Всё, что нужно знать про usb4. скорость, совместимость и особенности

Немного о USB-кабелях

Различия между кабелями USB не только в конфигурации разъемов, но и в количестве жил. Самый распространённый тип кабеля – четырехжильный USB 2.0, предназначен для передачи данных и питания периферийного оборудования. В нем каждая из линий связана с парой идентичных контактов на противоположных штепселях. Данные по такому кабелю передаются по очереди – или в одну, или в другую сторону.

Существуют USB-кабели только для зарядки. В них всего 2 жилы – плюс и земля, а контакты информационных линий просто соединены между собой. Они обычно тоньше 4-жильных. В магазинах их, как правило, не продают, но включают в комплекты поставки разных девайсов с поддержкой питания 5 V (например, электрических зубных щеток).

Кабели USB третьего поколения обычно окрашены в синий цвет (хотя не всегда) и более толстые. Ведь помимо стандартных четырех жил, в них включено столько же дополнительных. За счет добавочных линий поддерживается одновременная передача данных в оба направления.

Для подключения к смартфонам и планшетам периферийного оборудования (клавиатур, флешек, мышей и т. д.) разработан еще один тип кабелей – OTG. В кабеле OTG-2.0 всего 4 жилы и 5 контактов. На стороне хоста дополнительный – пятый контакт (ID) соединяется с землей – так устройства определяют, какое из них выступает в роли хоста. В OTG-3, соответственно, на 4 линии данных больше.

Кабели USB Type-C с противоположной стороны чаще имеют штепсель другого вида, например, USB-A, HDMI, DP и т. д. Конфигурация второго разъема, количество жил и связь с определенными выводами, поддержка силы тока разных уровней определяют их назначение и функциональность.

Выбор кабеля влияет на скорость зарядки и обмена информацией между устройствами. Некачественный или неправильно подобранный, он может быть «бутылочным горлом» подключения. Так, если соединить телефон и компьютер через порты USB-3.0 – USB-C кабелем USB-2.0, связь будет медленнее в разы, чем если бы использовался соединитель версии 3.

USB 2.0

Стандарт USB 2.0, получивший широкое распространение, был представлен в ноябре 1996 года.

Как и в случае спецификаций USB 1.0 и USB 1.1, в спецификации USB 2.0 для подключения периферийных устройств используется кабель, состоящий из двух пар проводов: одна витая пара проводов для приема и передачи данных, а другая — для питания периферийного устройства.

Напряжение питания по шине USB равно 5 В при силе тока до 500 мА. Этого, конечно, недостаточно для периферийных устройств со высоким энергопотреблением, например таких как принтеры. Поэтому они комплектуются собственными блоками питания, которые подключаются непосредственно к электрической розетке. Кабели USB ориентированы, то есть имеют физически разные наконечники «к устройству» (Тип B) и «к хосту» (Тип A). Возможна реализация USB устройства без кабеля, со встроенным в корпус наконечником «к хосту».

Компьютеры и ноутбуки, выпущенные после 2003 года, как правило, оснащены портами USB 2.0.

Устройств USB 2.0 поддерживают три режима работы:

  • Low-speed, 10—1500 Кбит/c (клавиатуры, мыши, джойстики, геймпады)
  • Full-speed, 0,5—12 Мбит/с (аудио-, видеоустройства)
  • High-speed, 25—480 Мбит/с (видеоустройства, устройства хранения информации)

Плюсы и минусы USB Type-C

Начнем с сильных сторон USB Type-C.

Универсальность. В USB Type-C реализован интерфейс всех предыдущих стандартов USB. В перспективе USB Type-C может заменить собой остальные интерфейсы на мобильных устройствах, ноутбуках и других гаджетах, в том числе его можно будет использовать вместо HDMI и даже привычного 3,5-миллиметрового аудиоразъема.

Быстрая передача данных. Уже сейчас она составляет 10 Гбит/с, а с утверждением интерфейса USB 3.2 скорость достигнет 20 Гбит/с. Это позволяет очень быстро копировать фотографии и видео в высоком разрешении, которые «весят» от нескольких сотен мегабайт до нескольких гигабайт.

Ускоренная зарядка аккумулятора. Увеличенная до 100 Вт максимально передаваемая мощность сокращает время подзарядки устройства.

