thumb|Symbol USB thumb|Diagram konektorov USB typ A a B alt=|náhľad|Diagram konektoru typ C
thumb|Konektor USB typ A thumb|rôzne typy USB konektorov zľava doprava• mikro (ang. micro) USB • mini USB • B-typ• A-typ samica • A-typ samec • (chýba C-typ)
Univerzálna sériová zbernica (angl. Universal Serial Bus – USB) je štandard sériovej zbernice určenej najmä na pripojenie periférií k počítaču.
Určenie Nahrádza skôr používané spôsoby pripojenia (sériový a paralelný port, PS/2, GamePort a pod.) pre bežné druhy periférií – tlačiarne, myši, klávesnice, joysticky, fotoaparáty, modemy atď., ale aj pre prenos dát z USB flash, videokamier a pamäťových kariet, MP3 prehrávačov, externých diskov a externých napaľovacích mechaník.
Pôvodne bol USB navrhnutý pre počítače, ale jeho popularita spôsobila, že dnes je tiež bežnou súčasťou aj video hracích konzol, PDA zariadení, prenosných DVD a média prehrávačov, mobilných telefónov, ale aj zariadení ako sú televízory, domáce stereo zariadenia, autorádiá a pod..
História USB vzniklo za spolupráce firiem Hewlett-Packard, Intel, Lucent, NEC, Microsoft a Philips. Jeho dizajn je štandardizovaný spoločnosťou USB Implementers Forum (USB-IF), ktorej členmi sú práve všetky menované spoločnosti. USB vzniklo ako alternatíva pomalých sériových a paralelných portov a prinieslo vyššiu prenosovú rýchlosť a kompatibilitu.
Hlavným zámerom vyvinutia USB bolo práve zbaviť sa všetkých predtým používaných sériových a paralelných portov, pretože neboli dostatočne štandardizované a vyžadovali množstvo ovládačov.
USB bolo navrhnuté tak, aby periférie mohli byť pripojené Plug and Play (počítačová technológia umožňujúca jednoduchšie rozpoznávanie hardvéru, umožňuje operačným systémom správne zistiť, aký hardvér je v počítači, na základe čoho môže automaticky k tomuto hardvéru nainštalovať či spustiť príslušné ovládače), bez potreby reštartovania či vypnutia počítača pri pripájaní či odpájaní.
Prvá lastovička – verzia 0.7 vyšla v novembri 1994. V januári 1996 vyšlo USB verzia 1.0 s maximálnou prenosovou rýchlosťou 12 Mbitov za sekundu. Revízia 1.1 vydaná v septembri 1998 napravila niektoré problémy verzie 1.0 spojené hlavne s konektormi.
Napriek tomu, že USB existovalo, nestretlo sa v počiatočných štyroch rokoch existencie s väčším záujmom výrobcov a užívateľov. K skutočnému širokému využívania významnou mierou prispel v roku 1998 počítač Apple iMac. Tento farebný polopriehľadný počítač bol vybavený iba portami USB a podnietil výrobcov k zvýšenému záujmu o výrobu USB periférií a príslušenstva. Počítačov iMac sa predalo niekoľko miliónov kusov a mimo rozšírenia USB tieto počítače tiež znamenali návrat Apple na stoly bežných spotrebiteľov.
Dlho očakávaný nástupca USB 2.0 s novými výhodami prišiel v apríli 2000. USB-IF ho štandardizovalo na konci roku 2001. Oproti staršej verzii má badateľné zrýchlenie (40-násobné), pričom kompatibilita s USB 1.0 zostala zachovaná. To umožnilo USB preniknúť aj do oblastí, ktoré boli dovtedy z dôvodu nedostatočnej prenosovej rýchlosti pre neho uzavreté a kde dovtedy panovalo IEEE 1394 FireWire. Rýchlosť je 480 Mbps nazývaná tiež Hi-Speed.
