Для чего нужен юсб
USB-порт
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.
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.
Основные сведения
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.
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).
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.
Изохронный канал позволяет доставлять пакеты без гарантии доставки и без ответов/подтверждений, но с гарантированной скоростью доставки в N пакетов на один период шины (1 КГц у low и full speed, 8 КГц у high speed). Используется для передачи аудио и видео информации.
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).
Версии спецификации
Предварительные версии
USB 1.0
Спецификация выпущена в ноябре 1995 года.
USB 1.1
Спецификация выпущена в сентябре 1998 года. Исправлены проблемы и ошибки, обнаруженные в версии 1.0. Первая версия, получившая массовое распространение.
USB 2.0
Спецификация выпущена в апреле 2000 года.
USB 2.0 отличается от USB 1.1 введением режима Hi-speed.
Для устройств USB 2.0 регламентировано три режима работы:
Последующие модификации
USB OTG
USB OTG (аббр. от On-The-Go) — дальнейшее расширение спецификации USB 2.0, предназначенное для лёгкого соединения периферийных USB-устройств друг с другом без необходимости подключения к ПК. Например, цифровой фотоаппарат можно подключать к фотопринтеру напрямую, если они оба поддерживают стандарт USB OTG. К моделям КПК и коммуникаторов, поддерживающих USB OTG, можно подключать некоторые USB-устройства. Обычно это флэш-накопители, цифровые фотоаппараты, клавиатуры, мыши и другие устройства, не требующие дополнительных драйверов. Этот стандарт возник из-за резко возросшей в последнее время необходимости надёжного соединения различных USB-устройств без использования ПК. В данной спецификации устройства обходятся без персонального компьютера, то есть выступают как одноранговые приёмопередатчики (на самом деле только создаётся такое ощущение). В действительности же устройства определяют, какое из них будет мастер-устройством, а какое — подчиняемым. Одноранговый интерфейс USB существовать не может.
USB Wireless
USB wireless — технология USB (официальная спецификация доступна с мая 2005 года). Позволяет организовать беспроводную связь с высокой скоростью передачи информации (до 480 Мбит/с на расстоянии 3 метра и до 110 Мбит/с на расстоянии 10 метров).
23 июля 2007 года USB Implementers Forum (USB-IF) объявила о сертификации шести первых потребительских продуктов с поддержкой Wireless USB. [2]
USB 3.0
USB 3.0 находится на финальных стадиях разработки. Созданием USB 3.0 занимаются компании: Microsoft, Texas Instruments, NXP Semiconductors. В спецификации USB 3.0 разъёмы и кабели обновлённого стандарта будут физически и функционально совместимы с USB 2.0. Кабель USB 2.0 содержит в себе четыре линии — пару для приёма/передачи данных, одну — для питания и ещё одну — для заземления. В дополнение к ним USB 3.0 добавляет пять новых линий (в результате чего кабель стал гораздо толще), однако новые контакты расположены параллельно по отношению к старым на другом контактном ряду. Теперь можно будет с лёгкостью определить принадлежность кабеля к той или иной версии стандарта, просто взглянув на его разъём. Спецификация USB 3.0 повышает максимальную скорость передачи информации до 4,8 Гбит/с — что на порядок больше 480 Мбит/с, которые может обеспечить USB 2.0. USB 3.0 может похвастаться не только более высокой скоростью передачи информации, но и увеличенной силой тока с 500 мА до 900 мА. Отныне пользователь сможет не только подпитывать от одного хаба гораздо большее количество устройств, но и само аппаратное обеспечение, ранее поставлявшееся с отдельными блоками питания, избавится от них.
Финальная спецификация USB 3.0 появилась в 2008 году, а оборудование, поддерживающее новую спецификацию, появится в 2009—2010 годах.
Фирмой анонсирована предварительная версия программной модели контроллера USB 3.0.
Что такое USB OTG и зачем это нужно?
