Universal Serial Bus 5. Juli Marco Leuenberger

Transkript

1 5. Juli

2 Inhalt Was ist USB?... 3 Geschichte und Entwicklung... 3 Einsatzgebiete... 4 Spannungsversorgung... 4 Übertragungstechnik... 5 Symetrische Datenübertragung... 5 Host-Controller... 5 Universal Host Controller Interface... 6 Open Host Controller Interface... 6 Enhanced Host Controller Interface... 6 Extensible Host Controller Interface... 6 Übertragungsmodi... 6 Isochroner Transfer... 6 Interrupt Transfer... 6 Bulk Transfer... 6 Control Transfer... 7 Geräteklassen... 7 USB USB On-the-go... 8 Wireless USB... 9 Datenraten... 9 Bitübertragung Hardware USB-Stecker USB-Kabel USB-Hubs Kurioses Dead Drops Quellen

3 Was ist USB? USB (eng. Universal Serial Bus) ist ein Serieller Bus. Die Bits eines Datenpaketes werden also nacheinander übertragen. Die Übertragung erfolgt über 2 Datenleitungen. Über eine Datenleitung wird das Signal übertragen und über die andere, dasselbe Signal, jedoch invertiert. Diese Methode nennt man Symmetrische Datenübertragung, doch darauf wird weiter unten eingegangen. Die Spezifikation sieht vor, dass es einen Host-Controller gibt (Master) welcher die Koordination der Slave-Clients übernimmt. Theoretisch können an einem Host 127 verschiedene Geräte angeschlossen werden. Will man mehrere Geräte an einen Host schliessen braucht man sogenannten USB-Hub, da an einen USB-Port nur ein Gerät angeschlossen werden kann. Geschichte und Entwicklung USB 1.0 wurde von der Firma Intel entwickelt und 1996 auf den Markt gebracht. Der Bus wurde für die Verwendung verschiedener Computerperipherien verwendet. Es sollte die damals mehrere Altes USB-Logo verschiedene PC- Schnittstelle ablösen und vereinheitlichen. Deshalb wurden die Spezifikationen nicht nur für Maus und Tastatur begrenzt sondern auch für andere Peripheriegeräte wie z.b. Drucker oder Scanner. Auch das anschliessen eines Massenspeichers wurde unterstützt, durch die geringe Datenrate von 12 Mbit/s jedoch kaum verwendet. Einer der ersten Chipsätze welcher das USB-Protokoll unterstützt war der 440FX welcher für den Prozessor Pentium II verwendet wurde. Die USB- Schnittstelle hatte einen schweren Start, da die damals verbreiteten Betriebssysteme (Windows NT 4.0 und Windows 95) fehlerhafte oder gar keine USB-Unterstützung hatten. Dies brachte USB damals den Spitznamen Useless Serial Bus ein wurde die Version USB 1.1 veröffentlicht. Es wurden Fehler und Unklarheiten in der Spezifikation behoben. Die Geschwindigkeit erhöhte sich jedoch nicht. Deshalb war es auch keine Konkurrenz für die von Apple entwickelte Schnittstelle FireWire welche 1995 mit einer Datenrate von 400Mbit/s entwickelt wurde. USB 2.0 wurde im Jahr 2000 veröffentlicht und hat eine verbesserte Datenrate von 400Mbit/s. So war nun auch das Verwenden weiterer Geräte (z.b. Festplatte oder Videogeräte) möglich. Mainboards und Geräte mit USB 2.0 kamen jedoch erst 2002 auf den Markt. Im Jahr 2008 wurde USB 3.0 vorgestellt. Geworben wird mit einer Datenrate von 5Gbit/s. In der Realität ist die maximale Geschwindigkeit jedoch nicht mehr als 4GBit/s. Mit USB 3.0 wurden auch neue Stecker, Buchsen und Kabel eingeführt, welche jedoch grösstenteils mit den vorherigen Komponenten kompatibel sind. Geräte und Mainboards für den Massenmarkt erschienen jedoch erst Ebenfalls in diesem Jahr veröffentlichte Intel 3