Všetky zariadenia podporujúce nejakú verziu USB sú vždy kompatibilné aj s jeho predchádzajúcimi verziami (tzv. spätná kompatibilita).
Ďalej sú dostupné aj menšie USB prípojky nazývané Mini-A a Mini-B špecifikované ako On-The-Go doplnok k USB 2.0 a momentálne sú vo verzii 1.2. USB-IF taktiež oznámilo 3. januára 2007 ďalšiu menšiu verziu Micro-USB. Tieto verzie sa využívajú hlavne v mobilných telefónoch.
USB4 USB4 je najnovší protokol, ktorý určuje, ako sa prenášajú dáta a video cez port USB (výhradne s konektormi USB-C). USB4 bolo predstavené v roku 2019 a je založené na technológii Thunderbolt 3, ktorú vyvinuli Intel a Apple v roku 2011. USB4 umožňuje rýchlosť prenosu dát až do 40 Gbit/s a novšia verzia 2.0 až do 80 Gbit/s. Vďaka dynamickej alokácii dokáže efektívne riadiť šírku pásma a uprednostniť dáta alebo video podľa potreby. Napríklad, ak nie je pripojený žiadny monitor, všetka šírka pásma sa použije na prenos dát. Plne podporuje staršie štandardy USB, ako sú USB 3.2 a USB 2.0, hoci s obmedzením na ich maximálnu rýchlosť. Vďaka implementácia špecifikácie USB Power Delivery (USB PD), umožňuje napájanie a nabíjanie (výkonom 100 W a až 240 W v novšej verzii USB PD 3.1.) Hoci USB4 komunikuje cez USB-C konektor, nie je plne kompatibilný so štandardmi USB 3.2 Gen2×2 a staršími. Thunderbolt 3, ako protokol na prepojenie viacerých zariadení (najmä zariadení Apple a monitoru) od verzii 3 používa namiesto konektora DisplayPort konektor USB-C označený bleskom. Thunderbolt 3 dosahuje v spojení so správnym káblom priepustnosť 40 Gb/s, a teda rovnakú rýchlosť ako USB4. Vďaka tomu ho možno použiť nielen na superrýchly prenos dát, ale aj na grafický výstup až v 4K pri frekvencii 60 Hz alebo na napájanie notebookov. Začiatkom roka 2020 už bol predstavený aj jeho nástupca Thunderbolt 4. Už pri uvedení prvých zariadení s USB4 mali tieto fungovať tak ako v prípade Apple a Thunderbolt, že pomocou jedného kábla môže byť zariadenie napájané a zároveň byť prenášané video napríklad ako medzi notebookom a externým monitorom. Nie vždy USB4 fungovalo úplne ako Thunderbolt 3. Zavedením štandardu Thunderbolt 4 s vyšším výkonom, ktorý zaručuje minimálnu rýchlosť prenosu dát 40 Gb/s, podporuje dva 4K alebo jeden 8K displeje a zahŕňa špeciálne funkcie, ako je reťazové zapojenie monitorov. USB4 je všestrannejší štandard, ktorý ponúka podobnú maximálnu rýchlosť 40 Gb/s, ale môže mať pomalšie minimálne špecifikácie, variabilný výkon (20 Gb/s až 40 Gb/s) a menej povinných funkcií, ako je napríklad reťazové zapojenie. Thunderbolt 4 je v podstate „certifikovaná“ verzia USB4 so zaručeným špičkovým výkonom.
Stručná špecifikácia Topológia náhľad|USB kľúč typu USB 3.0., teda s modrým plastom vo vnútri. USB systém má asymetrický design pozostávajúci z hostiteľského kontroléra a viacerých zariadení spojených v uzavretom cykle. Do cyklu môžu byť zapojené prídavné rozbočovače (), pričom môžu tvoriť až 5-úrovňové stromy na jeden kontrolér. Vďaka kapacite cyklu sa kedysi počítalo s tým, že sa bude toto stromovanie používať a teda že počítač nemusí mať veľa USB portov. Preto staršie počítače majú len jeden alebo dva porty. Ale z ekonomických a technických dôvodov sa cyklenie nikdy nerozšírilo a nové počítače sú vyrábané s väčším počtom USB portov (vyvedených buď z interného rozbočovača, alebo počítač obsahuje viacero USB kontrolérov, ale dnes najčastejšie ide o kombináciu oboch prípadov).
