В каком году появился usb
Порты и кабели запутывают больше, чем путаются. Учитывая всевозможные стандарты USB, типы разъёмов и скорости, легко запутаться в количестве вариантов. USB-A и USB-C – это два наиболее распространённых типа USB, и знание различий между ними необходимо. Хотя бы для понимания того, что могут делать ваши и периферийные устройства.
А что же тогда такое USB 3.2
USB 3.0 – 3.2 относится к определённому протоколу USB для передачи данных, когда речь идёт о USB-соединениях. Вместо того чтобы описывать физический порт, обозначение относится к форматам данных, которые порт может обрабатывать.
Заметные изменения произошли с USB 3.0 в сравнении с USB 2.0, который потребовал модификации конструкций USB-A и USB-B, чтобы получить больше возможностей и более высокую скорость передачи данных. Кабели USB-A, поддерживающие USB 3.0 и выше, оснащены синим защитным контактом вместо стандартного серого.
USB 3.2 делится на два разных типа. Полностью обновлённая версия — это USB 3.2 Gen 2×2, названная в честь второго поколения и того, что она использует две полосы 10 Гбит/с для достижения общей скорости 20 Гбит/с. Второй тип – это более старый стандарт USB 3.1 10 Гбит/с, который с последними обновлениями также можно назвать USB 3.2 Gen 2.
И ещё один момент: порты USB Type A и USB-C могут поддерживать различные стандарты, от USB 2.0 до USB 3.2. Универсальных названий для этих протоколов не существует, что усложняет ситуацию, поэтому не все используют одни и те же названия. Например, USB 3.1 Gen 1 это также USB 3.0.
К счастью, USB 3.2 обратно совместим со всеми другими USB-соединениями, хотя для портов USB-C может потребоваться переходник. Вы также должны убедиться, что ваши USB-кабели и устройства по возможности поддерживают передачу данных по протоколу 3.1.
Если вы в замешательстве, я вас понимаю, хотя есть всего несколько упрощённых и важных моментов, которые проще запомнить:
- USB-A и USB-C могут иметь различные стандарты передачи данных, вплоть до USB 3.2, который определяет их общие возможности передачи данных.
- USB 3.2 обратно совместим с другими стандартами, что делает его более универсальным для пользователей, хотя может потребовать использования дополнительных адаптеров.
- Соединение USB-C – единственное, которое может поддерживать весь потенциал USB 3.2.
- Убедитесь, что все ваши внешние кабели, шнуры и устройства совместимы со стандартом передачи данных USB. Это простое соответствие: если вы используете порт с USB 3.2, ваш кабель и подключённое устройство также должны поддерживать стандарт 3.2 для максимальной эффективности.
Будьте готовы, всё это изменится с появлением USB4, совершенно новым названием, новейшими скоростями (до 40 Гбит/с) и попыткой упростить все эти запутанные названия стандартов. USB4 также обратно совместим с некоторыми старыми портами USB.
Хотите первыми узнавать всё о Hi-Tech – ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА КАНАЛ
Технологию USB вряд можно назвать совершенной, но она стала отличной альтернативой множеству портов, с которыми мы вряд ли снова будем иметь дело.
Как и все технологии, USB развивалась постепенно. Несмотря на полученное звание «универсальной» последовательной шины, за 18 с лишним лет на рынке технология то и дело появлялась в новых вариациях с различной скоростью подключения и бесконечным множеством кабелей.
Группа компаний USB Implementers Forum, специализирующаяся на изучении данного стандарта передачи данных, не понаслышке знакома с этой тенденцией и намерена предложить решение проблемы с помощью нового типа кабеля, известного как Type-C. По предварительным данным этот разъем придет на смену портам USB Type-A и Type-B всех размеров, предусмотренным в телефонах, планшетах, компьютерах, и другим внешних устройствах. Type-C будет поддерживать новую, ускоренную версию USB на 10 Гбит/с поколения 3.1 в 2 спецификациях с предусмотренной возможностью дальнейшего увеличения пропускной способности.
Вполне вероятно, что уже через несколько лет USB Type-C станет распространенным стандартом, благодаря которому можно будет распрощаться с запутанными клубками кабелей у рабочего стола. Тем временем в свет выходит очередной язвительный комикс от XKCD о привычном механизме внедрения новых стандартов.
