USB 3.0, dessen USB -Geschwindigkeitsmodus als "Superspeed" bezeichnet wird, ist die dritte wichtige Überarbeitung des universellen Serienbus -Standards (USB). Zu den wichtigsten technischen Spezifikationen gehören: Unterstützung für die Full-Duplex-Kommunikation, die Verwendung von Übertragungslisten für die Datenpaketübertragung, einen Stromversorgungsstandard von 900 mA und eine Übertragungsgeschwindigkeit von 5 Gbit / s (Gigabit pro Sekunde). USB 3.0 ist so konzipiert, dass sie mit USB 2.0- und USB 1.1-Versionen kompatibel sind und abgestufte Multi-Level-Leistungsmanagementtechnologie verwendet werden, um verschiedene Stromverwaltungsschemata für verschiedene Geräte zu ermöglichen.
USB 3.0 verwendet eine neue Paket -Routing -Übertragungstechnologie. Die Kabel sind mit 8 internen Leiter ausgelegt. Neben VBUs und GND dienen die verbleibenden 3 Paare alle Datenübertragungsleitungen. Unter diesen werden die D+ und D-Linien für USB 2.0-Kompatibilität beibehalten, während neue SSRX-Leitungen (SuperSpeed-Empfänger) und SSTX (SuperSpeed Sende) speziell für den neuen Standard hinzugefügt werden. Infolgedessen hat USB 3.0 im Vergleich zu USB 2.0 mehrere zusätzliche Kontakte. Der USB 3.0 Standard-A-Anschluss hält die gleichen physikalischen Abmessungen wie frühere Versionen bei. Der Stecker verfügt über eine blaue Farbe (während der USB 2.0 Standard-A-Stecker normalerweise schwarz ist), die internen Kontakte werden jedoch geändert. Die neuen Kontakte sind hinter den vorhandenen 4 Kontakten positioniert und neben den vorhandenen 4 Kontakten positioniert. Die SSC -Technologie (Spread Spectrum Tassing) wird eingeführt, um die Emissionen der elektromagnetischen Interferenzen (EMI) zu verringern.
Die von Intel veröffentlichte Spezifikation "Extensible Host Controller Interface) unterstützt USB 3.0 -Schnittstellen und ist mit USB 2.0 -Schnittstellen rückwärtskompatibel. Windows 8 und nachfolgende Windows -Betriebssysteme umfassen native USB 3.0 -Unterstützung.
Verbesserungen der elektromagnetischen Interferenz (EMI) bei USB 3.0
USB verwendet eine unterschiedliche Signalübertragung für die Datenübertragung. Wenn Sie beispielsweise USB 2.0 einnehmen, muss das Differentialsignal bei 240 MHz betrieben werden, um 480 Mbit / s zu erreichen. USB 3.0 erfordert eine Differenzsignalfrequenz von 2,5 GHz, um seine Übertragungsrate von 5 Gbit / s zu erreichen. Um EMI zu mildern, das durch diese hohe Betriebsfrequenz erzeugt wird, enthält USB 3.0 Spread Spectrum Titting (SSC). Diese Technik verbreitet die ursprünglich auf 2,5 GHz konzentrierte Energie in eine Sinuswelle mit einer absoluten Wertverteilung, die um 2,5 GHz zentriert ist, wodurch die Spitzenergiedichte bei dieser Frequenz verringert wird. Infolgedessen wird der nächste signifikante Energiekonzentrationspunkt zum dritten Harmonischen bei 7,5 GHz (weshalb USB 3.0 -Kabelspezifikationen die Anforderungen für 7,5 GHz enthalten).
Die 2,5-GHz-Betriebsfrequenz liegt jedoch sehr nahe an der ISM-Bande (industrielles, wissenschaftliches und medizinisches Band), insbesondere dem von Wi-Fi und Bluetooth verwendeten 2,412–2,462-GHz-Bereich. In Kombination mit dem Effekt von Spread -Spektrum -Tauch, das die ursprünglich einzelne 2,5 -GHz -Signalenergie in eine Bandbreite von DC bis zu mehreren GHz erweitert, kann der USB 3.0 -Betrieb dazu führen, dass seine EMI -Signale die Signale im ISM -Band überlappen und beeinträchtigen. Diese Störung kann nicht leicht herausgefiltert werden. Infolgedessen kann USB 3.0 auf derselben Leiterplatte häufig nicht zuverlässig in der Nähe von Bluetooth- oder 2,4-GHz-Band-WLAN-Geräten (WLAN) arbeiten. Das USB Implementierer Forum (USB-IF) befasst sich in erster Linie mit diesem Problem, indem die Hersteller eine robuste elektromagnetische Abschirmung, einschließlich Erdung, im gesamten Weg-vom USB-Anschluss und dem Kabel bis zum externen Gerät selbst-zur Minimierung von Strahlenemissionen auffordern müssen. Praktische Tests haben bestätigt, dass bei USB 3.0-Geräten in der Nähe von Bluetooth- oder 2,4-GHz-Wi-Fi-Geräten, Probleme wie Abbrecher, Verbindungsunterbrechungen und erheblich verschlechterte Leistung auftreten. Implementieren der ordnungsgemäßen Abschirmung am USB 3.0-Verbindungspunkt oder Verwenden von Verlängerungskabeln, um Bluetooth/2,4-GHz-Wi-Fi-Geräte von USB 3.0-Geräten physisch zu trennen, verbessert nachweislich die Koexistenz und reduziert Interferenzprobleme.
Diese USB 3.0 -EMI -Probleme mit dem ISM -Band haben auch indirekt viele mobile Geräte (wie Smartphones) dazu gebracht, die Unterstützung für USB 3.0 -Geschwindigkeiten wegzulassen, obwohl einige Smartphones dies unterstützen (z. B. das Samsung Galaxy Note 3).
