USB (Universal Serial Bus)

USB (Universal Serial Bus) on laajalti käytetty liitäntästandardi, joka mahdollistaa tietokoneiden ja oheislaitteiden, kuten näppäimistöjen, hiirten ja älypuhelinten, yhdistämisen ja lataamisen.

USB:n alkuperäinen tarkoitus oli ratkaista vanhempien väylätyyppien, kuten sarja- ja rinnakkaisporttien, rajoituksia. USB-yhteydet perustuvat isäntä-asiakas-arkkitehtuuriin, jossa isäntä hallitsee yhteyksiä oheislaitteisiin.

Vaikka USB:stä on tullut keskeinen protokolla erilaisten laitteiden liittämisessä toisiinsa, käyttäjien tulee ymmärtää eri versioiden ja liitäntöjen erot halutun käyttäjäkokemuksen saavuttaamiseksi.

Mikä on USB (Universal Serial Bus)?

USB (Universal serial bus) on plug-and-play -liitäntästandardi, joka mahdollistaa tietokoneiden ja oheislaitteiden kytkemisen toisiinsa, tietojen siirtämisen ja virran jakamisen sekä laitteiden lataamisen.

Tietotekniikassa väylä on tiedonsiirtojärjestelmän osa, jonka kautta dataa siirretään. Väylän valinta riippuu käyttötarkoituksesta, nopeuteen liittyvistä vaatimuksista ja laitteiden teknologiasta.

USB kehitettiin useiden teknologian toimittajien yhteistyönä ratkaisemaan vanhempien väylien, kuten sarjaportin ja rinnakkaisportin, rajoituksia.

Miten USB toimii?

USB-yhteydet perustuvat isäntä-asiakas-arkkitehtuuriin. Isäntä, joka on tyypillisesti henkilökohtainen tietokone, vastaa ensisijaisesti USB-väylän yhteyden hallinnoimisesta.

Kun liität USB-oheislaitteen isäntään, sen käyttöjärjestelmä tunnistaa oheislaitteen laiteohjelmiston ja tarvittaessa lataa laitteen ajurit, joita tarvitaan datan siirrossa.

Jotta tiedostojen siirto olisi tehokasta ja luotettavaa, USB-kaapelit käyttävät differential signaling -tekniikkaa ja protokollapinoa.

USB-kaapelit voivat myös tarjota sähkövirtaa väylään liitetyille laitteille, jolloin esimerkiksi älypuhelinta voi ladata sitä kautta. Virran määrä riippuu käytettävästä USB-versiosta ja oheislaitteen vaatimuksista.

USB-tyypit

Erilaisilla USB-versioilla voi olla erilaisia fyysisiä liittimiä. Jokainen USB-tyyppi tukee erilaisia tiedonsiirtonopeuksia ja ominaisuuksia. Uusien liitintyyppien esittely usein liittyy myös uusien USB-ominaisuuksien julkistamiseen.

Vaikka vanhemmat USB-versiot, jotka käyttävät A- tai B -tyypin liitäntöjä, ovat yhä laajalti käytössä, USB-C-liittimestä on tulossa yleinen standardi tulevaisuudessa.

USB-C – tärkeimmät ominaisuudet

Euroopan unioni on säätänyt USB-C pakolliseksi latausportiksi kulutuselektroniikassa. Tämä on kiihdyttänyt USB-C käyttöönottoa nopeasti, sillä tulevaisuudessa laitteiden on tuettava sitä Euroopan alueella.

USB-C:n tärkeimpiä ominaisuuksia ovat standardoidut liittimet ja rajapinnat, tuki useille datan siirtonopeuksille, plug-and-play-toiminnallisuus, yhteensopivuus taaksepäin ja tuki USB-lataukselle.

USB PD mahdollistaa laitteiden välittää tietoja sähkövirran tarpeeseen liittyen. Sen avulla voidaan syöttää latureista ulos jopa 100 wattia virtaa USB-C-liitännän kautta.

USB – siirtonopeudet

USB:n siirtonopeudet vaihtelevat version mukaan. Uudemmat USB-versiot tarjoavat huomattavasti nopeammat tiedon, äänen ja videon siirtonopeudet kuin vanhemmat versiot.

USB 1.0 vs. USB 2.0 vs. USB 3.0 ja USB4

USB 1.0 maksiminopeus oli vain 12 Mbps, minkä takia sitä käytettiin pääasiassa näppäimistöjen ja hiirten liittämiseen tietokoneisiin.

USB 2.0 kasvatti tiedonsiirtonopeuden 480 Mbps, mikä mahdollisti ulkoisten tallennuslaitteiden ja tulostimien käyttämisen.

USB 3.0 paransi huomattavasti tiedonsiirtonopeuksia, minkä lisäksi USB4 tarjoaa nopeuksia jopa 40 Gbps asti.

USB ja haittaohjelmat

Vuonna 2000 julkaistiin ensimmäiset USB-muistitikut kuluttajamarkkinoille. Vaikka nämä kätevät kannettavat tallennuslaitteet nopeuttivat USB-standardin yleistymistä, ne edesauttoivat myös verkkorikollisia, jotka kehittivät uudenlaisen USB Drop Attack -hyökkäyksen.

Siinä hakkeri jättää haittaohjelmalla saastuneen USB-muistitikun julkiseen paikkaan. Kun pahaa-aavistamaton uhri löytää muistitikun ja liittää sen tietokoneeseensa, haittaohjelma suoritetaan automaattisesti. Se taas mahdollistaa hyökkääjälle arkaluontoisten tietojen poistamisen tai tietokoneen saastuttamisen siten, että se toimii alustana uusille hyökkäyksille.

Windowsin ja Macin virusohjelmistot, joissa on reaaliaikainen virusten tarkistus, pystyvät aktiivisesti seuraamaan mahdollisia haitallisia toimintoja heti, kun USB-laite liitetään tietokoneeseen. Näin ne voivat tarjoa ylimääräisen suojakerroksen käyttäjille.

USB – hyvät ja huonot puolet

USB:stä on tullut standardi ja oletusväylä laajalle valikoimalle erilaisia oheislaitteita.

On kuitenkin tärkeä huomata, että USB hot-swappable-liitännät voivat vaurioitua, jos pistokkeita käsitellään huolimattomasti. Kun USB-kaapeleita ja -liittimiä käsitellään väärin tai ne liitetään väkisin, se johtaa helposti rikkinäisiin liittimiin, löysiin liitoksiin ja pahimmassa tapauksessa jopa tietojen menetykseen.

Yhteenveto

USB tarkoittaa sekä fyysisiä liittimiä että tietoliikenneprotokollaa, jotka mahdollistavat digitaalisten laitteiden liittämisen, keskustelemisen ja virran jakamisen keskenään.

USB tarjoaa yleisen, kätevän ja monipuolisen liitäntärajapinnan. Lisäksi standardi kehittyy koko ajan, joten uusia ominaisuuksia tullaan näkemään tasaisin väliajoin. Käyttäjien tulee olla tarkkana eri versioiden kanssa, sillä jokainen iteraatio vaatii oikeanlaisia laitteita ja johtoja toimiakseen optimaalisella tavalla.

Usein kysytyt kysymykset