locatie bevinden en zich op hetzelfde LAN bevinden. Een belangengemeenschap heeft minder de connotatie van het zich in een lokaal gebied bevinden, en moet worden gezien als een reeks willekeurig gelokaliseerde gebruikers die een reeks servers delen en mogelijk ook communiceren via peer-to-peer-technologieën. Netwerkbeheerders bekijken netwerken zowel vanuit fysiek als logisch perspectief. Het fysieke perspectief omvat geografische locaties, fysieke bekabeling en de netwerkelementen (bijvoorbeeld routers, bruggen en applicatielaag-gateways die de fysieke media met elkaar verbinden). Logische netwerken, in de TCP/IP-architectuur subnetten genoemd, worden toegewezen aan een of meer fysieke media. Een gebruikelijke praktijk op een campus van gebouwen is bijvoorbeeld om een ​​set LAN-kabels in elk gebouw een gemeenschappelijk subnet te laten lijken, met behulp van virtuele LAN-technologie (VLAN). Zowel gebruikers als beheerders zullen zich in verschillende mate bewust zijn van de vertrouwens- en reikwijdtekenmerken van een netwerk. Wederom met behulp van TCP/IP-architectuurterminologie: een intranet is een belangengemeenschap onder particulier beheer, doorgaans door een onderneming, en is alleen toegankelijk voor geautoriseerde gebruikers (bijvoorbeeld werknemers). Intranetten hoeven niet verbonden te zijn met internet, maar hebben doorgaans een beperkte verbinding. Een extranet is een uitbreiding van een intranet dat veilige communicatie mogelijk maakt met gebruikers buiten het intranet (bijvoorbeeld zakenpartners, klanten). Informeel is internet het geheel van gebruikers, ondernemingen en contentproviders die met elkaar zijn verbonden door internetproviders (ISP's). Vanuit technisch oogpunt is internet de verzameling subnetten en aggregaten van subnetten die de geregistreerde IP-adresruimte delen en informatie uitwisselen over de bereikbaarheid van die IP-adressen met behulp van het Border Gateway Protocol. Normaal gesproken worden de voor mensen leesbare namen van servers vertaald naar IP-adressen, transparant voor gebruikers, via de directoryfunctie van het Domain Name System (DNS). Via internet kan er sprake zijn van business-to-business (B2B), business-to-consumer (B2C) en consumer-to-consumer (C2C) communicatie. Vooral wanneer geld of gevoelige informatie wordt uitgewisseld, is de communicatie vaak beveiligd door een of andere vorm van communicatiebeveiligingsmechanisme. Intranetten en extranetten kunnen veilig op het internet worden geplaatst, zonder enige toegang door algemene internetgebruikers, met behulp van beveiligde Virtual Private Network (VPN)-technologie. Bij gebruik voor gaming moet één computer de server zijn, terwijl de anderen er doorheen spelen.

Computernetwerken is de technische discipline die zich bezighoudt met de communicatie tussen computersystemen of apparaten. Voor netwerken, routers, routeringsprotocollen en netwerken via het openbare internet zijn de specificaties gedefinieerd in documenten die RFC's worden genoemd. Computernetwerken worden soms beschouwd als een subdiscipline van telecommunicatie, informatica, informatietechnologie en/of computertechniek. Computernetwerken zijn sterk afhankelijk van de theoretische en praktische toepassing van deze wetenschappelijke en technische disciplines. Een computernetwerk is een verzameling computers of apparaten die met elkaar zijn verbonden en de mogelijkheid hebben om gegevens uit te wisselen. Voorbeelden van verschillende netwerken zijn: Local Area Network (LAN), meestal een klein netwerk dat beperkt is tot een klein geografisch gebied. Wide Area Network (WAN), meestal een groter netwerk dat een groot geografisch gebied bestrijkt. Draadloze LAN's en WAN's (WLAN en WWAN) zijn het draadloze equivalent van LAN en WAN. Alle netwerken zijn met elkaar verbonden om communicatie met een verscheidenheid aan verschillende soorten media mogelijk te maken, waaronder twisted-pair koperdraadkabels, coaxkabels, optische vezels en verschillende draadloze technologieën. De apparaten kunnen met een paar meter (bijvoorbeeld via Bluetooth) of vrijwel onbeperkte afstanden (bijvoorbeeld via de verbindingen van internet) van elkaar gescheiden zijn.