Симметричный разъем. С USB Type-C не придется думать, какой стороной вставить кабель в разъем

Это важно, если вы спешите или подключаете устройства при плохом освещении. Кроме того, так вы меньше рискуете повредить разъемы с обеих сторон

Еще один плюс неочевидный, но он следует из универсальности: заменяя на USB Type-C несколько других интерфейсов, производители смогут создавать более компактные устройства. Многие бренды уже работают над тем, чтобы сделать свою продукцию легче, мобильнее и удобнее для пользователей.

Теперь о недостатках — они тоже есть.

Хрупкая конструкция. Здесь симметричный штекер, но обращаться с ним следует аккуратно. Та же Apple тоже делает свои штекеры и разъемы Lightning симметричными, но на практике они оказываются более прочными и устойчивыми к механическим повреждениям.

Ограниченное количество устройств с поддержкой USB Type-C. Интерфейс разрабатывался как универсальный, но так и не стал им. Поэтому многие производители по-прежнему выпускают компьютерную, мобильную, видео и аудиотехнику с разъемами USB Type-B, Type-B Mini или Type-B Micro. О том, когда мир перейдет на массовое использование USB Type-C, остается только гадать. А пока для подключения гаджетов, которые не поддерживают интерфейс USB 3.1, приходится использовать переходники и адаптеры, хотя и они не обеспечат ту рекордную скорость передачи данных, которую многие ожидают получить от Type-C.

Высокие требования к качеству аксессуаров. Если вы хотите максимально использовать возможности USB Type-C и продлить срок службы разъема, используйте его только с теми кабелями, которые выдерживают напряжение, рекомендованное разработчиками стандарта. Были примеры, когда коннекторы низкого качества приводили к воспламенению смартфонов. Поэтому рекомендуем пользоваться продукцией проверенных брендов (а она не самая дешевая, кстати) — например, Belkin.

Скорость передачи данных. 10 Гб/c не для всех?

Одно из преимуществ USB Type-C – возможность использования для передачи данных интерфейса USB 3.1, сулящего повышение пропускной способности до 10 Гб/с. Однако, USB Type-C и USB 3.1 – это не равнозначные термины и точно не синонимы. В формате USB Type-C могут быть реализованы возможности как USB 3.1, так и USB 3.0 и даже USB 2.0. Поддержку той или иной спецификации определяет интегрированный контроллер. Конечно, с большей вероятностью порты USB Type-C будут появляться на устройствах, поддерживающих высокую скорость передачи данных, но это не догма.

Напомним, что даже при реализации возможностей USB 3.1 возможны отличия в максимальной скорости передачи данных. Для USB 3.1 Gen 1 – это 5 Гб/с, USB 3.1 Gen 2 – 10 Гб/с. Кстати, представленные Apple Macbook и Chromebook Pixel имеют порты USB Type-C с пропускной способностью 5 Гб/с. Ну, а наглядным примером того, что новый интерфейсный разъем очень вариативен, является планшет Nokia N1. Он также оснащен коннектором USB Type-C, но его возможности ограничены USB 2.0 с пропускной способностью 480 Мб/c.

Обозначение «USB 3.1 Gen 1» можно назвать своеобразной маркетинговой уловкой. Номинально подобный порт имеет возможности идентичные таковым для USB 3.0. Более того, для данной версии «USB 3.1» могут использоваться те же контроллеры, что и для реализации шины предыдущего поколения. На начальном этапе такой прием наверняка активно будут применять производители, выпуская новые устройства с USB Type-C  для которых не нужна максимальная  пропускная способность. Предлагая устройство с коннектором нового типа, многим захочется представить его в выгодном свете, заявив о наличии не только нового коннектора, но и поддержке USB 3.1, пусть даже и условной.

Важно понимать, что номинально порт USB Type-C может использоваться для максимально производительного подключения на скоростях до 10 Гб/c, но, чтобы получить такую пропускную способность, ее должны обеспечивать подключаемые устройства. Наличие USB Type-C  не является показателем реальных скоростных возможностей порта

Их стоит предварительно уточнять в спецификациях конкретных продуктов.

Некоторые ограничения также имеют кабели для подсоединения устройств. При использовании интерфейса USB 3.1, для передачи данных без потерь на скоростях до 10 Гб/c (Gen 2) длина кабеля c разъемами USB Type-C не должна превышать 1 метр, для соединения на скорости до 5 Гб/c (Gen 1) – 2 метра.

