- Truyền dữ liệu USB là giai đoạn nằm giữa phần mềm máy chủ và điểm cuối của một thiết bị ngoại vi. Thông tin có thể đi theo hai chiều hay một chiều. Các thiết bị nối với cổng USB dùng cáp USB để truyền tải dòng điện hay dữ liệu. Khi máy tính hoạt động, nó truy vấn tới tất cả các thiết bị nối vào Bus và gán cho mỗi thiết bị một địa chỉ. Quá trình này được gọi là liệt kê các thiết bị. Máy tính cũng sẽ tìm ra cách truyền dữ liệu của từng thiết bị.
- Máy chủ xử lý việc trao đổi dữ liệu với từng thiết bị ngoại vi một cách độc lập. USB quản lý bốn loại truyền dữ liệu : truyền điều khiển, truyền ngắt, truyền đồng bộ cách biệt và truyền khối.
+ Truyền điều khiển(control transfer) là truyền hai chiều. Loại truyền này được sử dụng để cài đặt thiết bị ngoại vi. Giao thức truyền điều khiển bao gồm 3 giai đoạn: giai đoạn khung, giai đoạn điều khiển và giai đoạn trả lời. Mọi thiết bị ngoại vi giao tiếp chuẩn USB đều phải xử lý được loại truyền này.
+ Truyền ngắt(iterrupt transter) là truyền một chiều. Loại truyền này đượcdùng cho các thiết bị ngoại vi như bàn phím, chuột và joystick. Vì chủ USB (máy tính) không thể bị ngắt nên các ngắt từ thiết bị ngoại vi được xử lý trong vòng đợi. Chương trình hệ thống có nhiệm vụ xử lý vòng đợi này. Giao thức truyền ngắt khởi động khi máy chủ bắt đầu bằng một khung IN (IN token). Thiết bị ngoại vi trả lời bằng một gói dữ liệu. Khi nhận hết dữ liệu máy chủ sẽ trả lời bằng một gói ACK nếu dữ liệu không có lỗi hoặc không trả lời gì nếu có lỗi. Nếu bị nghẽn ở điểm cuối của thiết bị ngoại vi, nó sẽ gửi đến máy chủ gói STALL và đợi phần mềm hệ thống xử lý. Các thiết bị như bàn phím gửi lượng dữ liệu rất nhỏ và ngắt đoạn sẽ được chọn kiểu Interrupt.
+ Truyền đồng bộ cách biệt (Isochronous transter) là phương pháp truyền một chiều. Hướng cuộc truyền có thể từ thiết bị ngoại vi ra máy chủ hoặc ngược lại. Vì thế cuộc truyền cần hai điểm cuối ở phía thiết bị ngoại vi hoặc hai đường ống phần mềm ở phía máy chủ. Giao thức truyền đồng bộ cách biệt bắt đầu bằng một gói IN hoặc OUT từ máy chủ tuỳ theo hướng truyền và loại điểm cuối. Ví dụ, trong trường hợp gói OUT. Máy chủ tiếp tục bằng cách truyền dữ liệu. Truyền đồng bộ cách biệt không dùng gói bắt tay để thông báo kết quả truyền. Vì thế thông tin có thể bị thất lạc. Các thiết bị truyền dữ liệu theo dạng Stream như
chế độ thoại hay loa sẽ dùng kiểu Isochronous. Dữ liệu tức thời được truyền giữa thiết bị và máy tính và không có cơ chế sửa lỗi.
+ Truyền khối (Bulk Transfer) là phương pháp truyền hai chiều. Hướng truyền có thể từ điểm cuối về máy chủ hay ngược lại. Như vậy, một thiết bị ngoại vi cần cả hai chiều dữ liệu sẽ cần có hai điểm cuối. Giao thức truyền khối gồm ba giai đoạn: khung, dữ liệu và bắt tay. Nếu thiết bị kẹt sẽ không có giai đoạn dữ liệu mà chỉ có khung và bắt tay. Dữ liệu sẽ được truyền qua ống từ một vùng đệm dữ liệu trong bộ nhớ của chương trình tương ứng tới một điểm cuối của thiết bị ngoại vi. Các thiết bị như máy in thường nhận những gói dữ liệu lớn, dùng kiểu Bulk Transfer. Từng đoạn dữ liệu (64 Byte) được gửi tới máy in và được kiểmtra tính chính xác.
- Máy tính cũng có thể gửi đi các lệnh hay truy vấn các thông số với các gói Control Packet. Khi một thiết bị được máy tính liệt kê, máy tính sẽ giành tới 90% băng thông phục vụ các yêu cầu của các thiết bị kiểu Interrupt và Isochronous. Sau khi dùng 90% của 480 Mbps băng thông, máy tính sẽ từ chối các truy nhập của bất kỳ thiết bị kiểu Interrupt hay Isochronous nào khác. Các khung điều khiển và thiết bị kiểu Bulk Transfer sẽ sử dụng khoảng 10% băng thông còn lại.
- USB phân chia băng thông thành các Frame và máy tính sẽ điều khiển các Frame này. Mỗi Frame chứa 1.500 Byte và Frame mới được sinh ra sau mỗi ms. Trong một Frame, các thiết bị kiểu Isochronous và Interrupt phân chia thành các khe nên chúng đảm bảo được băng thông cần thiết trong khi các thiết bị Bulk Transfer và khung điều khiển sử dụng phần băng thông còn lại.