یو اس بی یک درگاه ارتباطی است که در اکثر لوازم الکترونیکی موجود در بازار بکار گرفته شده و برای اتصال لوازم جانبی گوناگون و یا دستگاه‌های ورودی و خروجی مانند ماوس، صفحه کلید، دیسک سخت و... مورد استفاده قرار می‌گیرد. سيستم هاي عامل پورت هاي USB را حمايت مي نمایند و درايور آنان به سرعت و به سادگي نصب مي گردد.
برای اولین بار و در دهه 1990 میلادی، یو اس بی معرفی گشت و عملیات توسعه آن آغاز شد. توسعه این فناوری به سه بخش کابل، اتصال دهنده‌ها و پروتکل‌های برقراری ارتباط برای انتقال داده تقسیم می‌شد. امروزه اغلب گوشی‌های هوشمند و کنسول‌های بازی از این فناوری برای برقراری ارتباط با کامپیوتر و یا حتی شارژ شدن استفاده می‌کنند.
اولین نسخه یو اس بی در سال 1990 میلادی معرفی شد؛ نسخه دوم این فناوری در سال 2000 و همچنین نسخه سوم آن نیز در سال 2008 به طور رسمی معرفی شدند. بنابراین نسخه‌های مختلف این فناوری عبارت‌اند از:
1. USB v1.0
2. USB v2.0
این نسخه از یو اس بی در سال 2000 میلادی معرفی شد؛ اغلب سیستم‌های سخت‌افزاری موجود در جهان که قبل از سال 2011 میلادی وارد بازار شده‌اند، از این نسخه استفاده می‌کنند. نسخه دوم یو اس بی توانایی انتقال داده با سرعت حداکثر 480 مگابیت در ثانیه را داراست که در مقایسه با نسخه اول آن، بسیار سریع‌تر عمل می‌کند. در این نسخه یو اس بی، تعداد چهار خط اتصال دهنده وجود دارند. دو عدد از این خطوط، برای جابجایی داده، یکی از آنها به عنوان تغذیه کننده برق و دیگری به عنوان اتصال دهنده به زمین مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نسخه از یو اس بی می‌تواند در آن واحد تنها به ارسال و یا دریافت داده بپردازد؛ این بدان معنی است که USB v2.0 نمی‌تواند همزمان داده را ارسال و دریافت کند. جریان برقی که از این نسخه از یو اس بی عبور می‌کند برابر با 100 میلی‌آمپر است که مقدار زیادی نیست.
3. USB v3.0
این نسخه از یو اس بی، آخرین و جدیدترین نسخه ارائه شده از این فناوری می‌باشد که در سال 2008 معرفی شد و در مقایسه با نسخه‌های پیشین، برتری‌های بیشتری دارد. نسخه سوم یو اس بی توانایی انتقال داده، با سرعت 4.5 گیگا بیت در ثانیه را داراست. این مقدار، تقریبا ده برابر سرعت انتقال داده در نسخه دوم یو اس بی می‌باشد. در این نسخه، تعداد هشت اتصال دهنده وجود دارند که دو عدد از آنها برای انتقال داده، دو عدد از آنها برای دریافت داده و مابقی نیز به عنوان تقویت کننده سرعت انتقال داده مورد استفاده قرار می‌گیرند.
نسخه سوم یو اس بی ویژگی‌های کاربردی دیگری نیز دارد؛ برای مثال فرض کنیم یک دستگاه جانبی، مانند پرینتر را از طریق این درگاه به کامپیوتر خود وصل می‌کنید، چنانچه بعد از یک مدت زمان خاص، از این دستگاه استفاده نشود، ارتباط آن با کامپبوتر به صورت خودکار قطع می‌شود تا از اصراف برق جلوگیری به عمل آید.
تفاوت نسخه‌های دوم و سوم یو اس بی:
سرعت:
نسخه سوم یو اس بی می‌تواند با سرعت 4.5 گیگابیت در ثانیه اقدام به ارسال و دریافت داده کند. این مقدار، حدودا ده برابر بیشتر از سرعتی است که نسخه دوم یو اس بی می‌توانست این کار را انجام دهد.
تعداد خطوط اتصال دهنده:
نسخه سوم یو اس بی مجهز به 8 خط اتصال دهنده است و می‌تواند به طور همزمان به ارسال و دریافت داده بپردازد. این در حالی است که نسخه دوم این فناوری از چهار خط اتصال دهنده تشکیل شده است.
