Для чего нужен usb разъем. Распайка USB2.0 и USB3.0 по цветам (разъемы micro и mini). USB Type-C: у этих устройств он уже есть

USB (Universal Side Bus) это универсальная последовательная шина, которая используется для подключения разнообразных цифровых устройств к компьютеру. Сейчас используется для подключения практически всех периферийных устройств, например, сканеров, манипуляторов и т.д.

Шина USB появилась в 1995 году и с того времени завоевала огромную популярность и стала по настоящему универсальной. Появление шины USB позволило заменить такие устаревшие интерфейсы как PS/2, последовательный порт и параллельный порт. На данный момент, эти интерфейсы используются очень редко.

История развития

С 1995 года шина USB получила 3 крупных обновления. Версия USB 1.0 вышла в начале 1996 года и могла передавать данные со скоростью до 12 Мбит/с, а максимальная длина кабеля составила 5 м. Версия USB 2.0 вышла весной 2000 года и получила максимальную скорость передачи данных в 480 Мбит/с. Именно данная версия шины USB сейчас используется повсеместно. Последнее обновление шины USB под номером 3.0 вышло в 2008 году. Скорость передачи данных в данной версии составила 5 Гбит/с. На данный момент USB 3.0 активно внедряется производителями компьютеров и набирает популярность.

Самая новая версия шины USB 3.0 получила много нововведений по сравнению с USB 2.0. Для увеличения скорости передачи данных пришлось добавить еще 4 проводника. Из-за этого кабель USB 3.0 стал значительно толще. Контакты новых проводников расположены в разъеме в отдельном контактном ряду. Также была увеличена сила тока с 500 мА до 900 мА. Это позволяет снабжать питанием более производительные устройства. Отличительной чертой USB 3.0 является разъемы синего цвета. Это позволяет безошибочно отличать порты USB новой версии.

Что такое USB: USB Type A и USB Type B

Одной из особенностей USB является различные типы разъемов. В первой версии USB было предусмотрено два типа разъемов: USB Type A и USB Type B. Тип разъема USB Type A предназначен для установки на стороне контроллера, то есть для установки в компьютер. Тип разъема USB Type B используется для установки в подключаемое устройство.

Позже появились разъемы для подключения устройств с небольшими габаритами: Mini-USB и Micro-USB. Эти разъемы используются в , мп3-плеерах и других мобильных гаджетах.

Сегодня невозможно себе представить, что на вопрос что такое USB, кто-то из людей ответит, что он не знает. Опрошенный, наверняка, сразу станет рассказывать, что это такой тип провода, с помощью которого можно соединить между собой компьютер и какое-нибудь другое устройство.

Отчасти так оно и есть, но мало кто знает, что это не просто тип проводов, а прежде всего стандарт передачи данных. В данной статье, мы подробно расскажем обо всем этом, и уделим особое внимание последнему типу данных проводов — микро usb кабель.

Итак, что же такое USB?

Расшифровывается сия аббревиатура, как Universal Serial Bus, что переводится, как универсальная последовательная шина. По сути - это способ подключения и передачи данных между различными электронными устройствами, в том числе и зависимыми, такими как всевозможные манипуляторы для ПК.

Что побудило создать единый стандарт

Начало данным разработкам положили такие монстры индустрии электроники и программного обеспечения, как Microsoft, Intel, Phillips, NEC, IBM и многие другие. Задумывался он, как открытый стандарт, которой могли бы использовать в своих разработках, абсолютно любые производители техники.

Универсальность стала главным принципом стандарта USB. В перспективе, разработчики предполагали, что он сможет заменить все существовавшие на то время узкопрофильные разъемы для ПК, что позволило бы устройствам быть более коммуникативными.

И что более важно, подхлестнуло производителей, создавать новые оригинальные устройства и модули:

Немаловажным достоинством USB стало наличие линии питания в 5 Вольт . Это открывало перспективу того, что будущие устройства могли бы избавиться от подключения к внешнему источнику электропитания.
Общий стандарт, и простота установки избавляли от необходимости написания под устройства отдельных драйверов (программного обеспечения для нормального функционирования устройства), а так же создания специфических плат.
К следующему плюсу данного стандарта можно смело отнести новую возможность сетевого соединения устройств . Специфика подключения устроена таким образом, что один разъем может выполнять функцию хаба (разветвителя)

Совет! На практике последний плюс можно использовать при подключении нескольких устройств к одному гнезду, или, например, соединить одну камеру сразу с несколькими принтерами.