Комикс XKCD
А пока все еще не ясно, спасет ли нас Type-C от нашествия кабелей или только усугубит ситуацию, давайте посмотрим, как USB менялась на протяжении своей истории, какие стандарты пытались составить ей конкуренцию и кто хочет поспорить с привычной технологией за звание лидера в ближайшем будущем.
Они остались позади
Если вы сели за компьютер, примерно, 10 лет назад, неудивительно, что USB для вас — что-то само собой разумеющееся. И, конечно, даже учитывая постоянно меняющиеся характеристики и способы подключения, то, что мы имеем куда лучше предыдущих версий привычного интерфейса передачи данных.
Если вы имели дело с компьютером до появления USB в эру Pentium и Pentium II, то помните, что пользователям приходилось постоянно что-то подключать через разные порты. Нужно подключить мышь? Возможно, понадобится PS/2 или последовательный порт. Хотите подключить клавиатуру? И снова PS/2, Apple Desktop Bus или DIN порт. Для принтеров и сканеров обычно использовали большие старые параллельные порты, которые также выполняли функцию внешних накопителей, если вам не нравился стандарт SCSI. Чтобы подключить приставку или джостик, нужен был игровой порт, как те, что до 90-х повсеместно применяли в специализированных звуковых картах (так выглядела реальность до создания аудио чипов для материнских плат стационарных компьютеров и ноутбуков).
По-моему, проблема на лицо. Для некоторых из этих портов требовались собственные платы расширения, которые также занимали немало места, и, как правило, их было не очень удобно настраивать и перезапускать. К концу 90-х появились компьютеры с несколькими USB портами, обычно на задней панели системного блока, чаще всего порты USB 1.1, способные развивать скорость до 12 Мбит (или 1,5 Мбит для внешних устройств, таких, как клавиатура и мышь). Производители комплектующих на сразу переключились на USB, хотя в клавиатурах, мышах, принтерах и других устройствах стали постепенно появляться USB порты и разъемы в качестве дополнительной опции, а впоследствии, и в качестве основной.
Когда в начале-середине 2000-х широкое распространение получил USB 2.0, стандарт стал отличной заменой куда большему числу привычных разработок. Флэш-накопители USB, фактически, похоронили заживо дискету (и, собственно ее родственников в лице Zip-дисковода), а также способствовали постепенному исчезновению CD и DVD-дисков – и правда, зачем их использовать для хранения данных и установки операционной системы, когда можно выбрать компактные и более универсальные USB, которые справятся с поставленными задачами быстрее? С помощью USB 2.0 можно было подключать такие внешние устройства, как Wi-Fi адаптеры, оптические диски, порты Ethernet и др. – а ведь до недавнего времени их нужно было в обязательном порядке устанавливать на компьютер. Увеличение скорости передачи данных до 480 Мбит позволило воплотить в реальность многие идеи. Так число USB портов росло, а затем они и вовсе вытеснили устаревшие порты на компьютерах и (особенно) ноутбуках. Как правило, на задней панели стационарных компьютеров можно было найти уже четыре и более USB портов, плюс 1-2 на передней панели для экономии времени.
Совершеннолетие USB попадает на период распространения USB 2.0, в то время как увеличение в USB 3.0 скорости до 5 Гбит/с оказалось еще более удобным, в частности для ранее упомянутых задач: создавать резервные копии системы и перемещать тяжелые видео файлы стало проще, а заодно освобождается место для 802.11ac или Гбит-ных Ethernet адаптеров. Вполне удобно запускать ОС с жестких или флэш-дисков USB 3.0, особенно, если нужно устранить неполадки или восстановить данные. Порты USB все чаще становятся единственной разновидностью портов на компьютере, ведь с распространением Wi-Fi специализированные порты Ethernet оказались не нужны. Повсеместное использование интерфейса гарантирует поддержку всех основных производителей чипов от Intel и Qualcomm до AMD (современные микросхемы Intel поддерживают в общей сложности 14 USB портов по сравнению с когда-то актуальными двумя, доступными на ранних версиях системы).
Другими словами, USB удалось, хотя и не без проблем, преуспеть и сохранить широкую поддержку разработчиков, а разъем USB Type-A классического размера и формы сохранялся на большинстве компьютеров почти 20 лет. Учитывая длинный список интерфейсов, на смену которым пришла технология USB, достижение более чем солидное.