USB-communicatie neemt de vorm aan van pakketten. In eerste instantie worden alle pakketten vanaf de host, via de roothub en mogelijk meerdere hubs, naar apparaten gestuurd. Sommige van die pakketten geven een apparaat de opdracht om een ​​aantal pakketten als antwoord te verzenden. Na het hierboven beschreven synchronisatieveld bestaan ​​alle pakketten uit bytes van 8 bits, waarbij de minst significante bit eerst wordt verzonden. De eerste byte is een pakketidentificatiebyte (PID). De PID is eigenlijk 4 bits; de byte bestaat uit de 4-bits PID gevolgd door zijn bitsgewijze complement. Deze redundantie helpt bij het opsporen van fouten. (Merk ook op dat een PID-byte maximaal vier opeenvolgende 1-bits bevat en dus nooit bitopvulling nodig heeft, zelfs niet in combinatie met de laatste 1-bit in de synchronisatiebyte. De OUT PID-byte eindigt echter met drie opeenvolgende 1-bits, dus als het volgende USB-apparaatadres begint met drie 1-bits, is bitopvulling vereist.) Pakketten zijn er in drie basistypen, elk met een ander formaat en CRC (cyclische redundantiecontrole): Handshake-pakketten bestaan ​​uit niets anders dan een PID-byte en worden doorgaans verzonden als reactie op datapakketten. De drie basistypen zijn ACK, wat aangeeft dat de gegevens met succes zijn ontvangen, NAK, wat aangeeft dat de gegevens op dit moment niet kunnen worden ontvangen en opnieuw moeten worden geprobeerd, en STALL, wat aangeeft dat het apparaat een fout heeft en nooit in staat zal zijn gegevens met succes over te dragen totdat een corrigerende actie (zoals de initialisatie van het apparaat) is uitgevoerd. USB 2.0 heeft twee extra handshake-pakketten toegevoegd, NYET, wat aangeeft dat een gesplitste transactie nog niet is voltooid, en een ERR-handshake om aan te geven dat een gesplitste transactie is mislukt. Het enige handshakepakket dat de USB-host kan genereren is ACK; als het niet klaar is om gegevens te ontvangen, mag het een apparaat geen opdracht geven om gegevens te verzenden. Tokenpakketten bestaan ​​uit een PID-byte gevolgd door 11 adresbits en een 5-bits CRC. Tokens worden alleen verzonden door de host, nooit door een apparaat.-- IN- en OUT-tokens bevatten een 7-bits apparaatnummer en 4-bits functienummer (voor multifunctionele apparaten) en geven het apparaat de opdracht om respectievelijk DATAx-pakketten te verzenden of de volgende DATAx-pakketten te ontvangen. Een IN-token verwacht een reactie van een apparaat. Het antwoord kan een NAK- of STALL-antwoord zijn, of een DATAx-frame. In het laatste geval geeft de host indien nodig een ACK-handshake uit. Een OUT-token wordt onmiddellijk gevolgd door een DATAx-frame. Het apparaat reageert met ACK, NAK of STALL, afhankelijk van het geval. SETUP werkt ongeveer hetzelfde als een OUT-token, maar wordt gebruikt voor de initiële apparaatinstallatie. Elke milliseconde (12.000 bittijden op volledige snelheid) verzendt de USB-host een speciaal SOF-token (start of frame), dat een 11-bits oplopend framenummer bevat in plaats van een apparaatadres. Dit wordt gebruikt om isochrone gegevensstromen te synchroniseren. Hogesnelheids USB 2.0-apparaten ontvangen 7 extra dubbele SOF-tokens per frame, die elk een "microframe" van 125 µs introduceren. USB 2.0 heeft een