اصطلاح USB که از کوتاه شده عبارت Universal Serial Bus تشکیل شده است در حالی کلی نوعی استاندارد صنعتی جهت تعیین مشخصات و ویژگی‌های گوناگون برای کابل‌ها، اتصالات و پروتکل‌های مورد استفاده جهت برقراری ارتباط، انتقال داده و تأمین انرژی در فیمابین رایانه‌های شخصی و دستگاه‌های جانبی آن‌ها به شمار می‌رود. عرضه استاندارد USB انقلابی عظیم در صنعت کامپیوتر و وسایل رایانه‌ای محسوب شده و سهولت‌های بسیار فراوانی را در استفاده از وسایل و دستگاه‌های گوناگون به ارمغان آورده است.
تا پیش از معرفی رسمی استاندارد مذکور، وسایل و دستگاه‌های جانبی مورد استفاده توسط رایانه‌های شخصی از درگاه‌ها و کابل‌های اختصاصی خود بهره می‌جسته‌اند که این مهم علاوه بر افزایش هزینه‌های تولید و همچنین خرید انواع و اقسام کابل‌های اتصالی گوناگون، در نیاز به توسعه کنترلرها، درایورها و افزودن تعداد بی‌شماری از پورت‌های کوچک و بزرگ مختلف به رایانه‌های شخصی تأثیرگذار بوده است، اما استاندارد USB با انعطاف‌پذیری عظیم خود نه تنها بخش گسترده‌ای از مشکلات اشاره شده را مرتفع کرده، بلکه جایگزینی قدرتمند برای طیف وسیعی از درگاه‌های مختلف نیز به شمار می‌رود که از جمله برخی از آن‌ها می‌توان به پورت‌های سریال، پورت‌های موازی، اتصالات PS/2 (قابل استفاده توسط صفحه‌کلید و ماوس)، پورت‌های جویاستیک و … اشاره کرد.
استاندارد USB در حال حاضر از چهار نسخه منحصر به فرد و وابسته تحت عناوین USB 1.x ،USB 2.0 ،USB 3.x و USB4 و همچنین انواع مختلفی نظیر Type A ،Type B ،Type C ،Mini B و Micro B برخوردار می‌باشد. تفاوت‌های موجود در بین سری و نوع درگاه‌ها، پروتکل‌ها و کابل‌های اتصالی مورد استفاده توسط رایانه‌های شخصی و دستگاه‌های جانبی در مشخصه‌های مختلفی همچون میزان انرژی قابل تأمین، سرعت انتقال داده، اندازه فیزیکی، شکل ظاهری و عملکردهای اضافی نهفته است که در ادامه به معرفی هرکدام از آن‌ها به‌صورت جداگانه می‌پردازیم.
استاندارد USB 1.x
استاندارد USB 1.0 برای اولین بار در ژانویه سال 1996 معرفی و پهنای باندی برابر با 1.5 مگابیت بر ثانیه را با خود به ارمغان آورده بود، اما نسخه بهبود یافته آن تحت عنوان USB 1.1 درست دو سال بعد (آگوست سال 1998 میلادی) با بازار عرضه و با افزایش پهنای باند خود به 12 مگابیت بر ثانیه، انعطاف‌پذیری بیشتری را در اختیار توسعه‌دهندگان و محصولات قرار داد. تعداد دستگاه‌های مبتنی بر نسخه 1.0 استاندارد مورد بحث از گستردگی بالایی برخوردار نبوده و تنها تعداد انگشت شماری از وسایل سازگار با آن به‌صورت عمومی به بازار عرضه شدند، اما نسخه 1.1 با عنایت به پتانسیل فراتر خود تا پیش از عرضه استاندارد USB 2.0 از محبوبیت بسیار بالایی برخوردار و به‌طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار گرفته است.
یک درگاه مبتنی بر استاندارد فوق قادر است تا توانی برابر با 5 ولت و جریان 0.5 آمپر را برای دستگاه‌های جانبی فراهم آورد. پورت‌های USB 1.x با استفاده از رنگ سفید بخش پلاستیکی قابل مشاهده در داخل درگاه قابل تمایز بوده و از تعداد چهار سیم مسی جهت تأمین انرژی و انتقال داده بهره می‌جویند. استاندارد مورد بحث به دلیل استفاده از متد Half Duplex تنها قادر به پردازش یک طرفه داده بوده و امکان گسترش این مهم به دو مسیر رفت و برگشت میسر نمی‌باشد؛ این مهم بدان معنی است که یک درگاه یو‌اس‌بی قادر است تا در آن واحد فقط به ارسال یا دریافت داده از طریق کابل مبادرت ورزیده و امکان انجام این عمل به‌صورت دو طرفه (ارسال و دریافت) امکان‌پذیر نمی‌باشد. در انتها ذکر این نکته نیز ضروری است که استاندارد USB 1.1 تحت عنوان عمومی Full Speed نیز شناخته می‌شود.
استاندارد USB 2.0
استاندارد USB 2.0 در قالب تنها یک نسخه برای اولین بار در آوریل سال 2000 میلادی معرفی و تاکنون نیز در حال استفاده در قالب انواع و اقسام دستگاه‌های اصلی و جانبی مختلف می‌باشد. میزان پهنای باند به ارمغان آورده شده توسط استاندارد مذکور، برخلاف نسل پیشین افزایش قابل توجهی را به خود دیده و به 480 مگابیت بر ثانیه (60 مگابایت بر ثانیه) افزایش پیدا کرده است که این مهم در انعطاف‌پذیری فراتر تأثیرگذار می‌باشد. درگاه‌های USB 2.0 با استفاده از رنگ مشکی قسمت پلاستیکی مشاهده شده در داخل پورت قابل تشخیص هستند.
استاندارد USB 2.0 در مقایسه با نسل پیشین خود از تفاوت‌های چشمگیری برخوردار نبوده و تنها بهبودهای بیشتری را از جانب توسعه‌دهندگان دریافت کرده است. میزان توان فراهم آورده شده توسط یک درگاه همچنان برابر با 5 ولت و 1.8 آمپر (با قابلیت دریافت حداکثر 0.5 آمپر جریان) و رویه و روش انتقال داده نیز بر اساس متد Half Duplex تنظیم شده است، بنابراین ارسال و دریافت داده به‌صورت دو طرفه و در آن واحد امکان‌پذیر نمی‌باشد. از جمله بهبودهای افزوده شده به استاندارد فوق می‌توان به تقسیم درگاه‌ها و کابل‌ها به انواع Mini-A ،Mini B و Micro USB، تراشه مکمل داخلی، قابلیت On-The-GO (به‌اختصار OTG) جهت فراهم ساختن قابلیت ارتباط دو دستگاه یو‌اس‌بی با یکدیگر بدون نیاز به میزبان (هوست) جداگانه، امکان شارژ باتری دستگاه‌های قابل حمل و … اشاره کرد. این استاندارد تحت عنوان Hi-Speed نیز شناخته می‌شود.
استاندارد USB 3.x
استاندارد USB 3.x برای اولین بار در نوامبر سال 2008 میلادی معرفی و بهبودهای بسیار چشمگیری را با خود به ارمغان آورده است. استاندارد مذکور هم‌اکنون از دو نسخه 3.1Gen 1 و 3.1Gen 2 برخوردار می‌باشد که میزان پهنای باند قابل دسترس توسط آن‌ها متفاوت است. اگرچه یک درگاه نسل اول یو‌اس‌بی 3.1 قادر است تا پهنای باندی برابر با 5 گیگابیت بر ثانیه را در دسترس دستگاه‌ها و وسایل جانبی قرار دهد، این میزان در مورد نسخه سری دوم آن به 10 گیگابیت بر ثانیه افزایش پیدا کرده است. درگاه‌های مبتنی بر استاندارد USB 3.x با توجه به رنگ آبی بخش پلاستیکی آن‌ها قابل شناسایی می‌باشند.