Содержание
Содержание
Можно ли быстро перекинуть файлы с флэшки на телефон, выложить снимки с фотоаппарата в инстаграм за 10 минут, заставить гореть гирлянду только от смартфона? Благодаря технологии USB OTG ваш смартфон может больше, чем вы думаете.
Со времен первых коммуникаторов смартфоны все больше стремятся к копированию функционала ноутбуков и настольных ПК. Полноценно заменить компьютер мобильные девайсы не в состоянии, но некоторым пользователям функционала планшетов и смартфонов вполне хватает. При этом не все знают, что к мобильным устройствам, как и к компьютеру, можно подключить различную периферию и гаджеты, а не только кабель для зарядки.
Что такое USB OTG
Технология USB OTG появилась в 2006 году. Изначально она разрабатывалась для того, чтобы не только компьютеры, но и другие устройства могли обмениваться между собой информацией, используя порт USB. Об этом говорит и сама аббревиатура OTG — «On-the-Go», что дословно на русский язык переводится как «На ходу». Подразумевается, что можно использовать устройства, которые буквально помещаются в кармане.
Не удивительно, что в последнее время USB OTG ассоциируется именно со смартфонами и планшетами, так как это самые популярные товары, поддерживающие данную технологию. Хотя на самом деле те же USB-флешки, подключенные автомагнитолам или другим устройствам — та же самая технология USB OTG.
Как это работает
В качестве примера будет рассмотрен стандартный переходник USB OTG с уже постепенно устаревающим разъемом Micro-USB. На схеме выше у Micro-USB отображены пять контактов, и именно при взаимодействии 4-го и 5-го контактов мобильное устройство получает возможность распознать то, что к нему подключено. Тогда как на первый контакт подается питания, без которого работа USB OTG также невозможна.
Какие устройства поддерживают USB OTG
Почти все современные смартфоны и планшеты поддерживают USB OTG. Исключения бывают в основном среди бюджетных моделей с разъемом Micro-USB, хотя иногда встречаются и экземпляры с современным Type-C портом, к которому нельзя подключить ничего кроме кабеля (к примеру, смартфон Noa N1).
Также есть устройства, которые лишь частично поддерживают USB OTG. Например, у пользователя получится подключить USB-флеш-накопитель, мышку, клавиатуру или другой нетребовательный гаджет, а вот что-то сложное вроде компактного тепловизора — уже нет.
Хотя с тепловизором оказалось все не так просто даже при поддержке технологии OTG. В случае с моделью, у которой есть разъем Micro-USB, может получиться так, что камера гаджета будет повернута в сторону пользователя. В этом плане гораздо удобнее тепловизоры с новым разъемом Type-C, которые можно развернуть как угодно.
Обычно операционная система мобильных устройств позволяет подключать гаджеты через USB OTG без совершения дополнительных действий, кроме некоторых случаев, когда требуется установка дополнительного софта, как в примере с тепловизором. Однако у популярной Android OS есть множество измененных версий прошивок, и в китайских смартфонах, на которых установлены фирменные оболочки ColorOS, HiOS и Funtouch OS, перед каждым подключением нужно активировать функцию USB OTG, которая через какое-то время автоматически отключается. Возможно, разработчики так пытаются сделать свои оболочки безопаснее, чтобы не допустить случайного подключения. Или это просто продиктовано вопросом энергопотребления.
Как проверить поддержку USB OTG
Самый верный способ проверки — попробуйте подключить к устройству какой-нибудь гаджет — USB-флешку или что-то другое.
Также есть различные приложения, которые пытаются определить, поддерживается ли устройством «On-the-Go», но информация, отображаемая в таком софте, не всегда является достоверной.
Еще для проверки отлично подойдет любая модель USB-тестера. При подключении к мобильному устройству экран тестера сразу начнет работать, что и будет свидетельствовать о поддержке USB OTG.
Также через тестер можно узнать, сколько потребляет подключенная к смартфону или планшету техника. К примеру, USB-накопители потребляют небольшое количество тока, и, так как речь чаще всего идет о сотых долях ампера, то не каждый тестер отобразит такие показатели. Портативный жесткий диск напротив потребляет большой ток, который не любой смартфон может выдать.
