Que signifie USB ? Explication du célèbre Universal Serial Bus

USB est une norme de bus informatique permettant aux appareils numériques de communiquer entre eux. Presque tous les périphériques possèdent aujourd’hui cette possibilité de connexion. Cette technologie a cependant connu plusieurs mises à jour et avancées au fil du temps pour améliorer ses performances.

Vous avez forcément déjà entendu le terme « USB ». Les câbles et les ports USB font aujourd’hui partie de notre quotidien. De l’appareil photo numérique au smartphone, en passant par l’imprimante et le disque dur externe, les appareils numériques peuvent être facilement reliés entre eux. Mais que se cache-t-il exactement derrière l’idée de l’Universal Serial Bus ?

Que signifie USB ? Signification et fonctionnement

USB, abréviation de « Universal Serial Bus », est une interface universelle basée sur un système de bus informatique en série. Cette norme permet de connecter des appareils externes à un ordinateur ou à un autre terminal pour le transfert de données. Le partage fonctionne dans les deux sens. De plus, un câble USB permet également d’alimenter des appareils externes. Par exemple, vous pouvez charger un disque dur externe au format 2,5 pouces avec un seul câble USB.

L’USB a été créé à la fin des années 1990 en tant qu’interface informatique universelle. Elle a remplacé d’autres techniques d’interface (série ou parallèle) et a permis de faciliter le transfert de données. L’USB utilise la transmission de données en série par bits : les données sont envoyées bit par bit sur la voie de transmission au lieu d’être envoyées en parallèle sur plusieurs lignes. Cette méthode permet d’obtenir un meilleur taux de transfert de données. Contrairement aux autres techniques d’interface parallèle, il n’est donc pas nécessaire de tenir compte des différents temps de transfert des lignes de données. Cependant, la transmission de données en série permet tout de même d’utiliser plusieurs lignes en parallèle. Les normes telles qu’Ethernet, HDMI et SATA utilisent également des méthodes de transmission de données en série.

De nombreux périphériques USB peuvent être connectés à un ordinateur ou à un autre terminal, et ce même lorsque le système est en marche. C’est ce qu’on appelle le branchement à chaud, ou hot plugging en anglais. L’interface USB reconnaît généralement automatiquement le périphérique et lance directement le processus d’interaction (plug and play, traduit par « brancher et utiliser »). Le câble USB peut également être débranché en cours de fonctionnement.

Les versions actuelles USB 3.1 et 3.2 sont particulièrement adaptées au transfert de données à haut débit. C’est aussi pour cette raison que les disques durs externes sont de plus en plus populaires, notamment comme solution de sauvegarde. Ils sont petits et mobiles et ne nécessitent pas de câble électrique supplémentaire, car ils sont alimentés en énergie par le même câble de transfert de données. De plus, leur capacité a considérablement augmenté au fil du temps et atteint aujourd’hui le téraoctet.

Quelles sont les principales caractéristiques de l’USB ?

• Norme universelle pour une interface externe permettant de connecter un grand nombre de terminaux différents
• Branchement à chaud (connexion et déconnexion possibles avec le système en cours de fonctionnement)
• Plug and play (détection et fonctionnement automatiques de l’appareil connecté)
• Alimentation électrique possible simultanément au transfert de données
• Extensible via un hub USB (multiprise USB permettant plusieurs interfaces)
• Connecteur stable, peu encombrant et protégé contre l’inversion de polarité
• Rétrocompatibilité avec les anciennes normes USB

Quels types de connecteurs USB existe-t-il ?

Au cours de son développement, l’Universal Serial Bus s’est décliné sous différentes formes. En raison de la miniaturisation de nombreux appareils, la taille des connecteurs a également dû être réduite. Cela a donné naissance à diverses variantes mini et micro. Tous les types de connecteurs USB sont néanmoins protégés contre l’inversion de la polarité.

Nous possédons pratiquement tous une caisse de câbles d’ordinateur inutilisés cachée dans un placard, n’est-ce pas ? Cela s’explique par la multitude de variantes de câbles qu’il existe. Voici un bref aperçu des différents types de connecteurs USB :

USB de type-A

De tous les câbles de la première génération, le type-A est le plus courant. L’exemple d’utilisation la plus courante des connecteurs de type-A est celle des claviers ou des souris d’ordinateur. Le connecteur rectangulaire et plat contient 4 lignes, dont le blindage. La variante de type-A USB 3.0 Super Speed comporte quant à elle 9 lignes. L’USB-A existe en version mini comme micro.

USB de type-B

Les connecteurs de type-B se trouvent souvent sur le côté du boîtier d’appareils tels que les disques durs ou les imprimantes. Ils sont à peu près carrés et possèdent quatre lignes en plus du blindage. Il existe également une variante pour USB 3.0 avec plus de lignes, ainsi qu’un modèle mini et un modèle micro.

USB de type-C

Le connecteur miniaturisé USB-C a été introduit en 2014 et a été conçu pour s’adapter aux boîtiers de plus en plus plats des ordinateurs portables et des smartphones. Cette nouvelle forme est conçue de telle sorte qu’il n’y a plus de haut et de bas et que l’orientation du câble n’a donc plus aucune importance. La nouvelle génération de connecteurs USB 4.0 utilisera également ce type de connecteur.

Comment fonctionne l’USB ?

La transmission des données fonctionne selon le principe de bus en série. Sur une ligne, les différents bits sont successivement envoyés et reçus. Le signal de données est transmis de manière symétrique : une ligne transmet le signal de données, une autre transmet un signal inversé. La sécurité de la transmission des données est ainsi assurée. De plus, les champs électriques externes s’annulent mutuellement, ce qui évite les interférences lors de la transmission.

Dans les anciennes spécifications USB 1.0 et USB 2.0, les données sont transmises dans les deux sens par la même ligne de signal. C’est à partir de la version USB 3.0 que plusieurs lignes sont utilisées. Des fils supplémentaires ont également été ajoutés pour l’alimentation électrique via le câble USB. Selon la version USB et le type de connecteur, la connexion fournit une tension constante d’au moins cinq volts. L’intensité maximale du courant en dépend donc également.

Quelles sont les différentes versions des normes USB ?

Alors que A, B ou C désignent le type de câble, les différentes versions désignent l’évolution de cette norme grâce aux avancés technologiques. Les versions ont donc des capacités différentes sur le plan technique.

Quels sont les taux de transfert USB ?

L’Universal Serial Bus assure en priorité la transmission des données. Pour cela, la norme met à disposition différents taux de transfert de données jusqu’au taux maximal spécifié. Le contrôleur d’hôte est responsable de la coordination entre les périphériques USB connectés pour le transfert des données. Depuis son introduction en 1996 avec la version 1.0, la norme USB a connu une croissance fulgurante. Le tableau ci-dessus montre l’augmentation des taux de transfert de données maximum possibles d’une version à l’autre. Dans la pratique, ces taux sont cependant nettement inférieurs :

Quels sont les différents cas d’utilisation des périphériques avec USB ?

La norme USB a été développée pour définir un système de transmission universelle pour pratiquement tous les périphériques. C’est pourquoi presque tous les périphériques externes peuvent être aujourd’hui connectés à un PC ou à un ordinateur portable via USB. Voici une liste des appareils concernés :

• Les disques durs externes, les clés USB
• Les imprimantes et les scanners
• Les appareils photo numériques et webcams
• Les claviers et souris d’ordinateur
• Les lecteurs et graveurs de DVD ou de CD
• Les smartphones, tablettes et montres connectées