Tin tức

Dây loa , giống như bất kỳ thành phần điện tuyến tính nào khác, có ba thông số xác định hiệu suất của nó: điện trở, điện dung và độ tự cảm. Nếu có thể có một sợi dây hoàn hảo thì nó sẽ không có điện trở, không có điện dung và không có độ tự cảm. Dây càng ngắn thì càng gần đạt đến mức hoàn hảo, vì điện trở giảm khi chiều dài của tất cả các dây dẫn giảm (trừ chất siêu dẫn). Điện trở là đặc tính có ảnh hưởng lớn nhất đến hiệu suất của dây loa, trong khi đặc tính điện dung và cảm ứng của dây loa nhỏ không đáng kể so với bản thân loa. Dây dẫn lớn hơn (cỡ dây nhỏ hơn) có điện trở nhỏ hơn. Miễn là điện trở của dây loa được giữ ở mức dưới 5% trở kháng của loa thì dây dẫn sẽ đủ để sử dụng tại nhà. Dây loa được lựa chọn dựa trên chất lượng xây dựng, giá cả, mục đích thẩm mỹ và sự tiện lợi. Dây bện linh hoạt hơn dây đặc và phù hợp với các thiết bị di động. Đối với dây sẽ lộ ra ngoài thay vì chạy trong tường, dưới tấm trải sàn hoặc phía sau các vật đúc (chẳng hạn như trong nhà), bề ngoài có thể là lợi ích chủ quan nhưng không liên quan đến đặc tính điện. Người ta cho rằng việc tinh chế tốt hơn các vật liệu oxy hóa như đồng sẽ mang lại đặc tính dẫn điện ổn định hơn trong suốt chiều dài của dây, nhưng đây không phải là vấn đề nếu xét về ảnh hưởng của nó đến chất lượng âm thanh. Lớp vỏ bọc tốt hơn có thể dày hơn hoặc cứng hơn, ít phản ứng hóa học hơn với dây dẫn, ít bị rối hơn và dễ kéo qua một nhóm dây khác hơn hoặc có thể kết hợp một số kỹ thuật che chắn cho những mục đích sử dụng không phải trong gia đình. Ngay cả với dây chất lượng kém, sự suy giảm âm thanh có thể nghe được có thể không tồn tại. Nhiều sự khác biệt được cho là có thể nghe được trong dây loa có thể là do sự thiên vị của người nghe hoặc hiệu ứng giả dược. Thành kiến ​​của người nghe được nâng cao một phần không nhỏ bởi cách các nhà sản xuất phổ biến đưa ra tuyên bố về sản phẩm của họ mà không có cơ sở khoa học hoặc kỹ thuật hợp lệ hoặc không có ý nghĩa thực tế. Nhiều nhà sản xuất phục vụ cho những người đam mê âm thanh (cũng như những nhà cung cấp cho thị trường bán lẻ rẻ hơn) cũng đưa ra những tuyên bố không thể đo lường được, nếu mang tính thi vị, về dây của họ có âm thanh mở, sống động hoặc mượt mà. Để biện minh cho những tuyên bố này, nhiều người trích dẫn các đặc tính điện như hiệu ứng bề mặt, trở kháng đặc tính của cáp hoặc sự cộng hưởng, những đặc tính này thường ít được người tiêu dùng hiểu rõ. Không cái nào trong số này có bất kỳ tác động nào có thể đo lường được ở tần số âm thanh, mặc dù mỗi cái đều quan trọng ở tần số vô tuyến.

Dây loa dùng để kết nối điện giữa loa và bộ khuếch đại âm thanh. Dây loa hiện đại bao gồm hai dây dẫn điện được cách điện riêng bằng nhựa. Hai dây giống nhau về mặt điện nhưng được đánh dấu (ví dụ bằng một đường gờ trên lớp cách điện của một dây, màu của một dây, một sợi chỉ trên một dây, v.v.) để giúp dễ dàng xác định đúng cực. Một số thiết kế mang tính lịch sử còn có một cặp dây dẫn điện khác dành cho nam châm điện trong loa. Ít nhất một thiết kế loa như vậy vẫn đang được sản xuất (ở Pháp), nhưng về cơ bản tất cả các loa được sản xuất hiện nay đều sử dụng nam châm vĩnh cửu, thay thế loa nam châm điện trường hơn nửa thế kỷ trước. Tác động của dây loa đối với tín hiệu mà nó mang theo là một chủ đề được tranh luận nhiều trong thế giới audiophile và độ trung thực cao. Tính chính xác của nhiều tuyên bố quảng cáo về những điểm này cũng là vấn đề gây tranh cãi.

Cấu trúc liên kết mạng xác định cách thức kết nối máy tính, máy in và các thiết bị khác, về mặt vật lý và logic. Cấu trúc liên kết mạng mô tả cách bố trí dây và thiết bị cũng như các đường dẫn được sử dụng để truyền dữ liệu. Cấu trúc liên kết mạng có hai loại: Thuộc vật chất logic Các cấu trúc liên kết thường được sử dụng bao gồm: xe buýt Ngôi sao Cây (phân cấp) tuyến tính Nhẫn Lưới kết nối một phần được kết nối đầy đủ (đôi khi được gọi là dự phòng đầy đủ ) Các cấu trúc liên kết mạng được đề cập ở trên chỉ là sự thể hiện chung về các loại cấu trúc liên kết được sử dụng trong mạng máy tính và được coi là các cấu trúc liên kết cơ bản.

Mạng không dây về cơ bản giống như mạng LAN hoặc WAN nhưng không có dây nối giữa máy chủ và máy chủ. Dữ liệu được truyền qua các bộ thu phát vô tuyến. Những loại mạng này có lợi khi việc chạy các dây cáp cần thiết quá tốn kém hoặc bất tiện. Để biết thêm thông tin, hãy xem Mạng LAN không dây và Mạng diện rộng không dây. Các giao thức truy cập phương tiện cho mạng LAN đến từ IEEE. Phạm vi phủ sóng của mạng WLAN IEEE 802.11 phổ biến nhất, tùy thuộc vào ăng-ten, có phạm vi từ hàng trăm mét đến vài km. Đối với các khu vực lớn hơn, các loại vệ tinh liên lạc, sóng vô tuyến di động hoặc vòng lặp cục bộ không dây (IEEE 802.16) đều có những ưu điểm và nhược điểm. Tùy thuộc vào loại hình di động cần thiết, các tiêu chuẩn liên quan có thể đến từ IETF hoặc ITU.