Версии USB

На сегодняшний день существует три версии USB-кабелей.

Перечислим их в порядке появления:

Первым появился кабель USB версии 1.1. Применялся он в основном для подключения периферийных устройств. Сегодня его можно встретить лишь на старых материнских платах, так как для передачи данных он плохо подходит (пропускная способность разъема — 12 Мбит/сек), из-за чего разработчики устройств отказались от его применения.
Далее идет USB 2.0 — несмотря на наличие более быстрого разъема, который мы рассмотрим следующим, до сих пор остается самым востребованным на рынке. Причиной тому, низкая стоимость производства и высокая скорость передачи данных (до 480 Мбит/сек). Такой скорости с лихвой хватает для большинства электронных устройств.
Ну и последний, самый быстрый разъем — это USB 3.0 . Способен обеспечить передачу данных со скоростью до 5 Гбит/сек, чего с большим запасом хватает для самых быстрых устройств. Применяется в основном для подключения внешних накопителей (переносных жестких дисков).

Обратите внимание, что практически на всех современных ноутбуках и материнских платах для десктопных компьютеров (кроме самых бюджетных, чья цена не предполагает высоких мощностей), находятся сразу оба вида USB разъемов.

Внимание! USB 2.0 применяется для подключения мыши и внешней клавиатуры, а 3.0 — уже служит для соединения при передачи информации с носителя.

Совет! Помните, что скорость передачи данных зависит не только от типа разъема, но и от типа подключаемого к нему устройства. Так что, если вы устанавливаете 2.0 флэшку в разъём USB 3.0, то не ждите, что скорость вырастет. Она останется на уровне самого медленного элемента цепочки.

Типы USB разъемов

Цифровое обозначение поколения USB — это не единственный критерий по которому отличаются гнезда и штекеры. Несмотря на то, что стандарт является общепринятым, в некоторых устройствах требуются отдельные виды разъемов, отличающиеся формой и размерами.

Рассмотрев фото выше, можно смело возразить, что общий стандарт не такой уж и общий. Да, видов и форм достаточно много, но на самом деле это разнообразие оправдано.

Во-первых, для каждого штекера должен быть ответный разъем в виде гнезда. Во-вторых, каждый разъем обладает своим конкретным преимуществом перед остальными, что позволяет его использовать с конкретной техникой.

Давайте их и перечислим:

USB 2.0 типа «А» — это самый популярный компьютерный разъем, разработанный еще в середине 90-х годов. Имеет весьма прочную конструкцию, которая позволяет выполнять большое количество подключений и отключений, без риска выхода из строя как гнезда, так и штекера. Именно поэтому, до сих пор, он является эталоном для подключения компьютерной периферии, такой как: мышки, клавиатуры, веб-камеры, флэшки и прочее.
USB 2.0 типа «В» — это первый миниатюрный вариант для данного стандарта, который в отличие от остальных имеет квадратную форму. Несмотря на уменьшенный размер, он остается по-прежнему достаточно большим, что весьма ограничило сферу его применения. Наибольшее распространение данный разъем получил в крупногабаритной офисной технике (принтеры, сканеры и прочее).
Мини USB 2.0 В — постоянное уменьшение размера электроники, потребовало от рынка внедрения новых, более компактных разъемов. В результате тип «В» получил новый виток развития, и предстал в новом, уменьшенном варианте. Благодаря повсеместному распространению внешних жестких дисков и карманных компьютеров, данный разъем смог завоевать свою нишу. Но спустя короткое время, из-за низкой надежности, производители стали от него отказываться.

Существует еще и мини USB 2.0 А — данный разъем имеет такие же характеристики, как и предыдущий, а вся разница кроется в форме штекеров. Сегодня, практически нигде не применяется.

Отказ от мини USB совершенно не означал возврат к собственным стандартам, так как на его место пришел новый разъем. Кабель micro USB 2.0 В — данный разъем, по сути мало чем отличается от предыдущего, но он получил еще меньший размер, и более прочную конструкцию.