Кого пришлось пережить
После прочного закрепления USB на лидирующих позициях появилось несколько видов портов, призванных оспорить такое господство. Как правило, им удавалось добиться незначительного успеха и у них даже были некоторые функции для выполнения задач, которые USB не предусматривала, но в итоге повсеместное использование последней сыграло решающую роль.
Одним из таких портов был FireWire (известный также как IEEE 1394), стандарт, который с конца 90-х в и до начала 2010 года поддерживала, в основном, Apple. На тот момент у FireWire было несколько преимуществ по сравнению с USB. Устройства FireWire можно было последовательно соединять друг с другом, то есть одного порта было достаточно, чтобы подключить десяток устройств; операции FireWire не требовали особого вмешательства от процессора хост-системы; стандарт FireWire также мог передавать данные сразу в двух направлениях (принцип «full-duplex»), в то время как USB 1.1 и 2.0 – только в одном («half-duplex»). Кроме того в рассматриваемый период FireWire был, как правило, быстрее, чем USB. FireWire 400 поддерживал скорость до 400 Мбит в противовес 12 Мбит у USB 1.1, а FireWire 800 и вовсе 800 Мбит, что заметно выделялось на фоне 480 Мбит, предложенных USB 2.0.
Основная проблема FireWire заключалась в том, что реализация стандарта оказалась гораздо дороже, ведь понадобились специальные чипы, контролирующие работу компьютера и внешних устройств. Поначалу пользователям FireWire приходилось даже отчислять лицензионный сбор в пользу Apple, рейтинг которой как раз в конце 90-х — начале 2000-х начал расти, хотя и был далек от сегодняшнего могущества компании. Началась неразбериха с названиями, которые, по сути, были просто наименованиями одного стандарта – здесь и iLINK от Sony, и бессвязный «IEEE 1394». Переход с FireWire 400 на FireWire 800 тоже требовал использования кабелей, в то время как USB 1.0, 1.1, 2.0, и 3.0 задействовали физически совместимые разъемы для всех поколений стандарта (с некоторыми дополнениями касательно мини и микро версий).
Как следствие существенно возросла конечная стоимость внешних накопителей и видео оборудования, требующих серьезного объема трафика; стандарт USB по-прежнему оставался дешевле, а потому использовался чаще. В настоящее время новые версии FireWire с максимальной скоростью в 1.6, 3.2 и 6.4 Гбит/с находятся на различных этапах разработки, но так как Apple больше не поддерживает этот стандарт в большинстве своих продуктов, инвестирование интерфейса заметно сократилось.
В настоящее время благодаря ускоренному интерфейсу место FireWire на Mac от Apple заняли порты Thunderbolt. Thunderbolt, прежде всего, ассоциируется с компьютерами Mac, потому что впервые данный стандарт запустили именно на одном из маков, причем в линейке продуктов Apple именно Mac удерживают лидерство. На самом деле, Thunderbolt разработан специалистами Intel. Первоначально стандарт, тогда еще Light Peak, отвечал за передачу данных в обоих направлениях со скоростью до 10 Гбит/с, что в два раза превышало показатели USB 3.0. И это, конечно, обеспечило проекту успех на рынке за год или два до закрепления USB 3.0 в роли самого распространенного стандарта для большинства компьютеров.
Контроллеры Thunderbolt второго поколения увеличили скорость до 20 Гбит/с, изменив механизм передачи данных. Контроллеры Thunderbolt первого поколения передавали данные по одной шине со скоростью 10 Гбит/с и могли принимать данные по другой шине PCI Express; Thunderbolt 2 сочетал в себе два потока, что гарантировало увеличение скорости передачи данных в одном направлении. Ни один из этих портов не стал общепринятым, так и оставшись разработкой для Маc, материнских плат профессиональных рабочих станций и карт расширения.
До этого момента изменения были незначительными, а потом в свет вышел Thunderbolt 3, новая 40 Гбит/с версия технологии, которая, о чудо, использует USB Type-C порт. В новых портах Thunderbolt по-прежнему требуется отдельный контроллер, но они полностью совместимы с USB Type-C и в них предусмотрена поддержка 10 Гбит/с USB 3.1 второго поколения. В последнее время таки порты появились на нескольких высококлассных ноутбуках, в частности, в линейке XPS от Dell и на планшете от HP Elite x2.Это и близко не похоже на размах USB, но раньше Thunderbolt и мечтать не могла о такой серьезной поддержке крупнейших производителей ПК.