Mạng đô thị là mạng quá lớn đối với mạng LAN lớn nhất nhưng không ở quy mô của mạng WAN. Nó cũng tích hợp hai hoặc nhiều mạng LAN trên một khu vực địa lý cụ thể (thường là một thành phố) để tăng mạng và luồng truyền thông. Mạng LAN được đề cập thường được kết nối thông qua các đường "xương sống". Để biết thêm thông tin về WAN, hãy xem Frame Relay, ATM và Sonet.

Mạng diện rộng là mạng trong đó nhiều loại tài nguyên được triển khai trên một khu vực rộng lớn trong nước hoặc quốc tế. Một ví dụ về điều này là một doanh nghiệp đa quốc gia sử dụng mạng WAN để kết nối các văn phòng của họ ở các quốc gia khác nhau. Ví dụ lớn nhất và tốt nhất về mạng WAN là Internet, là mạng bao gồm nhiều mạng nhỏ hơn. Internet được coi là mạng lớn nhất thế giới. PSTN (Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng) cũng là một mạng cực kỳ lớn đang hội tụ để sử dụng các công nghệ Internet, mặc dù không nhất thiết phải thông qua Internet công cộng. Mạng diện rộng liên quan đến giao tiếp thông qua việc sử dụng nhiều công nghệ khác nhau. Các công nghệ này bao gồm các mạng WAN điểm-điểm như Giao thức điểm-điểm (PPP) và Kiểm soát liên kết dữ liệu cấp cao (HDLC), Frame Relay, ATM (Chế độ truyền không đồng bộ) và Sonet (Mạng quang đồng bộ). Sự khác biệt giữa các công nghệ WAN dựa trên khả năng chuyển đổi mà chúng thực hiện và tốc độ gửi và nhận các bit thông tin (dữ liệu) diễn ra.

Mạng cục bộ là mạng trải rộng trên một không gian tương đối nhỏ và cung cấp dịch vụ cho một số ít người. Có thể sử dụng phương thức kết nối mạng ngang hàng hoặc máy khách-máy chủ. Mạng ngang hàng là nơi mỗi khách hàng chia sẻ tài nguyên của họ với các máy trạm khác trong mạng. Ví dụ về mạng ngang hàng là: Mạng văn phòng nhỏ nơi sử dụng tài nguyên tối thiểu và mạng gia đình. Mạng máy khách-máy chủ là nơi mọi máy khách được kết nối với máy chủ và với nhau. Mạng máy khách-máy chủ sử dụng máy chủ với các năng lực khác nhau. Chúng có thể được phân thành hai loại: 1. Máy chủ đơn dịch vụ 2. máy chủ in, trong đó máy chủ thực hiện một tác vụ như máy chủ tệp, ; trong khi các máy chủ khác không chỉ có thể thực hiện chức năng của máy chủ tập tin và máy chủ in mà còn thực hiện tính toán và sử dụng chúng để cung cấp thông tin cho máy khách (Máy chủ Web/Intranet). Các máy tính được liên kết qua Cáp Ethernet, có thể được nối trực tiếp (máy tính này với máy tính khác) hoặc qua một trung tâm mạng cho phép nhiều kết nối.

Mạng là một phần phức tạp của điện toán, chiếm phần lớn trong ngành CNTT. Nếu không có mạng, gần như mọi hoạt động liên lạc trên thế giới sẽ không còn diễn ra nữa. Chính nhờ kết nối mạng mà điện thoại, tivi, internet, v.v. hoạt động được. Một cách để phân loại mạng máy tính là theo phạm vi địa lý của chúng, mặc dù nhiều mạng trong thế giới thực kết nối Mạng cục bộ (LAN) thông qua Mạng diện rộng (WAN) và mạng không dây[WWAN].

Trước sự ra đời của mạng máy tính dựa trên một số loại hệ thống viễn thông, việc giao tiếp giữa máy tính và máy tính đời đầu được thực hiện bởi người dùng bằng cách mang theo các hướng dẫn giữa chúng. Nhiều hành vi xã hội được thấy trên Internet ngày nay đã hiện diện một cách rõ ràng trong các mạng điện báo thế kỷ 19, và thậm chí còn có trong các mạng trước đó sử dụng tín hiệu hình ảnh. Vào tháng 9 năm 1940, George Stibitz đã sử dụng máy teletype để gửi hướng dẫn cho một bộ bài toán từ Model K của ông tại Đại học Dartmouth ở New Hampshire tới Máy tính Số phức của ông ở New York và nhận được kết quả bằng cách tương tự. Liên kết các hệ thống đầu ra như teletype với máy tính là mối quan tâm của Cơ quan Dự án Nghiên cứu Nâng cao (ARPA) khi vào năm 1962, JCR Licklider được thuê và phát triển một nhóm làm việc mà ông gọi là "Mạng liên thiên hà", tiền thân của ARPANet. Năm 1964, các nhà nghiên cứu tại Dartmouth đã phát triển Hệ thống chia sẻ thời gian Dartmouth cho người dùng phân tán của các hệ thống máy tính lớn. Cùng năm đó, tại MIT, một nhóm nghiên cứu được General Electric và Bell Labs hỗ trợ đã sử dụng máy tính (PDP-8 của DEC) để định tuyến và quản lý các kết nối điện thoại. Trong suốt những năm 1960, Leonard Kleinrock, Paul Baran và Donald Davies đã độc lập lên ý tưởng và phát triển các hệ thống mạng sử dụng datagram hoặc gói có thể được sử dụng trong mạng chuyển mạch gói giữa các hệ thống máy tính. 1965 Thomas Merrill và Lawrence G. Roberts tạo ra mạng diện rộng (WAN) đầu tiên. Bộ chuyển mạch PSTN được sử dụng rộng rãi đầu tiên sử dụng điều khiển máy tính thực sự là bộ chuyển mạch Western Electric 1ESS, được giới thiệu vào năm 1965. Năm 1969, Đại học California ở Los Angeles, SRI (ở Stanford), Đại học California ở Santa Barbara và Đại học Utah được kết nối thành mạng ARPANet sử dụng mạch 50 kbit/s. Các dịch vụ thương mại sử dụng X.25, một kiến ​​trúc thay thế cho bộ TCP/IP, được triển khai vào năm 1972. Mạng máy tính và các công nghệ cần thiết để kết nối và giao tiếp giữa chúng, tiếp tục thúc đẩy các ngành công nghiệp phần cứng, phần mềm và thiết bị ngoại vi máy tính. Sự mở rộng này được phản ánh bởi sự tăng trưởng về số lượng và loại người dùng mạng từ nhà nghiên cứu đến người dùng gia đình. Ngày nay, mạng máy tính là cốt lõi của truyền thông hiện đại. Ví dụ: tất cả các khía cạnh hiện đại của Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN) đều được điều khiển bằng máy tính và điện thoại ngày càng chạy qua Giao thức Internet, mặc dù không nhất thiết phải là Internet công cộng. Phạm vi liên lạc đã tăng lên đáng kể trong thập kỷ qua và sự bùng nổ về truyền thông này sẽ không thể thực hiện được nếu không có mạng máy tính ngày càng tiến bộ.