منبع تغذیه برق:
نسخه سوم یو اس بی می‌تواند جریان 900 میلی آمپر را از خود عبور دهد؛ این مقدار در نسخه دوم برابر با 100 میلی آمپر است.
پهنای باند:
نسخه سوم یو اس بی می‌تواند به طور همزمان و با حداکثر سرعت به ارسال و دریافت داده بپردازد. اما نسخه دوم آن در یک لحظه، فقط می‌تواند به ارسال یا دریافت داده اقدام کند.
تفاوت‌های ظاهری:
برای تشخیص USB v3.0 و USB v2.0 تنها کافیست به رنگ درگاه مورد استفاده در آنها نگاه کنید، نسخه سوم یو اس بی به رنگ آبی و نسخه دوم آن به رنگ مشکی ساخته شده‌اند.
هدف USB خاتمه بخشيدن به تمام موارد و مشكلات موجود در زمينه بخدمت گرفتن تجهيزات جانبي در كامپيوتر است. USB يك روش آسان و استاندارد را براي اتصال 127 دستگاه به كامپيوتر، فراهم مي كند. هر دستگاه مي تواند شش مگابيت در ثانيه پهناي باند داشته باشد. پهناي باند فوق براي اكثر دستگاه هائي كه مي خواهيم به كامپيوتر متصل نمائيم، مناسب خواهد بود.
اكثر تجهيزات جانبي كه جديدا توليد مي گردند، داراي يك پورت USB مي باشند. چاپگر، اسكنر، موس، دوربين هاي ديجيتال، دوربين هاي وب، مودم، بلندگو، تلفن، رسانه هاي ذخيره سازي، اتصالات شبكه و... نمونه هائي از اين نوع دستگاهها مي باشند.
اتصال يك دستگاه USB به كامپيوتر ساده است. كانكنورهاي USB را مي توان در پشت سيستم مشاهده و در ادامه كانكنور USB را به آنها متصل كرد.
در صورتيكه دستگاهي براي اولين مرتبه (بار اول) نصب گردد، سيستم عامل مربوطه آن را تشخيص و با نصب درايور، عملا زمينه استفاده از دستگاه فراهم خواهد شد. دستگاههاي USB را مي توان بدفعات به سيستم متصل و يا آنها را از سيستم جدا كرد. اغلب دستگاههاي USB به همراه كابل اختصاصي خود ارائه مي گردند. كابل هاي فوق داراي اتصالي از نوع A مي باشند.
در صورتيكه دستگاه USB داراي كانكتور A نباشد به همراه آن سوكتي ارائه شده كه مي تواند يك كانكتور از نوع B را قبول نمايد.
از كانكتور نوع A براي اتصال به كامپيوتر و از كانكتور نوع B براي اتصال دستگاههاي خاص استفاده مي گردد.
اغلب كامپيوترهاي جديد بهمراه يك و يا بيش از يك سوكت USB ارائه مي گردند. با توجه به وجود دستگاههاي متعدد كه داراي پورت USB مي باشند، مي توان بسادگي دستگاه مورد نظر را ازطريق پورت USB به يكي از سوكت هاي USB كامپيوتر متصل نمود. مثلا مي توان به كامپيوتر يك چاپگر USB، يك اسكنر USB، يك دوربين وب USB و يك كارت شبكه USB را متصل نمود. در صورتيكه كامپيوتر داراي صرفا يك كانكتور USB باشد و بخواهيم تجهيزات USB گفته شده را به آن متصل نمائيم چه كار بايد كرد؟ براي حل مشكل فوق مي بايست يك USB hub را تهيه كرد. USB استاندارد قادر به حمايت از 127 دستگاه است. هاب USB بخشي از استاندارد فوق محسوب مي گردد.