Какой переходник нужен для работы USB OTG
В некоторых случаях переходник не нужен, так как есть гаджеты, подключаемые к мобильному устройству через его порт — это может быть устаревающий Micro-USB, современный Type-C или, в случае с техникой Apple, — Lightning.
Интересным примером служат флешки, у которых есть сразу несколько разъемов, и которым не нужны переходники для подключения.
Иногда переходник может встретиться в комплекте поставки к смартфону или планшету, но такое бывает редко. Впрочем, сейчас не проблема приобрести любой переходник на нужные разъемы.
В некоторых случаях нужен кабель для дополнительного питания. Не все девайсы способны отдавать большой ток более 0.5 ампер, и, хотя в большинстве случаев этого хватит, особо прожорливые гаджеты не смогут стабильно функционировать без дополнительного питания.
Например, такой кабель пригодится для подключения к смартфону портативного жесткого диска или чего-то аналогичного по потреблению. Кабель можно подключить к сети, компьютеру, или, например, к портативному аккумулятору.
Что еще можно подключить через USB OTG если устройство, к примеру, не поддерживает карты памяти, но информацию с них нужно перенести на смартфон, не используя при этом компьютер, то на помощь могут прийти OTG картридеры. Удобство некоторых моделей в том, что они работают не только с карточками формата microSD, но и с более крупными по размеру SD-картами.
Для пока немногочисленных смартфонов и планшетов, которые поддерживают функцию Display Port, предусмотрены специальные переходники для вывода видео и аудиосигнала на телевизор или монитор.
Различные модели USB-разветвителей помогут подключить к мобильному устройству сразу несколько гаджетов, особенно если разветвитель имеет внешнее питание.
Или, как уже раньше упоминалось, возможно подключение внешних жестких дисков, правда не все будет работать без дополнительного питания.
Список гаджетов этим не ограничивается — подключиться также можно к принтеру или камере, или вполне реально использовать проводную гарнитуру, требующую дополнительного питания для подсветки. Еще в продаже можно найти модемы, проводные геймпады, ИК-передатчики, USB-вентиляторы, всевозможные датчики, USB-гирлянды и даже USB-увлажнители воздуха или маленькие пылесосы.
Зарядка других устройств
Наличие в устройстве USB OTG дает еще один плюс в виде возможности заряжать другие девайсы и гаджеты. При этом заряжаться будет то устройство, в разъем которого вставляется обычный кабель, а отдает заряд девайс с подключенным переходником USB OTG. Заряжаться могут и аппараты без поддержки «On-the-Go», но вот заряжать что-то у них уже не получится.
Что нужно знать про USB: разнообразие коннекторов и стандартов
Современный мир сложно представить без огромного числа устройств, которые отличаются и форматом, и предназначением. Настольные компьютеры и портативные ноутбуки, универсальные планшеты и смартфоны, которые всегда с собой, современные беспроводные наушники, а еще портативные аккумуляторы и умные часы. Практически каждый такой гаджет в том или ином виде использует интерфейс USB. Он прошел длинный эволюционный путь и подстроился под размер и нужды целого зоопарка из девайсов, которые находятся в обиходе современного пользователя. Этот материал поможет разобраться в его разнообразии.
Краткое введение в историю популярной технологии USB
Нет, технологию USB точно нельзя назвать совершенной. Тем не менее, именно она стала достойной альтернативой для огромного числа интерфейсов, с которыми пользователи вряд ли снова всерьез столкнутся в обозримом будущем. Развитие USB шло постепенно и почти за четверть века породило огромное число несовместимых между собой коннекторов с разной скоростью передачи данных. Альтернативой для всех них в ближайшем будущем станет актуальный USB Type-C. Тем не менее, сначала отправим читателя в прошлое — в те «светлые» времена, когда про USB настоящие «техногики» могли только мечтать.
Почти каждый, кто начал пользоваться современной компьютерной техникой около десяти лет тому назад, даже не задумывается о временах, когда USB еще не было. Тогда для подключения мыши мог использоваться PS/2 или последовательный порт. Клавиатура требовала наличие PS/2, Apple Desktop Bus или порта DIN. Принтеры и сканеры предпочитали большие параллельные порты или SCSI. Для контроллеров использовали специальные игровые порты, которые были также совместимы с профессиональными звуковыми картами. Учитывая, что для большинства таких интерфейсов нужны были отдельные платы, проблема налицо.
Собственно, решением и должен был стать стандарт USB, официальным днем рождения которого считают 15 ноября 1995-го. Его развитие поддерживали компании Intel, Microsoft, Philips, US Robotics и другие. Они хотели упростить подключение к компьютеру самых разных устройств, среди которых и телефоны, которые до USB вообще не могли передавать через провода голос в цифровом формате. Более того, целью создания USB также было увеличение ассортимента устройств, которые можно было использовать вместе с компьютером. Собственно, «шалость удалась», и со всем этим формат удачно справился.
Разъем и коннектор USB
Предварительная версия USB 0.7 была выпущена в ноябре 1994-го, USB 0.8 запустили в декабре этого же года, а USB 0.9 — в апреле 1995-го. Предварительную USB 0.99 показали уже в августе, а USB 1.0 Release Candidate вышла в ноябре 1995 года. Многие наивно полагают, что активное участие во внедрении первых USB приняла компания Apple. Тем не менее, она пришла к этому интерфейсу отнюдь не сразу. Дело в том, что первоначально она отдавала предпочтение технологии FireWire, которая использовалась в ранних iPod. Но и она отказалась от нее в пользу более перспективного решения, которое набирало популярность.
Сертификацией новых стандартов и коннекторов USB занималась и продолжает заниматься некоммерческая организация USB Implementers Forum (USB-IF). Она объединяет разработчиков и производителей, которые используют технологию USB. Главная цель этой компании заключается в продолжении принципов интерфейса: сохранение направления на унификацию разъемов и кабелей, управление необходимым потреблением энергии, использование утвержденных протоколов для передачи данных, унификация набора функциональных возможностей и драйверов для всех гаджетов с поддержкой USB.
Стандарты передачи данных USB с прицелом на скорость
Начать нужно с того, что у технологии USB есть два основных нюанса, на которые нужно обращать внимание в первую очередь. Первый — стандарт передачи данных, который обозначается цифрой возле названия USB: USB 1.0 и USB 1.1, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 и USB 3.2, USB4. Второй — тип коннектора, который используется для подключения и обозначается буквой после слова Type через дефис: Type-A, Type-B, Type-C. Для коннекторов также можно использовать сокращения вроде USB-A, USB-B, USB-C — более того, они могут быть в форматах Mini и Micro. Сначала о стандартах, которые, в первую очередь, отвечают за скорость.
USB 1.0 (USB 1.1). Первый официальный стандарт USB увидел свет 15 января 1996-го. Он умел работать в двух режимах: с низкой пропускной способностью (Low-Speed) на скорости до 1,5 Мбит/с и высокой пропускной способностью (Full-Speed) — до 12 Мбит/с. Максимальная длина кабеля с использованием экранирования и высокой пропускной способности могла составлять 5 м. К одному USB 1.0 теоретически можно было одновременно подключить до 127 устройств, и они могли работать на разной скорости. Действительно массовым же стал стандарт USB 1.1, который с учетом ошибок выпустили в сентябре 1998-го.
Интересно, что USB 1.0 работал с напряжением 5 В и силой тока 0,5 А. Его мощность равна их произведению — 2,5 Вт. На фоне зарядки на 96 Вт, которая поставляется вместе с 16-дюймовым MacBook Pro 2019 года, это значение кажется критически малым. Тем не менее, оно вполне сравнимо с 5 Вт в стандартном блоке питания для смартфонов, который Apple кладет даже в комплект поставки iPhone 11. По большому счету, все, что выше 2,5 Вт в USB 1.0, можно считать быстрой зарядкой гаджетов, которая не будет рассматриваться в данном материале. Чтобы не растягивать его, все подробности про нее мы разложили по полочкам
Сертификация USB High-Speed
USB 2.0. На рубеже тысячелетий стало понятно, что USB 1.0 работает слишком медленно. На этом настаивали Hewlett-Packard, Intel, Lucent (Alcatel-Lucent), Microsoft, NEC, Philips и другие компании. Именно поэтому в апреле 2000 года появилась спецификация USB 2.0, которая кроме Low-Speed и Full-Speed также получила возможность работы с режимом High-Speed на скорости до 480 Мбит/с. Первый отлично подходил для мышек и клавиатур, второй использовали для мультимедийных гаджетов, а третий применялся для устройств хранения данных — например, флешек. USB 2.0 обратно совместим с USB 1.0 и USB 1.1 без High-Speed.
Сертификация USB SuperSpeed
USB 3.0 (USB 3.1, USB 3.2). До появления USB 3.0 в 2008 году технология USB фактически положила на лопатки практически всех конкурентов. Тем не менее, к этому времени взвыли производители внешних дисков, которые уперлись в потолок USB 2.0 по скорости и максимальной мощности. Именно для них появился новый режим передачи данных под названием SuperSpeed — 5 Гбит/с. В 2013 году с выходом USB 3.1 прежний USB 3.0 начали называть USB 3.1 Gen 1 — также появился USB 3.1 Gen 2 с поддержкой SuperSpeed+ на скорости 10 Гбит/с. USB 3.2 представили в 2017-м, и его смогли разогнать до 20 Гбит/с (SuperSpeed++).
Сертификация USB SuperSpeed+
USB4. 29 августа 2019 года миру показали новый стандарт USB4 — именно слитно, без пробела между названием технологии и цифрой. Новый протокол передачи данных увеличивает ее скорость до 40 Гбит/с. Его можно использовать даже с коннекторами старого образца вроде USB-A и USB-B, но настолько быстро обмениваться данными получится только при использовании поддерживаемых кабелей USB-С. Тем не менее, о массовости стандарта USB4 говорить еще очень рано. Пока производители активно используют USB 3.2, а Apple в своих смартфонах вообще зациклилась на USB 2.0 и никак не исправляется.
Полноразмерные коннекторы USB, которых пока большинство
Когда разговор заходит о полноразмерных коннекторах USB, большинство представляет себе только USB Type-A или USB-A. В этом нет ничего удивительного, ведь он распространен сильнее всех остальных. Именно USB-A до сих пор используется во многих компьютерах, ноутбуках, внешних аккумуляторах и других устройствах.
Чисто технически он может отличаться, в зависимости от используемого стандарта передачи данных. Тем не менее, он считается обратно совместимым — например, флешка USB 2.0 Type-A без проблем заработает, если ее воткнуть в USB 3.0 Type-A в компьютере. Но кроме USB-A есть еще, как минимум, USB-В.
Что нужно знать про USB: разнообразие коннекторов и стандартов
USB-A. Главное преимущество данного коннектора кроется в его распространенности. Несмотря на то, что сегодня от него уже начинают отказываться, он все еще доминирует на рынке современной пользовательской электроники. В числе его недостатков громоздкость и ассиметричность. При использовании стандартов USB 1.0, USB 1.1 и USB 2.0 в нем используется четыре контакта: пара для передачи данных и пара для питания (один — земля). В USB 3.0 и выше используется пять дополнительных контактов: четыре для передачи данных и один для земли. Благодаря этому скорость SuperSpeed и становится возможной.