PING-token toegevoegd, dat aan een apparaat vraagt ​​of het klaar is om een ​​OUT/DATA-pakketpaar te ontvangen. Het apparaat reageert met ACK, NAK of STALL, afhankelijk van het geval. Dit vermijdt de noodzaak om het DATA-pakket te verzenden als het apparaat weet dat het alleen met NAK zal reageren. USB 2.0 heeft ook een groter SPLIT-token toegevoegd met een 7-bits hubnummer, 12 bits besturingsvlaggen en een 5-bits CRC. Dit wordt gebruikt om gesplitste transacties uit te voeren. In plaats van de snelle USB-bus vast te zetten en gegevens naar een langzamer USB-apparaat te sturen, ontvangt de dichtstbijzijnde, voor hoge snelheid geschikte hub een SPLIT-token gevolgd door een of twee USB-pakketten op hoge snelheid, voert de gegevensoverdracht uit op volledige of lage snelheid en zorgt voor de reactie op hoge snelheid wanneer daarom wordt gevraagd door een tweede SPLIT-token. De details zijn complex; zie de USB-specificatie. Datapakketten Er zijn twee basisdatapakketten, DATA0 en DATA1. Beide bestaan uit een DATAx PID-veld, 0-1023 bytes aan gegevenspayload (tot 1024 bij hoge snelheid, maximaal 8 bij lage snelheid) en een 16-bits CRC. Ze moeten altijd worden voorafgegaan door een adrestoken en worden meestal gevolgd door een handshake-token van de ontvanger terug naar de zender. De twee pakkettypen bieden het 1-bits volgnummer dat vereist is voor Stop-and-wait ARQ. Als een USB-host geen bericht ontvangt antwoord (zoals een ACK) voor gegevens die het heeft verzonden, het weet niet of de gegevens zijn ontvangen of niet; de gegevens zijn mogelijk verloren gegaan tijdens de overdracht, of ze zijn mogelijk ontvangen maar de handshake-reactie is verloren gegaan; Om dit probleem op te lossen, houdt het apparaat bij welk type DATAx-pakket het het laatst heeft geaccepteerd. Als het een ander DATAx-pakket van hetzelfde type ontvangt, wordt het bevestigd maar genegeerd als duplicaat. Alleen een DATAx-pakket van het tegenovergestelde type wordt daadwerkelijk ontvangen. Wanneer een apparaat wordt gereset met een SETUP-pakket, verwacht het vervolgens een DATA0-pakket. USB 2.0 heeft ook DATA2- en MDATA-pakkettypen toegevoegd. Ze worden alleen gebruikt door hogesnelheidsapparaten die isochrone overdrachten met hoge bandbreedte uitvoeren, waarbij meer dan 1024 bytes per 125 µs "microframe" (8192 kB/s) moeten worden overgedragen. PRE "pakket" Apparaten met lage snelheid worden ondersteund met een speciale PID-waarde, PRE. Dit markeert het begin van een pakket met lage snelheid en wordt gebruikt door hubs die normaal gesproken geen pakketten met volledige snelheid naar apparaten met lage snelheid sturen. Omdat alle PID-bytes vier 0-bits bevatten, verlaten ze de bus in de K-toestand op volle snelheid, wat hetzelfde is als de J-toestand op lage snelheid. Het wordt gevolgd door een korte pauze waarin hubs hun lagesnelheidsuitgangen inschakelen, die al inactief zijn in de J-toestand, waarna een pakket met lage snelheid volgt, beginnend met een synchronisatiereeks en PID-byte, en eindigend met een korte periode van SE0. Andere apparaten met volledige snelheid dan hubs kunnen het PRE-pakket en de inhoud ervan met lage snelheid eenvoudigweg negeren, totdat de laatste SE0 aangeeft dat er een nieuw pakket volgt.

