USB 3.1 stellt die neue Signalrate von 10 GBit/s vor, welche die bisherige maximale Übertragungsrate von 5 GBit/s damit erheblich übertrifft. Weitere Verbesserungen hat man eigentlich nicht erwartet, denn es ist üblich, Standards nur in kleinen Schritten den Anforderungen anzupassen. Man denke nur an PCI Express, dessen Übertragungsrate man schrittweise von 2,5 über 5 bis 8 GBit/s angehoben hat. Bei SATA waren es 1,5/3/6 GBit/s. Die USB 3.1-Promoters-Group untersuchte das gegenwärtige USB 3.0-Ökosystem und erkannte, dass sich 10 G mit limitierten und rückwärts- kompatiblen Veränderungen realisieren lassen.
Datencodierung mit weniger Overhead
Neben der höheren Übertragungsrate findet man beim USB 3.1 unter anderem eine neue Datencodierung, neue Host-Anschlüsse, Informationen zur Geschwindigkeitsumsetzung, dem «Store Forward», sowie eine Vorwärts-Hubarchitektur.
USB 3.0 verwendet eine 8-/10-Bit-Codierung. 8 Bit der Payload werden als 10 Bit auf der Leitung codiert. Diese Codierung offeriert Steuercodes für eine leichte Link-Synchronisation zwischen Sender und Empfänger. USB 3.1 dagegen codiert mit 128/132 Bit. Die 128 Bit der Payload oder Steuerdaten haben einen 4-Bit-Dateikopf, um zwischen Daten und Steue- rung unterscheiden zu können. Der Vorteil dieser Codierung besteht in einem Overhead von nur 3,1 Prozent – bei USB 3.0 waren es 25 Prozent – sowie in der Korrektur von Ein-Bit-Fehlern im Dateikopf.
Hostanschluss reduziert Funkstörungen
USB 3.1 führt neue Anschlüsse ein, um die Funkstörungen (RFI) der HF-Lecks zu reduzieren. Diese Lecks misst man bei Entfernungen von etwa 3 bis 10 m, während die Entfernungen bei Messungen der Immunität etwa 33 cm bis 1 m betragen. Die Energie von HF-Lecks erhöht sich um fast den Faktor 10, sobald man die Entfernung zwischen der Quelle und dem Empfänger halbiert. USB 3.1 reduziert das RFI-Problem durch die Einführung einer standardisierten A-Anschlussbuchse, die mehr Masse-Federkontakte sowie eine bessere Abschirmung bietet als bisher. Der neue A-Steckkontakt ist rückwärtskompatibel mit der USB 3.0-Version.
Der neue Anschluss verfügt zudem über die Funktion «Insertion Detect», mit der ein tragbarer Host kein VBUS liefern muss, solange kein Kabel oder Gerät angeschlossen ist.
Applikationen für USB 3.1
Massenspeicherungen sind für USB 3.1 besonders gut geeignet, denn beispielsweise der Markt der Solid State Disk (SSD) ist gekennzeichnet durch immerwährende Verbesserungen von Geschwindigkeiten, Kosten und höheren Kapazitäten. Die meisten Consumer-Applikationen sind dabei durch SATA 3 bei den Datendurchsatzraten auf 500 bis 550 MBit/s limitiert. USB 3.1 dürfte da erkennbar Abhilfe schaffen.
Gleiches gilt für Streaming und Video-On-Demand sowie den Back-up von vielen Fotos und CD-Kollektionen, wobei Cloud-Storage nicht unbedingt die beste Lösung sein muss. Lokaler Back-up mit USB 3.1 ist für viele externe Speicherapplikationen durchaus opti-mal. Auch im Bereich des Video-Editing kann USB 3.1 derzeitige Probleme mit dem Datenanfall besser als bisherige Datentransfer- probleme lösen.
