Aktualności

Przewód głośnikowy , jak każdy inny liniowy element elektryczny, ma trzy parametry określające jego działanie: rezystancję, pojemność i indukcyjność. Gdyby możliwy był idealny drut, nie miałby on żadnego oporu, żadnej pojemności ani indukcyjności. Im krótszy jest drut, tym bardziej jest on idealny, ponieważ rezystancja maleje wraz ze zmniejszaniem się długości we wszystkich przewodnikach (z wyjątkiem nadprzewodników). Rezystancja jest właściwością, która ma największy wpływ na działanie przewodu głośnikowego, podczas gdy właściwości pojemnościowe i indukcyjne przewodu głośnikowego są nieznacznie małe w porównaniu z samym głośnikiem. Większe przewodniki (mniejszy przekrój drutu) mają mniejszą rezystancję. Dopóki rezystancja przewodu głośnikowego będzie utrzymywana na poziomie mniejszym niż 5% impedancji głośnika, przewodnik będzie odpowiedni do użytku domowego. Przewody głośnikowe dobierane są na podstawie jakości konstrukcji, ceny, estetyki i wygody. Drut linkowy jest bardziej elastyczny niż drut lity i nadaje się do urządzeń ruchomych. W przypadku przewodu, który będzie odsłonięty, a nie prowadzony w ścianach, pod wykładziną podłogową lub za listwami wykończeniowymi (np. w domu), wygląd może być subiektywną korzyścią, ale nie ma on znaczenia dla właściwości elektrycznych. Mówi się, że lepsze oczyszczanie materiałów utleniających, takich jak miedź, zapewnia bardziej spójne właściwości przewodzące na całej długości drutu, ale nie jest to problemem z punktu widzenia wpływu na jakość dźwięku. Lepsza osłona może być grubsza lub twardsza, mniej reaktywna chemicznie z przewodnikiem, mniej podatna na splątanie i łatwiejsza do przeciągnięcia przez grupę innych przewodów lub może obejmować szereg technik ekranowania do zastosowań innych niż domowe. Nawet w przypadku przewodu o niskiej jakości słyszalna degradacja dźwięku może nie wystąpić. Wiele rzekomo słyszalnych różnic w przewodzie głośnikowym można przypisać stronniczości słuchacza lub efektowi placebo. Stronniczość słuchacza jest w dużej mierze wzmocniona praktyką popularnych producentów, polegającą na formułowaniu twierdzeń na temat swoich produktów albo bez ważnych podstaw inżynieryjnych lub naukowych, albo bez znaczenia w świecie rzeczywistym. Wielu producentów obsługujących audiofilów (a także tych zaopatrujących tańsze rynki detaliczne) również formułuje niewymierne, choć poetyckie, twierdzenia o tym, że ich drut brzmi otwarcie, dynamicznie lub gładko. Aby uzasadnić te twierdzenia, wiele osób przytacza właściwości elektryczne, takie jak efekt naskórkowości, impedancja charakterystyczna kabla lub rezonans, które na ogół są słabo rozumiane przez konsumentów. Żadne z nich nie ma żadnego mierzalnego wpływu na częstotliwości audio, chociaż każde z nich ma znaczenie na częstotliwościach radiowych.

Przewód głośnikowy służy do wykonywania połączenia elektrycznego pomiędzy głośnikami i wzmacniaczami audio. Nowoczesny przewód głośnikowy składa się z dwóch przewodów elektrycznych izolowanych indywidualnie tworzywem sztucznym. Obydwa przewody są elektrycznie identyczne, ale są oznaczone (np. grzbietem na izolacji jednego przewodu, kolorem jednego przewodu, gwintem w jednym przewodzie itp.), aby ułatwić identyfikację prawidłowej polaryzacji. Niektóre historyczne projekty obejmowały również kolejną parę przewodów zasilających elektromagnes w głośniku. Co najmniej jeden taki projekt głośników jest nadal w produkcji (we Francji), ale zasadniczo wszystkie produkowane obecnie głośniki wykorzystują magnesy trwałe, które ponad pół wieku temu wyparły głośniki z elektromagnesem polowym. Wpływ przewodu głośnikowego na przenoszony przez niego sygnał był tematem szeroko dyskutowanym w świecie audiofilów i audiofilów. Trafność wielu twierdzeń reklamowych w tych kwestiach również była przedmiotem wielu dyskusji.

Topologia sieci definiuje sposób, w jaki komputery, drukarki i inne urządzenia są połączone fizycznie i logicznie. Topologia sieci opisuje układ przewodów i urządzeń, a także ścieżki wykorzystywane do transmisji danych. Topologia sieci ma dwa typy: Fizyczny logiczny Powszechnie stosowane topologie obejmują: Autobus Gwiazda Drzewo (hierarchiczne) Liniowy Pierścień Oczko częściowo połączone w pełni podłączony (czasami nazywany w pełni redundantnym ) Wymienione powyżej topologie sieci stanowią jedynie ogólne przedstawienie rodzajów topologii stosowanych w sieciach komputerowych i są uważane za topologie podstawowe.

Sieć bezprzewodowa to w zasadzie to samo, co sieć LAN lub WAN, ale między hostami a serwerami nie ma przewodów. Dane przesyłane są za pomocą zestawów nadajników-odbiorników radiowych. Tego typu sieci są korzystne, gdy prowadzenie niezbędnych kabli jest zbyt kosztowne lub niewygodne. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Bezprzewodowa sieć LAN i Bezprzewodowa sieć rozległa. Protokoły dostępu do mediów dla sieci LAN pochodzą z IEEE. Najpopularniejszy zasięg sieci WLAN IEEE 802.11, w zależności od anteny, waha się od kilkuset metrów do kilku kilometrów. W przypadku większych obszarów różnego rodzaju satelity komunikacyjne, radio komórkowe lub bezprzewodowa pętla lokalna (IEEE 802.16) mają zalety i wady. W zależności od rodzaju potrzebnej mobilności odpowiednie standardy mogą pochodzić od IETF lub ITU.

