1. VBUS (Strom): Dieses Kabel überträgt Strom vom USB-Host zum angeschlossenen Gerät. Der Spannungspegel an diesem Kabel beträgt normalerweise +5 Volt und versorgt die internen Schaltkreise des Geräts mit Strom.
2. D+ (Data Plus): Diese Leitung dient der differenziellen Datenübertragung. Es überträgt Datensignale vom Host zum Gerät oder umgekehrt. Die differenzielle Signalisierungsmethode ermöglicht eine zuverlässige Datenübertragung durch den Vergleich der Spannungspegel der D+- und D--Leitungen zur Bestimmung der Datenbits.
3. D- (Daten minus): Diese Leitung dient der differenziellen Datenübertragung. Es ergänzt die D+-Leitung und die über diese beiden Leitungen übertragenen Datensignale werden zusammen verwendet, um die eigentlichen übertragenen Daten zu bilden.
4. Masse (GND): Dieses Kabel stellt eine gemeinsame Erdungsverbindung zwischen dem Host und dem Gerät her. Dadurch wird sichergestellt, dass beide Geräte denselben elektrischen Bezugspunkt haben, was für eine ordnungsgemäße elektrische Kommunikation unerlässlich ist.
Wenn Sie ein USB-Gerät an einen Computer anschließen, läuft der folgende Vorgang ab:
1. Machtverhandlungen: Das USB-Gerät bezieht zunächst Strom vom USB-Host über das VBUS-Kabel. Der Host erkennt diesen Stromverbrauch und bestimmt die vom Gerät benötigte Strommenge.
2. Geräteaufzählung: Anschließend beginnt der Host mit der Geräteaufzählung, um das angeschlossene Gerät zu identifizieren und zu erkennen. Dabei werden Steuerungs- und Konfigurationsnachrichten zwischen dem Host und dem Gerät über die D+- und D--Leitungen ausgetauscht.
3. Datenübertragung: Sobald das Gerät erfolgreich aufgelistet und konfiguriert wurde, kann die Datenübertragung beginnen. Daten werden zwischen dem Host und dem Gerät über die D+- und D--Kabel gemäß dem USB-Kommunikationsprotokoll gesendet und empfangen.
4. USB-Bus-Verwaltung: Die USB-Verbindung wird vom USB-Host verwaltet, der Bandbreite, Strom und Datenfluss zwischen mehreren angeschlossenen Geräten steuert und zuweist.
Es ist wichtig zu beachten, dass es verschiedene Arten von USB-Kabeln gibt, wobei jeder Typ unterschiedliche Datenübertragungsraten und Stromversorgungsmöglichkeiten unterstützt. Zu den gängigen USB-Kabeltypen gehören USB 2.0 (Geschwindigkeiten bis zu 480 Mbit/s), USB 3.0 (Geschwindigkeiten bis zu 5 Gbit/s) und der neueste USB-Typ-C-Anschluss mit vielfältigen Daten- und Stromversorgungsmöglichkeiten.
Insgesamt erleichtern USB-Kabel die Kommunikation und den Stromaustausch zwischen Geräten und USB-Hosts und ermöglichen den Anschluss einer Vielzahl von USB-Peripheriegeräten, von externen Speicherlaufwerken über Tastaturen, Drucker und Smartphones bis hin zu Computern und anderen Geräten.