Het USB 1.0-specificatiemodel werd geïntroduceerd in 1996. USB is gemaakt door de kerngroep van bedrijven die bestond uit Intel, Compaq, Microsoft, Digital, IBM en Northern Telecom. Intel produceerde de UHCI-hostcontroller en open softwarestack; Microsoft produceerde een USB-softwarestack voor Windows en was samen met National Semiconductor en Compaq co-auteur van de OHCI-hostcontrollerspecificatie; Philips produceerde vroege USB-audio; en TI produceerde de meest gebruikte hubchips. Oorspronkelijk was USB bedoeld om de veelheid aan connectoren aan de achterkant van pc's te vervangen en om de softwareconfiguratie van communicatieapparaten te vereenvoudigen. De originele Apple "Bondi blue" iMac G3, geïntroduceerd op 6 mei 1998, was de eerste computer die USB-poorten bood zonder "legacy"-poorten. [2] USB 1.1 kwam in september 1998 uit om de acceptatieproblemen op te lossen die zich voordeden bij eerdere versies van USB, vooral die met betrekking tot hubs.[3] De USB 2.0-specificatie werd uitgebracht in april 2000 en werd eind 2001 gestandaardiseerd door de USB-IF. Hewlett-Packard, Intel, Lucent (nu LSI Corporation sinds de fusie met Lucent spin-off Agere Systems), Microsoft, NEC en Philips leidden gezamenlijk het initiatief om een ​​hogere gegevensoverdrachtsnelheid, 480 Mbits/s, te ontwikkelen dan de 1.1-specificatie van 12 Mbits/s. De USB 3.0-specificatie werd op 17 november 2008 vrijgegeven door de USB 3.0 Promoter Group. Het heeft een overdrachtssnelheid die tot 10 keer sneller is dan de USB 2.0-versie en wordt de SuperSpeed ​​USB genoemd. Apparatuur die voldoet aan welke versie van de norm dan ook zal ook werken met apparaten die zijn ontworpen volgens eerdere specificaties (ook wel achterwaartse compatibiliteit genoemd).

USB implementeert verbindingen met opslagapparaten met behulp van een reeks standaarden die de USB-massaopslagapparaatklasse wordt genoemd (ook wel MSC of UMS genoemd). Dit was aanvankelijk bedoeld voor traditionele magnetische en optische schijven, maar is uitgebreid om een ​​breed scala aan apparaten te ondersteunen, met name flashdrives. Deze algemeenheid komt doordat veel systemen kunnen worden bestuurd met het bekende idioom van bestandsmanipulatie binnen mappen (het proces waarbij een nieuw apparaat op een bekend apparaat lijkt, wordt ook wel extensie genoemd). Hoewel de meeste nieuwere computers USB-apparaten voor massaopslag kunnen opstarten, is USB niet bedoeld als primaire bus voor de interne opslag van een computer: bussen zoals ATA (IDE), Serial ATA (SATA) en SCSI vervullen die rol. USB heeft echter één belangrijk voordeel: het is mogelijk apparaten te installeren en te verwijderen zonder de computerbehuizing te openen, waardoor het handig is voor externe schijven. Oorspronkelijk ontworpen en nog steeds gebruikt voor optische opslagapparaten (cd-rw-drives, dvd-drives, enz.), bieden een aantal fabrikanten externe draagbare USB-harde schijven, of lege behuizingen voor schijven, die prestaties bieden die vergelijkbaar zijn met interne schijven. Deze externe schijven bevatten meestal een vertaalapparaat dat een schijf met conventionele technologie (IDE, ATA, SATA, ATAPI of zelfs SCSI) verbindt met een USB-poort. Functioneel gezien lijkt de schijf voor de gebruiker net een interne schijf. Andere concurrerende standaarden die externe connectiviteit mogelijk maken, zijn eSATA en FireWire. Een ander gebruik van USB-apparaten voor massaopslag is het draagbaar uitvoeren van softwaretoepassingen zonder dat deze op de hostcomputer hoeven te worden geïnstalleerd, bijvoorbeeld. Webbrowser, VoIP, enz.