Sieć metropolitalna to sieć, która jest zbyt duża nawet dla największej sieci LAN, ale nie ma skali sieci WAN. Integruje także dwie lub więcej sieci LAN na określonym obszarze geograficznym (zazwyczaj mieście), aby zwiększyć sieć i przepływ komunikacji. Sieci LAN, o których mowa, są zwykle połączone liniami „szkieletowymi”. Więcej informacji na temat sieci WAN można znaleźć w artykule Frame Relay, ATM i Sonet.

Sieć rozległa to sieć, w której różnorodne zasoby są rozmieszczone na dużym obszarze krajowym lub międzynarodowym. Przykładem tego jest międzynarodowa firma, która wykorzystuje sieć WAN do łączenia swoich biur w różnych krajach. Największym i najlepszym przykładem sieci WAN jest Internet, będący siecią złożoną z wielu mniejszych sieci. Internet uważany jest za największą sieć na świecie. PSTN (Public Switched Telephone Network) to także niezwykle duża sieć, która dostosowuje się do korzystania z technologii internetowych, choć niekoniecznie za pośrednictwem publicznego Internetu. Sieć rozległa obejmuje komunikację za pomocą szerokiej gamy różnych technologii. Technologie te obejmują sieci WAN typu punkt-punkt, takie jak protokół Point-to-Point (PPP) i kontrola łącza danych wysokiego poziomu (HDLC), Frame Relay, ATM (tryb transferu asynchronicznego) i Sonet (synchroniczna sieć optyczna). Różnica pomiędzy technologiami WAN opiera się na możliwościach przełączania, jakie wykonują oraz szybkości, z jaką następuje wysyłanie i odbieranie bitów informacji (danych).

Sieć lokalna to sieć zajmująca stosunkowo niewielką przestrzeń i świadcząca usługi niewielkiej liczbie osób. Można zastosować metodę sieciową peer-to-peer lub klient-serwer. W sieci peer-to-peer każdy klient udostępnia swoje zasoby innym stacjom roboczym w sieci. Przykładami sieci peer-to-peer są: Sieci w małych biurach, w których zużycie zasobów jest minimalne, oraz sieć domowa. Sieć klient-serwer to miejsce, w którym każdy klient jest podłączony do serwera i siebie nawzajem. Sieci klient-serwer wykorzystują serwery o różnej wydajności. Można je podzielić na dwa typy: 1. Serwery jednousługowe 2. serwer wydruku, gdzie serwer wykonuje jedno zadanie, np. serwer plików, ; podczas gdy inne serwery mogą nie tylko pełnić funkcję serwerów plików i serwerów wydruku, ale także przeprowadzają obliczenia i wykorzystują je do dostarczania informacji klientom (serwer sieciowy/intranetowy). Komputery są połączone kablem Ethernet i można je łączyć bezpośrednio (jeden komputer z drugim) lub za pośrednictwem koncentratora sieciowego, który umożliwia wiele połączeń.

Sieci to złożona część informatyki, która stanowi większość branży IT. Bez sieci prawie cała komunikacja na świecie przestałaby mieć miejsce. To dzięki sieci działają telefony, telewizory, internet itp. Jednym ze sposobów kategoryzowania sieci komputerowych jest ich zasięg geograficzny, chociaż wiele sieci w świecie rzeczywistym łączy sieci lokalne (LAN) za pośrednictwem sieci rozległych (WAN) i sieci bezprzewodowych [WWAN].

Przed pojawieniem się sieci komputerowych opartych na pewnego rodzaju systemie telekomunikacyjnym, komunikacja między maszynami liczącymi a wczesnymi komputerami była wykonywana przez użytkowników, przenoszących między sobą instrukcje. Wiele zachowań społecznych obserwowanych we współczesnym Internecie było wyraźnie obecnych w dziewiętnastowiecznych sieciach telegraficznych, a prawdopodobnie nawet we wcześniejszych sieciach wykorzystujących sygnały wizualne. We wrześniu 1940 roku George Stibitz za pomocą dalekopisu wysłał instrukcje dotyczące zestawu problemów ze swojego Modelu K w Dartmouth College w New Hampshire do swojego kalkulatora liczb zespolonych w Nowym Jorku i w ten sam sposób otrzymał wyniki. Łączeniem systemów wyjściowych, takich jak teletypy, z komputerami, zainteresowała się Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych (ARPA), kiedy w 1962 roku zatrudniono JCR Licklidera, który stworzył grupę roboczą, którą nazwał „Siecią Międzygalaktyczną”, prekursorem ARPANet. W 1964 roku badacze z Dartmouth opracowali system współdzielenia czasu Dartmouth dla rozproszonych użytkowników dużych systemów komputerowych. W tym samym roku na MIT grupa badawcza wspierana przez General Electric i Bell Labs użyła komputera (PDP-8 firmy DEC) do trasowania i zarządzania połączeniami telefonicznymi. W latach sześćdziesiątych Leonard Kleinrock, Paul Baran i Donald Davies niezależnie konceptualizowali i opracowywali systemy sieciowe, które wykorzystywały datagramy lub pakiety, które można było wykorzystać w sieci z komutacją pakietów między systemami komputerowymi. 1965 Thomas Merrill i Lawrence G. Roberts stworzyli pierwszą sieć rozległą (WAN). Pierwszym szeroko stosowanym przełącznikiem PSTN, który wykorzystywał prawdziwe sterowanie komputerowe, był przełącznik Western Electric 1ESS, wprowadzony na rynek w 1965 roku. W 1969 roku Uniwersytet Kalifornijski w Los Angeles, SRI (w Stanford), Uniwersytet Kalifornijski w Santa Barbara i Uniwersytet Utah zostały połączone jako początek sieci ARPANet przy użyciu obwodów 50 kbit/s. Usługi komercyjne wykorzystujące X.25, architekturę alternatywną dla pakietu TCP/IP, zostały wdrożone w 1972 roku. Sieci komputerowe oraz technologie potrzebne do łączenia się i komunikacji za ich pośrednictwem i między nimi w dalszym ciągu napędzają branżę sprzętu komputerowego, oprogramowania i urządzeń peryferyjnych. Ekspansja ta znajduje odzwierciedlenie we wzroście liczby i typów użytkowników sieci, od badacza do użytkownika domowego. Sieci komputerowe są dziś podstawą współczesnej komunikacji. Na przykład wszystkie współczesne aspekty publicznej komutowanej sieci telefonicznej (PSTN) są sterowane komputerowo, a telefonia w coraz większym stopniu opiera się na protokole internetowym, choć niekoniecznie w publicznym Internecie. W ciągu ostatniej dekady zakres komunikacji znacznie się zwiększył, a boom komunikacyjny nie byłby możliwy bez stopniowo rozwijającej się sieci komputerowej.