Người dùng và quản trị viên mạng thường có quan điểm khác nhau về mạng của họ. Thông thường, người dùng chia sẻ máy in và một số máy chủ tạo thành một nhóm làm việc, điều này thường có nghĩa là họ ở cùng một vị trí địa lý và trên cùng một mạng LAN. Một cộng đồng cùng quan tâm ít có ý nghĩa ở một khu vực địa phương hơn và nên được coi là một tập hợp những người dùng được định vị tùy ý, chia sẻ một bộ máy chủ và cũng có thể giao tiếp qua các công nghệ ngang hàng. Quản trị viên mạng nhìn nhận mạng từ cả góc độ vật lý và logic. Phối cảnh vật lý liên quan đến vị trí địa lý, hệ thống cáp vật lý và các thành phần mạng (ví dụ: bộ định tuyến, cầu nối và cổng lớp ứng dụng kết nối phương tiện vật lý. Mạng logic, được gọi là, trong kiến ​​trúc TCP/IP, mạng con, ánh xạ lên một hoặc nhiều phương tiện vật lý. Ví dụ: một phương pháp phổ biến trong khuôn viên các tòa nhà là làm cho một bộ cáp LAN trong mỗi tòa nhà dường như là một mạng con chung, sử dụng công nghệ mạng LAN ảo (VLAN). Cả người dùng và quản trị viên sẽ nhận thức được, ở các mức độ khác nhau, về các đặc điểm phạm vi và độ tin cậy của mạng. Một lần nữa sử dụng thuật ngữ kiến ​​trúc TCP/IP, mạng nội bộ là một cộng đồng được quan tâm dưới sự quản lý riêng tư thường là của doanh nghiệp và chỉ những người dùng được ủy quyền (ví dụ: nhân viên) mới có thể truy cập được. Mạng nội bộ không nhất thiết phải kết nối với Internet nhưng nhìn chung có kết nối hạn chế. Extranet là phần mở rộng của mạng nội bộ cho phép liên lạc an toàn với người dùng bên ngoài mạng nội bộ (ví dụ: đối tác kinh doanh, khách hàng). Một cách không chính thức, Internet là tập hợp người dùng, doanh nghiệp và nhà cung cấp nội dung được kết nối với nhau bởi Nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP). Từ quan điểm kỹ thuật, Internet là tập hợp các mạng con và tổng hợp các mạng con chia sẻ không gian địa chỉ IP đã đăng ký và trao đổi thông tin về khả năng tiếp cận của các địa chỉ IP đó bằng Giao thức cổng biên. Thông thường, tên máy chủ mà con người có thể đọc được sẽ được dịch sang địa chỉ IP một cách minh bạch cho người dùng thông qua chức năng thư mục của Hệ thống tên miền (DNS). Qua Internet, có thể có giao tiếp giữa doanh nghiệp với doanh nghiệp (B2B), doanh nghiệp với người tiêu dùng (B2C) và người tiêu dùng với người tiêu dùng (C2C). Đặc biệt khi trao đổi tiền hoặc thông tin nhạy cảm, thông tin liên lạc có thể được bảo mật bằng một số dạng cơ chế bảo mật thông tin liên lạc. Mạng nội bộ và mạng ngoại vi có thể được đặt một cách an toàn trên Internet mà không có bất kỳ quyền truy cập nào của người dùng Internet thông thường bằng cách sử dụng công nghệ Mạng riêng ảo (VPN) an toàn. Khi được sử dụng để chơi game, một máy tính sẽ phải làm máy chủ trong khi những máy tính khác chơi thông qua nó.

Mạng máy tính là ngành kỹ thuật liên quan đến giao tiếp giữa các hệ thống hoặc thiết bị máy tính. Mạng, bộ định tuyến, giao thức định tuyến và kết nối mạng qua Internet công cộng có các thông số kỹ thuật được xác định trong các tài liệu gọi là RFC. Mạng máy tính đôi khi được coi là một phân ngành của viễn thông, khoa học máy tính, công nghệ thông tin và/hoặc kỹ thuật máy tính. Mạng máy tính phụ thuộc rất nhiều vào ứng dụng lý thuyết và thực tiễn của các ngành khoa học và kỹ thuật này. Mạng máy tính là bất kỳ tập hợp máy tính hoặc thiết bị nào được kết nối với nhau với khả năng trao đổi dữ liệu. Ví dụ về các mạng khác nhau là: Mạng cục bộ (LAN), thường là một mạng nhỏ được giới hạn trong một khu vực địa lý nhỏ. Mạng diện rộng (WAN) thường là mạng lớn hơn bao phủ một khu vực địa lý rộng lớn. Mạng LAN và WAN không dây (WLAN & WWAN) tương đương với mạng không dây của mạng LAN và WAN. Tất cả các mạng được kết nối với nhau để cho phép liên lạc với nhiều loại phương tiện khác nhau, bao gồm cáp dây đồng xoắn đôi, cáp đồng trục, cáp quang và các công nghệ không dây khác nhau. Các thiết bị có thể cách nhau vài mét (ví dụ qua Bluetooth) hoặc khoảng cách gần như không giới hạn (ví dụ: qua kết nối Internet).