Een USB-systeem heeft een asymmetrisch ontwerp, bestaande uit een host, een groot aantal downstream USB-poorten en meerdere randapparaten die zijn aangesloten in een gelaagde stertopologie. Er kunnen extra USB-hubs in de lagen worden opgenomen, waardoor vertakkingen in een boomstructuur met maximaal vijf niveaus mogelijk zijn. Een USB-host kan meerdere hostcontrollers hebben en elke hostcontroller kan over een of meer USB-poorten beschikken. Er kunnen maximaal 127 apparaten, inclusief de hubapparaten, op één hostcontroller worden aangesloten. USB-apparaten zijn in serie gekoppeld via hubs. Er bestaat altijd één hub, de roothub genaamd, die in de hostcontroller is ingebouwd. Er bestaan ​​ook zogenaamde "sharing hubs", waarmee meerdere computers toegang hebben tot hetzelfde randapparaat (apparaten), en deze werken door de toegang tussen pc's te schakelen, automatisch of handmatig. Ze zijn populair in kleine kantooromgevingen. In netwerktermen convergeren ze eerder dan dat ze takken divergeren. Een fysiek USB-apparaat kan bestaan ​​uit verschillende logische subapparaten die apparaatfuncties worden genoemd. Eén apparaat kan meerdere functies bieden, bijvoorbeeld een webcam (videoapparaatfunctie) met ingebouwde microfoon (audioapparaatfunctie). Communicatie via USB-apparaten is gebaseerd op leidingen (logische kanalen). Pipes zijn verbindingen van de hostcontroller naar een logische entiteit op het apparaat met de naam eindpunt. De term eindpunt wordt af en toe gebruikt om ten onrechte naar de pijp te verwijzen. Een USB-apparaat kan maximaal 32 actieve leidingen hebben, 16 naar de hostcontroller en 16 vanuit de controller. Elk eindpunt kan gegevens slechts in één richting overbrengen, naar of uit het apparaat, dus elke pijp is unidirectioneel. Eindpunten zijn gegroepeerd in interfaces en elke interface is gekoppeld aan een enkele apparaatfunctie. Een uitzondering hierop is eindpunt nul, dat wordt gebruikt voor apparaatconfiguratie en dat aan geen enkele interface is gekoppeld. Wanneer een USB-apparaat voor het eerst wordt aangesloten op een USB-host, wordt het inventarisatieproces van het USB-apparaat gestart. De opsomming begint met het verzenden van een resetsignaal naar het USB-apparaat. De snelheid van het USB-apparaat wordt bepaald tijdens de resetsignalering. Na het resetten wordt de informatie van het USB-apparaat door de host gelezen, waarna aan het apparaat een uniek 7-bits adres wordt toegewezen. Als het apparaat door de host wordt ondersteund, worden de apparaatstuurprogramma's die nodig zijn voor de communicatie met het apparaat geladen en wordt het apparaat in een geconfigureerde status gezet. Als de USB-host opnieuw wordt opgestart, wordt het opsommingsproces herhaald voor alle aangesloten apparaten. De hostcontroller stuurt de verkeersstroom naar apparaten, zodat geen enkel USB-apparaat gegevens op de bus kan overbrengen zonder een expliciet verzoek van de hostcontroller. Bij USB 2.0 controleert de hostcontroller de bus op verkeer, meestal op een round-robin-manier. Bij SuperSpeed ​​USB kan het aangesloten apparaat service aanvragen bij de host.