4 und Appel in Zusammenarbeit die Thunderbolt-Schnittstelle. Sie hat eine 3- bis 6-mal grössere Datenrate als USB 3.0 und steht somit in direkter Konkurrenz. Einsatzgebiete USB eignet sich für viele Geräte wie Massenspeicher, Drucker, Scanner, Maus, Tastatur, aktive Lautsprecher usw. Einige Geräte wie z.b. USB-Sticks sind überhaupt erst dank USB entstanden. USB kann für Geräte mit geringem Stromverbrach wie Mäuse, Tastatur, Telefone usw. die Stromversorgung übernehmen. USB soll viele ältere PC- Schnittstellen ersetzen. Ältere Schnittstellen sind teilweise immer noch in neuen PC-Platinen vorhanden, obwohl Peripheriegeräte gar nicht mehr angeboten werden. Im industriellen Bereich wird oft RS-232 über ältere PCs oder Adapterkarten eingesetzt, da entsprechende USB-Adapter nicht echtzeitfähig sind und Peripheriegeräte in diesem Umfeld wesentlich langlebiger sind. Spannungsversorgung Neben dem Datenprotokoll spezifiziert der USB-Standard die bereitgestellte Spannung. Sie ist stabilisiert, liegt bei 5 V ±5 % und liefert eine Stromstärke von mindestens 100 ma. Auf diesem Standard basieren USB-Netzteile. Erst nach Freigabe durch den Host-Controller darf ein Gerät mehr als die obigen 100 ma aber nicht mehr als 500 ma (bis USB 2.0) bzw. 900 ma (USB 3.0) Strom beziehen. Am Ausgang des USB-Host muss die Spannung zwischen 4,65 V und 5,25 V liegen, allerdings ist ein Spannungsabfall bis auf 4,40 V am Ende eines USB-Kabels zulässig, hinter einem passiven USB-Hub sind sogar 4,00 V erlaubt. Externe 2,5 -Festplatten haben Anlaufströme von 600 ma bis 1100 ma, im Betrieb begnügen sie sich mit 250 ma bis 400 ma (Stand: 2010). Die kurzzeitige Überlastung des USB-Ports wird von fast allen Geräten geduldet, nur wenige Geräte (meist Festplattenrecorder) haben mit besonders stromhungrigen Festplatten Probleme. Die früher häufig zu findenden Doppel- USB-Anschlüsse (die laut USB-Spezifikation nicht zulässig sind) sind selten geworden (Stand: 2011). Externe 1,8 -Festplatten liegen mit Anlaufströmen um die 400 ma und Betriebsströmen um die 150 ma innerhalb der USB-Spezifikation und bereiten somit keine Probleme. Mit USB 3.0 wurde auch der maximale Strom auf 900 ma erhöht. Damit ist die Stromversorgung vieler, aber nicht aller, im Handel erhältlicher externer 2,5 -Festplatten unter Einhaltung der USB-Spezifikationen gesichert. Im Gegensatz zu kleineren Festplattenformaten lassen sich externe 3,5 -Festplatten grundsätzlich nicht ohne separate Spannungsversorgung an einem USB-Anschluss betreiben. Zum einen weil sie neben den 5 4

5 V auch 12 V als Betriebsspannung benötigen und zum anderen, weil ihr Strombedarf über die spezifizierten 500 ma hinausgeht. Typisch liegt dieser bei 800 bis über 1000 ma. Übertragungstechnik Symetrische Datenübertragung Eine Symetrische Datenübertragung ist ein Verfahren, leitungsgebundene elektrische Signale störungsfrei zu übertragen. Statt einer Signalleitung werden zwei Leitungen verwendet. Auf der einen Leitung ist das Signal und auf der anderen das dazu invertierte Signal. Tritt eine Störung auf, wirkt sich diese auf beide Leiter in derselben Polarität aus. Durch die Differenz Bildung beim Empfänger werden die Störungen (nahezu) aufgehoben. Host-Controller Der Host hat allein das Recht, die Kommunikation zwischen ihm und dem Device zu steuern. Er kann Daten in einen Pufferspeicher des Device schreiben, und er kann Daten aus einem Endpunkt im Device auslesen. Das Gerät kann dagegen nicht selbständig dem Controller melden, dass er Daten haben will oder dass er Daten für den Controller hat. Es gibt auch keine Interrupts, die das Gerät auslösen könnte. Beim Reset des USB-Buses, meldet sich jedes angeschlossene Gerät beim Controller mit der fiktiven Adresse 0 an. Der Controller weist dem Gerät eine richtige Adresse (1 127) zu und liest die Konfiguration aus dem Pufferspeicher 0 aus. Dieser Vorgang wird Enumeration genannt. Die USB-Controller-Chips in den PCs halten sich an einen von drei etablierten Standards. Diese unterscheiden sich in ihrer Leistungsfähigkeit und der Implementierung von bestimmten Funktionen. Für ein USB-Gerät sind die verwendeten Controller (fast) vollständig transparent, allerdings ist es für den Benutzer des PC mitunter wichtig, feststellen zu können, welche Art Chip der Rechner verwendet, um den korrekten Treiber auswählen zu können. 5