Новое модернизированное крепление штекера, предотвращает его разбалтывание и выпадение из гнезда. Всё это сделало кабель usb micro, идеальным решением для установки в любые современные гаджеты.

В начале 2011 года, usb микро кабель принят за универсальный вариант зарядного устройства для абсолютного большинства мобильных телефонов, планшетов и других компактных устройств. Как уже говорилось выше, после 2.0 вышел более скоростной вариант USB — 3.0. Он также получил изменения, адаптирующие его под миниатюрную технику.

Типы кабеля «А», благодаря крупным размерам, не получили внешние изменения, за исключением цвета сердечника, как гнезда, так и штекера — он стал синим вместо черного. Благодаря этому, удалось достичь полной совместимости с предыдущим поколением.

Переходник микро USB B — A

Остальные же варианты пришлось размещать в новые корпуса, которые, однако, сохранили похожие черты. То есть, несмотря на внешнюю схожесть, данные типы разъемов не совместимы друг с другом, но у вас всегда есть возможность приобрести переходники под любой из разъемов.

USB micro кабель типа «В» и USB типа «А»

Микро USB 3.0 в основном применяется в высокоскоростных SSD накопителях и внешних жестких дисках. Скорость передачи данных подобного соединения позволяет полностью раскрыть их возможности.

Всё бы хорошо, но все-таки, ширина данного разъема практически равна типу «А», что не могло устроить многих производителей, особенно дорогой, мощной техники. В результате с недавнего времени пользователи увидели новы тип соединения — «С».

По сути, это всё тот же стандарт USB, но с новой распиновкой. По своему размеру он приближен к микро USB, но имеет при этом овальную форму.

Строение и обслуживание микро USB

Нам хотелось бы уделить больше внимания наиболее распространенному варианту данного разъема. Давайте рассмотрим все вариации данного устройства, и узнаем все его свойства.

Устройство кабеля

Стандартный USB 2.0 кабель имеет внутри четыре провода. Все основное различие кроется в устройстве концевиков провода, которые могут варьироваться в зависимости от назначения конкретной модели и её производителя.

Изготовитель может заложить в особенности конструкции определенную длину провода, его толщину, наличие экранирующей оплетки, ферритовых фильтров, дополнительных жил и тип материала оплетки. В основном, именно из этих факторов и определяется стоимость того, или иного кабеля.

На таких кабелях возможно сочетание абсолютно любых концевиков. Чаще встречаются модели, на которых микро USB типа «В», имеет обратный выход на USB 2.0 А, который используется для соединения гаджетов с персональным компьютером.

Так же часто встречаются переходы на концевики типа USB 2.0 А OTG (то есть — мама), которые фактически являются переходниками с одного типа носителей на другой. С его помощью можно легко подключить обычную USB флэшку к смартфону.

Весьма редко можно встретить вариации кабеля, предназначенные для передачи питания и определенных данных.

Итак, USB провода имеют четыре токонесущие жилы, но не все концевики имеют такое же количество ножек. Так, например, USB 2.0 А имеет 4 контакта, а микро и мини USB обладают пятью контактами, один из которых не задействован, или завязан на землю (GND). Сделано это для того чтобы обеспечить возможность работы с OTG.

Такое количество проводов и контактов обусловлено еще и тем, что USB кабели, помимо зарядных функций, служат еще и для синхронизации мобильной техники.

Давайте рассмотрим название всех проводов и их назначение. Чтобы лучше ориентироваться можете сверяться с приведенной выше схемой, и не забывайте внимательно следить за расположением контактов относительно корпуса.

Red (красный) VBUS — плюсовая клемма, +5 Вольт постоянного тока, относительно GND;
White (белый) D-(Data-) и Green (зеленый) D+ (Data+) — это два провода предназначенные для передачи данных между подключенными устройствами;
ID — не задействован в «В» разъемах или закорочен с землей;
Black (черный) — это земля (GND)

Внимание! Некоторые модели кабелей содержат оголенный провод или экран. Данные элементы провода на схеме не маркируются.