يك هاب ممكن است چهار و يا بيش از چهار پورت داشته باشد. هاب به كامپيوتر متصل شده و هر يك از دستگاهها به يكي از پورت هاي هاب متصل خواهند شد. هاب ها مي توانند با برق و يا بدون برق باشند. استاندارد USB اين امكان را فراهم مي سازد كه دستگاهها برق مورد نياز خود را از طريق اتصال USB مربوطه تامين نمايند. يك دستگاه با مصرف برق بالا نظير اسكنر داراي منبع تغذيه اختصاصي خود است ولي دستگاههاي با مصرف برق پايين نظير موس و دوربين هاي ديجيتال، برق مورد نياز خود را مي توانند از گذرگاه مربوطه تامين نمايند. در صورتيكه از دستگاههائي نظير چاپگر و يا اسكنر استفاده مي گردد كه خود داراي منبع تغذيه اختصاصي مي باشند، نيازي به هاب با برق نخواهد بود در صورتيكه از دستگاههاي فاقد منبع تغذيه نظير موس و دوربين استفاده مي گردد، به هاب برق دار نياز خواهد بود. هاب داراي ترانسفورماتور اختصاصي خود بوده و برق مورد نياز گذرگاه را تامين خواهد كرد.
USB داراي ويژگي هاي زير است:
حداكثر 127 دستگاه را مي توان متصل نمود. (مستقيما و يا توسط هاب هاي USB)
كابل هاي USB به تنهائي قادر به حمايت از طول 5 متر مي باشند. در صورت استفاده از هاب حداكثر طول 30 متر خواهد بود.
نرخ انتقال اطلاعات گذرگاه دوازده مگابيت در ثانيه است.
هر دستگاه قادر به درخواست شش مگابيت در ثانيه است. عملا بيش از يك دستگاه در هر لحظه نمي تواند درخواست شش مگابيت در ثانيه را داشته باشد چرا كه از پهناي باند گذرگاه تجاوز خواهد كرد.
يك كابل USB داراي دو سيم براي برق (5+ ولت و Ground) و يك سيم بهم تابيده براي حمل داده است.
بر روي سيم برق، كامپيوتر قادر به تامين برق با حداكثر پانصد ميلي آمپر و پنج ولت است.
دستگاههاي با مصرف برق پايين نظير موس مي توانند برق مورد نياز خود را مستقيما از طريق گذرگاه تامين نمايند.
دستگاههاي USB را مي توان هر زمان متصل و مجددا از سيستم جدا كرد.
اكثر دستگاههاي USB مي توانند توسط كامپيوتر و در زمان حالت Power-saving، به خواب (غيره استفاده گردند) روند.
دستگاههائي كه به پورت USB متصل مي گردند از يك كابل USB كه حامل برق و داده است استفاده مي نمايند. دو سيم حامل برق ( قرمز - پنج ولت و قهوه اي (زمين) يك زوج كابل بهم تابيده براي حمل داده (زرد و آبي)
زمانيكه كامپيوتر روشن مي گردد، عمليات پرس و جو در رابطه با دستگاههاي متصل به گذرگاه انجام شده و به هر يك از آنها يك آدرس خاص، نسبت خواهد شد. فرآيند فوق "سرشماري" ناميده مي شود. دستگاهها نيز زمانيكه به گذرگاه متصل مي گردند شمارش مي گردند. كامپيوتر از نحوه انتقال اطلاعات توسط دستگاهها با استناد بر يكي از روشهاي زير، آگاهي مي يابد.
وقفه: دستگاهي نظير موس يا صفحه كليد كه داده هاي كمي را ارسال مي دارند از روش "وقفه" استفاده مي نمايند.
Bulk (توده اي). يك دستگاه نظير چاپگر كه حجم بالائي از اطلاعات را در يك بسته دريافت مي دارد، از روش فوق استفاده مي نمايد. يك بلاك از داده ها براي چاپگر ارسال و صحت آنها نيز بررسي مي گردد.
Isochronous (همزمان). دستگاههاي نظير بلندگو از روش فوق استفاده مي نمايند. جريان پيوسته اي از داده ها بين دستگاه و كامپيوتر برقرار مي گردد.
USB پهناي باند موجود را به مجموعه اي از فريم ها تقسيم و كامپيوتر فريم ها را كنترل خواهد كرد. فريم ها شامل 1500 بايت بوده و هر ميلي ثانيه يك فريم جديد، بوجود مي آيد.
اخيرا استاندارد USB نسخه دو، مطرح شده است. بر اساس استاندارد فوق، سرعت ده تا بيست برابر افزايش خواهد يافت. با رسيدن به سرعت هاي فوق مي توان تقريبا هر نوع دستگاهي را از طريق USB به كامپيوتر متصل كرد. هارد ديسك هاي خارجي و دوربين هاي فيلم برداري نمونه هائي در اين زمينه مي باشند.