USB & FireWire

USB (koostuu sanoista Universal Serial Bus) ja FireWire (Toiselta nimeltään IEEE 1394) tarkoittaa sarjaväyläarkkitehtuureja, joilla liitetään oheislaitteita tietokoneisiin ja toisiin laitteisiin.

USB

Historia

90-luvulla alettiin nähdä tarvetta yhtenäiselle porttistandardille, joka voisi korvata silloisen laajan määrän erinäisiä portteja. Sen sijaan, että jokainen laite näppäimistöstä tulostimeen tarvitsisi omanlaisensa portin, alkoivat yritykset vuonna 1994 yhteistyössä toistensa kanssa kehittämään universaalia standardia. Luotu USB-liitin pystyi tarjoamaan lukuisia etuja edellisiin portteihin verraten, kuten huomattavasti suuremman tiedonsiirtonopeuden (USB:n 450 Kb/s versus rinnakkaisliitännän 100Kb/s) tai suuremman virransyötön yhdistettyihin laitteisiin. Näistä ajoista ollaan kuitenkin tultu jo pitkälle ja USB:llä onkin ehtinyt olla jo monia liitinsukupolvia.

USB-standardit

USB-standardit määrittelee voittoa tavoittelematon järjestö nimeltään USB-IF. Sen toiminnassa on mukana lukuisia suuria teknologiayrityksiä. Sen tavoitteena on yhtenäistää tiedonsiirtoliitännät sekä helpottaa lisälaitteiden kytkemistä tietokoneeseen. USB-standardit eroavat toisistaan yhteensopivuudessa ja enimmäissiirtonopeudessa.

USB 1.x

USB 1.0 oli ensimmäinen versio USB-standardista. Sen maksiminopeus on 1.5Mbit/s, ja se julkaistiin vuonna 1996. USB 1.1 julkaistiin vuonna 1998, ja se sisälsi tuen kahdelle nopeudelle, 1,5Mbit/s sekä 12Mbit/s. USB 1.x käyttää tyypin A ja tyypin B liittimiä.

USB 2.0

USB 2.0 julkaistiin vuonna 2000, ja enimmäissiirtonopeus kasvoi tämän myötä 480MBit/s tasolle. Väylärajoitteiden takia maksiminopeus rajoittui kuitenkin 280Mbit/s tasolle. USB 2.0 sai myös uudet tyypin mini-A ja mini-B liittimet. USB 2.0 on yhteensopiva myös USB 1.1- laitteiston kanssa. Tällöin käytetään USB 1.1:n enimmäissiirtonopeutta. USB 2.0 nosti myös sähkövirtaa porteissa, 500 mA tasolle.

USB 3.x

USB 3.0 julkaistiin vuonna 2008. Se toi mukanaan SuperSpeed-väylän, ja nosti enimmäissiirtonopeuden 5,0 Gbit/s tasolle. Väylä on kaksisuuntainen (Full-Dublex), kun taas aiemmissa versioissa tieto kulki vain yhteen suuntaan (Half-Dublex). Väylän muuttuessa kaksisuuntaiseksi isännän ei tarvitse kysellä liitetyltä laitteelta tiedonsiirtoa, vaan tieto voidaan siirtää liitetyn laitteen ilmoittaesssa tiedonsiirrosta. Tämä mahdollisti tiedon siirron viiveettömyyden sekä virran säästymisen jokaista bittiä kohti. USB 3.0 on taaksepäin yhteensopiva USB 2.0 laitteiden kanssa. USB 3.0 nosti edelleen sähkövirran antoa portista 900 mA tasolle.

USB 3.1 toi uudenlaisen väylän, nimeltään SuperSpeed+, kasvattaen entisestään tiedonsiirtonopeuksia 10,0Gbit/s tasolle. Se on yhteensopiva USB 2.0 laitteiston kanssa, aivan kuten USB 3.0.

USB 3.2 julkaistiin 2017, ja toi mukanaan kahden tiedonsiirtokanavan samanaikaisen käsittelyn, kaksinkertaistaen maksiminopeuden tiedonsiirrolle 20GBit/s tasolle. USB 3.2 vaatii kuitenkin sen, että sekä isäntä että kaapelin toisessa päässä kytketty laite molemmat tukevat USB 3.2-standardia. USB 3.2 käyttää tyypin C liitintä.

Käyttö ja rajoitteet

USB-portteihin on mahdollista yhdistää USB-laitteita, jotka mahdollistavat laitteiden välisen yhteyden ja digitaalisen datan tiedonsiirron. USB-portit antavat myös virtaa kytketyille laitteille tarvittaessa. Portteihin voidaan yhdistää monenlaisia yleisessä kulutuksessa käytettäviä laitteita, kuten verkkokortteja, laajakaistoja ja printtereitä.

USB-portit tarkoitettiin alunperin käytettäväksi vain läheisyydessä oleville laitteille, eikä pitkän matkan tiedonsiirtoon. Niitä on kuitenkin mahdollista yhdistää erillisiin portteihin, joiden avulla voidaan myös muodostaa pidemmän välimatkan yhteys ja tiedonsiirto laitteiden välille. Oheislaitteet eivät voi olla yhteydessä kuitenkaan ilman isäntälaitetta.

FireWire

Historia

Firewire on Applen kehittämä nimitys IEEE 1394-liitäntästandardille. Apple käynnisti kehitystyön vuonna 1986 ja tätä varten perustettiin IEEE P1394 Working Group, joka pyöri enimmäkseen Applen voimin. Kehitystyöhön osallistui insinöörejä myös muista suurista teknologia-alan yrityksistä. Työ aloitettiin 1980-luvun lopulla ja saatin päätökseen 1995. Firewire-liitännät oli saatavilla lisätilauksena tiettyihin malleihin jo vuodesta 1997. Vuonna 1999 ensimmäiset Firewire-liitännät tulivat vakiona joihinkin Applen Macintosh-koneisiin ja useimpiin Applen tietokoneisiin vuosien 2000-2011 aikana. Helmikuussa 2011 Applelta ilmestyi ensimmäinen kuluttajille suunnattu malli Thunderbolt-liitännällä. Viimeiset Firewire-koneet tulivat myyntiin loppuvuodesta 2012. Vuoteen 2014 tultaessa Thunderbolt löytyi jo kaikista Applen malliston koneista tehden siitä lopullisesti Firewiren virallisen seuraajan.

FireWire-standardit

FireWire on käyttäjäystävällisempi nimi standardille, joka tunnetaan myös nimillä IEEE 1394 ja i.Link. Edelliset standardit on yhdistetty yhteen, muut syrjäyttävään standardiin, IEEE 1394-2008. Yksittäin lisätyt ominaisuudet antavat hyvän kuvan kehityshistoriasta.

FireWire 400 (IEEE 1394-1995)

FireWire 400 kykenee 100, 200 tai 400 Mbit/s vuorosuuntaiseen tiedonsiirtoon. Näihin eri tiedonsiirtotiloihin yleisemmin viitataan nimillä S100, S200 ja S400. Kaapelin pituus rajoittuu 4,5 metriin, tosin kaapeleita voi yhdistää toisiinsa toistimien avulla ja näin kasvattaa kaapelin pituutta. S400 standardi rajoittaa kaikkien kaapelivirityksien maksimi pituuden 72 metriin.

FireWire 800 (IEEE 1394b-2002)

Kaksikielinen 9-pinninen FireWire 800 kykenee 786,432 Mbit/s kaksisuuntaiseen tiedonsiirtoon. Se on yhteen sopiva FireWire 400 6-pinnin alfa liittimien kanssa. Liitäntien avulla kaapelin pituus voi olla jopa 100 metriä.

FireWire S800T (IEEE 1394c-2006)

FireWire S800T-malli julkaistiin 8.6.2007. Se tarjosi suuria teknillisiä parannuksia, suurimpana uuden portin, joka tarjoaa 800Mbit/s tiedonsiirron samojen 8P8C liittimien ja cat5 kaapelin kanssa, mitkä on määritelty IEEE 802,3-lauseke 40:ssä. Vaikka mahdollisuus Ethernet ja FirmWire porttien yhdistämiseen kuulosti mielenkiintoiselta, ei marraskuun 2008 jälkeen yhdessäkään tuotteessa ollut tätä ominaisuutta.

FireWire S1600 ja S3200

Mallit julkistettiin joulukuussa 2007. S1600 kykenee 1,572864 Gbit/s ja S3200 3,145728 Gbit/s siirtonopeuksiin. Mallit käyttävät samaa 9-pinnistä liitintä kuin FireWire 800 ja ne kilpailevat USB 3.0 kanssa. Mallit eivät päässeet markkinoille kuin vasta vuonna 2012 ja jo vuonna 2008, Steve Jobs julisti FirmWiren kuolleeksi.

USB verrattuna FireWireen

USB:ia ja FireWirea käytetään kuljettamaan tietoa ja yhdistämään eri laitteita tietokoneeseen. FireWire eroaa USB-laitteista siinä, ettei se tarvitse varsinaista isäntälaitetta eli hostia. Kummatkin kytkeytyneet laitteet voi toimia isäntänä, tai asiakkaana, kuten vertaisverkossa. FireWiressa voi olla useampi laite kytkettynä yhteen väylään samaan aikaan. USB-laite on kytkettynä vain ja ainoastaan isäntään, eikä hierarkiavaihto ole mahdollista. Tämä mahdollistaa yksinkertaisemman ja kustannustehokkaamman tiedonvälityksen.

FireWire sallii oikosiirron, eli suoraan muistipaikkaan viittaamisen. Näin ollen tieto ei käy prosessorissa muistipaikkaan viitatessa, ja säästää prosessoria. FireWire sisältää myös kaksi dataväylää, kun taas USB:hen ne tulivat vasta 3.0 version mukana. FireWire on siis pystynyt historiansa ajan Full-Duplex tiedonvaihtoon.

USB on yhteensopiva aiempien versioidensa kanssa, mutta FireWire ei tue aiempia versioitansa.

Aiheesta muualla

USB:n historiaa ja käyttöä: https://sciencetrends.com/usb-history-evolution-future-universal-serial-bus/

FireWiren käyttöä ja historiaa: https://www.lifewire.com/what-is-firewire-2625918