Komunikačná rýchlosť náhľad|USB SuperSpeed logo - označenie napríklad zásuviek v notebooku určených pre dátovú rýchlosť USB 3.x. (V tomto prípade pre rýchlosť 5 Gbit/s, čo zodpovedá USB 3.0 alebo podľa súčasného značenia USB 3.2 Gen 1) USB Implementers Forum (USB-IF), ktoré je zodpovedné za vývoj ale aj za označovanie USB viackrát v minulosti menilo číslovanie verzií USB (napríklad v súčasnosti, v roku 2019, už nie je verzia USB 3.0) a stane sa tak pravdepodobne aj zavedením nového štandardu USB4, preto pre identifikáciu verzie USB je rozhodujúca maximálna dátová rýchlosť udávaná v Mbit/s. Plast v konektore verzií 3.0 a vyšších je zafarbený na modro. Tieto verzie USB 3.x môžu byť namiesto alebo súčasne s modrým plastom označené aj logom USB SuperSpeed (SS trojzubec) 45x45bod . Takto bývaj označené napríklad USB zásuvky v notebooku. Verzie USB 3.x sú kompatibilné s predchádzajúcimi (USB 2 a pod.) avšak pre dosiahnutie rýchlosti SuperSpeed (pozri dole Prehľad aktuálneho platného značenia verzií 3.x v tabuľke) treba spojenie konektora a zásuvky určených pre spoločnú dátovú rýchlosť.
V súčasnosti (od 2019) platné značenie verzií USB
USB 1.0 (1.5 Mbit/s) USB 1.1 (12 Mbit/s) USB 2.0 (480 Mbit/s ) USB 3.0. Gen 1 (5 Gbit/s)
USB 3.1. Gen 2 (10 Gbit/s)
USB 3.2. Gen 2x2 (20 Gbit/s) (len s konektormi USB-C)
Historický vývoj značenia
Low Speed (revízia 1.): rýchlosť 1.5 Mbit/s, ktoré sa najviac využívala na tzv. Human Interface Devices ako sú klávesnice, myši a joysticky, Full Speed (revízia 1.1): rýchlosť 12 Mbit/s, ktorá bola najrýchlejšia pred uvedením USB 2.0, ale označenie Full Speed môže byť zavádzajúce, pretože najvyššiu rýchlosť dostupnú v súčasnosti majú len pripojenia označené ako Hi Speed, High Speed (revízia 2.): rýchlosť 480 Mbit/s (60 MB/s). Super Speed (revízia 3.1. Generation 1, predtým USB 3.0): rýchlosť 5 Gbit/s (625 MB/s). Super Speed (revízia 3.1. Generation 2, predtým Super Speed +): rýchlosť 10 Gbit/s (1 250 MB/s).
Super Speed (revízia 3.2. Generation 1, predtým Super Speed): rýchlosť 5 Gbit/s
Super Speed 10 Gbps (revízia 3.2. Generation 2, predtým Super Speed +): rýchlosť 10 Gbit/s
Super Speed 20 Gbps (revízia 3.2. Generation 2x2): rýchlosť 20 Gbit/s - označenie „2x2“ symbolizuje zdvojenie liniek, vďaka čomu sa rýchlosť zdvojnásobí z 10 Gb/s na 20 Gb/s.