Типы портов USB-A, USB-B и USB-C

Существует несколько основных типов физических разметок для таких портов:

  • USB-B (тип B). Этот прямоугольный разъем длиной приблизительно 1,4 см (9/16 дюйма) и высотой 0,65 см (1/4 дюйма) обычно используется на маршрутизаторах,
    компьютерах, принтерах и игровых приставках. USB-накопители обычно имеют разъемы версии «B».
  • USB-A (тип A): Менее распространенные, чем тип B, устройства типа «A» имеют почти квадратную форму и обычно используются для проводных мышей и клавиатур.
  • Micro USB: существуют также так называемые версии «Micro» как USB-A, так и тип «B» — версии меньшего размера, чем их базовые аналоги, популярные на мобильных
    устройствах. (Старые, но теперь устаревшие версии «mini» также можно найти на некоторых старых устройствах.)
  • Тип USB C: с размерами 0,84 см на 0,26 см, этот новый стандарт предназначен для замены как «A», так и «B» на меньшие порты, чтобы лучше поддерживать более тонкие
    форм-факторы мобильных устройств

Чтобы подключить устройство с одним типом порта на устройство другого типа, просто используйте правильный тип кабеля с соответствующими интерфейсами на каждом
конце. Кабели USB изготавливаются для поддержки всех поддерживаемых комбинаций типов и вариантов «папа/мама».

Синие USB-коннекторы часто работают быстрее

Синий цвет внутри этого разъёма USB Type-A указывает на то, что он поддерживает скорость USB 3.0 (возможно).

Разъёмы и порты USB Type-A, которые поддерживают более высокие скорости USB 3.0, часто (но не всегда) имеют синий цвет внутри. Разъёмы типа A, которые поддерживают только более низкие скорости USB 2.0 или USB 1.1, часто (но не всегда) имеют чёрный цвет внутри.

То же самое и с портами: порты USB 3.0 часто имеют синий цвет внутри, а порты USB 2.0 часто имеют чёрный цвет. Однако это не гарантируется.

Разъёмы типа A, поддерживающие скорость USB 3.0 — те, которые часто имеют синий цвет внутри — имеют девять контактов по сравнению с четырьмя контактами, которые есть в старых USB-разъемах. Однако они по-прежнему обратно совместимы, и эти более высокие скорости будут работать только тогда, когда два устройства USB 3.0 подключены друг к другу. В противном случае они будут использовать более низкие скорости.

Связанная статья: USB 2.0 и USB 3: стоит ли обновлять флэш-накопители?

Преимущества разъема Тайп Си

Преимуществ у коннектора много, а потому у него есть шансы со временем вытеснить все стандарты, применяющиеся в данное время. К основным достоинствам относят:

  • Совместимость. USB type c может работать в разных режимах, поддерживая различные протоколы. То есть пользователь может подключить к этому разъему любые кабели. Правда, необходимо будет использовать специальный адаптер, иначе вставить устаревший коннектор от принтера, например, в micro-USB не получится.
  • Универсальность. Коннектор совместим со стандартами, начиная с версии 1.1;
  • Безопасность. Так как USB type c – двусторонний кабель, то к нему можно подключаться в любом положении. Это гарантирует защиту от поломок, связанных с повреждением контактов. С ним без труда можно поставить гаджет на зарядку даже в полной темноте.
  • Компактность. Благодаря небольшим размерам интегрируется в нетбуки, смартфоны и другие устройства, за счет чего производители могут создавать более тонкую, изящную, компактную технику.
  • USB type c может применяться для зарядки техники. Если для коннектора реализован протокол передачи информации версии 3.1 с увеличенной передаваемой мощностью, то его можно использовать для зарядки смартфонов и даже ноутбуков. Получается, что подключая различные периферийные устройства через USB type c, пользователь сможет зарядить технику, применив только кабель, не обращаясь к дополнительным источникам питания.
  • Скорость передачи информации. Используя в новой спецификации стандарт 3.1, быстродействие при передаче информации доходит до 10 Гбит/сек., что считается довольно хорошим, хотя и не рекордный показателем.

Новым тайпом реально заменить все устаревшие технологии для передачи информации и зарядки устройств, больше не выпуская дополнительные кабели с Mini- или Micro-USB.

Что такое USB-A?

Начнем с того, что подключение по USB подразумевает использование порта главного устройства (хоста), соединительного кабеля и порта приемного устройства. Порты несут разные функции и различаются внешне.