استاندارد USB 3.x قادر است تا توانی برابر با 20 ولت و 5 آمپر را ارائه دهد. رویه و روش انتقال داده با عنایت به تغییر متد به Full Duplex، افزایش تعداد سیم‌های مسی به 9 عدد و الگوریتم‌های رمزگذاری 8b/10b (برخلاف Unicode در نسل پیشین) به دو طرفه تغییر پیدا کرده و امکان ارسال و دریافت داده در آن واحد فراهم آورده شده است. فزونی چشمگیر پهنای باند و انعطاف‌پذیری فراتر استاندارد فوق آن را به گزینه‌ای ایده‌آل جهت استفاده در دستگاه‌های مختلف، به‌خصوص سخت‌افزارهای ذخیره‌ساز دائمی اطلاعات نظیر دیسک‌های سخت و درایوهای جامد خارجی مبدل ساخته‌اند. ذکر این نکته ضروری است که با توجه به تغییر گروه ترویج‌دهنده استاندارد مورد بحث، عنوان نسخه USB 3.1 Gen 1 که پیشتر تحت عنوان USB 3.0 شناخته می‌شده است در آینده‌ای نزدیک به USB 3.2 Gen 1 و عنوان نسخه USB 3.1 Gen 2 نیز به USB 3.2 Gen 2 تغییر پیدا می‌کنند، اما ویژگی‌های قابل پشتیبانی توسط آن‌ها از هیچ‌گونه تفاوتی (در حال حاضر) نسبت به یکدیگر برخوردار نمی‌باشند. استاندارد مذکور تحت عنوان عمومی SuperSpeed (برای نسخه Gen 1) و +SuperSpeed یا SuperSpeed 10 (برای نسخه Gen 2) نیز شناخته می‌شود.
لازم به ذکر است که طول کابل‌های USB 3.x به دلیل محدودیت‌های طراحی تنها برابر با حداکثر مقدار 3 متر می‌باشد، در حالی که این میزان در مورد استانداردهای پیشین مساوی با 5 متر است. در صورت نیاز به افزایش طول کابل، استفاده از هاب‌های یو‌اس‌بی لازم و ضروری به شمار می‌رود.
استاندارد USB4
استاندارد USB4 برای عرضه زمانی در نیمه دوم سال 2019 میلادی در نظر گرفته شده و انتشار دستگاه‌ها و وسایل سازگار با آن در طی سال‌های پیشرو قابل انتظار می‌باشد. میزان پهنای باند استاندارد مذکور به بیشتر از 40 گیگابیت بر ثانیه افزایش پیدا کرده و هم‌تراز با نسخه سوم تاندربولت قرار گرفته است.
استاندارد USB4 قادر است تا به نقل و انتقال داده‌های تصویری و ویدئویی نیز بپردازد، بنابراین مشاهده نمایشگرهایی با درگاه‌های یو‌اس‌بی در آینده‌ای نزدیک و کمتر شدن حضور پورت‌های DVI ،HDMI و … محتمل می‌باشد. علاوه بر آن سازگاری دستگاه‌های تاندربولت 3 با درگاه‌های یو‌اس‌بی 4 نیز از جمله دیگر مزیت‌های استاندارد مذکور به شمار می‌رود.
همان‌طور که در ابتدای نوشته نیز اشاره شد، درگاه‌ها و کابل‌های یو‌اس‌بی در شکل، اندازه و طول‌های متفاوتی به بازار عرضه شده‌اند که دلیل اصلی آن به فزونی انعطاف‌پذیری و پتانسیل استفاده در دستگاه‌های و وسایل مختلف باز می‌گردد. درگاه‌های Type A پراستفاده‌ترین و معمول‌ترین نوع موجود در بین دیگر موارد حال حاضر به شمار می‌روند که در طیف وسیعی از سخت‌افزارهای گوناگون همچون رایانه‌های شخصی، تلویزیون‌ها و وسایل چندرسانه‌ای و … قابل مشاهده می‌باشند. به‌کارگیری درگاه‌های Type B به دلیل اندازه کوچک‌تر و اشغال فضای کمتر در وسایلی همچون مودم‌ها و روترهای شبکه، پروگرامرهای میکروکنترلر و … معمول می‌باشد. پورت‌های Type C ،Mini B و Micro B (تحت عنوان میکرو یو‌اس‌بی نیز شناخته می‌شوند) به دلیل اندازه بسیار کوچک‌تر خود و پشتیبانی از ویژگی‌های همسان با دو نوع پیشین در دستگاه‌های قابل حمل و ظریف نظیر تلفن‌های همراه هوشمند، دیسک‌های سخت اکسترنال و … قابل مشاهده هستند.
در انتها ذکر این نکته نیز ضروری است که نوع درگاه و کابل مورد استفاده، با استاندارد یو‌اس‌بی متفاوت بوده و یک پورت Type A می‌تواند میزبانی استانداردهای USB 1.x ،USB 2.0 و USB 3.x را بر عهده گیرد.