В настоящее время вышеупомянутые факторы объясняют причину использования Thunderbolt на ограниченном количестве систем. И, хотя это отличный выбор для счастливых обладателей экранов с разрешением в 4K или людей, постоянно передающих огромное количество информации, для большинства рядовых пользователей USB по-прежнему остается достаточно быстрым и самым распространенным способом выполнения поставленных задач.
Новые конкуренты
Основным препятствием на пути дальнейшего развития USB могут стать технологии, выполняющие аналогичные функции, но без провода.
Зачастую мы выбираем беспроводные технологии, решающие задачи, которые когда-то были уделом USB. Сервисы облачной синхронизации данных своевременно обновляют почту, список контактов, календарь, файлы и перечень онлайн-покупок на всех имеющихся устройствах безо всяких кабелей. Bluetooth, NFC, Wi-Fi Direct, и AirDrop служат отличной заменой USB для передачи отдельных файлов, а Miracast и AirPlay обеспечивают беспроводное подключение любого устройства к телевизору (хотя некоторые модели без встроенных функций все же требуют наличия проводных приемников, вроде Apple TV, или Chromecast). Принтеры, камеры с Wi-Fi и карты памяти тоже встречаются все чаще и чаще.
Как правило, основная загвоздка перечисленных опций кроется в скорости. Если вам нужно передать много фотографий или обработать видео с разрешением в1080 пикселей, снятом со смартфона, вам, скорее всего, не понадобятся эти беспроводные навороты, ведь USB 2.0 куда быстрее и надежнее. Неопытные пользователи ПК, как и прежде, будут использовать USB для подключения мобильных устройств к компьютерам, ведь не так-то просто установить полюбившийся многим Android ROM, передав данные по Wi-Fi или Bluetooth.
Даже если вы никогда ничего не подключаете к компьютеру, все устройства так или иначе завязаны на проводах – без питания никак. Попытки заменить USB одним из несколькими стандартами беспроводной зарядки были, но в подобных разработках все еще много недочетов. Большое количество продуктов заметно усложняют процесс стандартизации под одно зарядное устройство (хотя некоторые компании работают над устранением этого досадного недоразумения). Производителям комплектующих придется найти способ интеграции беспроводных зарядных устройств в имеющийся дизайн телефонов или выпустить дополнительные зарядные устройства. Но ведь новых типов зарядных устройств тоже не так много, и заряжают они, понятное дело, не так эффективно, как при прямом подключении к сети. И, самое интересное в том, что большинство таких устройств все равно предполагают использование USB.
В любом случае, вряд ли что-то случится с USB в ближайшее время даже при условии активного развития беспроводных конкурентоспособных проектов. Так же, как появление Wi-Fi не привело к краху проводного Ethernet, маловероятно, что беспроводные технологии заменят USB. По крайней мере не сейчас. Даже с учетом отличных показателей по скорости и появления всевозможных достойных контроллеров, стоит признать, что скорость, удобство и совместимость, предложенные USB, обеспечат этому стандарту еще не один год успешного существования.
Предлагаем вспомнить, почему вообще на свет появился интерфейс USB и как он изменил компьютерный мир.
Основные сведения
Кабель USB состоит из 4 проводников - 2 проводника питания и 2 проводника данных в витой паре, и заземленной оплетки/экрана.
Кабели USB ориентированы, т.е. имеют физически разные наконечники "к устройству" и "к хосту". Возможна реализация USB устройства без кабеля, со встроенным в корпус наконечником "к хосту". Возможно и неразъемное встраивание кабеля в устройство, как в мышь (стандарт запрещает это для устройств full и high speed, но производители его нарушают). Существуют (хотя и запрещены стандартом) и пассивные USB удлинители, имеющие разъемы "от хоста" и "к хосту".