USB-соединение типа А часто называют полноразмерным USB. Этот тип широко распространен и легко узнаваем.

USB Type-A – крупный, горизонтально расположенный разъем прямоугольной формы с острыми углами. Внутри него находится пластиковая панель черного, белого или синего цвета с набором контактов. Это тот самый разъем, который перед использованием нужно как говорится «пронаблюдать»: штекер входит в гнездо только в одном положении.

USB-A появился в середине девяностых. В нулевых он стал встречаться повсеместно. Им комплектуются клавиатуры, мышки, веб-камеры, повербанки, фотокамеры и соединительные кабели. Популярность USB Type-A обусловлена тем, что данный интерфейс надежен, универсален и обеспечивает высокую скорость передачи данных (480 Мбит/с). При этом он поддерживает не только подключение периферийных устройств, но и их подзарядку.

На другом конце кабеля с USB Type-A может находиться коннектор USB Type-B. USB-B – это порт приемного устройства (например, принтера), которое подключается к хосту (компьютеру). Его также легко узнать: соединение типа B имеет квадратную форму.

Существует множество подтипов USB-A и USB-B: USB Mini A, USB Micro A, Mini B, Micro AB и т.д. Их конструктивные особенности заслуживают отдельного материала, пока мы их касаться не будем.

Type-C – возможности

Как уже стало, надеюсь, понятно, новый разъем – это уже больше, чем просто USB, причем, намного больше. В, если можно так сказать, «базовой» конфигурации он обеспечивает работу USB 3.1 со всеми преимуществами этой новой версии интерфейса.

Все остальные «плюшки» – это альтернативные режимы работы Type-C, которые определенным образом помечаются на корпусе устройства. Причем, изменения могут приводить как к расширению используемых возможностей, так и к тому, что USB 3.1 может быть заменен на 3.0 или даже на 2.0. Приведем те варианты, которые могут встретиться на данный момент, ибо возможности этого разъема еще далеко не исчерпаны.

DisplayPort. Через Type-C можно подключить внешний дисплей с максимальным разрешением 3840 х 2400 точек. Такая возможность должна быть отмечена либо на корпусе ноутбука соответствующим значком, либо указана в спецификации на устройство.
HDMI. Появилась возможность подключения внешних устройств без адаптеров, напрямую при помощи HDMI версии 1.4.
Thunderbolt. Поддержка режима совместимости с протоколом Thunderbolt 3.
Power Delivery (PD). Спецификация нового стандарта, обеспечивающего передачу токов мощностью до 100 Вт в обе стороны, что позволяет заряжать ноутбук через этот порт, или, наоборот, запитывать подключенное через него внешнее устройство, например, внешний дисплей. На корпусе устройства такой разъем обычно помечается буками PD, нанесением значка в виде батарейки, хотя могут быть и другие варианты. Если поддержки PD нет, то максимальный выдаваемый ток будет составлять 1.5 или 3 А в зависимости от модификации.
Поддержка протокола USB 3.1 Gen.1. Поддержка скорости работы до 5 Гб/с.
Поддержка протокола USB 3.1 Gen.2. Поддержка скорости работы до 10 Гб/с.

Какие функции поддерживает Type-C, установленный в конкретной модели ноутбука, отмечается на корпусе, или же прописывается в спецификациях.

Для примера рассмотрим ноутбук-трансформер Lenovo Yoga 910. Он оснащается двумя портами Type-C, причем один из них работает на USB 2.0 (кстати, вот пример того, что обязательного наличия USB 3.1 никто не обещал), а второй – 3.0 с поддержкой DisplayPort. Причем, функция поддержки режима зарядки через этот разъем помечена просто значком электрической вилки, без изысков вроде логотипа «PD» и т. п. То же касается и поддержки подключения монитора. Это понятно только из документации на ноутбук.

Другой пример – ультрабук Asus ZenBook 3 UX390UA, в котором, если не считать аудиоразъем, установлен всего один Type-C. Зато он может почти все: к нему подключается блок питания, через него можно вывести изображение на внешний дисплей, обмениваться данными с внешними носителями со скоростями, соответствующими интерфейсу USB 3.1 Gen.1

Кстати, обратите внимание на маркировку разъема на корпусе. Все четко, ясно и понятно

Что было дальше

Прогресс не стоит на месте и со временем появился узкий круг устройств, для которых «High-speed» было уже недостаточно. Тогда было создано третье поколение стандарта, и в этот раз относительно предыдущего он имел более существенные изменения.