Użytkownicy i administratorzy sieci często mają różne poglądy na temat swoich sieci. Często użytkownicy korzystają ze wspólnych drukarek, a niektóre serwery tworzą grupę roboczą, co zwykle oznacza, że ​​znajdują się w tej samej lokalizacji geograficznej i w tej samej sieci LAN. Społeczność zainteresowań w mniejszym stopniu kojarzy się z lokalną lokalizacją i należy ją postrzegać jako zbiór dowolnie rozmieszczonych użytkowników, którzy współdzielą zestaw serwerów i być może komunikują się również za pośrednictwem technologii peer-to-peer. Administratorzy sieci postrzegają sieci zarówno z perspektywy fizycznej, jak i logicznej. Perspektywa fizyczna obejmuje lokalizacje geograficzne, fizyczne okablowanie i elementy sieci (np. routery, mosty i bramy warstwy aplikacji, które łączą media fizyczne. Sieci logiczne, zwane w architekturze TCP/IP podsieciami, są mapowane na jeden lub więcej nośników fizycznych. Na przykład powszechną praktyką w kampusie budynków jest sprawianie, że zestaw kabli LAN w każdym budynku sprawia wrażenie wspólnej podsieci przy użyciu technologii wirtualnej sieci LAN (VLAN). Zarówno użytkownicy, jak i administratorzy będą w różnym stopniu świadomi cech zaufania i zasięgu sieci. Używając ponownie terminologii architektury TCP/IP, intranet jest społecznością interesów administrowaną prywatnie, zwykle przez przedsiębiorstwo, i jest dostępny tylko dla autoryzowanych użytkowników (np. pracowników). Intranety nie muszą być podłączone do Internetu, ale zazwyczaj mają ograniczone połączenie. Ekstranet jest rozszerzeniem intranetu, które umożliwia bezpieczną komunikację z użytkownikami spoza intranetu (np. partnerami biznesowymi, klientami). Nieformalnie Internet to zbiór użytkowników, przedsiębiorstw i dostawców treści, połączonych ze sobą przez dostawców usług internetowych (ISP). Z inżynierskiego punktu widzenia Internet to zbiór podsieci i agregatów podsieci, które współdzielą zarejestrowaną przestrzeń adresową IP i wymieniają informacje o osiągalności tych adresów IP za pomocą protokołu Border Gateway. Zwykle czytelne dla człowieka nazwy serwerów są tłumaczone na adresy IP w sposób niewidoczny dla użytkowników za pośrednictwem funkcji katalogowej systemu nazw domen (DNS). Za pośrednictwem Internetu może odbywać się komunikacja między przedsiębiorstwami (B2B), między przedsiębiorstwami a konsumentami (B2C) i konsumentami (C2C). Szczególnie w przypadku wymiany pieniędzy lub wrażliwych informacji komunikacja może być zabezpieczona jakąś formą mechanizmu bezpieczeństwa komunikacji. Intranety i ekstranety można bezpiecznie nakładać na Internet bez dostępu zwykłych użytkowników Internetu, korzystając z bezpiecznej technologii wirtualnej sieci prywatnej (VPN). W przypadku używania do gier jeden komputer będzie musiał być serwerem, podczas gdy inne będą na nim grać.

Sieci komputerowe to dyscyplina inżynieryjna zajmująca się komunikacją pomiędzy systemami lub urządzeniami komputerowymi. Specyfikacje sieci, routerów, protokołów routingu i sieci w publicznym Internecie są określone w dokumentach zwanych dokumentami RFC. Sieci komputerowe są czasami uważane za poddyscyplinę telekomunikacji, informatyki, technologii informatycznych i/lub inżynierii komputerowej. Sieci komputerowe w dużym stopniu opierają się na teoretycznym i praktycznym zastosowaniu tych dyscyplin naukowych i inżynieryjnych. Sieć komputerowa to dowolny zbiór komputerów lub urządzeń połączonych ze sobą i umożliwiających wymianę danych. Przykładami różnych sieci są: Sieć lokalna (LAN), która jest zwykle małą siecią ograniczoną do małego obszaru geograficznego. Sieć rozległa (WAN), czyli zazwyczaj większa sieć obejmująca duży obszar geograficzny. Bezprzewodowe sieci LAN i WAN (WLAN i WWAN) to bezprzewodowy odpowiednik sieci LAN i WAN. Wszystkie sieci są ze sobą połączone, aby umożliwić komunikację z różnymi rodzajami mediów, w tym ze skrętką miedzianą, kablem koncentrycznym, światłowodem i różnymi technologiami bezprzewodowymi. Urządzenia mogą być od siebie oddalone o kilka metrów (np. poprzez Bluetooth) lub niemal nieograniczone odległości (np. poprzez łącza internetowe).

Komunikacja USB odbywa się w formie pakietów. Początkowo wszystkie pakiety są wysyłane z hosta za pośrednictwem koncentratora głównego i ewentualnie większej liczby koncentratorów do urządzeń. Niektóre z tych pakietów kierują urządzenie do wysłania niektórych pakietów w odpowiedzi. Po opisanym powyżej polu synchronizacji wszystkie pakiety składają się z 8-bitowych bajtów, przesyłanych jako pierwszy bit najmniej znaczący. Pierwszy bajt to bajt identyfikatora pakietu (PID). PID ma w rzeczywistości 4 bity; bajt składa się z 4-bitowego PID, po którym następuje jego bitowe uzupełnienie. Ta nadmiarowość pomaga wykryć błędy. (Należy również zauważyć, że bajt PID zawiera co najwyżej cztery kolejne bity 1, a zatem nigdy nie będzie wymagał wypełniania bitów, nawet w połączeniu z ostatnim 1 bitem bajtu synchronizacji. Jednak bajt OUT PID kończy się trzema kolejnymi bitami 1, więc jeśli kolejny adres urządzenia USB zaczyna się od trzech bitów 1, wymagane będzie upychanie bitów.) Pakiety występują w trzech podstawowych typach, każdy z innym formatem i CRC (cykliczna kontrola redundancji): Pakiety uzgadniania składają się wyłącznie z bajtu PID i są zazwyczaj wysyłane w odpowiedzi na pakiety danych. Trzy podstawowe typy to ACK, wskazujące, że dane zostały pomyślnie odebrane, NAK, wskazujące, że danych nie można w tym momencie odebrać i należy ponowić próbę, oraz STALL, wskazujące, że w urządzeniu wystąpił błąd i nigdy nie będzie w stanie pomyślnie przesłać danych, dopóki nie zostaną wykonane pewne działania naprawcze (takie jak inicjalizacja urządzenia). USB 2.0 dodało dwa dodatkowe pakiety uzgadniania, NYET, który wskazuje, że transakcja podziału nie została jeszcze ukończona, oraz uzgadnianie ERR, które wskazuje, że transakcja podziału nie powiodła się. Jedynym pakietem uzgadniania, jaki może wygenerować host USB, jest ACK; jeśli nie jest gotowy do odbioru danych, nie powinien wydawać urządzeniu poleceń ich wysłania. Pakiety tokenów składają się z bajtu PID, po którym następuje 11 bitów adresu i 5-bitowy CRC. Tokeny są wysyłane tylko przez hosta, nigdy przez urządzenie.-- Tokeny IN i OUT zawierają 7-bitowy numer urządzenia i 4-bitowy numer funkcji (w przypadku urządzeń wielofunkcyjnych) i wydają polecenie urządzeniu, aby odpowiednio transmitowało pakiety DATAx lub odbierało kolejne pakiety DATAx. Token IN oczekuje odpowiedzi od urządzenia. Odpowiedzią może być odpowiedź NAK, STALL lub ramka DATAx. W tym drugim przypadku host wydaje potwierdzenie ACK, jeśli ma to zastosowanie. Po tokenie OUT bezpośrednio następuje ramka DATAx. Urządzenie odpowiada odpowiednio ACK, NAK lub STALL. SETUP działa podobnie jak token OUT, ale służy do początkowej konfiguracji urządzenia. Co milisekundę (12000 bitów pełnej prędkości) host USB przesyła specjalny token SOF (początek ramki), zawierający 11-bitowy rosnący numer ramki zamiast adresu urządzenia. Służy do synchronizacji izochronicznych przepływów danych. Szybkie urządzenia USB 2.0 otrzymują 7 dodatkowych zduplikowanych tokenów SOF na ramkę, każdy wprowadzający „mikroramkę” o długości 125 µs. USB 2.0 dodał token PING, który pyta urządzenie, czy jest gotowe na przyjęcie pary pakietów OUT/DATA. Urządzenie odpowiada odpowiednio ACK, NAK lub STALL. Pozwala to uniknąć konieczności wysyłania pakietu DATA, jeśli urządzenie wie, że odpowie po prostu NAK. USB 2.0 dodał także większy token SPLIT z 7-bitowym numerem koncentratora, 12 bitami flag kontrolnych i 5-bitowym CRC. Służy do wykonywania transakcji podzielonych. Zamiast wiązać szybką magistralę USB wysyłającą dane do wolniejszego urządzenia USB, najbliższy koncentrator obsługujący dużą prędkość odbiera token SPLIT, po którym następują jeden lub dwa pakiety USB z dużą szybkością, wykonuje transfer danych z pełną lub niską prędkością i zapewnia odpowiedź z dużą szybkością, gdy zostanie wyświetlony monit o drugi token SPLIT. Szczegóły są złożone; zobacz specyfikację USB. Pakiety danych Istnieją dwa podstawowe pakiety danych, DATA0 i DATA1. Obydwa składają się z pola DATAx PID, 0–1023 bajtów ładunku danych (do 1024 przy dużej szybkości, maksymalnie 8 przy małej szybkości) i 16-bitowego CRC. Muszą zawsze być poprzedzone tokenem adresu, a po nich zwykle następuje token uzgadniania od odbiornika z powrotem do nadajnika. Obydwa typy pakietów zapewniają 1-bitowy numer sekwencyjny wymagany przez ARQ typu Stop-and-wait. Jeśli host USB nie odbiera odpowiedzi (takiej jak potwierdzenie) na przesłane dane, nie wie, czy dane zostały odebrane, czy nie; dane mogły zostać utracone podczas przesyłania lub mogły zostać odebrane, ale utracono odpowiedź na uścisk dłoni. Aby rozwiązać ten problem, urządzenie śledzi typ ostatnio przyjętego pakietu DATAx. Jeśli odbierze kolejny pakiet DATAx tego samego typu, zostanie potwierdzony, ale zignorowany jako duplikat. W rzeczywistości odbierany jest tylko pakiet DATAx przeciwnego typu. Kiedy urządzenie jest resetowane za pomocą pakietu SETUP, oczekuje następnie pakietu DATA0. USB 2.0 dodało również typy pakietów DATA2 i MDATA. Są używane tylko przez szybkie urządzenia wykonujące transfery izochroniczne o dużej przepustowości, które wymagają przesłania więcej niż 1024 bajtów na „mikroramkę” 125 µs (8192 kB/s). PRE „pakiet” Urządzenia o niskiej prędkości są obsługiwane ze specjalną wartością PID, PRE. Oznacza to początek pakietu o niskiej prędkości i jest używane przez koncentratory, które zwykle nie wysyłają pakietów o pełnej prędkości do urządzeń o niskiej prędkości. Ponieważ wszystkie bajty PID zawierają cztery bity 0, opuszczają magistralę w stanie K z pełną szybkością, który jest taki sam jak stan J z małą szybkością. Po tym następuje krótka przerwa, podczas której koncentratory włączają swoje wyjścia o niskiej prędkości, już znajdujące się na biegu jałowym w stanie J, po czym następuje pakiet o niskiej prędkości, zaczynający się od sekwencji synchronizacji i bajtu PID, a kończący się krótkim okresem SE0. Urządzenia o pełnej prędkości inne niż koncentratory mogą po prostu zignorować pakiet PRE i jego zawartość o niskiej prędkości, dopóki końcowe SE0 nie wskaże, że następuje nowy pakiet.

