Usb 3.0

Qualche anno fa il passaggio alla versione 2.0 ha decretato un successo incredibile per USB (Universal Serial Bus), il sistema di trasmissione oggi più usato al mondo, dalle pendrive, ai sistemi di archiviazione, alle periferiche professionali. Tale successo non poteva che incoraggiarne lo sviluppo: presto sarà disponibile la versione 3.0 dello standard, chiamata anche SuperSpeed che promette prestazioni eccezionali.
La nuova versione di USB, oltre a garantire la retrocompatibilità con le versioni precedenti, mantiene alcune caratteristiche ad esse comuni: lo standard di comunicazione rimane seriale e anche in questa release è possibile collegare diversi tipi di periferiche (pendrive, cellulari, hard disk
esterni, stampanti, ecc.) ad un connettore .USB 3.0, però, offre prestazioni ben più elevate del passato, dal momento che la velocità di trasferimento dati passa dall'attuale valore di 480 Mb/s (60 MB/s) a 4,8 Gb/s (600 MB/s),vale a dire un valore dieci volte maggiore. Queste performance saranno possibili utilizzando cavi in rame di alta qualità e predisposti per la connessione in fibra ottica.
Come anticipato sopra, la connessione USB 3.0 adotta un sistema di trasmissione seriale, cioè i dati vengono trasmessi in maniera sequenziale, un bit dopo l'altro. Il destinatario riceverà i dati nello stesso ordine con cui sono stati inviati. Rispetto alla trasmissione parallela (in cui i dati vengono inviati contemporaneamente), quella seriale consente díutilízzare cavi con un numero ridotto di conduttori ed offre una minore sensibilità alle interferenze esterne, ma è necessario realizzare circuiti trasmissivi più complessi. USB 3.0, viste le alte velocità in gioco, si serve di una trasmissione seriale di tipo "differenziale": in questo caso vengono utilizzati due conduttori sia per la ricezione che per la trasmissione, per ridurre ulteriormente la sensibilità alle interferenze esterne. Per tale motivo nel connettore della USB 3.0 si trovano, oltre al cavo Ground (messa a terra), due conduttori USB3_RX (ricezione dati) e due USB3_TX (trasmissione dati).
La differenza di tensione tra ciascuna coppia di cavi USB3_Mo USB3_TX (che possono
assumere valori di tensione da 0 a +5 o -5 volt) identifica lo stato dei bit che compongono i dati (1 o 0). Essendo ogni coppia di cavi arrotolata in modo opportuno, tutte le eventuali interferenze elettriche esterne variano la tensione di ogni conduttore in maniera identica, lasciando quindi invariata la differenza di tensione tra i due cavi e lo stato dei bit dati, 1 o 0. Grazie a tale sistema differenziale, quindi, USB 3.0 garantisce una quasi totale immunità ai disturbi, anche con cavi di una certa lunghezza o nel trasferimento di grandi quantità di dati.
La retrocompatibilità della USB 3.0 con la 2.0 è garantita dalla presenza, nel connettore e nel socket (la presa USB presente sul PC), di entrambe le versioni dello standard di comunicazione. Infatti, analizzando da vicino un connettore USB 3.0 si notano cinque piedini di piccole dimensioni (due per la trasmissione USB 3.0, due per la ricezione ed uno per la messa a terra) e quattro contatti più grandi, che raccolgono le connessioni della USB 2.0. Le stesse connessioni si trovano sul socket USB 3.0, che sarà diverso da quello attuale. Grazie a questo espediente, pur essendo le due connessioni molto diverse, sarà possibile connettere un cavo USB 3.0 su una porta 2.0 o utilizzare una periferica USB 2.0 su un socket USB 3.0. Per la versione 3.0 esisterà anche un socket mini, più piccolo di quello standard, che probabilmente, però, non garantirà la retrocompatibilità con le versioni precedenti.
Grazie all'impiego di alcuni cavi in fibra ottica, utilizzati anche insieme a quelli in rame, le connessioni USB 3.0 potranno raggiungere prestazioni elevatissime ed una perfetta stabilità operativa. Tale soluzione dovrebbe essere prevista nella versione del nuovo standard di comunicazione realizzato da Intel sulla base delle specifiche fornite dal gruppo USB 3.0 Promoter Group. È possibile, quindi, che le prime versioni della nuova interfaccia non saranno dotate del cavo ottico e non raggiungeranno la velocità massima prevista di 600 MB/s.
USB 3.0 SuperSpeed, insomma, promette grandi prestazioni in grado di soddisfare le richieste dei sistemi di nuova generazione che necessitano di gestire enormi quantità di dati in pochi secondi. La velocità offerta dalle connessioni in fibra ottica e la stabilità garantita dalla trasmissione differenziale renderanno la USB 3.0 la connessione perfetta, per i prossimi anni, anche per il collegamento di dispositivi audio e video in alta definizione, che oggi non possono essere pienamente sfruttati con la USB 2.0 o la più efficiente FireWire. Resta da sperare che lo scontro tra Intel (che ha prodotto una propria specifica della USB 3.0) e gli altri produttori non generi diverse versioni della USB 3.0, che creerebbero confusione tra gli utenti ed una compatibilità inferiore rispetto a quella che fino ad oggi è stata garantita da USB 1.1 e 2.0.
Tutti i tipi di connessione USB utilizzano un sistema di trasmissione “a pacchetti". In pratica quando il computer deve comunicare con un dispositivo USB invia nella catena formata dalle periferiche un messaggio, chiamato Token, nel quale sono memorizzati l'indirizzo della periferica e alcune informazioni sui dati da scambiare con il PC. l Token possono essere di tre tipi: il Bulk,
che consente di inviare grandi quantità di dati in un unico trasferimento; l'lnterrupt, per lo scambio di piccole quantità di dati (come quelle che avvengono tra PC e tastiere e mouse USB); il Trasferimento isocrono, che permette di offrire massima priorità alla periferica in uso. Dopo il Token viene inviato il pacchetto contenente i dati veri e propri ed infine il pacchetto di Handshake, che verifica la corretta trasmissione dei dati e chiude lo scambio tra PC e periferica USB.

	USB 1.1	USB 2.0	USB 3.0	FIREWIRE S400	FIREWIRE S800
Velocità trasmissione	12 Mbit/s	480 Mbit/s	4.8 Gbit/s	400 Mbit/s	800 Mbit/s
Numero dispositivi collegabili	127	127	127	64000	64000
Rimozione a caldo	Si	Si	Si	Si	Si
Trasmissione isocrona	Si	Si	Si	Si	Si
Alimentazione Bus	Si	Si	Si	Si	Si
Plug&Play	Si	Si	Si	Si	Si
Topologia rete	Hub	Hub	Hub	Daisy Chain	Daisy Chain

Come possiamo notare nella tabella , USB e FireWire nelle loro diverse versioni, hanno alcune caratteristiche in comune: supportano sempre il Plug&Play, sono cioè riconosciute dal sistema operativo senza installare driver, e consentono di effettuare l'hot swap, per connettere o scollegare le periferiche senza riavviare il PC. Inoltre sia USB 2.0 che FireWire supportano la modalità isocrona, che consente di assegnare al dispositivo funzionante parte della banda e la massima priorità. Diverse sono invece le topologie di rete mentre la connessione FireWire sfrutta la Daisy Chain, in cui i dispositivi sono connessi in cascata e possono dialogare in modo autonomo USB utilizza la modalità Hub, in cui il PC fu da punto centrale per le comunicazioni tra le peilferiche (collegando diversi dispositivi USB ad un computer, questa topologia risulta meno efficiente di quella Daisy Chain).