Giao tiếp USB có dạng gói. Ban đầu, tất cả các gói được gửi từ máy chủ, thông qua trung tâm gốc và có thể nhiều trung tâm hơn, tới các thiết bị. Một số gói đó hướng dẫn thiết bị gửi một số gói trả lời. Sau trường đồng bộ được mô tả ở trên, tất cả các gói được tạo thành từ các byte 8 bit, được truyền bit có trọng số thấp nhất trước tiên. Byte đầu tiên là byte nhận dạng gói (PID). PID thực tế là 4 bit; byte bao gồm PID 4 bit theo sau là phần bù theo bit của nó. Sự dư thừa này giúp phát hiện lỗi. (Cũng lưu ý rằng một byte PID chứa tối đa bốn bit 1 liên tiếp và do đó sẽ không bao giờ cần nhồi bit, ngay cả khi được kết hợp với bit 1 cuối cùng trong byte đồng bộ hóa. Tuy nhiên, byte OUT PID kết thúc bằng ba bit 1 liên tiếp, vì vậy nếu địa chỉ thiết bị USB sau bắt đầu bằng ba bit 1 thì việc nhồi bit sẽ được yêu cầu.) Các gói có ba loại cơ bản, mỗi loại có định dạng và CRC (kiểm tra dự phòng theo chu kỳ) khác nhau: Các gói bắt tay không bao gồm gì ngoài một byte PID và thường được gửi để phản hồi các gói dữ liệu. Ba loại cơ bản là ACK, cho biết rằng dữ liệu đã được nhận thành công, NAK, cho biết rằng dữ liệu không thể nhận được tại thời điểm này và cần được thử lại, và STALL, cho biết rằng thiết bị có lỗi và sẽ không bao giờ có thể truyền dữ liệu thành công cho đến khi một số hành động khắc phục (chẳng hạn như khởi tạo thiết bị) được thực hiện. USB 2.0 đã thêm hai gói bắt tay bổ sung, NYET cho biết giao dịch phân tách chưa hoàn tất và bắt tay ERR để cho biết rằng giao dịch phân tách không thành công. Gói bắt tay duy nhất mà máy chủ USB có thể tạo ra là ACK; nếu nó chưa sẵn sàng nhận dữ liệu, nó sẽ không ra lệnh cho thiết bị gửi bất kỳ dữ liệu nào. Các gói mã thông báo bao gồm một byte PID theo sau là 11 bit địa chỉ và CRC 5 bit. Mã thông báo chỉ được gửi bởi máy chủ, không bao giờ được gửi bởi thiết bị.-- Mã thông báo IN và OUT chứa số thiết bị 7 bit và số chức năng 4 bit (dành cho thiết bị đa chức năng) và ra lệnh cho thiết bị truyền các gói DATAx hoặc nhận các gói DATAx sau tương ứng. Mã thông báo IN mong đợi phản hồi từ thiết bị. Phản hồi có thể là phản hồi NAK hoặc STALL hoặc khung DATAx. Trong trường hợp sau, máy chủ sẽ bắt tay ACK nếu thích hợp. Mã thông báo OUT được theo sau ngay lập tức bởi khung DATAx. Thiết bị sẽ phản hồi bằng ACK, NAK hoặc STALL nếu thích hợp. SETUP hoạt động giống như mã thông báo OUT nhưng được sử dụng để thiết lập thiết bị ban đầu. Mỗi mili giây (12000 lần bit tốc độ tối đa), máy chủ USB truyền mã thông báo SOF (bắt đầu khung) đặc biệt, chứa số khung tăng dần 11 bit thay cho địa chỉ thiết bị. Điều này được sử dụng để đồng bộ hóa các luồng dữ liệu đẳng thời. Các thiết bị USB 2.0 tốc độ cao nhận thêm 7 mã thông báo SOF trùng lặp cho mỗi khung, mỗi mã giới thiệu một "microframe" 125 µs. USB 2.0 đã thêm mã thông báo PING để hỏi thiết bị xem thiết bị có sẵn sàng nhận cặp gói OUT/DATA hay không. Thiết bị sẽ phản hồi bằng ACK, NAK hoặc STALL nếu thích hợp. Điều này tránh được việc phải gửi gói DATA nếu thiết bị biết rằng nó sẽ chỉ phản hồi bằng NAK. USB 2.0 cũng bổ sung thêm mã thông báo SPLIT lớn hơn với số trung tâm 7 bit, cờ điều khiển 12 bit và CRC 5 bit. Điều này được sử dụng để thực hiện các giao dịch phân chia. Thay vì buộc bus USB tốc độ cao gửi dữ liệu đến thiết bị USB chậm hơn, trung tâm có khả năng tốc độ cao gần nhất sẽ nhận được mã thông báo SPLIT, theo sau là một hoặc hai gói USB ở tốc độ cao, thực hiện truyền dữ liệu ở tốc độ tối đa hoặc tốc độ thấp và cung cấp phản hồi ở tốc độ cao khi được nhắc bằng mã thông báo SPLIT thứ hai. Các chi tiết rất phức tạp; xem thông số kỹ thuật USB. Gói dữ liệu Có hai gói dữ liệu cơ bản là DATA0 và DATA1. Cả hai đều bao gồm trường DATAx PID, tải trọng dữ liệu 0–1023 byte (tối đa 1024 ở tốc độ cao, nhiều nhất là 8 ở tốc độ thấp) và CRC 16 bit. Trước chúng phải là mã thông báo địa chỉ và thường được theo sau bởi mã thông báo bắt tay từ bộ thu trở lại bộ phát. Hai loại gói này cung cấp số thứ tự 1 bit được yêu cầu bởi ARQ Dừng và chờ. Nếu máy chủ USB không nhận được phản hồi (chẳng hạn như dưới dạng ACK) đối với dữ liệu nó đã truyền, nó không biết liệu dữ liệu có được nhận hay không; Để giải quyết vấn đề này, thiết bị sẽ theo dõi loại gói DATAx được chấp nhận lần cuối. Nếu nó nhận được một gói DATAx khác cùng loại, nó sẽ được xác nhận nhưng bị bỏ qua vì coi đó là bản sao. Chỉ thực sự nhận được gói DATAx thuộc loại ngược lại. Khi thiết bị được đặt lại bằng gói SETUP, thiết bị sẽ nhận gói DATA0 tiếp theo. USB 2.0 cũng bổ sung thêm các loại gói DATA2 và MDATA. Chúng chỉ được sử dụng bởi các thiết bị tốc độ cao thực hiện truyền đẳng thời băng thông cao cần truyền hơn 1024 byte trên mỗi "microframe" 125 µs (8192 kB/s). TRƯỚC "gói" Các thiết bị tốc độ thấp được hỗ trợ với giá trị PID đặc biệt, PRE. Điều này đánh dấu sự bắt đầu của gói tốc độ thấp và được sử dụng bởi các trung tâm thường không gửi gói tốc độ đầy đủ đến các thiết bị tốc độ thấp. Vì tất cả các byte PID bao gồm bốn bit 0 nên chúng rời khỏi bus ở trạng thái K tốc độ đầy đủ, giống như trạng thái J tốc độ thấp. Tiếp theo là một khoảng dừng ngắn trong đó các trung tâm kích hoạt đầu ra tốc độ thấp của chúng, đã không hoạt động ở trạng thái J, sau đó là gói tốc độ thấp, bắt đầu bằng chuỗi đồng bộ hóa và byte PID và kết thúc bằng khoảng thời gian ngắn SE0. Các thiết bị tốc độ đầy đủ không phải là hub có thể đơn giản bỏ qua gói PRE và nội dung tốc độ thấp của nó, cho đến khi SE0 cuối cùng chỉ ra rằng có gói mới theo sau.

Mô hình thông số kỹ thuật USB 1.0 được giới thiệu vào năm 1996. USB được tạo ra bởi nhóm các công ty cốt lõi bao gồm Intel, Compaq, Microsoft, Digital, IBM và Northern Telecom. Intel sản xuất bộ điều khiển máy chủ UHCI và ngăn xếp phần mềm mở; Microsoft đã sản xuất bộ phần mềm USB cho Windows và đồng tác giả đặc tả bộ điều khiển máy chủ OHCI với National Semiconductor và Compaq; Philips sản xuất USB-Audio đời đầu; và TI sản xuất chip trung tâm được sử dụng rộng rãi nhất. Ban đầu USB được thiết kế để thay thế vô số đầu nối ở mặt sau của PC cũng như đơn giản hóa việc cấu hình phần mềm của các thiết bị liên lạc. IMac G3 "Bondi blue" đầu tiên của Apple, được giới thiệu vào ngày 6 tháng 5 năm 1998, là máy tính đầu tiên cung cấp cổng USB mà không cung cấp cổng "cũ". [2] USB 1.1 ra mắt vào tháng 9 năm 1998 nhằm giúp khắc phục các vấn đề về sử dụng xảy ra với các phiên bản USB trước đó, chủ yếu là các vấn đề liên quan đến hub.[3] Thông số kỹ thuật USB 2.0 được phát hành vào tháng 4 năm 2000 và được USB-IF chuẩn hóa vào cuối năm 2001. Hewlett-Packard, Intel, Lucent (nay là LSI Corporation kể từ khi sáp nhập với công ty con của Lucent là Agere Systems), Microsoft, NEC và Philips cùng dẫn đầu sáng kiến ​​phát triển tốc độ truyền dữ liệu cao hơn, 480 Mbits/s, so với thông số kỹ thuật 1.1 là 12 Mbits/s. Thông số kỹ thuật USB 3.0 được Nhóm quảng bá USB 3.0 phát hành vào ngày 17 tháng 11 năm 2008. Nó có tốc độ truyền tải nhanh hơn tới 10 lần so với phiên bản USB 2.0 và được mệnh danh là USB SuperSpeed. Thiết bị tuân thủ bất kỳ phiên bản nào của tiêu chuẩn cũng sẽ hoạt động với các thiết bị được thiết kế theo bất kỳ thông số kỹ thuật nào trước đó (được gọi là khả năng tương thích ngược).

USB thực hiện kết nối với các thiết bị lưu trữ bằng cách sử dụng một bộ tiêu chuẩn được gọi là lớp thiết bị lưu trữ dung lượng lớn USB (được gọi là MSC hoặc UMS). Điều này ban đầu được thiết kế cho các ổ đĩa từ và ổ đĩa quang truyền thống, nhưng đã được mở rộng để hỗ trợ nhiều loại thiết bị, đặc biệt là ổ đĩa flash. Tính tổng quát này là do nhiều hệ thống có thể được điều khiển bằng cách sử dụng tập tin quen thuộc trong các thư mục (Quá trình làm cho một thiết bị mới trông giống như một thiết bị quen thuộc còn được gọi là phần mở rộng). Mặc dù hầu hết các máy tính mới hơn đều có khả năng khởi động các thiết bị Lưu trữ dung lượng lớn USB, nhưng USB không nhằm mục đích trở thành bus chính cho bộ nhớ trong của máy tính: các bus như ATA (IDE), Serial ATA (SATA) và SCSI hoàn thành vai trò đó. Tuy nhiên, USB có một ưu điểm quan trọng là có thể cài đặt và gỡ bỏ các thiết bị mà không cần mở thùng máy tính, rất hữu ích cho các ổ đĩa ngoài. Ban đầu được hình thành và ngày nay vẫn được sử dụng cho các thiết bị lưu trữ quang (ổ CD-RW, ổ DVD, v.v.), một số nhà sản xuất cung cấp ổ cứng USB di động gắn ngoài hoặc vỏ trống cho ổ đĩa, mang lại hiệu suất tương đương với ổ đĩa trong. Các ổ đĩa ngoài này thường chứa một thiết bị dịch kết nối ổ đĩa công nghệ thông thường (IDE, ATA, SATA, ATAPI hoặc thậm chí SCSI) với cổng USB. Về mặt chức năng, ổ đĩa xuất hiện với người dùng giống như ổ đĩa trong. Các tiêu chuẩn cạnh tranh khác cho phép kết nối bên ngoài là eSATA và FireWire. Một cách sử dụng khác cho các thiết bị Bộ lưu trữ dung lượng lớn USB là chạy các ứng dụng phần mềm di động mà không cần cài đặt trên máy tính chủ, chẳng hạn như. Trình duyệt web, VoIP, v.v.

Hệ thống USB có thiết kế không đối xứng, bao gồm máy chủ, vô số cổng USB xuôi dòng và nhiều thiết bị ngoại vi được kết nối theo cấu trúc liên kết hình sao phân cấp. Các hub USB bổ sung có thể được bao gồm trong các tầng, cho phép phân nhánh thành cấu trúc cây với tối đa năm cấp. Máy chủ USB có thể có nhiều bộ điều khiển máy chủ và mỗi bộ điều khiển máy chủ có thể cung cấp một hoặc nhiều cổng USB. Tối đa 127 thiết bị, bao gồm cả thiết bị trung tâm, có thể được kết nối với một bộ điều khiển máy chủ. Các thiết bị USB được liên kết nối tiếp thông qua các hub. Luôn tồn tại một hub được gọi là hub gốc, được tích hợp vào bộ điều khiển máy chủ. Cái gọi là "trung tâm chia sẻ", cho phép nhiều máy tính truy cập vào cùng một thiết bị ngoại vi, cũng tồn tại và hoạt động bằng cách chuyển đổi quyền truy cập giữa các PC, tự động hoặc thủ công. Chúng phổ biến trong môi trường văn phòng nhỏ. Về mặt mạng, chúng hội tụ chứ không phân nhánh. Một thiết bị USB vật lý có thể bao gồm một số thiết bị phụ logic được gọi là chức năng của thiết bị. Một thiết bị có thể cung cấp một số chức năng, ví dụ: webcam (chức năng của thiết bị video) có micrô tích hợp (chức năng của thiết bị âm thanh). Giao tiếp thiết bị USB dựa trên các đường ống (kênh logic). Ống là các kết nối từ bộ điều khiển máy chủ đến một thực thể logic trên thiết bị có tên là điểm cuối. Thuật ngữ điểm cuối đôi khi được sử dụng để chỉ đường ống một cách không chính xác. Một thiết bị USB có thể có tối đa 32 ống hoạt động, 16 ống vào bộ điều khiển máy chủ và 16 ống ra khỏi bộ điều khiển. Mỗi điểm cuối chỉ có thể truyền dữ liệu theo một hướng, vào hoặc ra khỏi thiết bị, do đó mỗi đường ống là một hướng. Điểm cuối được nhóm thành các giao diện và mỗi giao diện được liên kết với một chức năng của thiết bị. Một ngoại lệ cho điều này là điểm cuối số 0, được sử dụng để cấu hình thiết bị và không liên kết với bất kỳ giao diện nào. Khi thiết bị USB được kết nối lần đầu với máy chủ USB, quá trình liệt kê thiết bị USB sẽ được bắt đầu. Việc liệt kê bắt đầu bằng cách gửi tín hiệu đặt lại đến thiết bị USB. Tốc độ của thiết bị USB được xác định trong quá trình thiết lập lại tín hiệu. Sau khi reset, thông tin của thiết bị USB được máy chủ đọc, sau đó thiết bị được gán một địa chỉ 7 bit duy nhất. Nếu thiết bị được máy chủ hỗ trợ, trình điều khiển thiết bị cần thiết để liên lạc với thiết bị sẽ được tải và thiết bị được đặt ở trạng thái được định cấu hình. Nếu máy chủ USB được khởi động lại, quy trình liệt kê sẽ được lặp lại cho tất cả các thiết bị được kết nối. Bộ điều khiển máy chủ hướng luồng lưu lượng đến các thiết bị, do đó, không thiết bị USB nào có thể truyền bất kỳ dữ liệu nào trên bus mà không có yêu cầu rõ ràng từ bộ điều khiển máy chủ. Trong USB 2.0, bộ điều khiển máy chủ thăm dò lưu lượng trên xe buýt, thường theo kiểu vòng tròn. Trong SuperSpeed ​​USB, thiết bị được kết nối có thể yêu cầu dịch vụ từ máy chủ.

Trong công nghệ thông tin, Universal Serial Bus (USB) là một chuẩn bus nối tiếp để kết nối các thiết bị với máy tính chủ. USB được thiết kế để cho phép nhiều thiết bị ngoại vi được kết nối bằng một ổ cắm giao diện chuẩn hóa duy nhất và để cải thiện khả năng Cắm và Chạy bằng cách cho phép trao đổi nóng, nghĩa là bằng cách cho phép các thiết bị được kết nối và ngắt kết nối mà không cần khởi động lại máy tính hoặc tắt thiết bị. Các tính năng tiện lợi khác bao gồm cung cấp năng lượng cho các thiết bị tiêu thụ điện năng thấp mà không cần nguồn điện bên ngoài và cho phép sử dụng nhiều thiết bị mà không yêu cầu cài đặt trình điều khiển thiết bị riêng, cụ thể của nhà sản xuất. USB nhằm mục đích thay thế nhiều loại cổng nối tiếp và song song cũ. USB có thể kết nối các thiết bị ngoại vi của máy tính như chuột, bàn phím, PDA, gamepad và cần điều khiển, máy quét, máy ảnh kỹ thuật số, máy in, máy nghe nhạc cá nhân, ổ flash và ổ cứng ngoài. Đối với nhiều thiết bị USB đã trở thành phương thức kết nối tiêu chuẩn. USB ban đầu được thiết kế cho máy tính cá nhân, nhưng nó đã trở nên phổ biến trên các thiết bị khác như PDA và bảng điều khiển trò chơi điện tử cũng như làm dây nguồn bắc cầu giữa thiết bị và bộ đổi nguồn AC cắm vào phích cắm trên tường để sạc. Tính đến năm 2008[cập nhật], có khoảng 2 tỷ thiết bị USB trên thế giới.[cần dẫn nguồn] Thiết kế của USB được tiêu chuẩn hóa bởi Diễn đàn triển khai USB (USB-IF), một cơ quan tiêu chuẩn ngành bao gồm các công ty hàng đầu trong ngành công nghiệp máy tính và điện tử. Các thành viên đáng chú ý bao gồm Agere (hiện đã sáp nhập với LSI Corporation), Apple Inc., Hewlett-Packard, Intel, NEC và Microsoft.

Chuột và bàn phím thường được trang bị đầu nối USB, nhưng vì hầu hết bo mạch chủ PC vẫn giữ đầu nối PS/2 cho bàn phím và chuột kể từ năm 2007, nên chúng thường được cung cấp kèm một bộ chuyển đổi USB-to-PS/2 nhỏ, cho phép sử dụng với giao diện USB hoặc PS/2. Không có logic bên trong các bộ điều hợp này: chúng tận dụng thực tế là các giao diện HID như vậy được trang bị bộ điều khiển có khả năng phục vụ cả giao thức USB và PS/2, đồng thời tự động phát hiện loại cổng mà chúng được cắm vào. Cần điều khiển, bàn phím, máy tính bảng và các thiết bị giao diện con người khác cũng đang dần chuyển đổi từ MIDI, cổng trò chơi PC và đầu nối PS/2 sang USB. Máy tính Apple Macintosh đã sử dụng USB dành riêng cho tất cả chuột và bàn phím có dây bên ngoài kể từ tháng 1 năm 1999. iMac ban đầu đã nâng cao nhận thức của công chúng về USB một cách đáng kể vào tháng 8 năm 1998, vì nó đã loại bỏ các cổng cũ để chỉ sử dụng USB. PC có cổng USB trước khi iMac được giới thiệu, nhưng chúng được bổ sung đầy đủ các cổng truyền thống, điều này làm chậm quá trình sử dụng USB. Ảnh hưởng của iMac có thể được nhìn thấy qua số lượng thiết bị ngoại vi USB có vỏ nhựa màu trong mờ phù hợp có sẵn vào cuối những năm 90 và đầu những năm 00.

Tốc độ tối đa 12 Mbit/s (1,5 MB/s) là tốc độ dữ liệu USB cơ bản được xác định bởi USB 1.0. Tất cả các hub USB đều hỗ trợ Tốc độ tối đa. Tốc độ Tốc độ thấp 1,5 Mbit/s (187,5 kB/s) cũng được xác định bởi USB 1.0. Nó rất giống với hoạt động tốc độ tối đa ngoại trừ việc mỗi bit mất thời gian truyền gấp 8 lần. Nó chủ yếu nhằm mục đích tiết kiệm chi phí đối với các Thiết bị Giao diện Con người (HID) băng thông thấp như bàn phím, chuột và cần điều khiển. Tốc độ Cao (USB 2.0) 480 Mbit/s (60 MB/s) được giới thiệu vào năm 2001. Tất cả các thiết bị tốc độ cao đều có khả năng quay trở lại hoạt động ở tốc độ tối đa nếu cần. Tốc độ dữ liệu thử nghiệm: Tốc độ SuperSpeed ​​(USB 3.0) là 5,0 Gbit/s (625 MB/s). Thông số kỹ thuật USB 3.0 được Intel và các đối tác phát hành vào tháng 8 năm 2008, theo báo cáo ban đầu từ tin tức CNET. Các sản phẩm sử dụng thông số kỹ thuật 3.0 có thể sẽ xuất hiện vào năm 2009 hoặc 2010. Tín hiệu USB được truyền trên cáp dữ liệu xoắn đôi có trở kháng 90Ω ±15%, được gắn nhãn D+ và Dâˆ'. Chúng sử dụng chung tín hiệu vi sai bán song công để chống lại tác động của nhiễu điện từ trên các đường dây dài hơn. Các mức tín hiệu truyền đi là 0,0–0,3 volt ở mức thấp và 2,8–3,6 volt ở mức cao ở chế độ Tốc độ tối đa (FS) và Tốc độ thấp (LS), và -10–10 mV ở mức thấp và 360–440 mV ở mức cao ở chế độ Tốc độ cao (HS). Ở chế độ FS, dây cáp không được kết cuối, nhưng chế độ HS có điểm kết thúc là 45Ω so với mặt đất hoặc chênh lệch 90Ω để phù hợp với trở kháng của cáp dữ liệu. Kết nối USB luôn nằm giữa máy chủ hoặc hub ở đầu kết nối "A" và cổng ngược dòng của thiết bị hoặc hub ở đầu kia. Máy chủ bao gồm các điện trở kéo xuống 15 kΩ trên mỗi đường dữ liệu. Khi không có thiết bị nào được kết nối, điều này sẽ kéo cả hai dòng dữ liệu xuống mức thấp về trạng thái được gọi là "số 0 một đầu" (SE0 trong tài liệu USB) và cho biết kết nối đã được đặt lại hoặc bị ngắt kết nối. Một thiết bị USB kéo một trong các đường dữ liệu lên cao bằng điện trở 1,5 kΩ. Điều này sẽ áp đảo một trong các điện trở kéo xuống trong máy chủ và khiến các đường dữ liệu ở trạng thái không hoạt động được gọi là "J". Việc lựa chọn đường dữ liệu cho biết hỗ trợ tốc độ của thiết bị; thiết bị tốc độ tối đa kéo D+ lên cao, trong khi thiết bị tốc độ thấp kéo Dâˆ' lên cao. Dữ liệu USB được truyền bằng cách chuyển đổi các đường dữ liệu giữa trạng thái J và trạng thái K đối diện. USB mã hóa dữ liệu bằng quy ước NRZI; bit 0 được truyền bằng cách chuyển đổi các dòng dữ liệu từ J sang K hoặc ngược lại, trong khi bit 1 được truyền bằng cách giữ nguyên các dòng dữ liệu. Để đảm bảo mật độ chuyển đổi tín hiệu tối thiểu, USB sử dụng tính năng nhồi bit; một bit 0 bổ sung được chèn vào luồng dữ liệu sau khi xuất hiện sáu bit 1 liên tiếp. Bảy bit 1 liên tiếp luôn là một lỗi. Khung USB bắt đầu bằng chuỗi đồng bộ hóa 8 bit 00000001. Nghĩa là, sau trạng thái không hoạt động ban đầu J, các dòng dữ liệu sẽ chuyển đổi KJKJKJKK. Bit 1 cuối cùng (trạng thái K lặp lại) đánh dấu sự kết thúc của kiểu đồng bộ hóa và sự bắt đầu của khung USB thích hợp. Phần cuối của khung USB, được gọi là EOP (cuối gói), được biểu thị bằng bộ phát điều khiển 2 lần bit của SE0 (D+ và D- cả hai đều dưới Vil max) và thời gian 1 bit của trạng thái J. Sau đó, máy phát ngừng điều khiển các đường D+/Dâˆ' và các điện trở nói trên giữ nó ở trạng thái J (không hoạt động). Bộ thu có thể mất thêm thời gian để giải mã trạng thái SE0 và sẽ xem thời gian của bit đầu tiên là sự lặp lại của bit dữ liệu cuối cùng. Vì các khung USB luôn dài là bội số của 8 bit nên "bit rê bóng" bổ sung này có thể được phát hiện và bỏ qua. Bus USB được đặt lại bằng tín hiệu SE0 kéo dài (10 đến 20 mili giây). Các thiết bị USB 2.0 sử dụng một giao thức đặc biệt trong quá trình thiết lập lại, được gọi là "chirping", để đàm phán chế độ Tốc độ cao với máy chủ/trung tâm. Một thiết bị có khả năng HS trước tiên kết nối dưới dạng thiết bị FS (D+ được kéo lên cao), nhưng khi nhận được USB RESET (cả D+ và D-do máy chủ điều khiển ở mức THẤP trong 10 đến 20 mS), thiết bị sẽ kéo đường D- lên cao. Nếu máy chủ/trung tâm cũng có khả năng HS, nó sẽ phát ra âm thanh (trả về trạng thái J và K xen kẽ trên các đường D- và D+) để cho thiết bị biết rằng trung tâm sẽ hoạt động ở Tốc độ cao. Dung sai xung nhịp là 480,00 Mbit/s ±500 ppm, 12,000 Mbit/s ±2500 ppm, 1,50 Mbit/s ±15000 ppm. Mặc dù các thiết bị Tốc độ cao thường được gọi là "USB 2.0" và được quảng cáo là "lên tới 480 Mbit/s", nhưng không phải tất cả các thiết bị USB 2.0 đều là Tốc độ cao. USB-IF chứng nhận các thiết bị và cung cấp giấy phép sử dụng các logo tiếp thị đặc biệt cho "Tốc độ cơ bản" (thấp và đầy đủ) hoặc Tốc độ cao sau khi vượt qua bài kiểm tra tuân thủ và trả phí cấp phép. Tất cả các thiết bị đều được kiểm tra theo thông số kỹ thuật mới nhất, vì vậy các thiết bị Tốc độ thấp tương thích gần đây cũng là thiết bị 2.0. Thông lượng thực tế hiện tại (2006)[cập nhật] đạt được với các thiết bị thực là khoảng 2/3 tốc độ truyền dữ liệu hàng loạt tối đa theo lý thuyết là 53,248 MB/s. Các thiết bị USB tốc độ cao thông thường hoạt động ở tốc độ thấp hơn, thường khoảng 3 MB/s, đôi khi lên tới 10–20 MB/s.

Cáp tồn tại ở cả dạng dây dẫn bện và dây dẫn rắn. Dạng bện linh hoạt hơn và chịu được uốn cong nhiều hơn mà không bị đứt và phù hợp với các kết nối đáng tin cậy với đầu nối xuyên cách điện, nhưng tạo ra các kết nối không đáng tin cậy trong đầu nối dịch chuyển cách điện. Dạng rắn ít tốn kém hơn và tạo ra các kết nối đáng tin cậy trong các đầu nối dịch chuyển cách điện, nhưng lại tạo ra các kết nối không đáng tin cậy trong các đầu nối xuyên thấu cách điện. Khi tính đến những điều này, hệ thống dây điện của tòa nhà (ví dụ: hệ thống dây điện bên trong tường kết nối ổ cắm trên tường với bảng vá lỗi trung tâm) là lõi đặc, trong khi cáp nối (ví dụ: cáp di động cắm vào ổ cắm trên tường ở một đầu và máy tính ở đầu kia) bị mắc kẹt. Lớp cách nhiệt bên ngoài thường là PVC hoặc LSOH. Các loại cáp, loại đầu nối và cấu trúc liên kết cáp được xác định bởi TIA/EIA-568-B. Gần như luôn luôn, các đầu nối mô-đun 8P8C, thường được gọi không chính xác là "RJ-45", được sử dụng để kết nối cáp loại 5. Loại cáp cụ thể đang được sử dụng có thể được xác định bằng cách in trên mặt cáp. Cáp được kết thúc theo sơ đồ T568A hoặc sơ đồ T568B. Nó không tạo ra bất kỳ sự khác biệt nào được sử dụng vì cả hai đều đi thẳng (chân 1 đến 1, chân 2 đến 2, v.v.); tuy nhiên, không nên kết nối các loại cáp hỗn hợp thành chuỗi vì trở kháng mỗi cặp hơi khác nhau và có thể gây suy giảm tín hiệu. Bài viết Ethernet qua cặp xoắn mô tả cách sử dụng cáp cho Ethernet, bao gồm cả cáp "chéo" đặc biệt.

Cáp Cat 5 e là phiên bản nâng cao của Cat 5 bổ sung thêm thông số kỹ thuật cho nhiễu xuyên âm đầu xa. Nó được chính thức xác định vào năm 2001 là tiêu chuẩn TIA/EIA-568-B, tiêu chuẩn này không còn công nhận thông số kỹ thuật Cat 5 ban đầu nữa. Mặc dù 1000BASE-T được thiết kế để sử dụng với cáp Cat 5 nhưng các thông số kỹ thuật chặt chẽ hơn liên quan đến cáp và đầu nối Cat 5e khiến nó trở thành lựa chọn tuyệt vời để sử dụng với 1000BASE-T. Mặc dù có thông số kỹ thuật hiệu suất chặt chẽ hơn, cáp Cat 5e không cho phép khoảng cách cáp dài hơn cho mạng Ethernet: cáp vẫn bị giới hạn ở chiều dài tối đa 100 m (328 ft) (thông lệ thông thường là giới hạn cáp cố định ("ngang") ở mức 90 m để cho phép tối đa 5 m cáp vá ở mỗi đầu, tức là tổng chiều dài tối đa đã đề cập trước đó là 100 m). Các đặc tính hiệu suất và phương pháp thử nghiệm của cáp Cat 5e được xác định trong TIA/EIA-568-B.2-2001.