6 Universal Host Controller Interface UHCI wurde im November 1995 von Intel spezifiziert. UHCI-Chips bieten Unterstützung für USB-Geräte mit 1,5 oder 12 Mbit/s Datenrate im Low- oder Full-Speed-Modus. Sie werden ausschließlich von den Herstellern Intel und VIA Technologies gebaut. Open Host Controller Interface OHCI ist eine Spezifikation, die gemeinsam von Compaq, Microsoft und National Semiconductor entwickelt wurde. Version 1.0 des Standards wurde im Dezember 1995 veröffentlicht, die aktuelle Fassung trägt die Versionsnummer 1.0a und stammt von September Ein OHCI-Controller hat prinzipiell die gleichen Fähigkeiten wie UHCI- Controller, erledigt aber mehr Aufgaben in Hardware und ist dadurch marginal schneller als ein UHCI-Controller. Enhanced Host Controller Interface EHCI stellt USB-2.0-Funktionen bereit. Es wickelt dabei nur die Übertragungen im High- Speed-Modus (480 Mbit/s) ab. Wenn man USB-1.1-Geräte an einen Port mit EHCI-Chip steckt, reicht der EHCI-Controller den Datenverkehr an einen hinter ihm liegenden UHCIoder OHCI-Controller weiter (alle Controller sind typischerweise auf demselben Chip). Wenn kein EHCI-Treiber verfügbar ist, werden High-Speed-Geräte ebenfalls an den USB-1.1- Controller durchgereicht und arbeiten dann soweit möglich mit langsamerer Geschwindigkeit. Extensible Host Controller Interface Die xhci-spezifikation 1.0 wurde im Mai 2010 von Intel veröffentlicht und stellt zusätzlich zu den mit USB 2.0 verfügbaren Übertragungsgeschwindigkeiten den SuperSpeed-Modus mit 5 Gb/s bereit. Übertragungsmodi Um diesen unterschiedlichen Anforderungen in Bezug auf die Übertragungsrate, die Reaktionszeit und die Fehlerkorrektur zu genügen, werden vier verschiedene Transfertypen unterstützt. Isochroner Transfer Isochrone Transfers übertragen Datenströme in Echtzeit, was dann nützlich ist, wenn Daten mit einer konstanten Rate oder zu einem bestimmten Zeitpunkt eintrefen müssen und gelegentliche Fehler toleriert werden können. Es gibt keine Vorkehrungen, die für eine erneute Übertragung fehlerhaft empfangener Daten sorgen. Isochrone Transfers werden beispielsweise bei der Echtzeitübertragung von Sprache oder Musik verwendet. Interrupt Transfer Interrupt Transfers sind nützlich, wenn Daten innerhalb eines bestimmten Zeitraums übertragen werden müssen. Typische Anwendungen sind Tastatur, Maus und Spielsteuerung. Anwender wollen keine merkliche Verzögerung zwischen Betätigung einer Taste oder der Bewegung der Maus und dem Ergebnis auf dem Bildschirm merken. Bulk Transfer Bulk Transfers sind sinnvoll für den Transfer von Daten, bei denen die Übertragungszeit nicht kritisch ist. Die Anwendungen für Balk Transfers umfassen das Senden von Daten vom 6