USB-B. Данный интерфейс чаще всего используется в различном периферийном оборудовании: принтерах, сканерах и даже USB-микрофонах. Порты для него не устанавливаются в современные компьютеры, и для подключения к ним оборудования чаще всего используются кабели USB-A на USB-B. У обычного кабеля USB Type-B также четыре контакта: пара для передачи данных и пара для питания (один — земля). Обычный USB-B работает только с протоколом передачи данных USB 1.0, USB 1.1 и USB 2.0. Для использования USB 3.0 и выше нужен видоизмененный интерфейс, о котором дальше.
USB-B 3.0. Очередной ассиметричный коннектор USB, который работает с протоколом передачи данных USB 3.0 и выше. В предназначенный для него интерфейс можно установить и обычный кабель USB-B, но он будет работать на скорости не выше USB 2.0 — High-Speed. Чтобы достичь SuperSpeed и выше, порт и коннектор должны подходить USB-B 3.0 по форме и характеристикам. Кроме четырех стандартных коннекторов здесь также используется пять дополнительных контактов: четыре для передачи данных и один для земли. Благодаря им открывается доступ к скорости 5 Гбит/с и выше.
Mini-коннекторы USB, которые успели отойти на второй план
С ростом популярности и распространенности мобильных устройств разного типа начали появляться кабели с Mini-коннекторами USB на одной стороне и полноразмерными USB-A на второй. Они стали логическим продолжением «шнурков» USB-B на USB-A, которые уже активно использовались для подключения к компьютерам периферии.
Интерфейсы уменьшенных размеров начали появляться в цифровых фотоаппаратах, смартфонах, видеорегистраторах и других аналогичных по габаритам гаджетах. Именно формат Mini стал прообразом сначала для Micro, а потом и для актуального на сегодняшний день коннектора USB-C.
Коннектор USB-A формата Mini
USB-A. Первый миниатюрный коннектор USB, который использует для своей работы набор из пяти контактов: пара для передачи данных и пара для питания (один — земля), а также один, предназначенный для определения конца кабеля (он необходим для работы USB OTG, информация о котором будет дальше по тексту). Найти такой не в самой старой электронике сегодня уже достаточно сложно. Формат Mini сегодня еще продолжает существовать в формате USB-B, который слабо отличается от USB-A чисто технически. Да что там, они даже внешне достаточно похожи.
Коннектор USB-B формата Mini
USB-B. Как и USB-A формата Mini, USB-B также работает на базе набора из пяти контактов: пара для передачи данных и пара для питания (один — земля), а также один, предназначенный для определения конца кабеля (USB OTG). Что интересно, в качестве порта для такого кабеля может использоваться как специальный USB-B формата Mini, так и универсальный формата Mini-AB. В такой также получится вставить миниатюрный коннектор стандарта USB-A. Это один из первых шагов в развитии USB, предназначенный для универсализации возможностей подключения — небольшая предпосылка к последующему выходу USB-C.
USB-B 3.0. Чтобы добиться увеличения скорости передачи данных до уровня SuperSpeed, а это 5 Гбит/с, в USB-B 3.0 формата Mini используется увеличенный вдвое набор контактов. Это хорошо видно даже просто визуально. У обычного USB-B формата Mini контакты располагаются только на одной части на внутренней стороне коннектора, а вот при использовании стандартна передачи данных USB 3.0 такой же набор есть и в зеркальном отражении. Кабель USB-B 3.0 формата Mini можно установить и в разъем стандарта 2.0, но использовать возможности SuperSpeed при этом не получится.
Micro-коннекторы USB, многие из которых до сих пор в ходу
Одним из следующих шагов в развитии современных мобильных устройств стало уменьшение размеров коннекторов, которые использовались для их зарядки и обмена данными. Это стало причиной рождения USB формата Micro, который прошел сертификацию 4 января 2007 года.
Такие миниатюрные порты и кабели используются до сих пор — даже спустя более десяти лет после появления на свет. Основной претензией к ним сегодня остается именно ассиметричность — невозможность подключения любой из сторон. Скорость работы и другие технические параметры в общем списке только после этого.
USB-A. Как и коннекторы формата Mini, каждый из кабелей с приставкой Micro использует пять контактов: пара для передачи данных и пара для питания (один — земля), а также один, предназначенный для определения конца кабеля (USB OTG). В данном случае USB-A поддерживает только три варианта скорости передачи данных: Low-Speed (1,5 Мбит/с), Full-Speed (12 Мбит/с) и High-Speed (480 Мбит/с). Коннектор USB-A формата Micro сейчас достаточно сложно встретить в более-менее современных устройствах. Куда большее распространение получил миниатюрный USB-B, который лучше всего знаком под именем Micro-USB.
USB-B. Да, если практически в любом интернет-магазине установить фильтр по кабелям с пометкой Micro-USB, он покажет именно «шнурки» с коннектором USB-B. До начала массового распространения USB-C с таким выпускались практически все смартфоны под управлением операционной системы Android. Его же использовали в наушниках, внешних аккумуляторах, фотоаппаратах и многих других гаджетах. Чисто технически он идентичен USB-A в формате Micro. У него такие же пять контактов: пара для передачи данных и пара для питания (один — земля), а также один, предназначенный для определения конца кабеля (USB OTG).
Коннектор USB-B 3.0 формата Micro
USB-B 3.0. Если у вас завалялся не самый свежий внешний диск, велика вероятность, что в комплекте с ним идет кабель именно с таким коннектором на одном из концов. Он дает возможность передавать данные между накопителем и компьютером на скорости SuperSpeed и выше, а это, как минимум, 5 Гбит/с. Такой скорости вполне достаточно даже для использования операционной системы и всего сопутствующего софта с внешнего накопителя. В порт USB-B 3.0 формата Micro можно вставить коннектор Micro-USB, но тогда скорость будет ограничена предписаниями стандарта USB 2.0.
Экзотические USB и неожиданный Lightning в их числе
Mini4A и Mini4B, Mini5A и Mini5B, Mini8M и Mini8P, а также Mini-TDK — это только некоторые из экзотических коннекторов USB, которые крайне редко устанавливаются в пользовательскую электронику. Тем не менее, есть и один куда более распространенный.
Речь про Lightning, который Apple использует в своих смартфонах, начиная с iPhone 5 из сентября 2012 года. Его главное преимущество кроется в симметричной конструкции, которая дает возможность устанавливать коннектор в порт любой из сторон.
Да, Lightning — это не сертифицированный коннектор из семейства USB, но он работает по его принципам. У него достаточно много контактов — по восемь штук с каждой из сторон. Тем не менее, сегодня он работает на скоростях, сравнимых с USB 2.0. Именно поэтому к нему сегодня столько претензий. По большому счету, главная роль кабеля на сегодняшний день — быстрая передача данных: гигабайты собственных видеороликов в 4K, внушительные фотоархивы, фильмы и многое другое. Все это на iPhone и обратно сегодня сбрасывается мучительно долго.
Новый универсальный симметричный формат USB-C
Когда по поводу USB Type-C только начали появляться первые слухи, многие активно шутили по поводу релиза очередного типа USB. Они смеялись, что USB Implementers Forum создала десяток коннекторов и хочет заменить их одним универсальным, но на практике просто прибавит еще один к их «зоопарку». Скорее всего, примерно так это и случилось бы. Тем не менее, на распространение USB-C сильно повлияла агрессивно-инновационная политика компания Apple. В 2015 году она выпустила 12-дюймовый MacBook с одним портом Type-C и никакие другие кроме 3,5-мм аудиовыхода в ноутбуках до сих пор не использует.
Коннектор USB-C прошел сертификацию почти сразу после презентации стандарта передачи данных USB 3.1 — в августе 2014-го. Type-C создан для замены Type-A и Type-B как в полноразмерном варианте, так и в форматах Mini и Micro. Несмотря на схожие с привычным Micro-USB габариты, у него целых 24 контакта: шесть пар для передачи данных, четыре пары для питания и заземления, и две пары вспомогательных. Но нужно понимать, что использование USB-C не гарантирует поддержку USB 3.1 и выше. Как и любой другой коннектор, он может работать и с более скромными скоростями.
USB Type-C — действительно универсальный тип коннектора, который может передавать сигналы не только по протоколам USB. Он также способен работать в альтернативных режимах: в формате DisplayPort, в стандарте Mobile High-Definition Link (что-то среднее между HDMI и Micro-USB), в роли Thunderbolt (вплоть до высокоскоростной третьей версии), а также в традиционном понимании HDMI. Именно все это и дало той же Apple возможность избавиться от любых других портов в своих ноутбуках — любой кабель к ним получится подключить или напрямую, или через переходник. Тем не менее, для использования альтернативных режимов, кабель и порт должны их поддерживать.
Только USB-C полноценно раскрывает возможности и скорости USB 3.1 и USB 3.2, а также USB4. Именно за данным типом коннектора будущее во всех возможных направлениях. Реального смысла развивать другие типы подключения, когда есть один универсальный, больше нет.
Даже Apple уже перешла на Type-C в актуальных моделях iPad Pro и, скорее всего, сделает это же с iPhone в 2020 или 2021 году. Любой современный девайс уже оборудован USB-C, и только по наличию данного порта можно судить про качество и технологичность гаджета, который буквально только что попал в руки.
Интересные вопросы про технологию USB и ответы на них
Какие особенности у Inter-Chip USB? Это специальный стандарт, который используется для передачи данных внутри устройства. В таком случае для этого не нужны физические коннекторы, а также возможность ручного выбора скорости обмена информацией.
Что такое Media Agnostic USB? Эту штуку представили в 2013 году. С помощью нее протокол передачи данных USB можно встроить в уже существующие на рынке каналы связи — например, в WiFi. Это должно значительно расширить возможности использования USB в разных сферах.
Зачем нужны оптические кабели USB 3.0? Обычные кабели USB ограничены длиной 3–5 метров. Но в 2013 году миру показали варианты с использованием оптического волокна, которые могут работать на расстоянии до 100 метров. Вот только зарядка по ним, к сожалению, не идет.
Какие альтернативы для USB были и существуют на рынке
Когда технология USB уже заняла лидирующие позиции на рынке, ее господство тут же взялись оспаривать. Конкуренты даже добились некоторого успеха за счет закрытия вопросов, для которых USB было невозможно использовать. Но в итоге все они проиграли битву за лидерство.
Одним из соперников USB был формат FireWire, который также известен под именем IEEE 1394. Его с конца 90-х вплоть до начала 2010-го использовала преимущественно компания Apple. Главным плюсом данного решения была скорость передачи данных, которая обычно перегоняла USB чуть ли не в десяток раз. Более того, даже ранние варианты FireWire умели передавать данные одновременно в двух направлениях — у USB ничего подобного не было. Тем не менее, FireWire был куда дороже главного конкурента, поэтому от него постепенно отказались и в Apple, и сегодня формат почти не развивается.
Отдельного внимание также заслуживает Thunderbolt, который также ассоциируется с компанией Apple. Он всегда характеризовался высокой скоростью передачи данных, но в итоге стал отдельным режимом для коннектора USB-C, поэтому в качестве отдельного формата рассматривать его больше нет смысла.
Подводя итоги: перспективы развития технологии USB
Не так давно инсайдеры заговорили, что Apple может полностью избавиться от проводного подключения своих смартфонов уже в 2021 году. С одной стороны, полностью беспроводной смартфон — сказка и мечта. С другой стороны, стабильно быстрая передача данных, а также устранение неисправностей гаджетов неизбежно требуют проводное подключение. Тем не менее, очевидно, что в будущем от кабелей в любом виде человечество все-таки избавится. Их заменят беспроводные протоколы — наследники USB, Wi-Fi, Bluetooth и других технологий. Но когда этот момент настанет — вот это большой вопрос.
А вы какими usb отдаете предпочтение? Говорится о флешке, токсть с каким типом и версией usb вы отдаете предпочтение или вы не смотрите на версию и вам главное ценник?