Model specyfikacji USB 1.0 został wprowadzony w 1996 roku. USB został stworzony przez główną grupę firm, na którą składały się Intel, Compaq, Microsoft, Digital, IBM i Northern Telecom. Intel wyprodukował kontroler hosta UHCI i otwarty stos oprogramowania; Firma Microsoft wyprodukowała stos oprogramowania USB dla systemu Windows i jest współautorem specyfikacji kontrolera hosta OHCI wraz z National Semiconductor i Compaq; Philips wyprodukował wczesny dźwięk USB; i TI wyprodukowały najczęściej używane chipy piasty. Pierwotnie USB miał zastąpić mnogość złączy znajdujących się z tyłu komputerów PC, a także uprościć konfigurację oprogramowania urządzeń komunikacyjnych. Oryginalny komputer Apple „Bondi blue” iMac G3, wprowadzony na rynek 6 maja 1998 r., był pierwszym komputerem oferującym porty USB bez „starszych” portów.[1] [2] USB 1.1 wypuszczono we wrześniu 1998 r., aby pomóc w rozwiązaniu problemów z przyjęciem, które wystąpiły we wcześniejszych wersjach USB, głównie związanych z koncentratorami.[3] Specyfikacja USB 2.0 została opublikowana w kwietniu 2000 r. i została ujednolicona przez USB-IF pod koniec 2001 r. Hewlett-Packard, Intel, Lucent (obecnie LSI Corporation od czasu fuzji z firmą Agere Systems, wydzieloną częścią Lucent), Microsoft, NEC i Philips wspólnie przewodziły inicjatywie mającej na celu opracowanie wyższej szybkości przesyłania danych, 480 Mbit/s, niż specyfikacja 1.1 wynosząca 12 Mbit/s. Specyfikacja USB 3.0 została opublikowana 17 listopada 2008 roku przez USB 3.0 Promoter Group. Charakteryzuje się szybkością transferu do 10 razy większą niż wersja USB 2.0 i została nazwana SuperSpeed ​​USB. Sprzęt zgodny z dowolną wersją standardu będzie także współpracował z urządzeniami zaprojektowanymi zgodnie z dowolną wcześniejszą specyfikacją (tzw. kompatybilność wsteczna).

USB realizuje połączenia z urządzeniami pamięci masowej przy użyciu zestawu standardów zwanych klasą urządzeń pamięci masowej USB (określanej jako MSC lub UMS). Początkowo było to przeznaczone dla tradycyjnych napędów magnetycznych i optycznych, ale zostało rozszerzone, aby obsługiwać szeroką gamę urządzeń, w szczególności dyski flash. Ta ogólność wynika z tego, że wieloma systemami można sterować za pomocą znanego idiomu manipulacji plikami w katalogach (proces nadawania nowemu urządzeniu wyglądu znanego urządzenia jest również nazywany rozszerzeniem). Chociaż większość nowszych komputerów może uruchamiać się z urządzeń pamięci masowej USB, USB nie jest pomyślane jako główna magistrala dla wewnętrznej pamięci komputera: tę rolę spełniają magistrale takie jak ATA (IDE), Serial ATA (SATA) i SCSI. USB ma jednak jedną ważną zaletę, ponieważ umożliwia instalowanie i usuwanie urządzeń bez otwierania obudowy komputera, co czyni go przydatnym w przypadku dysków zewnętrznych. Pierwotnie opracowane i nadal używane do optycznych urządzeń magazynujących (napędy CD-RW, napędy DVD itp.), wielu producentów oferuje zewnętrzne przenośne dyski twarde USB lub puste obudowy na dyski, które oferują wydajność porównywalną z dyskami wewnętrznymi. Te dyski zewnętrzne zwykle zawierają urządzenie tłumaczące, które łączy dysk w konwencjonalnej technologii (IDE, ATA, SATA, ATAPI lub nawet SCSI) z portem USB. Funkcjonalnie dysk wygląda dla użytkownika jak dysk wewnętrzny. Inne konkurencyjne standardy umożliwiające łączność zewnętrzną to eSATA i FireWire. Innym zastosowaniem urządzeń pamięci masowej USB jest przenośne uruchamianie aplikacji bez konieczności instalacji na komputerze hosta, np. Przeglądarka internetowa, VoIP itp.

System USB ma asymetryczną konstrukcję i składa się z hosta, wielu portów USB typu downstream i wielu urządzeń peryferyjnych połączonych w topologii wielowarstwowej gwiazdy. W poziomach można uwzględnić dodatkowe koncentratory USB, co umożliwia rozgałęzienie w strukturę drzewiastą z maksymalnie pięcioma poziomami. Host USB może mieć wiele kontrolerów hosta, a każdy kontroler hosta może udostępniać jeden lub więcej portów USB. Do jednego kontrolera hosta można podłączyć maksymalnie 127 urządzeń, w tym urządzenia koncentrujące. Urządzenia USB są łączone szeregowo za pomocą koncentratorów. Zawsze istnieje jeden koncentrator, zwany koncentratorem głównym, wbudowany w kontroler hosta. Istnieją również tak zwane „koncentra udostępniania”, które umożliwiają wielu komputerom dostęp do tych samych urządzeń peryferyjnych i działają poprzez przełączanie dostępu między komputerami, automatycznie lub ręcznie. Są popularne w małych biurach. W kategoriach sieciowych gałęzie te raczej zbiegają się niż rozchodzą. Fizyczne urządzenie USB może składać się z kilku logicznych urządzeń podrzędnych, określanych jako funkcje urządzenia. Pojedyncze urządzenie może pełnić kilka funkcji, np. kamerę internetową (funkcja urządzenia wideo) z wbudowanym mikrofonem (funkcja urządzenia audio). Komunikacja urządzeń USB opiera się na potokach (kanałach logicznych). Potoki to połączenia od kontrolera hosta do jednostki logicznej na urządzeniu zwanej punktem końcowym. Termin punkt końcowy jest czasami używany w błędnym odniesieniu do rury. Urządzenie USB może mieć maksymalnie 32 aktywne potoki, 16 do kontrolera hosta i 16 poza kontrolerem. Każdy punkt końcowy może przesyłać dane tylko w jednym kierunku, do urządzenia lub z urządzenia, zatem każdy potok jest jednokierunkowy. Punkty końcowe są pogrupowane w interfejsy, a każdy interfejs jest powiązany z pojedynczą funkcją urządzenia. Wyjątkiem jest punkt końcowy zero, który służy do konfiguracji urządzenia i który nie jest powiązany z żadnym interfejsem. Kiedy urządzenie USB jest po raz pierwszy podłączone do hosta USB, rozpoczyna się proces wyliczania urządzeń USB. Wyliczenie rozpoczyna się od wysłania sygnału resetującego do urządzenia USB. Prędkość urządzenia USB jest określana podczas sygnalizacji resetu. Po zresetowaniu informacje o urządzeniu USB są odczytywane przez hosta, a następnie urządzeniu przypisywany jest unikalny 7-bitowy adres. Jeśli urządzenie jest obsługiwane przez hosta, zostaną załadowane sterowniki potrzebne do komunikacji z urządzeniem, a urządzenie zostanie ustawione w stan skonfigurowany. Jeśli host USB zostanie ponownie uruchomiony, proces wyliczania zostanie powtórzony dla wszystkich podłączonych urządzeń. Kontroler hosta kieruje przepływ ruchu do urządzeń, więc żadne urządzenie USB nie może przesyłać żadnych danych przez magistralę bez wyraźnego żądania ze strony kontrolera hosta. W USB 2.0 kontroler hosta odpytuje magistralę pod kątem ruchu, zwykle w sposób okrężny. W trybie SuperSpeed ​​USB podłączone urządzenie może żądać usługi od hosta.

W technologii informacyjnej uniwersalna magistrala szeregowa (USB) to standard magistrali szeregowej służący do łączenia urządzeń z komputerem głównym. USB został zaprojektowany, aby umożliwić podłączenie wielu urządzeń peryferyjnych za pomocą jednego, standardowego gniazda interfejsu oraz poprawić możliwości Plug and Play, umożliwiając wymianę podczas pracy, to znaczy umożliwiając podłączanie i odłączanie urządzeń bez ponownego uruchamiania komputera lub wyłączania urządzenia. Inne wygodne funkcje obejmują zasilanie urządzeń o niskim zużyciu energii bez konieczności stosowania zewnętrznego zasilacza i umożliwienie korzystania z wielu urządzeń bez konieczności instalowania indywidualnych sterowników urządzeń specyficznych dla producenta. USB ma zastąpić wiele starszych odmian portów szeregowych i równoległych. USB umożliwia podłączenie komputerowych urządzeń peryferyjnych, takich jak myszy, klawiatury, urządzenia PDA, gamepady i joysticki, skanery, aparaty cyfrowe, drukarki, osobiste odtwarzacze multimedialne, dyski flash i zewnętrzne dyski twarde. W przypadku wielu z tych urządzeń USB stało się standardową metodą połączenia. USB został pierwotnie zaprojektowany dla komputerów osobistych, ale stał się powszechny w innych urządzeniach, takich jak urządzenia PDA i konsole do gier wideo, a także jako mostkujący przewód zasilający między urządzeniem a zasilaczem sieciowym podłączonym do wtyczki ściennej w celu ładowania. Według stanu na rok 2008 [aktualizacja] na świecie jest około 2 miliardów urządzeń USB. [potrzebne źródło] Konstrukcja USB jest standaryzowana przez USB Implementers Forum (USB-IF), organizację branżową skupiającą wiodące firmy z branży komputerowej i elektronicznej. Znani członkowie to Agere (obecnie połączona z LSI Corporation), Apple Inc., Hewlett-Packard, Intel, NEC i Microsoft.