7 Host zu einem Drucker, die Übertragung von Daten von einem Scanner zum Host und das Lesen und Schreiben auf Festplatten. Control Transfer Controll Transfers haben zwei Aufgaben. Sie befördern die von der USB-Spezifikation definierten Anforderungen und werden vom Host verwendet, um sich über die Fähigkeit auch die einem Hersteller für beliebige andere Zwecke definierten Anforderungen übertragen. Geräteklassen Damit nicht für jedes Gerät ein eigener Treiber nötig ist, definiert der USB-Standard verschiedene Geräteklassen, die sich durch generische Treiber steuern lassen. Auf diese Weise sind USB-Tastaturen, -Mäuse, USB-Massenspeicher, Kommunikations- und andere Geräte mit ihren grundlegenden Funktionen sofort verwendbar, ohne dass zuvor die Installation eines spezifischen Treibers notwendig ist. Herstellerspezifische Erweiterungen (die dann einen eigenen Treiber erfordern) sind möglich. Die Information, zu welchen Geräteklassen sich ein Gerät zählt, kann im Device-Deskriptor (wenn das Gerät nur einer Klasse angehört) oder in einem Interface-Deskriptor (bei Geräten, die zu mehreren Klassen gehören) untergebracht werden. Klasse Verwendung Beschreibung Beispiele 0x00 Gerät Composite Device Die Klasse wird auf Ebene der Interface-Deskriptoren definiert 0x01 Interface Audio Lautsprecher, Mikrofon, Soundkarte, MIDI Modem, Netzwerkkarte, Wi-Fi- Adapter Tastatur, Maus, Joystick etc. 0x02 Beides Kommunikation und CDC-Steuerung 0x03 Interface Human Interface Device 0x05 Interface Physical Interface Physikalisches Feedback, etwa für Device Force-Feedback-Joysticks 0x06 Interface Bilder Digitalkamera, Scanner 0x07 Interface Drucker Laserdrucker, Tintenstrahldrucker 0x08 Interface Massenspeicher USB-Stick, Festplatten, Speicherkarten-Lesegeräte, MP3- Player 0x09 Gerät USB-Hub Full-Speed Hub, High-Speed Hub 0x0A Interface CDC-Daten Diese Klasse wird zusammen mit Klasse 0x02 verwendet 0x0B Interface Chipkarte Chipkarten-Lesegerät 0x0D Interface Content Security Finger-Print-Reader 0x0E Interface Video Webcam 0x0F Interface Personal Healthcare Pulsuhr 0x10 Interface Audio/Video Device AV-Streaming-Gerät 0xDC Beides Diagnosegerät USB-Compilance-Testgerät 0xE0 Interface Kabelloser Controller Bluetooth-Adapter, Microsoft RNDIS 0xEF Beides Diverses ActiveSync-Gerät 0xFE Interface softwarespezifisch IrDA-Brücke 0xFF Beides herstellerspezifisch Der Hersteller liefert einen Treiber mit 7

8 USB 3.0 Im November 2008 stellte das USB Implementers Forum, dem unter anderem die Unternehmen HP, Microsoft und Intel angehören, die Spezifikation für USB 3.0 vor. USB 3.0 weist eine Bruttodatenrate von 500 Mbyte/s auf. Die höhere Datenrate wird im Wesentlichen durch höhere allerdings erheblich höhere Anforderungen an die Kabel. Weitere Gewinne sind durch das verbesserte USB-Protokoll sowie durch die verwendete Vollduplex- Übertragung möglich. Die verwendeten Kabel enthalten neben den bisherigen Signal- Adernpaar (D+ und D-) und der Stromversorgung (GND, VCC) zwei weitere Signal- Adernpaare (SSTX+ und SSTX-, SSRX+ und SSRX-) sowie eine zusätzliche Massenverbindung (GND). Deshalb sind für USB 3.0 sowohl neue Stecker am Host und an den angeschlossenen Geräten, als auch neue Kabel notwendig. Die Kabel sind auf Grund der gestiegenen Aderanzahl und der notwendigen besseren HF-Übertragungseigenschaften dicker und weniger flexibel. Zusätzliche Pins bei USB 3.0 Name SSTX+ SSTX- GND SSRX+ SSRX- Beschreibung Datenübertragung vom Host zum Gerät Mit SSTX+ verdrillt Masse Datenübertragung vom Gerät zum Host Mit SSRX+ verdrillt Kompatibilität USB 3.0 und USB 2.0 Host Kabel Endgerät Geschwindigkeit Hinweise SuperSpeed möglich 3 2 x 2 Maximal Hi-Speed möglich x Maximal Hi-Speed möglich 2 x 3 2 Maximal Hi-Speed möglich x Nicht anschliessbar USB 3.0 Übertragungen finden nur statt, wenn alle drei Komponenten (Host, Kabel, Endgerät) USB 3.0 fähig sind. USB On-the-go Durch USB On-the-go (kurz OTG) können entsprechend ausgerüstete Geräte kommunizieren, indem eines der beiden eine eingeschränkte Host-Funktionalität übernimmt. Dadurch kann auf einen Computer, der die Host-Funktion übernimmt, verzichtet werden. Mögliche Einsatzgebiete sind beispielsweise die Verbindung von Digitalkamera und Drucker oder der Austausch von Musikdateien zwischen MP3- Player. Gekennzeichnet werden USB-OTG-Produkte durch das USB-Logo mit zusätzlichem grünem Pfeil auf der Unterseite und weissem On-The-Go -Schriftzug. Die USB-OTG-Spezifikation wurde am 18. Dezember 2001 verabschiedet. 8

9 Wireless USB Momentan besetzen zwei Initiativen den Begriff Wireless USB. Die ältere der beiden wurde von dem Unternehmen Cypress eingeführt. Mittlerweile ist Atmel ein zweiter Chiphersteller. Das Cypress-WirelessUSB -System ist eigentlich kein drahtloses USB, sondern eine Technik, um drahtlose Endgeräte zu bauen, die dann über einen am USB angeschlossenen Empfänger/Sender mit dem Computer verbunden sind. Dazu wird eine Übertragungstechnik im lizenzfreien 2,4-GHz-Band benutzt, die Datenrate beträgt bis zu 62,5 kbit/s und ist damit für Eingabegeräte völlig ausreichend, für andere Anwendungen aber oft zu knapp bemessen. Das zweite Wireless-USB-Projekt wird von der USB-IF vorangetrieben und ist wesentlich anspruchsvoller, neben Intel ist auch NEC dabei, entsprechende Chips zu entwickeln. Ziel ist es, eine Technik zu schaffen, mit der die vollen 480 Mbit/s des High-Speed- Übertragungsmodus drahtlos übertragen werden können. Dabei ist eine kurze Reichweite unter 10 m vorgesehen; die Übertragung soll auf einer Ultrabreitband- Technik basieren. Am 16. Januar 2008 gab die Bundesnetzagentur für die Ultrabreitband-Technik Frequenzbereiche frei. Der dabei für USB vorgesehene Bereich von 6 bis 8,5 GHz ist jedoch nicht so breit wie von USB-IF spezifiziert, so dass Geräte aus anderen Ländern eventuell in Deutschland nicht verwendet werden dürfen. Datenraten USB erlaubt es einem Gerät, Daten mit 1,5 Mbit/s, 12 Mbit/s oder mit 480 Mbit/s zu übertragen; der USB-3.0-Standard ergänzt einen SuperSpeed-Modus mit 4000 Mbit/s. Diese Raten basieren auf dem Systemtakt der jeweiligen USB-Geschwindigkeit und stellen die physikalische Datenübertragungsrate dar. Der tatsächliche Datendurchsatz liegt durch Protokoll-Overhead darunter. Im USB-Standard ist eine maximale theoretische Datenlast bei High- Speed unter idealen Bedingungen von Byte/s (Isochronous Mode) beziehungsweise Byte/s (Bulk- Mode) angegeben. Dazu kommt die Verwaltung der Geräte, so dass bei aktuellen Systemen für USB 2.0 eine nutzbare Datenrate in der Größenordnung von 320 Mbit/s (40 MB/s) und für USB Mbit/s (300 MB/s) bleibt. Bei älteren Systemen wurde diese durch eine unzureichende Anbindung des USB-Chips an den Systembus zusätzlich reduziert. Name Low Speed Full Speed Hi-Speed SuperSpeed Brutto-Datenrate 1.5 Mbit/s = kbyte/s 12 Mbit/s = 1.5 Mbyte/s 480 Mbit/s = 60 Mbyte/s 4000 Mbit/s = 500 Mbyte/s 9

10 Wird die Schnittstelle eines Geräts mit USB 2.0 angegeben, heißt das nicht unbedingt, dass dieses Gerät auch die hohe Datenrate von 480 Mbit/s anbietet. Standpunkt der Anbieter ist dabei, dass ein USB-2.0-kompatibles Gerät grundsätzlich jede der drei Geschwindigkeiten benutzen kann und die 2.0-Kompatibilität in erster Linie bedeutet, dass die neueste Fassung der Spezifikation eingehalten wird. 480 Mbit/s dürfen also nur erwartet werden, wenn ein Gerät mit dem Logo Certified USB Hi-Speed ausgezeichnet ist. Bitübertragung Bei der Bitübertragung wird die NRZI (Non- Return to Zero Inverted) Kodierung verwendet. Diese Codierung ordnet einem der beiden Bit-Werte den bereits anliegenden Leitungszustand zu, dem anderen Bit-Wert einen Zustandswechsel (daher Invert). NRZI existiert in zwei Varianten, je nachdem ob Einsen oder Nullen einen Zustandswechsel bedingen. Um eine gute Synchronisation am Empfänger zu gewährleisten, kommt ein Bitstuffing um Einsatz. Das bedeutet, dass nach 6 oder mehr aufeinanderfolgende 1 oder 0 Bits findet zwangsweise einen Zustandswechsel statt. Dieses Bit wird eingefügt um möglichst einen Mittelwert von 0 zu erhalten. Hardware USB-Stecker Die Stecker eines USB-Kabels sind verpolungs- und vertauschungssicher gestaltet. In Richtung des Hoscontrollers werden flache Stecker (Typ A) verwendet. Zum angeschlossenen Gerät hin werden Kabel entweder fix oder über annähernd quadratische Stecker (Typ B) angeschlossen, vereinzelt auch Typ A-Stecker. Für Geräte mit geringerem Platzangebot (z.b. digitale Kameras) existieren auch kompaktere Steckvarianten, die Mini-USB-Stecker. Speziell für Handy und andere mobile Geräte wurde mit Micro-USB im Jahr 2007 ein noch kleinerer Stecker vorgestellt. Dieser ermöglicht so eine besonders kompakte Bauform. Die Micro-USB-Spezifikation kann USB On-The-Go unterstützen, was Verkabelung und Kommunikation auch ohne PC als Host ermöglicht. 10 Verschiedene USB-Stecker; von links nach rechts: Typ A, Typ B, Typ Mini-B 5-polig (Standard), Typ Miniatur-B 4- polig (Mitsumi), Typ Miniatur-B 4-polig (Aiptek)

11 Pin Name Farbe Beschreibung 1 VCC Rot 5V 2 D- Weiss Data - 3 D+ Grün Data + 4 GND Schwarz Masse Pin Name Farbe Beschreibung 1 VCC Rot 5V 2 D- Weiss Data - 3 D+ Grün Data + 4 ID keine Erlaubt Unterscheidung von Micro-A- und Micro-B- Stecker Typ A: Masse (OTG-Gerät arbeitet als Host) Typ B: nicht verbunden (OTG-Gerät arbeitet als Peripherie) 5 GND Schwarz Masse USB-Kabel In einem USB-Kabel werden vier Adern benötigt. Zwei Adern übertragen dabei die Daten, die anderen beiden Adern versorgen das angeschlossene Gerät mit einer Spannung von 5V. Der USB-Spezifikation entsprechende Geräte dürfen bis zu 100mA oder 500mA aus dem USB beziehen, abhängig davon wie viel der Port liefern kann an den sie angeschlossen werden. Die Kabel müssen je nach Geschwindigkeit unterschiedlich abgeschirmt werden. Kabel, die lediglich der Spezifikation low speed entsprechen, dürfen über keinen B-Stecker verfügen. Der Grund dafür ist, dass die geringe Abschirmung des 11

12 Kabels zu Problemen bei Geräten mit höheren Geschwindigkeiten führen kann. Die Länge eines Kabels vom Hub zum Gerät ist auf fünf Meter begrenzt. Low-Speed-Kabel werden von der Spezifikation auf drei Meter beschränkt. Kabel für Highspeed-Geräte können deshalb länger sein, da sie eine Schirmung besitzten. Längere Strecken kann man überwinden, indem USB-Hubs dazwischen geschaltet werden. USB-Hubs Ein USB-Hub ist ein USB-Gerät, das das USB-Signal an mehrere Ports verteilt. Handelsüblich sind USB-Hubs mit bis zu sieben Downstream-Ports, vereinzelt sind aber inzwischen auch Hubs mit bis zu 28 Ports zu finden. Hubs können ihren Strom aus dem Bus selbst beziehen (als Bus-Powered oder passiver Hub bezeichnet) oder über eine eigene Stromversorgung verfügen (als Self-Powered oder aktiver Hub bezeichnet). Die meisten Self-Powered-Hubs werden über ein Steckernetzteil mit Strom versorgt. Manche Monitore haben auch einen USB-Hub eingebaut, der über die Stromversorgung des Monitors mitgespeist wird. Self-Powered-Hubs haben den Vorteil, dass jedes an sie angeschlossene Gerät bis zu 500 ma Strom beziehen kann. Bei Bus-Powered- Hubs dürfen der Hub und alle an ihn angeschlossenen Geräte gemeinsam maximal 500 ma beziehen. Hybride Self- und Bus-Powered-Hubs sind möglich der Hub ist dann Self- Powered, wenn ein Netzteil an ihn angeschlossen ist, ansonsten Bus-Powered. Bei der Verschachtelung von Hubs werden die Grenzen durch die maximal 127 möglichen USB-Geräte pro root-hub und durch die Signallaufzeit festgelegt jeder Hub erhöht die Laufzeit, die Verschachtelungstiefe ist auf maximal fünf (Hub-)Ebenen unterhalb des Hostcontrollers beziehungsweise des Root-Hub begrenzt. Die maximale Distanz zwischen zwei mit USB verbundenen Geräten liegt wegen der Beschränkung von 5 m pro USB-Kabel bei 30 m sechs 4-Port-USB-Hub mit eigener Stromversorgung (self powered) Kabel mit je fünf Meter Länge und dazwischen fünf Hubs. Bei integrierten Bausteinen für USB-Hubs dominiert die Ausstattung mit 4 Ports (das gilt insbesondere für Bausteine in eher preisgünstigen Hubs). Wird eine größere Anzahl von USB-Anschlüssen benötigt, können mehrere Bausteine kaskadiert werden. Infolgedessen belegt ein solcher Hub mehrere USB-Adressen und ist gleichbedeutend mit mindestens zwei hintereinander geschalteten Hubs. Kurioses Inzwischen sind auch ausgefallene Geräte auf den Markt gekommen, wie beispielsweise USB-Heizplatten, mit denen etwa eine Kaffeetasse über die USB-Schnittstelle warmgehalten werden kann. Eine weitere Erfindung ist ein USB-Raketenwerfer, der auf Befehl kleine Schaumstoffraketen abfeuert. Daneben gibt es auch Hardware, wie USB-Lampen für Notebooks, um die Tastatur zu beleuchten, USB-Tastatur-Staubsauger, USB-Ventilatoren, 12

13 USB-Weihnachtsbäume oder beheizbare USB-Handschuhe und USB-Pantoffeln. Des Weiteren ist ein Trend zu beobachten, USB als standardisierte Spannungsquelle einzusetzen. Namhafte Mobiltelefonhersteller haben sich darauf geeinigt, Micro-USB als Standard-Gerätebuchse für den Ladekontakt einzusetzen. Dead Drops Dead Drops ist ein anonymes, offline Peerto-Peer File-sharing Netzwerk im öffentlichen Raum. USB-Sticks werden in Wänden, Häusern oder Steinen so eingebaut, dass sie für jeden zugänglich sind. So kann jeder seinen Laptop anschliessen und Daten kopieren, speichern und löschen. Auf jedem Stick wird eine readme.txt Datei abgelegt, welche das Projekt erklärt. Das Projekt wurde von dem Berliner Medienkünstler Aram Bartholl im Jahr 2010 ins Leben gerufen und findet seit dem Anklang auf der ganzen Welt. Auf der Internetseite deaddrops.com findet man eine Weltkarte mit allen vorhandenen Dead Drops. Es gibt genaue Informationen zum Ort, zur Speichergrösse des Sticks, zum Namen und zum Datum der Instandsetzung. Jeder kann einen neuen Dead Drop installieren und diesen auf dem oben genannten Link anmelden. Weltweit gibt es bereits 1171 Dead Drops die zusammen eine Speicherkapazität von 6109GB aufweisen (Stand , 14:02). Es werden laufen neue Dead Drops an Öffentlichen Plätzen eingebaut. Quellen (Stand ) USB Specification 13