Шина строго ориентирована, имеет понятие "главное устройство" (хост, он же USB контроллер, обычно встроен в микросхему южного моста на материнской плате) и "периферийные устройства". Шина имеет древовидную топологию, посколько периферийным устройством может быть разветвитель (hub), в свою очередь имеющий несколько нисходящих разъемов "от хоста". Разветвитель есть сложное электронное устройство, пассивных разветвителей не бывает.
Соединение 2 компьютеров - или 2 периферийных устройств - пассивным USB кабелем невозможно. Существуют активные USB кабели для соединения 2 компьютеров, но они включают в себя сложную электронику, эмулирующую Ethernet адаптер, и требуют установки драйверов с обоих сторон.
Устройства могут быть запитаны от шины, но могут и требовать внешний источник питания. Поддерживается и "спячка" устройств и разветвителей по команде с шины со снятием основного питания при сохранении дежурного питания и пробуждением по команде с шины.
USB поддерживает "горячее" подключение и отключение устройств.
На логическом уровне устройство USB поддерживает транзакции приема и передачи данных. Каждый пакет каждой транзакции содержит в себе номер оконечной точки (endpoint) на устройстве. При подключении устройства драйверы в ядре ОС читают с устройства список оконечных точек и создают управляющие структуры данных для общения с каждой оконечной точкой устройства. Совокупность оконечной точки и структур данных в ядре ОС называется каналом (pipe).
Оконечные точки, а значит, и каналы, относятся к одному и 4 классов - поточный (bulk), управляющий (control), изохронный (isoch) и прерывание (interrupt). Низкоскоростные устройства, такие, как мышь, не могут иметь изохронные и поточные каналы.
Управляющий канал предназначен для обмена с устройством короткими пакетами "вопрос-ответ". Любое устройство имеет управляющий канал 0, который позволяет программному обеспечению ОС прочитать краткую информацию об устройстве, в т.ч. коды производителя и модели, используемые для выбора драйвера, и список других оконечных точек.
Канал прерывания позволяет доставлять короткие пакеты и в том, и в другом направлении, без получения на них ответа/подтверждения, но с гарантией времени доставки - пакет будет доставлен не позже, чем через N миллисекунд. Например, используется в устройствах ввода человеком (клавиатуры/мыши/джойстики).
Поточный канал дает гарантию доставки каждого пакета, поддерживает автоматический временный приостанов передачи данных по нежеланию устройства (переполнение или опустошение буфера), но не дает гарантий скорости и задержки доставки. Используется, например, в принтерах и сканерах.
Время шины делится на периоды, в начале периода контроллер передает всей шине пакет "начало периода". Далее в течение периода передаются пакеты прерываний, потом изохронные в требуемом количестве, в оставшееся время в периоде передаются управляющие пакеты и в последнюю очередь поточные.
Активной стороной шины всегда является контроллер, передача пакета данных от устройства к контроллеру реализована как короткий вопрос контроллера и длинный, содержащий данные, ответ устройства. Расписание движения пакетов для каждого периода шины создается совместным усилием аппаратурые контроллера и ПО драйвера, для этого многие контроллеры используют крайне сложный DMA со сложной DMA-программой, формируемой драйвером.
Размер пакета для оконечной точки есть вшитая в таблицу оконечных точек устройства константа, изменению не подлежит. Он выбирается разрабочиком устройства из числа тех, что поддерживаются стандартом USB (степени двойки).
Под распиновкой USB разъема понимают порядок физического размещения конструктивных элементов в штекере с использованием универсальной последовательной шины (на англ. Universal Serial Bus) в её различных спецификациях. USB стал основным и самым популярным интерфейсом с момента своего создания 15 января 1996 г. Он был призван соединить с компьютером внешние периферийные устройства с помощью единого для всех алгоритма обмена информацией и заменить устаревшие: параллельный LTP, RS-232 и даже FireWire.
Рождение героя
Поэтому, когда несколько компаний объединили усилия и в 1995 году создали USB 1.0, это стало важной вехой в истории персональных компьютеров. Например, благодаря внедрению USB производители начали уменьшать количество «обязательных» портов в ноутбуках, чтобы со временем уменьшить их габариты и превратить из довольно внушительных чемоданчиков в современные ультрабуки. А разъёмы miniUSB и microUSB впоследствии аналогичным образом помогли развитию технологий для смартфонов и планшетов.
USB3.0
В 2008 году разработчики представили миру новую спецификацию - USB3.0. Скоростной режим у неё значительно вырос и составил 5 Гбит/с (SuperSpeed). Максимальный потребляемый ток для устройств повысился до 900 мА. Для повышения производительности в этот стандарт добавлено еще 5 контактов, которые размещены в разъеме отдельно. В последующем (с 31 июля 2013 г.) создали новые USB3.1: до 5 Гбит/с (SuperSpeed); 3.2 до 10 Гбит/с (SuperSpeed+).
На базе архитектуры USB3.0 в 2013 г. появились в продаже оптические кабели, способные передавать данные на скорости до 1 ГБ/с и расстоянии до 100 м. Однако подача питания до оконечных устройств по ним невозможна.
22 сентября 2017 г. на рынок выведена USB3.2 с заявленной пропускной способностью (с использованием двухполосной передачи через разъем Type-C) до 10 Гбит/с (SuperSpeed) и 20 Гбит/с (SuperSpeed+). Она стала последней версией в спецификации 3.x. Первые коммерческие продукты, с её применением, появились в России уже в начале 2020 г.
USB3.2 только начинают встречаться в продаже. Несмотря на это, уже с 2019 года в сети можно найти данные о спецификации нового интерфейса USB4. Для него заявленный предельный скоростным режимом составляет 40 Гбит/с.
Особенности
Несомненными преимуществами интерфейса, кроме возможности обменивается данными в едином формате, стали: возможность переподключения устройства, без перезагрузки компьютера (горячая замена); осуществление питания от одного USB-разъема сразу нескольких гаджетов. Эти свойства позволили значительно сократить число PCI-слотов на материнской плате, раннее использовавшихся для подключения внешнего периферийного оборудования.
У всех USB-интерфейсов сохраняется обратная совместимость с предыдущими поколениями спецификаций.
USB 2.0: и заверте…
USB 1.0 был полезен в основном своей универсальностью. Скорости интерфейса хватало только для передачи небольших файлов, поэтому уже к началу 2000-х был разработан стандарт USB 2.0. Вместе ним в мир пришли и USB-накопители или «флешки», и вот тут пользователи разошлись на полную. За несколько минут на флешку можно было скопировать не пару файлов, а целый сезон сериала или установочные файлы Windows. Кроме того, в отличие от компакт-дисков, сделать это можно было не один раз, да и испортить флешку было сложнее, чем поцарапать компакт-диск. Даже сами CD-приводы и другое периферийное оборудование благодаря USB теперь можно было не встраивать в персональные компьютеры или ноутбуки, а просто подключать к ним по мере необходимости. На руку пользователям и производителям играло и то, что большинство USB-устройств поддерживали «горячую» установку и были готовы к работе сразу после подключения, без необходимости перезагружать компьютер.
USB-C – это лучшее соединение
При правильном выборе стандарта данных соединение USB-C намного быстрее и универсальнее, чем USB-A. Со временем можно ожидать, что соединения USB-C заменят все старые USB-A и другие порты.
Однако этот переход займёт годы. Пока же USB-A присутствует на многих компьютерах рядом с разъёмом USB Type-C, в основном для решения проблем совместимости. У людей могут оставаться старые устройства, включая смартфоны, любимые контроллеры, ресиверы, телевизоры, клавиатуры и другие периферийные устройства, которые требуют подключения USB-A/B.
Большинство людей не хотят покупать адаптер, чтобы сделать USB-C обратно совместимым со всеми своими устройствами. По мере того как использование этих старых устройств будет сокращаться, USB-C станет основным портом, который будет везде – и мы уже видим, как это происходит в некоторых областях рынка электроники.
Содержание
История
Спецификации для USB 1.0 были представлены в ноябре 1995 года. Разработка USB поддерживалась Microsoft, US Robotics. На тот момент для подключения внешних периферийных устройств к персональному компьютеру использовалось несколько «традиционных» (англ. legacy ) интерфейсов:
Компьютер «Bondi blue» iMac G3 от англ. legacy ) портов. Спецификация USB 1.1 вышла в сентябре 1998 года, в ней были исправлены ошибки версии 1.0.
USB 3.0/3.1: выше только звёзды
С получившим в 2013 году массовое распространение стандартом USB 3.0, кажется, спали последние ограничения. Учитывая скорость этого стандарта, которую потом ещё в несколько раз нарастили с появлением USB 3.1, пользователи смогли в считанные минуты перебрасывать друг другу целые коллекции фотографий в высоком разрешении, фильмы в разрешении 1080p и музыку в lossless-форматах. А могли и не перебрасывать, а просто смотреть, например, видеофайлы внушительных размеров прямо с флешки или внешнего жёсткого диска.
USB-C: слава симметрии
Кстати, в том же 2013 году появился на свет интерфейс USB Type-C (позднее его стали называть просто USB-C), который получил популярность сейчас. Популярен он в основном из-за миниатюрных размеров, симметричности разъема, который можно вставлять любой стороной, и способности делать всё и сразу – передавать данные, звук и изображение, заряжать подключенные гаджеты и обеспечивать доступ в интернет. USB 1.0 с такой нагрузкой точно не справился бы. Кроме того, впервые за много лет USB-C позволил «встретиться» стандартам PC и техники Apple, ведь кабели USB-C совместимы с разъёмами Thunderbolt 3, которые развивались параллельно с USB и использовались преимущественно в MacBook.
USB (англ. Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина) — последовательный интерфейс передачи данных для среднескоростных и низкоскоростных периферийных устройств.
Разработка спецификаций на шину USB производится в рамках международной некоммерческой организации USB Implementers Forum (USB-IF), объединяющей разработчиков и производителей оборудования с шиной USB.
Для подключения периферийных устройств к шине USB используется четырёхпроводный кабель, при этом два провода (витая пара) в дифференциальном включении используются для приёма и передачи данных, а два провода — для питания периферийного устройства. Благодаря встроенным линиям питания, USB позволяет подключать периферийные устройства без собственного источника питания (максимальная сила тока, потребляемого устройством по линиям питания шины USB, не должна превышать 500 мА).
К одному контроллеру шины USB можно подсоединить до 127 устройств по топологии «звезда», в том числе и концентраторы, к которым можно еще присоединить 127 устройств.
В настоящее время широко используются устройства, выполненные в соответствии со спецификацией USB 2.0. Ведётся внедрение в производство устройств спецификации USB 3.0.
Скорость USB в зависимости от поколения интерфейса
- USB 1.0 — до 1,5 Мбит/с
- USB 1.1 — до 12 Мбит/с
- USB 2.0 — до 480 Мбит/с
- USB 3.0 / USB 3.1 Gen 1 — до 5 Гбит/с
- USB 3.1 Gen 2 — до 10 Гбит/с
Цоколевка
Схема USB разъема зависит от спецификации этого интерфейса его типов. Они визуально отличаются и для того, чтобы их не перепутать при подключении к оборудованию, обратите внимание на следующие: А –для компьютера или хаб-концентратора; B – для периферийного устройства. Первые версии разъемов (до USB2.0) физически ничем не различались между собой и имели четыре контакта: 1,4 – для подачи плюса (+5 В) и минуса (Gnd) питающего напряжения; 2,3 – для дифференциальной передачи данных. Для наглядности приведем их изображения и цоколевку на рисунке выше.
Провода кабеля USB имеют разные цвета, на картинки выше вы можете посмотреть какой цвет используется для передачи сигналов а какой для питания У всех видов USB существуют дополнительные модификаций для применения в переносных мобильных устройствах. Это миниатюрные разъемы имеют в обозначении слова «mini» или«micro». Повсеместно мы встречаемся с ними в повседневной жизни и применяем для подзарядки сотовых телефонов и других мобильных гаджетов.
Что такое USB-C и чем он отличается
USB-C – это более новый тип порта, официально был объявлен в 2014 году, хотя потребовалось несколько лет, чтобы они получили широкое распространение в потребительских устройствах, как мы видим сегодня.
Созданный для решения многих проблем старого вида USB-A, USB-C стал совершенно новым типом USB-порта. К важнейшим особенностям USB-C относятся:
- Более тонкий дизайн, в который помещается штекер независимо от того, в какую сторону он повёрнут, разработанный, для одновременной замены, таких разъёмов, как USB-A, B, mini и micro USB.
- 100-ваттное, 20-вольтовое соединение – гораздо более мощное, чем старый порт, и позволяет питать даже мощные устройства.
- Потенциал для гораздо более высокой скорости передачи данных, чем у USB-A.