Отличается USB 2.0 от 3.0 в первую очередь скоростью, на сей раз её теоретический максимум достиг 5 Гбит/с. Также была повышена сила тока, с 500 мА её подняли до 900 мА.

Кабели для новой версии стандарта обратно совместимы с предыдущими, но старые кабели в новом, высокоскоростном режиме работать не могут. Дело в том, что для третьего поколения требуются кабели, имеющие в два раза больше проводов. Это не лучшим образом сказывается на их цене и гибкости.

Варианты подключения USB 3.0 на материнской плате ПК

Определить USB 3.0 в разъем на материнской плате ПК можно визуально — как правило, его делают с использованием пластика синего цвета.

Сейчас можно однозначно говорить, что данная версия универсальной последовательной шины не снискала любви как потребителей, так и производителей. Простым людям не нравились толстые и дорогие кабели, а производители не видели смысла переходить на новую версию стандарта, когда все потребности целиком удовлетворяет предыдущая.

Обзор флешек на USB 3.0

Безусловно, устройства с USB 3.0 не были редкостью в магазинах, и у вас даже наверняка есть хотя бы одна компьютерная флешка этого стандарта, однако, как правило, скорость таких флешек не особо отличается от тех, в которых заявлена лишь поддержка USB 2.0.

Старые устройства — помеха для новых стандартов

Многообразие разъемов Многие USB-устройства, как и прежде, выпускаются с одним из старых разъемов. Type-C должен заменить их все

Технические прорывы всегда занимают очень много времени, если есть большой фонд старой техники. Клавиатуры, мыши, внешние диски, веб-камеры, цифровые фотоаппараты, USB-флешки — миллионы этих устройств по-прежнему требуют поддержки старых версий USB. Проблему можно было бы временно решить, используя универсальные переходники, но ведь все еще выпускаются совершенно новые устройства со старыми USB-портами.

А поскольку обычному USB-кабелю не так-то просто отличить хост от клиентского устройства, ему по сей день требуется целых два разных типа разъемов. Поэтому внешние жесткие диски часто выпускаются с разъемами Mini-A, а принтеры — c типичными четырехугольными разъемами Type-B. Рано или поздно USB Type-C должен заменить не только эти разъемы — при помощи кабеля можно было бы, например, без проблем подключить периферийные устройства к ПК. Более того, Type-C может отправить в небытие DisplayPort, HDMI и даже гнезда TRS.

Структура данных интерфейса USB.

Вся информация передается кадрами, которые отправляются через равные промежутки времени. В свою очередь каждый кадр состоит из транзакций. Вот, пожалуй, так будет нагляднее:

Каждый кадр включает в себя пакет SOF (Start Of Frame), затем следуют транзакции для разных конечных точек, ну и завершается все это пакетом EOF (End Of Frame). Если говорить совсем точно, то EOF – это не совсем пакет в привычном понимании этого слова – это интервал времени, в течение которого обмен данными запрещен.

Каждая транзакция имеет следующий вид:

Первый пакет (его называют Token пакет) содержит в себе информацию об адресе устройства USB, а также о номере конечной точки, которой предназначена эта транзакция. Кроме того, в этом пакете хранится информация о типе транзакции (какие бывают типы мы еще обсудим, но чуть позже ). Data пакет – с ним все понятно, это данные, которые передают хост, либо конечная точка (зависит от типа транзакции). Последний пакет – Status – предназначен для проверки успешности получения данных.

Уже очень много раз прозвучало слово “пакет” применительно к интерфейсу USB, так что пора разобраться что он из себя представляет. Начнем с пакета Token:

Пакеты Token бывают трех типов:

  • In
  • Out
  • Setup
  • Start Of Frame

Пакет In сообщает нашему USB-устройству, что хост готов принять от него информацию. Пакет Out, напротив, сигнализирует о готовности и желании хоста поделиться информацией. Пакет Setup нужен для использования управляющих передач. Ну а пакет Start Of Frame используется для того, чтобы инициировать начало кадра.

Вот к чему я это рассказал… В зависимости от типа пакета значение поля PID в Token пакете может принимать следующие значения:

  • Token пакет типа OUT – PID = 0001
  • Token пакет типа IN – PID = 1001
  • Token пакет типа SETUP – PID = 1101
  • Token пакет типа SOF – PID = 0101

Переходим к следующей составной части пакета Token – поля Address и Endpoint – в них содержатся адрес USB устройства и номер конечной точки, которой предназначена транзакция.

Ну и поле CRC – это контрольная сумма, с этим понятно.

Тут есть еще один важный момент. PID включает в себя 4 бита, но при передаче они дополняются еще 4-мя битами, которые получаются путем инвертирования первых 4-ых бит.

Итак, на очереди Data пакет – то есть пакет данных:

Тут все в принципе так же, как и в пакете Token, только вместо адреса устройства и номера конечной точки здесь у нас передаваемые данные.

Осталось нам рассмотреть Status пакеты и пакеты SOF:

Тут PID может принимать всего лишь два значения:

  • Пакет принят корректно – PID = 0010
  • Ошибка при приеме пакета – PID = 1010

И, наконец, Start Of Frame пакеты:

Здесь видим новое поле Frame – оно содержит в себе номер передаваемого кадра.

Давайте в качестве примера рассмотрим процесс записи данных в USB-устройство. То есть рассмотрим пример структуры кадра записи.

Кадр, как вы помните состоит из транзакций и  имеет следующий вид:

Что представляют из себя все эти транзакции? Сейчас разберемся! Транзакция SETUP:

Транзакция OUT:

Аналогично при чтении данных из USB-устройства кадр выглядит так:

Транзакцию SETUP мы уже видели, посмотрим на транзакцию IN:

Как видите, все эти транзакции имеют такую структуру, как мы обсуждали выше

В общем, думаю достаточно на сегодня. Довольно-таки длинная статья получилась, в ближайшее время обязательно попробуем реализовать интерфейс USB на практике!

USB и его версии

USB расшифровывается как universal serial bus, и переводится на русский как универсальная последовательная шина. Универсальная – значит к ней можно подключить всё, что угодно, любое устройство. USB бывают разных версий, главное отличие которых в скорости работы.

К свойству универсальности производители шли долго. Как помнят многие, сначала у компьютера было множество разных портов, некоторые из которых остались и по сей день, например, громоздкие COM с толстыми кабелями, PS/2 с хрупкими контактами и другие. Теперь же принтеры, клавиатуры, мышки и другое оборудование можно подключать через USB.

Первые USB начали появляться с 1994 года. В 1996 году вышла версия 1.0, которая работала на мизерной скорости 1,5 Мбит/с. Затем в 2000-м вышла версия 2.0 со скорость работы 480 Мбит/с. Это вполне приемлемая скорость, которая позволила подключать разные оборудования к порту. В 2008 году вышла USB 3.0, работающая теоретически на скорости 5 Гбит/с.

Разработку USB 3.0 финансировали многие мировые бренды компьютерной сферы, которые были заинтересованы во введении стандартизации на разъёмы и улучшении производительности оборудования.

USB 2.0 и 3.0: отличия

Наконец, рассмотрим USB 2.0 и 3.0: отличия этих портов друг от друга и сравним их. Вот признаки, по которым они различаются:

Визуально отличить USB 2.0 от 3.0 очень легко – разъёмы 3.0 окрашены в синий цвет.

  • Второе отличие, которое легко ощущается на практике – это скорость передачи. У версии 3.0 она значительно выше. Она может уступать заявленной теоретической скорости (5 Гбит/с), но всё равно остаётся выше версии 2.0.
  • Отличие USB 2.0 от 3.0 есть в силе тока. В ранней версии она была 500 мА, в новой достигает уже 900 мА. Таким образом, новыми USB можно питать большее количество мощных устройств.
  • В старой версии USB было 4 провода, в новой стало ещё на 4 больше. Таким образом, ещё одно отличие USB0 от 3.0 – второй имеет более толстый кабель. Это также ограничило максимальную длину кабеля 3.0 до 5 метров и сделало его более дорогим.
  • Windows XP не поддерживает USB 3.0, даже если физически оборудование компьютера на это способно, работать оно будет как 2.0. Только более старшие версии Windows способны работать с 3.0 полноценно.

USB разъемы

Спецификация USB имеет два типа разъемов/штекеров: тип А и В.

Тип А соединяет стороннее устройство USB и компьютер. Он находится на стороне контроллера. При подключении любого гаджета USB драйвера моментально находит сама операционная система. Если таковые отсутствуют, то устройство всегда комплектуется диском с ПО, в который входит необходимый элемент инсталляции.

Тип В присутствует на стороне периферийных USB-устройств. Это в основном сканеры, принтеры или многофункциональные устройства. Оба типа включают в себя несколько вариантов конфигурации штекеров/разъемов: mini USB и micro USB.

Разъем/штекер mini USB отличается более компактными размерами и встречается на ранних версиях смартфонов, в фотоаппаратах, видеокамерах, электронных книгах и т.д.

Разъем/штекер micro USB габаритами еще меньше, чем предыдущий вариант. Зачастую он встречается в современных смартфонах.

Распиновка USB 2.0 разъема типы A и B

Классические разъемы содержат 4 вида контактов, в мини- и микроформатах — 5 контактов. Цвета проводов в USB-кабеле 2.0:

  • +5V (красный VBUS), напряжение 5 В, максимальная сила тока 0,5 А, предназначен для питания;
  • D- (белый) Data-;
  • D+ (зеленый) Data+;
  • GND (черный), напряжение 0 В, используется для заземления.

Для формата мини: mini-USB и micro-USB:

  1. Красный VBUS (+), напряжение 5 В, сила тока 0,5 А.
  2. Белый (-), D-.
  3. Зеленый (+), D+.
  4. ID — для типа А замыкают на GND, для поддержания функции OTG, а для типа B не задействуют.
  5. Черный GND, напряжение 0 В, используется для заземления.

В большинстве кабелей имеется провод Shield, он не имеет изоляции, используется в роли экрана. Он не маркируется, и ему не присваивается номер. Универсальная шина имеет 2 вида соединителя. Они имеют обозначение M (male) и F (female). Коннектор М (папа) называют штекером, его вставляют, разъем F (мама) называется гнездо, в него вставляют.

Watch this video on YouTube

Какая скорость передачи данных у USB4

Уже сейчас известно минимум о трех минимальных скоростных пределах стандарта USB4.

Самый скромный показатель – 10 Гб/с. Такая скорость станет минимальным порогом USB4 и будет нужна исключительно для работы в режиме обратной совместимости с портами предыдущих поколений.

В организации USB-IF заявили, что разъемов с такой низкой скоростью и сертификацией USB4 быть не должно.

Скорее всего, нижним порогом скорости будет 20 Гб/с. На данный момент производители называют этот стандарт USB4 Gen 2×2.

Максимальную скорость у первого поколения протокола зафиксируют на уровне 40 Гб/с. Сейчас такой стандарт принято называть USB4 Gen 3×2.

Скорее всего, к началу продаж моделей с USB4 названия поколений приведут к более понятному для покупателей формату.

Дополнительные спецификации

В 2005 г. была разработана технология USB Wireless. Характерной чертой была заявлена беспроводная коммутация с большой скоростью передачи данных. В радиусе 3 метров скорость составляла порядка 480 Мбит/с, 10 м – 110 Мбит/с.

Совместными усилиями компаний «Майкрософт», «Интел», «Хьюлетт-Паккард» и некоторых других появился спецификационный стандарт USB 3.0. Данная версия полностью совместима с 2.0. Разъемы последней спецификации имеют характерный синий цвет пластика в отличии от белого предыдущей версии. Спецификация 3.0 имеет дополнительные четыре линии коммутации, отчего кабель стал немного толще, а пропускная способность выросла до заоблачных 5 Гбит/с. При таких параметрах, например, информация объемом в 1 Тб может быть передана приблизительно за 50 минут. Тогда как при стандарте 2.0 тот же объем передается около 9 часов.

Последняя версия USB имеет более увеличенную силу тока – 900 мА. Данный параметр дал возможность подключать к разъему большее количество устройств по сравнению с 2.0.

Также существует спецификация USB OTG, которая дает возможность подключаемым устройствам определять в одностороннем порядке, когда быть хостом, а когда — периферийным устройством.

Типы разъемов

Вторая и третья версии разъёмов различают по размерам: Mini USB (маленькие размеры), Micro USB (ещё меньшие размеры); а также по типам: А, В.

USB разъём 2.0 типа A.

Надежный разъем основной характеристикой которого является способность выдерживать не одно подключение, при этом, не теряя своей целостности.

Сечение разъёма имеет прямоугольную форму, что создаёт дополнительную защиту при подключении.

Его недостаток – это большой размер, а все современные устройства отличаются портативностью что и повлияло на разработку и выпуск разъёмов аналогичного типа, но меньшего размера.

USB 2.0 типа А был представлен в девяностых годах и на данный момент еще является наиболее используемым.

Его имеют значительная часть маломощных устройств: клавиатура, мышка, флэшка и другие.

USB разъём версии 2.0 типа В.

В основном его применение находим в стационарных устройствах имеющие большие размеры. К ним относятся сканеры, принтеры, реже ADSL-модемы.

Редко, но все же бывает, что кабеля такого типа продаются отдельно от самой техники, потому что они не входят в состав комплекта технического устройства. Поэтому проверяйте комплектацию устройств.

Разъёмы данного типа не такие востребованные, как разъёмы типа А.

Квадратная и трапециевидная форма присуща всем разъёмам типа В.

К ним относятся и Mini и Micro.

Особенность сечения разъёмов типа «В» заключается в их квадратной форме, что отличает его от других типов.

Разъёмы Mini USB второй версии типа B.

Название разъёма такого типа говорит о том, что оно имеет очень маленькие размеры. И это не удивительно, потому что современный рынок всё больше предлагает миниатюрные товары.

Благодаря использованию персональных винчестеров, кардридеров, плееров и других маленьких устройств, разъёмы USB Mini, относящиеся к типу B, получили большую популярность.

Следует отметить ненадёжность таких разъёмов. При частом использовании он расшатывается.

А вот применение моделей разъёмов USB Mini типа A крайне ограничено.

Разъёмы Мicro USB 2.0 типа B.

Модели разъёмов Micro USB являются более совершенными относительно моделей Mini USB.

Данный тип разъёмов отличается невероятно маленькими размерами.

В отличие от предыдущих представленных типов мини, эти разъёмы очень надёжны своими креплениями и фиксацией подключения.

Разъём Мicro USB 2.0 типа «B» был признан по своим качествам единым для всеобщего применения для зарядки всех портативных устройств.

Что произойдёт со временем, когда все производители станут выпускать технику, приспособленную именно к таким разъёмам. Наверное, осталось не долго чтобы это увидеть.

Но такое решение уже было принято в 2011 году всеми современными производителями, хотя разъём Мicro USB 2.0 типа «B» еще присутствует не на всех устройствах.

Разъёмы USB третьей версии типа A.

Разъёмы USB 3.0 имеют большую скорость для передачи информации за счёт дополнительных контактов.

При таких изменениях всё же сохранена совместимость обратной связи. Его применение налажено в компьютерах и ноутбуках последнего поколения.

Разъёмы USB третьей версии типа B.

Третья версия разъёмов USB типа «B» не подходят к подключению разъёмов USB второй версии.

Его применяют в работе периферийных устройств со средней и крупной производительностью.

Micro USB 3.0.

Современные внешние накопители, имеющие высокую скорость, а также диски типа SSD, в основном, все оснащены таким разъёмом, который характеризуется высокой скоростью обмена информацией.

Всё более занимает лидирующее положение благодаря тому, что имеет очень качественные соединения.

Разъём удобный в использовании из-за своей компактности. Его предшественником считается разъем вида Micro USB.

Распиновка разъемов USB.

Вывод

Что мы узнали из этой статьи? Что USB делится на стандарты передачи данных, которые отличаются скоростью передачи данных. А также, что USB имеют большое количество типов разъемов.

И что самое интересное, о чем я забыл упомянуть в статье, это то, что типы разъемов могут комбинироваться следующим образом. Вы можете встретить полноразмерный разъем USB type-A и полноразмерный USB type-B, в то же время существует (но редко встречается) micro USB type-A и micro USB type-B (очень распространен). USB type-A может работать по протоколу USB 2.0, а может по протоколу USB 3.0. В общем при желании можно и запутаться.

А если вас беспокоит вопрос, с какими разъемами лучше выбрать себе ноутбук USB 2.0 или USB 3.0, то вообще не парьтесь. Сейчас все современные ноутбуки и компьютеры оснащены и тем и тем типом USB. Например, у меня на ноутбуке два разъема USB 2.0 и один разъем USB 3.0. И все три разъема типа USB type-A.

Вот такие они – USB!

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий