Для всех уже стало привычным, понятным и удобным использование USB-разъемов. Формат начал свое развитие чуть более 20 лет назад со скорости в 1,5 Мбит/c и в настоящее время достиг скорости передачи данных в 10 Гбит/с.
Сейчас этот разъем присутствует в подавляющем большинстве современных устройств. В результате удобства и универсальности он быстро завоевал популярность и смог заменить все остальные разъемы, поэтому сегодня редко какой принтер, телевизор, бытовой или промышленный прибор обходиться без такого разъема.
Благодаря своей простоте, стандарт USB смог заменить все стандарты связи между промышленными установками. Разъемы USB разных версий отличаются по формам, каждая из версий стандарта имеет свои особенности. Предлагаем вместе разбираться в предназначении и специфике каждого из них.
Основные версии и понятия USB
Тип разъема и стандарт передачи — это два разных понятия. Тип разъема — это форма гнезда и штекера USB, которые имеют обозначение: USB Type-A, USB Type-B или USB Type-C.
Наиболее известен всем разъем первого типа, который хорошо знаком всем пользователям ПК: флешки, мышки, клавиатуры и целый ряд других устройства для современных компьютеров устанавливают с ним связь с помощью именно этого разъема.
USB Type-A используется для стандартов USB 1.0, USB 1.1, USB 2.0 и USB 3.0 причем все эти стандарты совместимы. Но при этом необходимо учитывать, что скорость передачи информации будет соответствовать предельной скорости оборудования с наименьшим из стандартов.
Иными словами, когда нужна скорость передачи информации, которая объявлена для стандарта USB 3.0, то каждый из соединенных приборов и провод должны быть не менее стандарта USB 3.0. А стандарт — это скорость передачи данных.
Отдельные версии стандарта обозначаются номерами после точки: USB 1.0, USB 1.1, USB 2.0, USB 3.0 и USB 3.1. Каждая из версий отличается не только скоростью, но и мощностью потребляемой энергии периферийных устройств и максимальной силой электрического тока.
По этой причине для подключения оборудования необходимо точно знать параметры основного устройства и всех периферийных устройств, которые будут соединены с использованием такого стандарта передачи данных, в частности:
- USB 1.0: предельная скорость 1,5 Мбит/с, мощность 0,75 ватт и максимальный ток до 150 миллиампер;
- USB 1.1: предельная скорость 12 Мбит/с, мощность и максимальный ток те же, что в предыдущей версии;
- USB 2.0: предельная скорость 480 Мбит/с, мощность 2,5 ватт и максимальный ток до 500 миллиампер;
- USB 3.0: предельная скорость 5 Гбит/с, мощность 4,5 ватт и максимальный ток до 900 миллиампер;
- USB 3.1: предельная скорость 10 Гбит/с, мощность 7,5-15 ватт и максимальный ток до 1,5-3 ампер.
Стандартный кабель USB не бывает больше 5 метров, передавая только данные. В то время как продвинутые версии могут быть и до 100 метров, имея на обоих концах преобразователи сигнала USB в оптику и обратно.
Краткое описание разъемов USB
Стандарт USB 1.0 и 1.1
В 1996 году стандарт USB 1.0, который сейчас практически не встречается, был огромным прогрессом в технологическом развитии. Использовались два типа кабеля: витая пара — для передачи данных, второй — для питания прибора, передающего информацию.
Такой вариант подсоединения был возможен для приборов с небольшим потреблением тока, поэтому для оборудования с большими потребностями применялись отдельные блоки питания.
Низкая скорость передачи данных и технические ограничения не позволили стандарту получить широкое распространение до появления версии USB 1.1, которая и получила признание и широкое применение на практике.
Стандарт USB 2.0
В 2000 году был разработан самый используемый на сегодня формат USB 2.0, который позволяет связи функционировать в трех регламентах:
- медленная скорость, которая достаточна для компьютерных мышек и клавиатур: от 10 до 1500 Кбит/c;
- средняя, для аудиоустройств: от 0,5 до 12 Мбит/с;
- высокая, для устройств хранения данных и видеоустройств: от 25 до 480 Мбит/с.
Создателям удалось привести к одному стандарту разъемы и провода, унифицировать функциональность и драйвера устройств. В целях безопасности подключенных устройств мощность была ограничена размером 2,5 ватт. USB 2.0 позволяет обмен данными по каналу связи в двух направлениях, но не одновременно.
Стандарт USB 3.0
Технологии постоянно развиваются и скорости предлагаемой USB 2.0 даже в высокоскоростном режиме для некоторых инновационных приборов стало недостаточным. В 2008 году изобрели стандарт USB 3.0, который предложил не только скорость до 5 Гбит/с, но и возможность одновременной передачи данных между двумя связанными устройствами.
Есть и определенные недостатки: в частности, нужны новые кабели, которые в два раза толще. Они стали несколько короче (до 3 м) и соответственно менее гибкие, кроме того, они более дорогие. Одновременно был изобретен новый разъем USB Type-C: он двухсторонний, симметричный, а значит не нужно задумываться как повернуть разъем к штекеру.
Когда в 2013 изобрели современный стандарт USB 3.1, стандарт 3.0 изменил название на USB 3.1 Gen 1, а нововведенная версия стала называться USB 3.1 Gen 2. Скорость перемещения информации у последней возросла в 2 раза — 10 Гбит/с (так называемая Super Speed).
Созданная в 2017 году версия USB 3.2 с двумя каналами увеличила скорость еще в 2 раза до 20 Гбит/с. После появления этой версии названия еще раз изменили, теперь: USB 3.0 — это USB 3.2 Gen 1, USB 3.1 — USB 3.2 Gen 2, а версия USB 3.2 обозначается как USB 3.2 Gen 2x2.
Стандарт USB 4
Еще в сентябре 2019 года была опубликована спецификация стандарта USB4, который в перспективе обещал невероятные на текущий момент скорости соединений (на уровне 40 Гбит/с). Время выхода стандарта USB4 постоянно откладывается, возможно он появится в ближайшее время.
Типы разъемов USB
Отдельные модификации трёх вышеперечисленных типов разъемов больше прижились одни, другие — меньше, но каждый из них нашел свою нишу.
Type-A: наиболее надёжный и безопасный, односторонний (можно вставить только одной стороной). Востребован в стационарных компьютерах и ноутбуках, применяется для подключения большинства, а иногда и всех аксессуаров: клавиатуры, мышки, выносные жёсткие диски, флэш-накопители и прочие. Разъем поддерживает все стандарты USB вплоть до 3.2.
Type-B: имея относительно крупные размеры, использовался для большой офисной техники, такой как сканеры, принтеры и прочее.
Type-B mini: уменьшенная разновидность для мелкой бытовой техники, такой как цифровые фотоаппараты и видеокамеры, модемы и другой.
Type-B micro: ещё более уменьшенная и улучшенная в части надёжности (из более прочных материалов) версия mini, разработан для мобильных устройств, включая в числе прочего телефоны (смартфоны) и планшеты. Применялся во всех таких устройствах, за небольшим исключением, вплоть до последнего времени.
Все разновидности Type-B сняты с производства с момента, когда начали применять разъем Type-C, который теперь полностью заменяет Type-B во всех его разновидностях, являясь максимально удобным и перспективным.
Type-C наделён двухсторонней формой, значительной скоростью и имеет много удобных функций, например: USB Power Delivery, дающая возможность зарядить устройства, которые рассчитаны на напряжение 20 В и ток до 5 А. По мнению изобретателей этот разъем должен заменить в ближайшем будущем все остальные, в том числе в ПК и других портативных устройствах.
Промышленное применение разъема USB
В современных условиях внедрение в промышленности технологий USB становится все более актуально. Этому есть несколько предпосылок, а именно:
- экономическая: такие разъемы и штекеры не отличаются высокой ценой, а значит целесообразно в расчете на будущее снабжать все оборудование соответствующими средствами связи, что с лихвой оправдает себя в перспективе;
- удобство для пользователей: так как у большинства пользователей, если не сейчас, то в самом ближайшем будущем будут соответствующие зарядные устройства для мобильных устройств, а значит не придется покупать его дополнительно для любого оборудования, работающего на аккумуляторе;
- стандартизация: при соединении оборудования между собой в целях повышения эффективности и безопасности необходимо использовать одинаковые провода и разъемы.
Продумывая построение связи между оборудованием, оценивая расстояние и объемы данных, которые будут передаваться по кабелям, можно выбрать как соответствующие кабели, так и подходящие им разъемы.
CAB-USBAB/0.5 Кабель; USB 2.0; вилка USB A,вилка USB B; 0,5м; серый
84189 Кабель; USB 2.0; гнездо USB A,вилка USB A; позолота; 1,8м; 28AWG