- Поддержка передачи питания для зарядки устройств с обоих концов (при использовании соответствующих кабелей) и зарядки большого оборудования.
- Поддержка передачи видео с гораздо более высоким качеством, включая передачу 4K на экран.
- Поддержка альтернативных режимов, позволяющих использовать множество различных адаптеров для конкретных соединений, как HDMI и VG – или старых типов USB-соединений.
- Потенциальная совместимость с соединениями Thunderbolt 3 означает, что порт USB-C может работать как Thunderbolt 3 с дополнительным оборудованием.
Характеристики USB
Параметры USB улучшались с ростом популярности у пользователей. Вместе с увеличением производительности компьютерной техники постепенно повышались и требования к качеству передачи информации. Для удовлетворения возрастающих потребностей разрабатывались обновленные спецификации USB от версии 1.1 до 3.2 Gen2x2.
USB1.1
USB1.1 массово использовался для оснащения компьютерных устройств до апреля 2000 г. Его базовые свойства приводили в восторг многих пользователей. Рассмотрим их поподробнее, для одного подключаемого устройства (если не указано иного):
- поддержка двух скоростей обмена информацией: высокая (до 12 Мбит/с) и низкая (до 1,5 Мбит/с);
- длинна кабеля: 3 м (неэкранированный), 5 м (экранированный);
- число периферийных устройств на одно подключение - до 127;
- напряжение питания – до +5 В;
- максимальный потребляемый ток – до 500 мА;
- одновременное использование двух скоростей передачи данных на одной шине – возможно.
В режиме низкой скорости обычно подключали: компьютерные мышки, клавиатуры, модемы, джойстики, в высокоскоростном: автоматические телефонные станции, лазерные и струйные принтеры, внешние жесткие диски, видеокамеры.
Что такое USB (Universal Serial Bus)?
USB расшифровывается как «универсальная последовательная шина», но у пользователей 90-х первая часть вызвала бы разве что грустный смех. В то время для подключения к компьютеру мыши или клавиатуры был нужен интерфейс PS/2, для других внешних устройств – последовательные порты, параллельные порты и т.п. И попытки создать что-то универсальное заканчивались появлением очередного специализированного (и мало кому нужного) интерфейса.
Разработчики
Интерфейс USB является плодом совместных усилий разработчиков многих компаний, на протяжении многих лет. На начальном этапе его созданием занималась некоммерческая компанией USB Implementers Forum. В дальнейшем развитии и продвижении в массы принимали участие такие известные брэнды: Compaq, IBM, Intel, Philips, NEC, DEC, Microsoft, US Robotics, Nortel и др.
USB2.0
Наиболее распространенным, в настоящее время, из-за своей простоты и дешевизны является высокоскоростной 2.0. В этот стандарт, по сравнению с предшественником, был добавлен новый параметр «High-Speed». С ним скорость обмена данными увеличивалась до 480 Мбит/с, при этом другие характеристики не изменились. Для выделения этой особенности был придуман специальный логотип «Hi-Speed».
Что такое USB-A
Соединения USB Type-A относятся к физической конструкции порта USB. Каждое USB-соединение состоит из порта на принимающем устройстве, соединительного кабеля и устройства-приёмника. USB-A – это традиционный дизайн хост-порта USB и один из самых легко узнаваемых разъёмов на устройствах.
Это горизонтальный порт, нижняя часть которого отведена под штырьковые разъёмы. Такое расположение создаёт печально известное одностороннее USB-соединение, которое работает только при идеально вставленном штекере – сколько бы раз вы ни пытались.
Интересно, что хост-порт USB-B это уже иное. Разъём USB-B – порт рецептора на USB-устройстве, которое вы подключаете к главному компьютеру. Разъёмы типа B также легко узнать по их квадратной форме с закруглёнными углами, с одной стороны, почти как форма крошечного домика.
USB Type-B предназначен в основном для внешних периферийных устройств, на одном конце которого находится соединение USB-A, на другом – USB-B. Существуют кабели USB-B – USB-B, но они редко используются.
Обратите внимание, что существуют также подмножества видов этой конструкции, такие как USB Mini-A и USB Micro-A, с разным дизайном портов, но они не так популярны, и особо не важны в рамках этой статьи.
Читайте также: