Новости

Акустический провод , как и любой другой линейный электрический компонент, имеет три параметра, определяющих его характеристики: сопротивление, емкость и индуктивность. Если бы идеальный провод был возможен, он не имел бы ни сопротивления, ни емкости, ни индуктивности. Чем короче провод, тем ближе он к идеалу, поскольку сопротивление уменьшается с уменьшением длины во всех проводниках (кроме сверхпроводников). Сопротивление – это свойство, которое больше всего влияет на работоспособность акустического провода, тогда как емкостные и индуктивные характеристики акустического провода незначительно малы по сравнению с самим динамиком. Проводники большего диаметра (меньшего сечения) имеют меньшее сопротивление. Пока сопротивление провода динамика поддерживается на уровне менее 5% от импеданса динамика, проводника будет достаточно для домашнего использования. Акустические провода выбираются исходя из качества конструкции, цены, эстетического назначения и удобства. Многожильный провод более гибкий, чем одножильный, и подходит для передвижного оборудования. Для провода, который будет открыт, а не проложен внутри стен, под напольным покрытием или за лепниной (например, в доме), внешний вид может быть субъективным преимуществом, но он не имеет отношения к электрическим характеристикам. Говорят, что лучшая очистка окислительных материалов, таких как медь, приводит к более стабильным проводящим свойствам по всей длине провода, но это не проблема с точки зрения влияния на качество звука. Лучшая оболочка может быть толще или жестче, менее химически вступать в реакцию с проводником, с меньшей вероятностью запутываться и ее легче протягивать через группу других проводов, или может включать в себя ряд методов экранирования для небытового использования. Даже при использовании некачественного провода заметного ухудшения звука может не быть. Многие предположительно слышимые различия в проводах динамиков можно объяснить предвзятостью слушателя или эффектом плацебо. Предвзятость слушателей в немалой степени усиливается практикой популярных производителей делать заявления о своей продукции либо без серьезной инженерной или научной основы, либо не имеющие реального значения. Многие производители, обслуживающие аудиофилов (а также те, кто поставляет их на менее дорогие розничные рынки), также делают неизмеримые, хотя и поэтичные, заявления о том, что их проводное звучание открыто, динамично и плавно. В оправдание этих утверждений многие ссылаются на электрические свойства, такие как скин-эффект, характеристическое сопротивление кабеля или резонанс, которые, как правило, малопонятны потребителям. Ни один из них не оказывает какого-либо измеримого эффекта на звуковых частотах, хотя каждый из них имеет значение на радиочастотах.

Провод динамика используется для электрического соединения между динамиками и усилителями звука. Современный акустический провод состоит из двух электрических проводников, индивидуально изолированных пластиком. Два провода электрически идентичны, но имеют маркировку (например, выступом на изоляции одного провода, цветом одного провода, резьбой на одном проводе и т. д.), чтобы облегчить определение правильной полярности. В некоторых исторических конструкциях также использовалась еще одна пара проводов для подачи электроэнергии на электромагнит в громкоговорителе. По крайней мере один такой динамик все еще находится в производстве (во Франции), но практически во всех динамиках, производимых сейчас, используются постоянные магниты, которые вытеснили динамики с полевыми электромагнитами более полувека назад. Влияние провода динамика на сигнал, который он передает, было широко обсуждаемой темой в мире аудиофилов и производителей высококачественного звука. Точность многих рекламных заявлений по этим вопросам также является предметом многочисленных споров.

Топология сети определяет способ физического и логического подключения компьютеров, принтеров и других устройств. Топология сети описывает расположение проводов и устройств, а также пути, используемые для передачи данных. Топология сети имеет два типа: Физический логичный Обычно используемые топологии включают в себя: Автобус Звезда Дерево (иерархическое) Линейный Кольцо сетка частично подключен полностью подключенный (иногда называемый полностью резервированным ) Упомянутые выше сетевые топологии являются лишь общим представлением типов топологий, используемых в компьютерных сетях, и считаются базовыми топологиями.

Беспроводная сеть по сути аналогична локальной или глобальной сети, но между хостами и серверами нет проводов. Данные передаются через комплекты радиопередатчиков. Эти типы сетей выгодны, когда прокладка необходимых кабелей слишком дорога или неудобна. Дополнительные сведения см. в разделах Беспроводная локальная сеть и Беспроводная глобальная сеть. Протоколы доступа к среде передачи данных для локальных сетей взяты из IEEE. Наиболее распространенные сети WLAN стандарта IEEE 802.11 охватывают, в зависимости от антенн, диапазон от сотен метров до нескольких километров. На больших территориях либо спутники связи различных типов, либо сотовая радиосвязь, либо беспроводная локальная связь (IEEE 802.16) имеют свои преимущества и недостатки. В зависимости от типа необходимой мобильности соответствующие стандарты могут быть разработаны IETF или ITU.

Городская сеть — это сеть, которая слишком велика даже для самой крупной локальной сети, но не соответствует масштабам глобальной сети. Он также объединяет две или более сети LAN в определенной географической области (обычно в городе), чтобы увеличить сеть и поток сообщений. Рассматриваемые локальные сети обычно подключаются через «магистральные» линии. Дополнительную информацию о глобальных сетях см. в разделе Frame Relay, ATM и Sonet.

Глобальная сеть — это сеть, в которой самые разнообразные ресурсы развернуты на большой территории внутри страны или на международном уровне. Примером этого является многонациональный бизнес, который использует глобальную сеть для соединения своих офисов в разных странах. Самым крупным и лучшим примером глобальной сети является Интернет, который представляет собой сеть, состоящую из множества более мелких сетей. Интернет считается крупнейшей сетью в мире. PSTN (коммутируемая телефонная сеть общего пользования) также представляет собой чрезвычайно крупную сеть, которая постепенно переходит на использование Интернет-технологий, хотя и не обязательно через общедоступный Интернет. Глобальная сеть предполагает связь посредством использования широкого спектра различных технологий. Эти технологии включают в себя глобальные сети типа «точка-точка», такие как протокол «точка-точка» (PPP) и управление каналом передачи данных высокого уровня (HDLC), Frame Relay, ATM (асинхронный режим передачи) и Sonet (синхронная оптическая сеть). Разница между технологиями WAN основана на возможностях коммутации, которые они выполняют, и скорости, с которой происходит отправка и получение битов информации (данных).

Локальная сеть — это сеть, которая охватывает относительно небольшое пространство и предоставляет услуги небольшому количеству людей. Можно использовать одноранговый или клиент-серверный метод организации сети. В одноранговой сети каждый клиент делится своими ресурсами с другими рабочими станциями в сети. Примерами одноранговых сетей являются: Сети небольших офисов, где использование ресурсов минимально, и домашняя сеть. В сети клиент-сервер каждый клиент подключен к серверу и друг к другу. Сети клиент-сервер используют серверы разной мощности. Их можно разделить на два типа: 1. Серверы с одним сервисом 2. сервер печати, где сервер выполняет одну задачу, например файловый сервер; в то время как другие серверы могут не только выступать в качестве файловых серверов и серверов печати, но также проводить вычисления и использовать их для предоставления информации клиентам (веб-/интранет-сервер). Компьютеры связаны через кабель Ethernet, их можно соединить либо напрямую (один компьютер с другим), либо через сетевой концентратор, который допускает несколько подключений.

Сеть — это сложная часть вычислений, которая составляет большую часть ИТ-индустрии. Без сетей практически все коммуникации в мире прекратились бы. Именно благодаря сетям работают телефоны, телевизоры, Интернет и т. д. Одним из способов классификации компьютерных сетей является их географический охват, хотя многие реальные сети соединяют локальные сети (LAN) через глобальные сети (WAN) и беспроводные сети [WWAN].

До появления компьютерных сетей, основанных на телекоммуникационных системах того или иного типа, связь между вычислительными машинами и ранними компьютерами осуществлялась пользователями путем передачи инструкций между ними. Многие элементы социального поведения, наблюдаемые в сегодняшнем Интернете, явно присутствовали в телеграфных сетях девятнадцатого века и, возможно, даже в более ранних сетях, использующих визуальные сигналы. В сентябре 1940 года Джордж Стибиц использовал телетайп, чтобы отправить инструкции по набору задач из своей модели К в Дартмутском колледже в Нью-Гэмпшире на свой калькулятор комплексных чисел в Нью-Йорке и получил результаты тем же способом. Соединение систем вывода, таких как телетайпы, с компьютерами, заинтересовало Агентство перспективных исследовательских проектов (ARPA), когда в 1962 году был нанят Дж. К. Р. Ликлайдер, который разработал рабочую группу, которую он назвал «Межгалактическая сеть», предшественник ARPANet. В 1964 году исследователи из Дартмута разработали Дартмутскую систему разделения времени для распределенных пользователей больших компьютерных систем. В том же году в Массачусетском технологическом институте исследовательская группа при поддержке General Electric и Bell Labs использовала компьютер (DEC PDP-8) для маршрутизации и управления телефонными соединениями. На протяжении 1960-х годов Леонард Кляйнрок, Пол Баран и Дональд Дэвис независимо друг от друга концептуализировали и разрабатывали сетевые системы, в которых использовались дейтаграммы или пакеты, которые можно было использовать в сети с коммутацией пакетов между компьютерными системами. 1965 Томас Меррилл и Лоуренс Дж. Робертс создали первую глобальную сеть (WAN). Первым широко используемым коммутатором PSTN, в котором использовалось настоящее компьютерное управление, был коммутатор Western Electric 1ESS, представленный в 1965 году. В 1969 году Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе, SRI (в Стэнфорде), Калифорнийский университет в Санта-Барбаре и Университет Юты были объединены в сеть ARPANet с использованием каналов 50 Кбит/с. Коммерческие услуги, использующие X.25, альтернативную архитектуру TCP/IP, были развернуты в 1972 году. Компьютерные сети и технологии, необходимые для подключения и связи через них и между ними, продолжают стимулировать индустрию компьютерного оборудования, программного обеспечения и периферийных устройств. Это расширение отражается ростом числа и типов пользователей сетей от исследователя до домашнего пользователя. Сегодня компьютерные сети являются основой современной коммуникации. Например, все современные аспекты коммутируемой телефонной сети общего пользования (PSTN) управляются компьютером, а телефония все чаще работает по Интернет-протоколу, хотя и не обязательно через общедоступный Интернет. За последнее десятилетие масштабы связи значительно расширились, и этот бум в сфере коммуникаций был бы невозможен без прогрессивно развивающейся компьютерной сети.

Пользователи и сетевые администраторы часто имеют разные взгляды на свои сети. Часто пользователи используют общие принтеры, а некоторые серверы образуют рабочую группу, что обычно означает, что они находятся в одном географическом месте и в одной локальной сети. Сообщество по интересам в меньшей степени подразумевает присутствие в локальной области, и его следует рассматривать как совокупность произвольно расположенных пользователей, которые совместно используют набор серверов и, возможно, также общаются посредством одноранговых технологий. Сетевые администраторы рассматривают сети как с физической, так и с логической точки зрения. Физическая перспектива включает в себя географическое расположение, физическую кабельную систему и сетевые элементы (например, маршрутизаторы, мосты и шлюзы прикладного уровня, которые соединяют физическую среду. Логические сети, называемые в архитектуре TCP/IP подсетями, отображаются на одну или несколько физических сред. Например, обычной практикой в ​​кампусе зданий является создание набора кабелей LAN в каждом здании как общей подсети с использованием технологии виртуальной локальной сети (VLAN). И пользователи, и администраторы будут в разной степени осведомлены о характеристиках доверия и области действия сети. Опять же, используя архитектурную терминологию TCP/IP, интранет представляет собой сообщество интересов, находящееся под частным управлением, обычно со стороны предприятия, и доступно только авторизованным пользователям (например, сотрудникам). Интранет не обязательно должен быть подключен к Интернету, но обычно имеет ограниченное соединение. Экстранет — это расширение интрасети, которое обеспечивает безопасную связь с пользователями за пределами интрасети (например, деловыми партнерами, клиентами). Неофициально Интернет — это совокупность пользователей, предприятий и поставщиков контента, связанных между собой поставщиками интернет-услуг (ISP). С инженерной точки зрения Интернет представляет собой набор подсетей и агрегатов подсетей, которые совместно используют зарегистрированное пространство IP-адресов и обмениваются информацией о доступности этих IP-адресов с использованием протокола пограничного шлюза. Обычно удобочитаемые имена серверов преобразуются в IP-адреса, прозрачно для пользователей, через функцию каталога системы доменных имен (DNS). Через Интернет могут осуществляться коммуникации «бизнес-бизнес» (B2B), «бизнес-потребитель» (B2C) и «потребитель-потребитель» (C2C). Особенно при обмене деньгами или конфиденциальной информацией связь может быть защищена с помощью какого-либо механизма безопасности связи. Интрасети и экстрасети могут быть безопасно наложены на Интернет без какого-либо доступа со стороны обычных пользователей Интернета с использованием безопасной технологии виртуальной частной сети (VPN). При использовании для игр один компьютер должен быть сервером, а остальные играют через него.

Компьютерные сети — это инженерная дисциплина, занимающаяся связью между компьютерными системами или устройствами. Спецификации сетей, маршрутизаторов, протоколов маршрутизации и сетей через общедоступный Интернет определены в документах, называемых RFC. Компьютерные сети иногда считаются разделом телекоммуникаций, информатики, информационных технологий и/или компьютерной инженерии. Компьютерные сети в значительной степени полагаются на теоретическое и практическое применение этих научных и инженерных дисциплин. Компьютерная сеть — это любая совокупность компьютеров или устройств, соединенных друг с другом с возможностью обмена данными. Примеры различных сетей: Локальная вычислительная сеть (LAN), которая обычно представляет собой небольшую сеть, ограниченную небольшой географической областью. Глобальная сеть (WAN), которая обычно представляет собой более крупную сеть, охватывающую большую географическую территорию. Беспроводные локальные и глобальные сети (WLAN и WWAN) являются беспроводным эквивалентом LAN и WAN. Все сети взаимосвязаны, что позволяет осуществлять связь с различными типами носителей, включая витую пару медных проводов, коаксиальный кабель, оптическое волокно и различные беспроводные технологии. Устройства могут быть разделены несколькими метрами (например, через Bluetooth) или практически неограниченными расстояниями (например, через Интернет).

USB-коммуникация принимает форму пакетов. Первоначально все пакеты отправляются с хоста через корневой концентратор и, возможно, несколько концентраторов на устройства. Некоторые из этих пакетов предписывают устройству отправить несколько пакетов в ответ. После описанного выше поля синхронизации все пакеты состоят из 8-битных байтов, причем первым передается младший бит. Первый байт представляет собой байт идентификатора пакета (PID). PID на самом деле имеет 4 бита; байт состоит из 4-битного PID, за которым следует его побитовое дополнение. Эта избыточность помогает обнаруживать ошибки. (Также обратите внимание, что байт PID содержит не более четырех последовательных битов 1 и, следовательно, никогда не потребует вставки битов, даже в сочетании с последним битом 1 в байте синхронизации. Однако байт OUT PID заканчивается тремя последовательными битами 1, поэтому, если следующий адрес USB-устройства начинается с трех битов 1, потребуется вставка битов.) Пакеты бывают трех основных типов, каждый из которых имеет свой формат и CRC (проверка циклическим избыточным кодом): Пакеты подтверждения состоят только из байта PID и обычно отправляются в ответ на пакеты данных. Тремя основными типами являются ACK, указывающий, что данные были успешно получены, NAK, указывающий, что данные не могут быть получены в данный момент и должны быть повторены, и STALL, указывающий, что устройство имеет ошибку и никогда не сможет успешно передавать данные, пока не будет выполнено какое-либо корректирующее действие (например, инициализация устройства). В USB 2.0 добавлены два дополнительных пакета подтверждения: NYET, который указывает, что разделенная транзакция еще не завершена, и подтверждение ERR, указывающее, что разделенная транзакция не удалась. Единственный пакет подтверждения, который может сгенерировать USB-хост, — это ACK; если оно не готово к приему данных, оно не должно давать указание устройству отправлять их. Пакеты токенов состоят из байта PID, за которым следуют 11 бит адреса и 5-битный CRC. Токены отправляются только хостом, а не устройством. -- Токены IN и OUT содержат 7-битный номер устройства и 4-битный номер функции (для многофункциональных устройств) и дают команду устройству передавать пакеты DATAx или получать следующие пакеты DATAx соответственно. Токен IN ожидает ответа от устройства. Ответом может быть ответ NAK или STALL, или кадр DATAx. В последнем случае хост выдает подтверждение подтверждения, если это необходимо. За токеном OUT сразу следует кадр DATAx. Устройство отвечает ACK, NAK или STALL, в зависимости от ситуации. SETUP работает так же, как токен OUT, но используется для первоначальной настройки устройства. Каждую миллисекунду (12000 битовых периодов на полной скорости) USB-хост передает специальный маркер SOF (начало кадра), содержащий 11-битный увеличивающийся номер кадра вместо адреса устройства. Это используется для синхронизации изохронных потоков данных. Высокоскоростные устройства USB 2.0 получают 7 дополнительных дубликатов SOF-токенов за кадр, каждый из которых представляет «микрокадр» длительностью 125 мкс. В USB 2.0 добавлен токен PING, который запрашивает устройство, готово ли оно получить пару пакетов OUT/DATA. Устройство отвечает ACK, NAK или STALL, в зависимости от ситуации. Это позволяет избежать необходимости отправлять пакет DATA, если устройство знает, что оно просто ответит NAK. В USB 2.0 также добавлен более крупный токен SPLIT с 7-битным номером концентратора, 12-битными флагами управления и 5-битной CRC. Это используется для выполнения разделенных транзакций. Вместо того, чтобы связывать высокоскоростную шину USB, отправляющую данные на более медленное USB-устройство, ближайший высокоскоростной концентратор получает токен SPLIT, за которым следуют один или два USB-пакета на высокой скорости, выполняет передачу данных на полной или низкой скорости и обеспечивает ответ на высокой скорости по запросу второго токена SPLIT. Детали сложны; см. спецификацию USB. Пакеты данных Существует два основных пакета данных: DATA0 и DATA1. Оба состоят из поля DATAx PID, 0–1023 байтов полезных данных (до 1024 на высокой скорости, максимум 8 на низкой скорости) и 16-битного CRC. Им всегда должен предшествовать токен адреса, и обычно за ними следует токен подтверждения связи от приемника обратно к передатчику. Два типа пакетов предоставляют 1-битный порядковый номер, необходимый для ARQ с остановкой и ожиданием. Если USB-хост не получает ответ (например, ACK) на переданные данные, он не знает, были ли данные получены или нет; данные могли быть потеряны при передаче, или они могли быть получены, но ответ на подтверждение установления связи был потерян; Чтобы решить эту проблему, устройство отслеживает тип пакета DATAx, который оно приняло последним. Если он получает другой пакет DATAx того же типа, он подтверждается, но игнорируется как дубликат. Фактически принимается только пакет DATAx противоположного типа. Когда устройство сбрасывается с помощью пакета SETUP, оно ожидает следующий пакет DATA0. В USB 2.0 также добавлены типы пакетов DATA2 и MDATA. Они используются только высокоскоростными устройствами, выполняющими изохронную передачу с высокой пропускной способностью, которым необходимо передавать более 1024 байтов за «микрокадр» 125 мкс (8192 кБ/с). ПРЕД "пакет" Низкоскоростные устройства поддерживаются специальным значением PID PRE. Это отмечает начало низкоскоростного пакета и используется концентраторами, которые обычно не отправляют полноскоростные пакеты на низкоскоростные устройства. Поскольку все байты PID содержат четыре нулевых бита, они покидают шину в состоянии K на полной скорости, которое совпадает с состоянием J на ​​низкой скорости. Далее следует короткая пауза, во время которой концентраторы включают свои низкоскоростные выходы, уже находящиеся в режиме ожидания в состоянии J, затем следует низкоскоростной пакет, начинающийся с последовательности синхронизации и байта PID и заканчивающийся коротким периодом SE0. Полноскоростные устройства, отличные от концентраторов, могут просто игнорировать пакет PRE и его низкоскоростное содержимое до тех пор, пока последний SE0 не укажет, что следует новый пакет.

Модель спецификации USB 1.0 была представлена ​​в 1996 году. USB был создан основной группой компаний, в которую входили Intel, Compaq, Microsoft, Digital, IBM и Northern Telecom. Intel выпустила хост-контроллер UHCI и открытый стек программного обеспечения; Microsoft разработала стек программного обеспечения USB для Windows и стала соавтором спецификации хост-контроллера OHCI совместно с National Semiconductor и Compaq; Philips выпустила раннюю версию USB-Audio; и TI производила наиболее широко используемые микросхемы концентраторов. Изначально USB был предназначен для замены множества разъемов на задней панели ПК, а также для упрощения программной настройки устройств связи. Оригинальный iMac G3 Apple «Bondi blue», представленный 6 мая 1998 года, был первым компьютером, предлагающим порты USB без «устаревших» портов.[1] [2] USB 1.1 вышел в сентябре 1998 года, чтобы помочь исправить проблемы внедрения, возникшие в более ранних версиях USB, в основном связанные с концентраторами.[3] Спецификация USB 2.0 была выпущена в апреле 2000 года и стандартизирована USB-IF в конце 2001 года. Hewlett-Packard, Intel, Lucent (теперь корпорация LSI после слияния с дочерней компанией Lucent Agere Systems), Microsoft, NEC и Philips совместно возглавили инициативу по разработке более высокой скорости передачи данных, 480 Мбит/с, по сравнению со спецификацией 1.1, равной 12 Мбит/с. Спецификация USB 3.0 была выпущена 17 ноября 2008 года группой USB 3.0 Promoter Group. Скорость передачи данных в 10 раз выше, чем у версии USB 2.0, и он получил название SuperSpeed ​​USB. Оборудование, соответствующее любой версии стандарта, также будет работать с устройствами, разработанными в соответствии с любой предыдущей спецификацией (так называемая обратная совместимость).

USB реализует подключения к устройствам хранения данных с использованием набора стандартов, называемых классом запоминающих устройств USB (именуемых MSC или UMS). Первоначально он предназначался для традиционных магнитных и оптических приводов, но был расширен для поддержки широкого спектра устройств, в частности флэш-накопителей. Эта общность обусловлена ​​тем, что многими системами можно управлять с помощью знакомой идиомы манипулирования файлами внутри каталогов (процесс придания новому устройству вида знакомого устройства также известен как расширение). Хотя большинство новых компьютеров способны загружаться с USB-накопителей, USB не предназначен для использования в качестве основной шины для внутренней памяти компьютера: эту роль выполняют такие шины, как ATA (IDE), Serial ATA (SATA) и SCSI. Однако у USB есть одно важное преимущество: можно устанавливать и извлекать устройства, не открывая корпус компьютера, что делает его полезным для внешних накопителей. Первоначально задуманная и до сих пор используемая для оптических устройств хранения данных (приводы CD-RW, DVD-дисководы и т. д.), ряд производителей предлагают внешние портативные жесткие диски USB или пустые корпуса для накопителей, которые обеспечивают производительность, сравнимую с внутренними накопителями. Эти внешние диски обычно содержат устройство перевода, которое соединяет диск традиционной технологии (IDE, ATA, SATA, ATAPI или даже SCSI) с портом USB. Функционально диск выглядит для пользователя как внутренний диск. Другими конкурирующими стандартами, допускающими внешнее подключение, являются eSATA и FireWire. Еще одним применением USB-устройств Mass Storage является портативный запуск программных приложений без необходимости установки на главный компьютер, например. Веб-браузер, VoIP и т. д.

Система USB имеет асимметричную конструкцию и состоит из хоста, множества нисходящих портов USB и множества периферийных устройств, подключенных по многоуровневой звездообразной топологии. Дополнительные USB-концентраторы могут быть включены в уровни, что позволяет создавать древовидную структуру, содержащую до пяти уровней. Хост USB может иметь несколько хост-контроллеров, и каждый хост-контроллер может иметь один или несколько портов USB. К одному хост-контроллеру можно подключить до 127 устройств, включая устройства-концентраторы. USB-устройства подключаются последовательно через концентраторы. Всегда существует один концентратор, известный как корневой концентратор, встроенный в хост-контроллер. Также существуют так называемые «концентраторы общего доступа», которые позволяют нескольким компьютерам получать доступ к одному и тому же периферийному устройству (ам), которые работают путем переключения доступа между компьютерами автоматически или вручную. Они популярны в небольших офисах. С точки зрения сети они скорее сходятся, чем расходятся. Физическое USB-устройство может состоять из нескольких логических подустройств, которые называются функциями устройства. Одно устройство может выполнять несколько функций, например веб-камера (функция видеоустройства) со встроенным микрофоном (функция аудиоустройства). Связь с USB-устройствами основана на каналах (логических каналах). Каналы — это соединения хост-контроллера с логическим объектом на устройстве, называемым конечной точкой. Термин «конечная точка» иногда используется для неправильного обозначения канала. USB-устройство может иметь до 32 активных каналов: 16 на хост-контроллере и 16 на выходе из контроллера. Каждая конечная точка может передавать данные только в одном направлении: в устройство или из него, поэтому каждый канал является однонаправленным. Конечные точки сгруппированы в интерфейсы, и каждый интерфейс связан с одной функцией устройства. Исключением является нулевая конечная точка, которая используется для настройки устройства и не связана ни с каким интерфейсом. Когда USB-устройство впервые подключается к USB-хосту, запускается процесс перечисления USB-устройств. Перечисление начинается с отправки сигнала сброса на USB-устройство. Скорость USB-устройства определяется во время сигнализации сброса. После сброса информация USB-устройства считывается хостом, затем устройству присваивается уникальный 7-битный адрес. Если устройство поддерживается хостом, загружаются драйверы устройств, необходимые для связи с устройством, и устройство переводится в настроенное состояние. Если USB-хост перезапускается, процесс перечисления повторяется для всех подключенных устройств. Хост-контроллер направляет поток трафика на устройства, поэтому ни одно USB-устройство не может передавать какие-либо данные по шине без явного запроса от хост-контроллера. В USB 2.0 хост-контроллер опрашивает шину на наличие трафика, обычно в циклическом режиме. В SuperSpeed ​​USB подключенное устройство может запрашивать обслуживание у хоста.

В информационных технологиях Universal Serial Bus (USB) — это стандарт последовательной шины для подключения устройств к главному компьютеру. USB был разработан для обеспечения возможности подключения многих периферийных устройств с использованием одного стандартизированного интерфейсного разъема и для улучшения возможностей Plug and Play за счет возможности горячей замены, то есть позволяя устройствам подключаться и отключаться без перезагрузки компьютера или выключения устройства. Другие удобные функции включают в себя подачу питания на устройства с низким энергопотреблением без необходимости внешнего источника питания и возможность использования многих устройств без необходимости установки отдельных драйверов устройств, специфичных для производителя. USB предназначен для замены многих устаревших разновидностей последовательных и параллельных портов. USB позволяет подключать периферийные устройства компьютера, такие как мыши, клавиатуры, КПК, геймпады и джойстики, сканеры, цифровые камеры, принтеры, персональные медиаплееры, флэш-накопители и внешние жесткие диски. Для многих из этих устройств USB стал стандартным методом подключения. USB изначально был разработан для персональных компьютеров, но он стал обычным явлением на других устройствах, таких как КПК и игровые приставки, а также в качестве связующего шнура питания между устройством и адаптером переменного тока, подключаемым к сетевой розетке для зарядки. По состоянию на 2008 год в мире насчитывается около 2 миллиардов USB-устройств. Конструкция USB стандартизирована Форумом разработчиков USB (USB-IF), органом по отраслевым стандартам, объединяющим ведущие компании компьютерной и электронной промышленности. Среди известных членов — Agere (теперь объединенная с корпорацией LSI), Apple Inc., Hewlett-Packard, Intel, NEC и Microsoft.

Мыши и клавиатуры часто оснащены разъемами USB, но поскольку по состоянию на 2007 год на большинстве материнских плат ПК все еще имеются разъемы PS/2 для клавиатуры и мыши, они часто поставляются с небольшим адаптером USB-PS/2, позволяющим использовать интерфейс USB или PS/2. Внутри этих адаптеров нет логики: они используют тот факт, что такие HID-интерфейсы оснащены контроллерами, способными обслуживать как USB, так и протокол PS/2, и автоматически определяют, к какому типу порта они подключены. Джойстики, клавиатуры, планшеты и другие устройства с пользовательским интерфейсом также постепенно переходят с MIDI, игрового порта ПК и разъемов PS/2 на USB. Компьютеры Apple Macintosh используют USB исключительно для всех внешних проводных мышей и клавиатур с января 1999 года. Оригинальный iMac значительно повысил осведомленность общественности о USB в августе 1998 года, поскольку он отказался от устаревших портов и использовал только USB. До появления iMac у ПК были порты USB, но они были оснащены полным набором традиционных портов, что замедлило внедрение USB. Влияние iMac можно увидеть в количестве периферийных USB-устройств с соответствующими полупрозрачными цветными пластиковыми корпусами, которые были доступны в конце 90-х и начале 00-х.

Полная скорость 12 Мбит/с (1,5 МБ/с) — это базовая скорость передачи данных USB, определенная стандартом USB 1.0. Все USB-концентраторы поддерживают Full Speed. Низкая скорость 1,5 Мбит/с (187,5 кБ/с) также определяется USB 1.0. Это очень похоже на работу на полной скорости, за исключением того, что передача каждого бита занимает в 8 раз больше времени. Он предназначен в первую очередь для экономии затрат на устройства HID с низкой пропускной способностью, такие как клавиатуры, мыши и джойстики. Высокоскоростная скорость (USB 2.0) 480 Мбит/с (60 МБ/с) была введена в 2001 году. Все высокоскоростные устройства способны при необходимости вернуться к работе на полной скорости. Экспериментальная скорость передачи данных: Скорость SuperSpeed ​​(USB 3.0) 5,0 Гбит/с (625 МБ/с). Согласно ранним сообщениям CNET News, спецификация USB 3.0 была выпущена Intel и ее партнерами в августе 2008 года. Продукты, использующие спецификацию 3.0, вероятно, появятся в 2009 или 2010 году. Сигналы USB передаются по витой паре кабеля передачи данных с сопротивлением 90 О ± 15 %, маркированной D+ и Dâ. В совокупности они используют полудуплексную дифференциальную сигнализацию для борьбы с воздействием электромагнитных помех на более длинных линиях. Уровни передаваемого сигнала составляют 0,0–0,3 В для низкого уровня и 2,8–3,6 В для высокого в режимах полной скорости (FS) и низкой скорости (LS), а также -10–10 мВ для низкого уровня и 360–440 мВ для высокого уровня в режиме высокой скорости (HS). В режиме FS провода кабеля не заделываются, но в режиме HS оконечная нагрузка составляет 45 Ом относительно земли или дифференциальная заделка 90 Ом, чтобы соответствовать импедансу кабеля передачи данных. USB-соединение всегда осуществляется между хостом или концентратором на конце разъема «A» и восходящим портом устройства или концентратора на другом конце. Хост включает в себя понижающие резисторы сопротивлением 15 кОм на каждой линии данных. Когда ни одно устройство не подключено, это переводит обе линии данных в состояние так называемого «несимметричного нуля» (SE0 в документации USB) и указывает на сброс или разъединение соединения. Устройство USB подключает одну из линий данных к высокому уровню с помощью резистора сопротивлением 1,5 кОм. Это подавляет один из понижающих резисторов в хосте и оставляет линии данных в состоянии ожидания, называемом «J». Выбор линии передачи данных указывает на поддержку скорости устройства; Полноскоростные устройства повышают уровень D+, а низкоскоростные устройства повышают уровень Dâ. Данные USB передаются путем переключения линий данных между состоянием J и противоположным состоянием K. USB кодирует данные, используя соглашение NRZI; бит 0 передается путем переключения линий данных с J на ​​K или наоборот, тогда как бит 1 передается, оставляя линии данных как есть. Чтобы обеспечить минимальную плотность переходов сигнала, USB использует битовую подстановку; дополнительный бит 0 вставляется в поток данных после любого появления шести последовательных битов 1. Семь последовательных битов 1 всегда являются ошибкой. Кадр USB начинается с 8-битной последовательности синхронизации 00000001. То есть после начального состояния простоя J линии данных переключаются KJKJKJKK. Последний бит 1 (повторяющееся состояние K) отмечает конец шаблона синхронизации и начало собственно кадра USB. Конец кадра USB, называемый EOP (конец пакета), обозначается передатчиком, управляющим 2 битами SE0 (D+ и D- оба ниже Vil max) и 1 битом состояния J. После этого передатчик перестает управлять линиями D+/Dâ, и вышеупомянутые резисторы удерживают его в состоянии J (холостой ход). Приемнику может потребоваться дополнительное время для декодирования состояния SE0, и он увидит время первого бита как повторение последнего бита данных. Поскольку длина кадров USB всегда кратна 8 битам, этот дополнительный «бит» можно обнаружить и проигнорировать. Шина USB сбрасывается с помощью длительного (от 10 до 20 миллисекунд) сигнала SE0. Устройства USB 2.0 во время сброса используют специальный протокол, называемый «чириканьем», для согласования высокоскоростного режима с хостом/концентратором. Устройство, поддерживающее HS, сначала подключается как устройство FS (D+ поднят на высокий уровень), но после получения USB RESET (как D+, так и D- управляется НИЗКИМ уровнем от хоста в течение 10–20 мс) оно поднимает линию D- на высокий уровень. Если хост/концентратор также поддерживает HS, он издает звуковой сигнал (возвращает попеременные состояния J и K на линиях D- и D+), сообщая устройству, что концентратор будет работать на высокой скорости. Допуск тактовой частоты составляет 480,00 Мбит/с ± 500 частей на миллион, 12 000 Мбит/с ± 2500 частей на миллион, 1,50 Мбит/с ± 15 000 частей на миллион. Хотя высокоскоростные устройства обычно называют «USB 2.0» и рекламируются как «до 480 Мбит/с», не все устройства USB 2.0 являются высокоскоростными. USB-IF сертифицирует устройства и предоставляет лицензии на использование специальных маркетинговых логотипов для «базовой скорости» (низкой и полной) или высокой скорости после прохождения теста на соответствие и оплаты лицензионного сбора. Все устройства тестируются в соответствии с новейшими спецификациями, поэтому низкоскоростные устройства, недавно соответствующие требованиям, также являются устройствами 2.0. Фактическая пропускная способность на данный момент (2006 г.) [обновление], достигнутая на реальных устройствах, составляет около двух третей от максимальной теоретической скорости передачи больших объемов данных, равной 53,248 МБ/с. Типичные высокоскоростные USB-устройства работают на более низких скоростях, часто около 3 МБ/с, иногда до 10–20 МБ/с.

Кабель существует как в многожильном, так и в одножильном исполнении. Многопроволочная форма более гибкая, выдерживает больший изгиб без разрушения и пригодна для надежных соединений с прокалывающими изоляцию разъемами, но обеспечивает ненадежные соединения в разъемах со смещением изоляции. Твердая форма дешевле и обеспечивает надежные соединения в разъемах со смещением изоляции, но обеспечивает ненадежные соединения в разъемах, прокалывающих изоляцию. Принимая это во внимание, проводка в здании (например, проводка внутри стены, которая соединяет розетку с центральной патч-панелью) имеет сплошную жилу, а патч-кабели (например, подвижный кабель, который вставляется в настенную розетку на одном конце и в компьютер на другом) являются многожильными. Внешняя изоляция обычно изготавливается из ПВХ или LSOH. Типы кабелей, типы разъемов и топологии кабелей определяются стандартом TIA/EIA-568-B. Почти всегда для подключения кабеля категории 5 используются модульные разъемы 8P8C, часто ошибочно называемые «RJ-45». Конкретную категорию используемого кабеля можно определить по надписи на боковой стороне кабеля. Кабель терминируется либо по схеме T568A, либо по схеме T568B. Не имеет значения, какой из них используется, поскольку оба они являются прямыми (контакты 1-1, контакты 2-2 и т. д.); однако кабели смешанного типа не следует подключать последовательно, поскольку импеданс каждой пары незначительно различается и может привести к ухудшению сигнала. В статье Ethernet по витой паре описывается, как используется кабель для Ethernet, включая специальные «перекрестные» кабели.

Кабель Cat 5 e — это усовершенствованная версия Cat 5, в которую добавлены характеристики перекрестных помех на дальнем конце. Он был официально определен в 2001 году как стандарт TIA/EIA-568-B, который больше не признает исходную спецификацию Cat 5. Хотя 1000BASE-T был разработан для использования с кабелем Cat 5, более жесткие характеристики кабеля и разъемов Cat 5e делают его отличным выбором для использования с 1000BASE-T. Несмотря на более строгие технические характеристики, кабель Cat 5e не позволяет использовать большие расстояния для сетей Ethernet: максимальная длина кабелей по-прежнему ограничена 100 м (328 футов) (обычной практикой является ограничение фиксированных («горизонтальных») кабелей до 90 м, чтобы обеспечить возможность использования до 5 м патч-кабеля на каждом конце, что в сумме соответствует вышеупомянутому максимуму в 100 м). Рабочие характеристики кабеля Cat 5e и методы испытаний определены в TIA/EIA-568-B.2-2001.