Marketingové značenie USB-IF je združenie výrobcov a preto majú nové verzie štandardu USB marketingovo lákavé názvy aj keď principiálne vlastnosti sú podobné ako v predchádzajúcej verzii. Mylne, ale veľmi často, sa označuje rýchlosť Full Speed ako USB 1.1 a rýchlosť High Speed ako USB 2.0. Korene tohto omylu sú vo fakte, že rýchlosť High Speed bola zavedená až v špecifikácii verzie 2.0 (ale špecifikácia verzie 2.0 samozrejme definuje aj rýchlosť Full Speed). Tento omyl je často marketingovo zneužitý, keď – fakticky správnym – tvrdením podporuje USB 2.0 sa vyvoláva dojem, že ide o zariadenie komunikujúce rýchlosťou High Speed, aj keď v skutočnosti ide len o rýchlosť Full Speed. USB 3.0 dosahuje cca desaťnásobnú rýchlosť oproti USB 2.0.
Prehľad aktuálneho platného značenia verzií 3.x v tabuľke Počnúc štandardom USB 3.2 predstavil USB-IF novú schému pomenovania. USB-IF odporučila označiť režimy prenosu 5, 10 a 20 Gbit/s ako SuperSpeed USB 5Gbps, SuperSpeed USB 10Gbps a SuperSpeed USB 20Gbps, v uvedenom poradí, teda: ŠpecifikáciaOznačeniePredchádzajúce označenieUSB-IF pomenovanie (branding)Dátová rýchlosť
(Data rate)Transfer speedLogoUSB 3.0USB 3.2 Gen 1USB 3.1 Gen 1SuperSpeed USB 5Gbps625 MB/s50x50bodUSB 3.1USB 3.2 Gen 2USB 3.1 Gen 2SuperSpeed USB 10Gbps1,25 GB/s50x50bodUSB 3.2USB 3.2 Gen 2 × 2neexistujeSuperSpeed USB 20Gbps2,50 GB/s50x50bod
Transfer speed Microsoft vo svojom Windows (file) Exploreri (Prieskumníku) uvádza rýchlosť kopírovania (prenosu) súborov nie ako bitovú rýchlosť (v bitoch za sekundu) ale v bytoch za sekundu, prakticky najčastejšie v MB/s. Takto (ako transfer speed) je uvedená aj v predchádzajúcej tabuľke s prepočtom 1 Mbps = 0,125 MB/s alebo 8 Mbps = 1 MB/s, pretože 8 bitov je 1 byte (B). USBDátová rýchlosť (Mbps)Transfer speed (MB/s)10,12581USB 1.1 (12 Mbit/s)121,5USB 2.0 (480 Mbit/s )48060USB 3.2. Gen 1 (predtým Super Speed (revízia 3.1. Generation 1, predtým USB 3.0) (5 Gbit/s)5000625USB 3.2. Gen 2 (predtým revízia 3.1. Generation 2, predtým Super Speed +) (10 Gbit/s)100001250USB 3.2. Gen 2x2 (20 Gbit/s) 200002500
Káble, konektory, napájanie Existujú tieto veľkosti a typy konektorov: štandard, mini a micro, typy “A’, “B”, "C" a “AB” a ich protikusy.
Typy konektorov boli pridané postupne s vývojom nových USB špecifikácií. Pôvodné (štandard) boli typy A a B série originálnej USB špecifikácie v dvoch prevedeniach ako prípojka = samec (ang. connector) a zásuvka = samica alebo receptor ang. receptacle. Pri USB 2.0 boli pridané Mini-B prípojka a receptor, pri On-The-Go Mini-A a Mini-AB.
USB-IF potom špecifikovala konektor typu Micro-USB (u nás označované aj ako mikro USB alebo mikro-USB). Štandard Micro-USB pre konektory USB prepojenia definuje menšie veľkosti konektorov praktickejšie u čoraz menších zariadení akými sú mobilné telefóny, PDA a digitálne fotoaparáty. Prenosovým protokolom je štandardné USB s bežnými rýchlosťami.