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USB
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Allgemeines
Univesal Serial Bus Intel Industriestandard Schnittstelle an Geräten für Peripherie-Geräte Vereinheitlichung diverser serieller Anschlüsse Verschiedenste Einsatzgebiete
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Mechanischer Aufbau
Stecker-Buchse-Prinzip Nur eine Position des Steckers in Buchse möglich Verschiedene Typen je nach Anwendungsgebiet Standard zum Anschluss an PC:
Buchse(n) vom Typ A
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Verkabelungsprinzip
US
B-H
ost-
Con
trolle
r
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Stromversorgung
Standardstecker
Pin Name Beschreibung
1 VCC +5 V ±5 %
2 D- Data -
3 D+ Data +
4 GND Masse
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Stromversorgung
Mini-Stecker
Pin Name Beschreibung
1 VCC +5 V ±5 %
2 D- Data -
3 D+ Data +
4 IDTyp A: Masse,
Typ B: keine Belegung
5 GND Masse
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Signalübertragung
Series1
-1
0
1
Series1
-1
0
1
L1
L2
Series1
-2
-1
0
1
2
GES
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Der USB-Host-Controller
Steuert Kommunikation zwischen Geräten Kommunikation durch Polling
Anfrage vom Controller
Senden der Daten vom Gerät
Besteht im Normalfall aus mehreren Controllern
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Der USB-Host-ControllerAnmeldevorgang
Reset, beide Datenleitungen auf Massepotential Gerät bekommt Adresse 0
Zuweisung einer eindeutigen Adresse durch Host-Controller
Initial-Poll Hersteller- und Produkt-ID
Alternative Konfigurationen + Geräteklasse
Control-Transfer-Modus, beidseitige Kontrolle der Daten
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Der USB-Host-ControllerAnmeldevorgang
Konfiguration kann mehrere Schnittstellen besitzen Schnittstelle kann mehrere Endpunkte besitzen Unterschiedlicher Strombedarf Unterschiedliche Datenraten über “Alternate Settings“
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Endpunkt-Betriebsmodi
Endpunkte == Unteradressen USB SIE (Serial Interface Engine) Unabhängige Datenströme 1 Endpunkt (Adresse 0) für Erkennung Maximal 31 Endpunkte pro Gerät
15 In- und Out
1 für Erkennung
Bei Low-Speed Geräten: Max 3 Endpunkte
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Endpunkt-Betriebsmodi
Bei Low-Speed Geräten: Max 3 Endpunkte
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Standards
USB 1.0 nur auf dem Papier, nie im Handel
USB 1.1 Low-Speed ( 1,5 Mbit/s = 187,5 kByte/s ) Full-Speed ( 12 Mbit/s = 1,5 MByte/s )
USB 2.0 Hi-Speed ( 480 Mbit/s = 60 MByte/s)
USB 3.0 SuperSpeed ( 5 Gbit/s = 625 MByte/s )
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Überblick USB 1.1 Low
Speed USB 1.1 Full SpeedUSB 2.0 Full Speed FireWire
Übertragungsrate 1,5 MBit/sec 12 MBit/sec 480 MBit/sec 400 MBit/sec
Endgeräte 2 31 127 63
Kabelläng zwischen Geräten 1 m 1 m 5 m 4,50 m
Maximale Kabellänge 30 m 72 m
PC notwendig Ja Ja Ja Nein
Plug & Play bedingt Ja Ja Ja
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0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
1.5 12
480
5000
USB-Bruttodatenübertragungsraten
Low Speed Full Speed Hi-Speed SuperSpeed
Mbit/S
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Perspektiven
USB 3.1 Developers Days, Singapore
19-20 November 2014
10 Gbit/s USB Verbindungstyp C
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Perspektiven
WUSB (Wireless Universel Serial Bus Drahtlose Übertragung von Daten
Angepeilt 480Mb/s auf 3 Meter
110Mb/s auf10 Meter
Eventuell native Implementation, nicht über Transmitter/Empfänger
Alternativen NAS
Jede andere Art von Speicher im Netzwerk/auf Servern
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Allgemeines
Industriestandard 1990, Bluetooth Special Interest Group (SIG) Datenübertragung durch Funktechnik Ersetzen von Kabelverbindungen Name:
Dänischer König Harald Blauzahn
Vereinte verfeindete Teile Dänemarks
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Allgemeines
Frequence Hopping / Spread Spectrum (Freuquenzsprungverfahren)
Verringert Störungen
79 Stufen, je 1 MHz Abstand
Bis zu 1600 Mal / Sekunde
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Verkabelungsprinzip
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Verbindungsaufbau
Passiver Modus
Inquisitionsphase : Entdecken von Zugangsknoten
Synchronisierung mit dem Zugangsknoten (paging)
Entdeckung der Dienste des Zugangsknotens
Aufbau eines Kanals mit dem Zugangspunkt
Paarung mittels PIN-Code (Sicherheitscode)
Benützung des Netzwerks
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Übertragungsgeschwindigkeiten
1.0, 1.0B, 1.1 (Juli 1999, Februar 2001) 732,2 kbit/s, vergleichbar mit DSL-Anschluss (1st Gen.)
1.2 (November 2003) 1 Mbit/s
2.0 + EDR und 2.1 + EDR (November 2004) EDR == Enhanced Data Rate
3.0 + HS HS == High Speed (24 Mbit/s)
UWB und WiMedia MAC: 480 Mbit/s, jedoch aufgegeben
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Energiesparmodi
HOLD-Modus SNIFF-Modus PARK-Modus Protokollerweiterungen
Bluetooth low energy (ab Version 4.0)
Smart (Ready)
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Sicherheit
Freuquenzsprungverfahren
1. Non-Secure Mode
keine Sicherheitsmechanismen, nur Frequence Hopping
2. Service-Level Enforced Security
dienstspezifisch
3. Link-Level Enforced Security
beim Verbindungsaufbau auf Link Layer
Verschlüsselung optional
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GeräteklassenKlassen Max. Leistung Max. Leistung Reichweite allgemein
Reichweite im Freien
Klasse 1 100 mW 20 dBm ca. 100 m ca. 100 m
Klasse 2 2,5 mW 4 dBm ca. 10 m ca. 50 m
Klasse 3 1 mW 0 dBm ca. 1 m ca. 10 m