In de informatietechnologie is Universal Serial Bus (USB) een seriële busstandaard om apparaten met een hostcomputer te verbinden. USB is ontworpen om het mogelijk te maken dat veel randapparatuur kan worden aangesloten via een enkele gestandaardiseerde interface-aansluiting en om de Plug-and-play-mogelijkheden te verbeteren door hot swapping toe te staan, dat wil zeggen door apparaten aan te sluiten en los te koppelen zonder de computer opnieuw op te starten of het apparaat uit te schakelen. Andere handige functies zijn onder meer het leveren van stroom aan apparaten met een laag verbruik zonder dat er een externe voeding nodig is en het mogelijk maken dat veel apparaten kunnen worden gebruikt zonder dat er fabrikantspecifieke, individuele apparaatstuurprogramma's hoeven te worden geïnstalleerd. USB is bedoeld om veel oudere varianten van seriële en parallelle poorten te vervangen. USB kan computerrandapparatuur aansluiten, zoals muizen, toetsenborden, PDA's, gamepads en joysticks, scanners, digitale camera's, printers, persoonlijke mediaspelers, flashdrives en externe harde schijven. Voor veel van deze apparaten is USB de standaardverbindingsmethode geworden. USB is oorspronkelijk ontworpen voor personal computers, maar is gemeengoed geworden op andere apparaten, zoals PDA's en videogameconsoles, en als overbruggingsnetsnoer tussen een apparaat en een wisselstroomadapter die in een stopcontact is gestoken om op te laden. Sinds 2008 zijn er ongeveer 2 miljard USB-apparaten in de wereld. Het ontwerp van USB is gestandaardiseerd door het USB Implementers Forum (USB-IF), een orgaan voor industriële standaarden waarin toonaangevende bedrijven uit de computer- en elektronica-industrie zijn verenigd. Opmerkelijke leden zijn onder meer Agere (nu gefuseerd met LSI Corporation), Apple Inc., Hewlett-Packard, Intel, NEC en Microsoft.

Muizen en toetsenborden zijn vaak uitgerust met USB-connectoren, maar omdat de meeste pc-moederborden sinds 2007 nog steeds PS/2-connectoren voor het toetsenbord en de muis hebben, worden ze vaak geleverd met een kleine USB-naar-PS/2-adapter, waardoor gebruik met een USB- of PS/2-interface mogelijk is. Er zit geen logica in deze adapters: ze maken gebruik van het feit dat dergelijke HID-interfaces zijn uitgerust met controllers die zowel het USB- als het PS/2-protocol kunnen bedienen, en detecteren automatisch op welk type poort ze zijn aangesloten. Joysticks, toetsenborden, tablets en andere menselijke interface-apparaten migreren ook geleidelijk van MIDI, pc-gamepoorten en PS/2-connectoren naar USB. Apple Macintosh-computers gebruiken sinds januari 1999 uitsluitend USB voor alle externe bedrade muizen en toetsenborden. De oorspronkelijke iMac heeft in augustus 1998 het publieke bewustzijn over USB aanzienlijk vergroot, omdat oudere poorten werden afgedankt om alleen USB te gebruiken. PC's hadden vóór de introductie van de iMac USB-poorten, maar deze werden geleverd met een volledige reeks traditionele poorten, wat de acceptatie van USB vertraagde. De invloed van de iMac is te zien aan het aantal USB-randapparatuur met bijpassende doorschijnende, gekleurde plastic behuizingen die eind jaren negentig en begin jaren '00 verkrijgbaar waren.

De Full Speed-snelheid van 12 Mbit/s (1,5 MB/s) is de standaard USB-gegevenssnelheid gedefinieerd door USB 1.0. Alle USB-hubs ondersteunen Full Speed. Een lage snelheid van 1,5 Mbit/s (187,5 kB/s) wordt ook gedefinieerd door USB 1.0. Het lijkt sterk op werking op volle snelheid, behalve dat het verzenden van elke bit acht keer zo lang duurt. Het is in de eerste plaats bedoeld om kosten te besparen op Human Interface Devices (HID) met een lage bandbreedte, zoals toetsenborden, muizen en joysticks. In 2001 werd een hogesnelheidssnelheid (USB 2.0) van 480 Mbit/s (60 MB/s) geïntroduceerd. Alle hogesnelheidsapparaten kunnen indien nodig terugvallen op volledige snelheid. Experimentele datasnelheid: Een SuperSpeed ​​(USB 3.0)-snelheid van 5,0 Gbit/s (625 MB/s). De USB 3.0-specificatie werd in augustus 2008 door Intel en zijn partners vrijgegeven, volgens vroege berichten van CNET News. Producten die de 3.0-specificatie gebruiken, zullen waarschijnlijk in 2009 of 2010 op de markt komen. USB-signalen worden verzonden via een twisted pair-datakabel met een impedantie van 90 ± 15%, gelabeld met D+ en Dâˆ'. Deze maken gezamenlijk gebruik van half-duplex differentiële signalering om de effecten van elektromagnetische ruis op langere lijnen te bestrijden. De verzonden signaalniveaus zijn 0,0-0,3 volt voor laag en 2,8-3,6 volt voor hoog in de modi Volle Snelheid (FS) en Lage Snelheid (LS), en -10-10 mV voor laag en 360-440 mV voor hoog in Hoge Snelheid (HS)-modus. In de FS-modus zijn de kabeldraden niet afgesloten, maar in de HS-modus is er een afsluiting van 45Ω naar aarde, of een differentieel van 90Ω, passend bij de impedantie van de datakabel. Een USB-verbinding vindt altijd plaats tussen een host of hub aan het uiteinde van de "A"-connector, en de upstream-poort van een apparaat of hub aan het andere uiteinde. De host bevat 15 kΩ pull-down-weerstanden op elke datalijn. Als er geen apparaat is aangesloten, worden beide datalijnen laag in de zogenaamde "single-ended zero"-status (SE0 in de USB-documentatie) getrokken en wordt een reset of verbroken verbinding aangegeven. Een USB-apparaat trekt een van de datalijnen hoog met een weerstand van 1,5 kΩ. Dit overmeestert een van de pull-down-weerstanden in de host en laat de datalijnen in een inactieve toestand achter, genaamd "J". De keuze van de datalijn geeft de snelheidsondersteuning van een apparaat aan; Apparaten op volle snelheid trekken D+ hoog, terwijl apparaten op lage snelheid D hoog trekken. USB-gegevens worden verzonden door de datalijnen te schakelen tussen de J-status en de tegenovergestelde K-status. USB codeert gegevens met behulp van de NRZI-conventie; een 0-bit wordt verzonden door de datalijnen van J naar K te schakelen of omgekeerd, terwijl een 1-bit wordt verzonden door de datalijnen ongewijzigd te laten. Om een ​​minimale dichtheid van signaalovergangen te garanderen, maakt USB gebruik van bit-stuffing; een extra 0-bit wordt in de datastroom ingevoegd na het verschijnen van zes opeenvolgende 1-bits. Zeven opeenvolgende 1-bits zijn altijd een fout. Een USB-frame begint met een 8-bits synchronisatiereeks 00000001. Dat wil zeggen dat na de initiële inactieve toestand J de datalijnen KJKJKJKK omschakelen. De laatste 1 bit (herhaalde K-status) markeert het einde van het synchronisatiepatroon en het begin van het eigenlijke USB-frame. Het einde van een USB-frame, genaamd EOP (end-of-packet), wordt aangegeven doordat de zender 2 bittijden van SE0 (D+ en D- beide onder Vil max) en 1 bittijd van J-status aanstuurt. Hierna houdt de zender op met het aandrijven van de D+/D-lijnen en houden de bovengenoemde weerstanden hem in de J (inactieve) toestand. Het kan zijn dat een ontvanger extra tijd nodig heeft om de SE0-status te decoderen, en zal de eerste bittijd zien als een herhaling van de laatste databit. Omdat USB-frames altijd een veelvoud van 8 bits lang zijn, kan deze extra "dribble bit" worden gedetecteerd en genegeerd. Een USB-bus wordt gereset met behulp van een langdurig (10 tot 20 milliseconden) SE0-signaal. USB 2.0-apparaten gebruiken tijdens het resetten een speciaal protocol, genaamd "chirping", om met de host/hub over de High-Speed-modus te onderhandelen. Een apparaat dat HS-compatibel is, wordt eerst aangesloten als een FS-apparaat (D+ hoog getrokken), maar bij ontvangst van een USB RESET (zowel D+ als D-aangestuurd LAAG door de host gedurende 10 tot 20 mS) trekt het de D-lijn hoog. Als de host/hub ook geschikt is voor HS, piept hij (geeft afwisselend J- en K-statussen weer op D- en D+-lijnen) om het apparaat te laten weten dat de hub op hoge snelheid zal werken. Kloktolerantie is 480,00 Mbit/s ±500 ppm, 12.000 Mbit/s ±2500 ppm, 1,50 Mbit/s ±15000 ppm. Hoewel Hi-Speed-apparaten gewoonlijk "USB 2.0" worden genoemd en worden geadverteerd als "tot 480 Mbit/s", zijn niet alle USB 2.0-apparaten Hi-Speed. De USB-IF certificeert apparaten en biedt licenties voor het gebruik van speciale marketinglogo's voor "Basic-Speed" (laag en vol) of Hi-Speed ​​na het behalen van een nalevingstest en het betalen van licentiekosten. Alle apparaten zijn getest volgens de nieuwste specificaties, dus recentelijk compatibele Low-Speed-apparaten zijn ook 2.0-apparaten. De werkelijke doorvoer die momenteel (2006)[update] wordt bereikt met echte apparaten is ongeveer tweederde van de maximale theoretische overdrachtssnelheid van bulkgegevens van 53,248 MB/s. Typische hi-speed USB-apparaten werken op lagere snelheden, vaak ongeveer 3 MB/s in totaal, soms tot 10-20 MB/s.

De kabel bestaat in zowel gestrande als massieve geleidervormen. De gestrande vorm is flexibeler en weerstaat meer buiging zonder te breken en is geschikt voor betrouwbare verbindingen met isolatiedoorborende connectoren, maar maakt onbetrouwbare verbindingen in isolatie-verdringingsconnectoren. De vaste vorm is minder duur en maakt betrouwbare verbindingen in isolatieverdringingsconnectoren, maar maakt onbetrouwbare verbindingen in isolatiedoorborende connectoren. Als we deze zaken in ogenschouw nemen, is de bedrading van een gebouw (bijvoorbeeld de bedrading in de muur die een stopcontact verbindt met een centraal patchpaneel) een massieve kern, terwijl patchkabels (bijvoorbeeld de beweegbare kabel die aan de ene kant in het stopcontact wordt gestoken en aan de andere kant een computer) gestrand zijn. Buitenisolatie is meestal PVC of LSOH. Kabeltypen, connectortypen en kabeltopologieën worden gedefinieerd door TIA/EIA-568-B. Bijna altijd worden 8P8C modulaire connectoren, vaak ten onrechte "RJ-45" ​​genoemd, gebruikt voor het aansluiten van categorie 5-kabels. De specifieke kabelcategorie die wordt gebruikt, is te herkennen aan de bedrukking op de zijkant van de kabel. De kabel wordt afgesloten in het T568A-schema of het T568B-schema. Het maakt geen enkel verschil welke wordt gebruikt, aangezien ze allebei rechtdoor zijn (pin 1 naar 1, pin 2 naar 2, enz.); Gemengde kabeltypen mogen echter niet in serie worden aangesloten, omdat de impedantie per paar enigszins verschilt en signaalverslechtering kan veroorzaken. In het artikel Ethernet over twisted pair wordt beschreven hoe de kabel wordt gebruikt voor Ethernet, inclusief speciale "cross over" kabels.

Cat 5 e-kabel is een verbeterde versie van Cat 5 die specificaties toevoegt voor overspraak op afstand. Het werd in 2001 formeel gedefinieerd als de TIA/EIA-568-B-standaard, die niet langer de oorspronkelijke Cat 5-specificatie herkent. Hoewel de 1000BASE-T is ontworpen voor gebruik met Cat 5-kabel, maken de strengere specificaties die verband houden met Cat 5e-kabel en connectoren het een uitstekende keuze voor gebruik met 1000BASE-T. Ondanks de strengere prestatiespecificaties maakt Cat 5e-kabel geen langere kabelafstanden mogelijk voor Ethernet-netwerken: kabels zijn nog steeds beperkt tot een maximale lengte van 100 m (328 ft) (normale praktijk is om vaste ("horizontale") kabels te beperken tot 90 m om maximaal 5 m patchkabel aan elk uiteinde mogelijk te maken, dit komt neer op een totaal van het eerder genoemde maximum van 100 m). Cat 5e-kabelprestatiekenmerken en testmethoden zijn gedefinieerd in TIA/EIA-568-B.2-2001.