USB-Kabel - mit USB schnellen Anschluss finden

Der Universal Serial Bus (USB) ersetzt einige kabelgebundene Schnittstellen, die für den Anschluss von Peripheriegeräten an einen PC früher nötig waren. Über USB können Drucker, Scanner, Maus, Tastatur, Webcam, diverse Speichermedien und andere externe Geräte angeschlossen werden. Der Anschluss ist auch im laufenden Betrieb möglich (Hot-Plugin). Der aktuelle Standard USB 2.0 bietet Datenraten bis 480 MBit/s und ist abwärtskompatibel zum älteren Standard USB 1.1 mit maximal 12 MBit/s. Bis zu 127 Geräte werden logisch von einem USB-Hostcontroller im PC verwaltet. USB-Geräte werden in verschiedene Geräteklassen eingeteilt, für die das Betriebssystem Treiber bereitstellt. Daher ist oft keine zusätzliche Treiberinstallation nötig. Also echtes Plug'n'Play. Mit Unterstützung der "On The Go"-Spezifikation (OTG) ist eine direkte Kopplung zweier USB-Geräte mit reduzierter Funktionalität auch ohne USB-Hostcontroller möglich.

Geschwindigkeitsstufen bei USB

Je nach angeschlossenem Gerät stellt der USB-Hostcontroller oder der OTG-Master die USB-Verbindung auf verschiedene Datenraten und Abfrageintervalle ein. So ist beim Betrieb von Eingabegeräten eine regelmäßige Abfrage bei niedriger Datenrate sinnvoll, bei Dateitransfers dagegen eine möglichst hohe Datenrate.

• "low speed" bis 100 kBit/s für Keyboard, Maus etc.
• "full speed" bis 12 MBit/s für Audio, Video (komprimiert)
• "high speed" bis 480 MBit/s für Video und schnellen Datentransfer

Stromversorgung über USB

Neben der Datenübertragung kann ein Gerät über USB auch mit Betriebsstrom versorgt werden. Über 2 Adern werden 5 Volt mit bis zu 500 mA bereitgestellt. Es können also Geräte mit einer maximalen Leistungsaufnahme von 2,5 Watt gespeist werden. Viele Kleingeräte, aber auch externe Festplatten und Scanner können somit ohne zusätzliches Netzteil betrieben werden. Häufig nutzen akkubetriebene Kleingeräte wie Handy und MP3-Player den Strom zusätzlich zum Laden der Akkus. Mit so genannten Y-Kabeln kann die maximale Leistungsaufnahme auf 5 Watt verdoppelt werden, indem ein zweiter USB-Port am PC als Stromlieferant hinzugenommen wird.

USB-Stecker

Zur Hostseite werden Typ A-Stecker und zur USB-Geräteseite Typ B-Stecker eingesetzt

• USB-Stecker Typ A, flache, rechteckige Form, 4 Kontakte
• USB-Stecker Typ B, fast quadratische Form mit 2 abgeschrägten Ecken, 4 Kontakte
• USB-Stecker Typ Mini A, kleinere flache Form mit Abschrägung, ovales Gehäuse, 5 Kontakte
• USB-Stecker Typ Mini B, kleinere flache Form mit Vertiefung, rechteckiges Gehäuse, 4 bzw. 5 Kontakte

Um Stecker vom Typ Mini A und Mini B an einer universellen Buchse stecken zu können, wurde die USB-Buchse Mini AB standardisiert, in die beide Steckerformen passen. Zur Unterscheidung ob ein Stecker vom Typ A (Host) oder vom Typ B (Slave) gesteckt ist, wird die Impedanz von PIN 4 nach Masse geprüft.

Kabeltypen

• "low speed" nicht verdrillt, nicht abgeschirmt, bis 3 Meter
• "full/high speed" verdrillt, abgeschirmt, Impedanz 90 Ohm, bis 5 Meter

Die mögliche Kabellänge ist zudem abhängig vom Leiterquerschnitt der Stromversorgungs-Adern und schwankt zwischen 0,80 und 5,00 Meter. Um Verbindungen bis 30 Meter über USB herstellen zu können, ist die Verkettung von bis zu 5 USB-Hubs (Verteiler) mit USB-Kabeln a 5 Meter möglich. Bei Verzicht auf eine Stromversorgung des angeschlossenen Gerätes ist auch ein Anschluss mit einem USB-Kabel mit bis zu 30 Metern möglich. Zum Teil sind für längere Strecken spezielle Kabel mit Repeatern erhältlich, die jedoch nicht immer der USB-Spezifikation entsprechen.

Art und Einsatz konfektionierter USB-Kabel

• USB-Stecker Typ A nach USB-Stecker Typ B - für Anschluss normaler USB-Geräte wie Drucker, Scanner etc.
• USB-Stecker Typ A nach USB-Buchse Typ A - für die Verlängerung ungünstig liegender USB-Buchsen
• USB-Stecker Typ A nach USB-Stecker Mini B - für den Anschluss von Kleingeräten
• Kabel mit USB-Stecker Typ A festmontiert am USB-Gerät - z.B. Maus, Keyboard etc.
• 2 USB-Stecker Typ A mit Y-Kabel nach USB-Stecker Mini B - für den Anschluss externer Festplatten mit mehr als 500 mA Stromaufnahme
• USB-Stecker Typ Mini A nach USB-Stecker Typ Mini B - für den Anschluss eines mobilen Gerätes an einen OTG-Host (On The Go) z.B. Digitalkamera an Fotospeicher (OTG-Festplatte)
• USB-Stecker Typ Mini A nach USB-Stecker Typ B - für Anschluss eines OTG-Gerätes an Drucker, Scanner etc.
• Kabel mit USB-Stecker Typ Mini A festmontiert am USB-Gerät
• USB-Stecker Typ A nach herstellerabhängigen Stecker für Datenübertragung und Laden von speziellen Geräten wie Handy, MP3-Player etc.
• USB-Buchse Typ A nach USB-Stecker Typ Mini A als Adapter
• USB-Buchse Typ A nach USB-Buchse Typ Mini A als Adapter

Tipps für die Auswahl

Oft werden vom Hersteller angepasste USB-Kabel für Geräte mit USB-Anschluss angeboten, diese sind daher die sicherste Wahl. In vielen Fällen sind die Anforderungen nicht allzu hoch, so dass auch normale, fertig konfektionierte Kabel genutzt werden können. Ist eine hohe Datenübertragungsrate erforderlich, sollte ein qualitativ hochwertiges und möglichst kurzes Kabel eingesetzt werden. Bei der Versorgung von Geräten ohne eigene Spannungsquelle mit Betriebstrom ist ein kurzes Kabel mit möglichst hohem Leiterquerschnitt erforderlich.