Myszy i klawiatury są często wyposażone w złącza USB, ale ponieważ większość płyt głównych komputerów PC nadal posiada złącza PS/2 dla klawiatury i myszy od 2007 r., często są one dostarczane z małym adapterem USB na PS/2, umożliwiającym korzystanie z interfejsu USB lub PS/2. W tych adapterach nie ma żadnej logiki: wykorzystują one fakt, że takie interfejsy HID są wyposażone w kontrolery, które są w stanie obsłużyć zarówno protokół USB, jak i PS/2 i automatycznie wykrywają, do jakiego typu portu są podłączone. Joysticki, klawiatury, tablety i inne urządzenia interfejsu użytkownika również stopniowo migrują ze złączy MIDI, portu gier PC i PS/2 na USB. Komputery Apple Macintosh używają USB wyłącznie do podłączania wszystkich zewnętrznych przewodowych myszy i klawiatur od stycznia 1999 r. Oryginalny iMac znacznie podniósł świadomość społeczną na temat USB w sierpniu 1998 r., ponieważ odrzucił starsze porty i zaczął używać wyłącznie USB. Komputery PC były wyposażone w porty USB przed wprowadzeniem iMaca, ale były one dostarczane z pełnym zestawem tradycyjnych portów, co spowalniało wdrażanie USB. Wpływ iMaca można dostrzec w liczbie urządzeń peryferyjnych USB w dopasowanych półprzezroczystych, kolorowych plastikowych obudowach, które były dostępne na przełomie lat 90. i 2000.

Szybkość pełnej prędkości wynosząca 12 Mbit/s (1,5 MB/s) to podstawowa szybkość transmisji danych USB zdefiniowana przez USB 1.0. Wszystkie koncentratory USB obsługują funkcję Full Speed. Niska prędkość wynosząca 1,5 Mbit/s (187,5 kB/s) jest również zdefiniowana przez USB 1.0. Jest to bardzo podobne do pracy z pełną szybkością, z tą różnicą, że transmisja każdego bitu trwa 8 razy dłużej. Jego celem jest przede wszystkim obniżenie kosztów urządzeń interfejsu HID o niskiej przepustowości, takich jak klawiatury, myszy i joysticki. W 2001 roku wprowadzono standard High-Speed ​​(USB 2.0) wynoszący 480 Mbit/s (60 MB/s). Wszystkie szybkie urządzenia mogą w razie potrzeby powrócić do pracy z pełną szybkością. Eksperymentalna szybkość transmisji danych: Szybkość SuperSpeed ​​(USB 3.0) wynosząca 5,0 Gbit/s (625 MB/s). Jak wynika z pierwszych raportów CNET News, specyfikacja USB 3.0 została opublikowana przez firmę Intel i jej partnerów w sierpniu 2008 roku. Produkty korzystające ze specyfikacji 3.0 pojawią się prawdopodobnie w 2009 lub 2010 roku. Sygnały USB są przesyłane skrętką do transmisji danych o impedancji 90 ± 15%, oznaczoną jako D+ i Dâˆ'. Łącznie wykorzystują one sygnalizację różnicową półdupleksową w celu zwalczania skutków szumu elektromagnetycznego na dłuższych liniach. Poziomy przesyłanego sygnału wynoszą 0,0–0,3 V dla niskiego poziomu i 2,8–3,6 V dla wysokiego w trybach pełnej prędkości (FS) i niskiej prędkości (LS) oraz -10–10 mV dla niskiego i 360–440 mV dla wysokiego w trybie dużej prędkości (HS). W trybie FS żyły kabla nie są terminowane, natomiast w trybie HS zakończenie odbywa się 45° w stosunku do uziemienia lub 90° w stosunku do różnicy w celu dopasowania do impedancji kabla do transmisji danych. Połączenie USB jest zawsze realizowane pomiędzy hostem lub koncentratorem na końcu złącza „A” a portem przesyłania danych urządzenia lub koncentratora na drugim końcu. Host zawiera 15 kΩ rezystorów obniżających na każdej linii danych. Gdy nie jest podłączone żadne urządzenie, powoduje to obniżenie poziomu obu linii danych do tak zwanego stanu „single-ended zero” (SE0 w dokumentacji USB) i wskazuje zresetowanie lub rozłączenie połączenia. Urządzenie USB podciąga jedną z linii danych wysoko za pomocą rezystora 1,5 kΩ. Spowoduje to pokonanie jednego z rezystorów obniżających w hoście i pozostawienie linii danych w stanie bezczynności zwanym „J”. Wybór linii danych wskazuje obsługę prędkości urządzenia; urządzenia o pełnej prędkości pobierają D+ wysoko, podczas gdy urządzenia o niskiej prędkości pobierają D─ wysoko. Dane USB są przesyłane poprzez przełączanie linii danych pomiędzy stanem J i przeciwnym stanem K. USB koduje dane przy użyciu konwencji NRZI; bit 0 jest przesyłany poprzez przełączanie linii danych z J do K lub odwrotnie, podczas gdy bit 1 jest przesyłany poprzez pozostawienie linii danych bez zmian. Aby zapewnić minimalną gęstość przejść sygnału, USB wykorzystuje wypychanie bitów; dodatkowy bit 0 jest wstawiany do strumienia danych po pojawieniu się sześciu kolejnych bitów 1. Siedem kolejnych bitów 1 jest zawsze błędem. Ramka USB zaczyna się od 8-bitowej sekwencji synchronizacji 00000001. Oznacza to, że po początkowym stanie bezczynności J linie danych przełączają się KJKJKJKK. Ostatni 1 bit (powtarzany stan K) oznacza koniec wzorca synchronizacji i początek właściwej ramki USB. Koniec ramki USB, zwany EOP (koniec pakietu), jest wskazywany przez nadajnik sterujący 2 bitowymi czasami SE0 (D+ i D- oba poniżej Vil max) i 1 bitowym czasem stanu J. Następnie nadajnik przestaje sterować liniami D+/Dâˆ', a wspomniane rezystory utrzymują go w stanie J (bezczynności). Odbiornik może potrzebować więcej czasu na dekodowanie stanu SE0 i będzie postrzegał czas pierwszego bitu jako powtórzenie ostatniego bitu danych. Ponieważ ramki USB mają zawsze długość wielokrotności 8 bitów, ten dodatkowy „bit” można wykryć i zignorować. Magistrala USB jest resetowana za pomocą przedłużonego (10 do 20 milisekund) sygnału SE0. Urządzenia USB 2.0 korzystają podczas resetowania ze specjalnego protokołu zwanego „ćwierkaniem”, aby negocjować tryb dużej szybkości z hostem/koncentratorem. Urządzenie obsługujące tryb HS najpierw łączy się jako urządzenie FS (D+ jest podniesione w stanie wysokim), ale po otrzymaniu RESETU USB (w trybie LOW zarówno D+, jak i D- przez hosta przez 10 do 20 ms) podciąga linię D- w stan wysoki. Jeśli host/koncentrator obsługuje również tryb HS, emituje sygnał dźwiękowy (zwraca naprzemienne stany J i K na liniach D- i D+), informując urządzenie, że koncentrator będzie działał z dużą szybkością. Tolerancja zegara wynosi 480,00 Mbit/s ± 500 ppm, 12 000 Mbit/s ± 2500 ppm, 1,50 Mbit/s ± 15000 ppm. Chociaż urządzenia Hi-Speed ​​są powszechnie określane jako „USB 2.0” i reklamowane jako „do 480 Mbit/s”, nie wszystkie urządzenia USB 2.0 są urządzeniami Hi-Speed. USB-IF certyfikuje urządzenia i zapewnia licencje na używanie specjalnych logo marketingowych dla „Basic-Speed” (niska i pełna) lub Hi-Speed ​​po przejściu testu zgodności i uiszczeniu opłaty licencyjnej. Wszystkie urządzenia są testowane zgodnie z najnowszą specyfikacją, dlatego ostatnio zgodne urządzenia o niskiej prędkości są również urządzeniami 2.0. Rzeczywista przepustowość osiągana obecnie (2006 r.) przez rzeczywiste urządzenia wynosi około dwóch trzecich maksymalnej teoretycznej szybkości przesyłania danych zbiorczych wynoszącej 53,248 MB/s. Typowe urządzenia USB o dużej szybkości działają z niższymi prędkościami, często ogółem około 3 MB/s, czasem do 10–20 MB/s.

Kabel występuje w postaci żyły skręconej i litej. Skrętka jest bardziej elastyczna i wytrzymuje większe zginanie bez pękania i nadaje się do niezawodnych połączeń ze złączami przebijającymi izolację, ale tworzy zawodne połączenia w złączach z wyparciem izolacji. Forma stała jest tańsza i zapewnia niezawodne połączenia w złączach z wypieraniem izolacji, ale tworzy zawodne połączenia w złączach przebijających izolację. Biorąc to pod uwagę, okablowanie budynku (na przykład okablowanie wewnątrz ściany, które łączy gniazdko ścienne z centralnym panelem krosowym) jest typu solid core, podczas gdy kable krosowe (na przykład ruchomy kabel wtykany do gniazdka ściennego z jednej strony i komputera z drugiej) są skręcone. Izolacja zewnętrzna to zazwyczaj PVC lub LSOH. Typy kabli, typy złączy i topologie okablowania są zdefiniowane w TIA/EIA-568-B. Prawie zawsze do podłączenia kabla kategorii 5 stosuje się złącza modułowe 8P8C, często błędnie określane jako „RJ-45”. Konkretną kategorię używanego kabla można rozpoznać po nadruku na boku kabla. Kabel jest zakończony albo w schemacie T568A, albo w schemacie T568B. Nie ma znaczenia, który jest używany, ponieważ oba są proste (pin 1 do 1, pin 2 do 2 itd.); jednakże mieszane typy kabli nie powinny być łączone szeregowo, ponieważ impedancja pary różni się nieznacznie i może powodować degradację sygnału. Artykuł Ethernet po skrętce opisuje sposób wykorzystania kabla w sieci Ethernet, w tym specjalne kable „cross over”.

Kabel Cat 5 e to ulepszona wersja Cat 5, która dodaje specyfikacje dotyczące przesłuchów na drugim końcu. Został on formalnie zdefiniowany w 2001 roku jako standard TIA/EIA-568-B, który nie uznaje już oryginalnej specyfikacji Cat 5. Chociaż standard 1000BASE-T został zaprojektowany do użytku z kablem Cat 5, bardziej rygorystyczne specyfikacje związane z kablem i złączami Cat 5e sprawiają, że jest to doskonały wybór do stosowania z kablem 1000BASE-T. Pomimo bardziej rygorystycznych specyfikacji wydajności, kabel Cat 5e nie umożliwia stosowania większych odległości kablowych w sieciach Ethernet: długość kabli jest nadal ograniczona do maksymalnie 100 m (328 stóp) (normalną praktyką jest ograniczanie długości kabli stałych („poziomych”) do 90 m, aby umożliwić zastosowanie do 5 m kabla krosowego na każdym końcu, co daje w sumie wspomniane wcześniej maksymalnie 100 m). Charakterystyki i metody testowania kabla Cat 5e są określone w TIA/EIA-568-B.2-2001.