Ремонт микро USB

Конечно, более компактная техника стала гораздо легче, но из-за маленьких габаритов сильно усложнилось её обслуживание. По сути, при каждой поломке, пользователь вынужден обращаться в специализированный сервисный центр, не имея возможности произвести ремонт самостоятельно.

Вот какова человеческая натура, которая иногда стремится лишний раз сэкономить. Не пытайтесь выполнить ремонт мелкой электроники своими руками, так как без наличия соответствующего инструмента и опыта, у вас навряд ли что-то получится. Не спасет в этом случае даже подробная инструкция, поэтому, если вы не хотите довести любимый телефон или планшет до состояния, как на фото выше, оставьте данную заботу профессионалам.

Но если вы из тех людей, кто не сдается никогда, и готовы рискнуть, то вот вам несколько советов, которые могут пригодиться во время диагностики и ремонта.

Меньше всего подвержены износу клеммы питания, которые разнесены по краям разъема.
Ножка которая вырывается с контактной площадки чаще остальных, расположена рядом с минусом. Это тот контакт, который не задействован.
В случае такой поломки заряд на устройство идти не будет, хотя система вполне может определять, что блок питания подключен.
Оставшиеся центральные контакты отвечают за передачу данных, и работают в связке одновременно. Поэтому, при выходе из строя хотя бы одной из них, синхронизация будет невозможна.

Теперь, зная функции каждой ножки, вы легко сможете определить какая из них сломана, и где искать проблему. Всё что от вас требуется — это восстановить контакт путем спаивания. Но если повреждение контакта находится внутри самого коннектора, а не в месте соединения с платой, то вам однозначно потребуется замена всего разъема на новый, аналогичного типа.

А вот тут уже кроется другая сложность. Несмотря на то, что само гнездо имеет один стандарт, его обратная часть, которая припаивается к плате, может отличаться даже не у конкретного производителя техники, а от модели к модели разных устройств. Поэтому очень важно найти именно такой, какой был установлен у вас ранее, иначе починить технику не удастся.

Какие опасности таит в себе самостоятельный ремонт, если мастер перепутал контакты, или неаккуратно выполнил пайку элементов:

Самое страшная неприятность, возникнет, если спутать контакты питания. По причине того, что через данный кабель протекает постоянный ток, случится короткое замыкание, из-за чего, устройство может полностью выйти из строя.
Устройство будет видеть шнур, но питание проходить по нему не будет.
Соответственно, наоборот — питание поступает, а синхронизация невозможна.
В случаях перегрева платы паяльником, может выйти из строя контроллер питания, из-за чего планшет будет заряжаться только в выключенном состоянии.
Периодические сбои в процессе зарядки или передачи данных, требующие повторного соединения для корректной работы.
Ну, и наконец, холодная пайка, когда припой расплавлен не достаточно разогретым паяльником, из-за чего проблема быстро возвратится.

На этом вроде бы все, но кто знает, что может случиться в процессе работы. Поэтому повторимся, и скажем, что если вы еще хотите пользоваться своим гаджетом, не рискуйте, и отнесите его к специалисту. К тому же, такой незначительный ремонт, как замена гнезда USB, обойдется вам гораздо дешевле, чем замена всего устройства, в случае неудачной работы.

Подведем краткий итог

Несмотря на то, что кабель микро USB принят в качестве стандарта многими производителями компактной электроники, по-прежнему остаются компании, не желающие присоединяться к данной тенденции. К таким фирмам относятся Apple, Samsung (некоторые смартфоны), Nikon, Acer и другие, что, в первую очередь, создает неудобства для обладателей данной техники.

Мы же выражаем своё желание, чтобы в скором времени все подобные производители одумались, и количество проводов у потребителей серьезно сократится.

Первые спецификации для USB 1.0 были представлены в 1994-1995 годах. Разработка USB поддерживалась фирмами Intel , Microsoft , Philips , US Robotics . USB стал «общим знаменателем» под тремя не связанными друг с другом стремлениями разных компаний:

Расширение функциональности компьютера. На тот момент для подключения внешних периферийных устройств к персональному компьютеру использовалось несколько «традиционных» (англ. legacy ) интерфейсов (PS/2, последовательный порт , параллельный порт , порт для подключения джойстика , SCSI), и с появлением новых внешних устройств разрабатывали и новый разъём. Предполагалось, что USB заменит их все и заодно подхлестнёт разработку нетрадиционных устройств.
Подключить к компьютеру мобильный телефон . В то время мобильные сети переходили на цифровую передачу голоса, и ни один из имеющихся интерфейсов не годился для передачи с телефона на компьютер как речи, так и данных.
Простота для пользователя. Старые интерфейсы (например, последовательный (COM) и параллельный (LPT) порты) были крайне просты для разработчика, но не соответствовали требованиям спецификаций «Plug and Play ». Требовались новые механизмы взаимодействия компьютера с низко- и среднескоростными внешними устройствами - возможно, более сложные для конструкторов, но надёжные, дружественные и пригодные к «горячему» подключению .

Mini-B Connector ECN : извещение выпущено в октябре 2000 года.
Errata, начиная с декабря 2000 : извещение выпущено в декабре 2000 года.
Pull-up/Pull-down Resistors ECN
Errata, начиная с мая 2002 : извещение выпущено в мае 2002 года.
Interface Associations ECN : извещение выпущено в мае 2003 года.
- Были добавлены новые стандарты, позволяющие ассоциировать множество интерфейсов с одной функцией устройства.
Rounded Chamfer ECN : извещение выпущено в октябре 2003 года.
Unicode ECN : извещение выпущено в феврале 2005 года.
- Данное ECN специфицирует, что строки закодированы с использованием UTF-16LE .
Inter-Chip USB Supplement : извещение выпущено в марте 2006 года.
On-The-Go Supplement 1.3 : извещение выпущено в декабре 2006 года.
- USB On-The-Go делает возможным связь двух USB-устройств друг с другом без отдельного USB-хоста. На практике одно из устройств играет роль хоста для другого.

USB OTG

USB 3.0

В спецификации USB 3.0 разъёмы и кабели обновлённого стандарта физически и функционально совместимы с USB 2.0, причём для однозначной идентификации разъёмы USB 3.0 принято изготавливать из пластика синего цвета. Кабель USB 2.0 содержит в себе четыре линии - пару для приёма/передачи данных, плюс и ноль питания. В дополнение к ним USB 3.0 добавляет ещё четыре линии связи (две витые пары), в результате чего кабель стал гораздо толще. Hовые контакты в разъёмах USB 3.0 расположены отдельно от старых в другом контактном ряду. Спецификация USB 3.0 повышает максимальную скорость передачи информации до 5 Гбит/с - что на порядок больше 480 Мбит/с, которые может обеспечить USB 2.0. Таким образом, скорость передачи возрастает с 60 Мбайт/с до 600 Мбайт/с и позволяет передать 1 Тб не за 8-10 часов, а за 40-60 минут.

Версия 3.0 отличается не только более высокой скоростью передачи информации, но и увеличенной силой тока с 500 мА до 900 мА. Таким образом, от одного хаба можно подпитывать большее количество устройств либо избавить сами устройства от отдельных блоков питания.

Фирмой Intel анонсирована [когда? ] предварительная версия программной модели контроллера USB 3.0 . Но в октябре 2009 года появилась информация (от EE Times со ссылкой на сотрудника одной из крупнейших компаний по производству персональных компьютеров), что корпорация Intel решила повременить с внедрением поддержки USB 3.0 в свои чипсеты до 2011 года. Это решение привело к тому, что до 2011 года данный стандарт не стал массовым, т.к. пользователю было недостаточно просто купить материнскую плату, был необходим дополнительный адаптер. Введение в третью аппаратную версию (англ. Rev.3 ) чипов Intel P/H/Q67 для построения материнских плат поддержки спецификации USB 3.0 частично решило данную проблему.

Аппаратная поддержка 4 портов USB 3.0 реализована в 3-м поколении процессоров Intel Core чипсетов 7-й серии Ivy Bridge . Apple установила порты USB 3.0 в своих новых MacBook Air и MacBook Pro .

Для соблюдения достаточного уровня сигнала в кабеле и недопускания его затухания требуется коррелировать длину кабеля с сечением проводников. Принята практика указания толщины сечения провода в AWG , например «28 AWG/1P…..».

Разъёмы USB 3.0 и их совместимость с USB 2.0

Все разъёмы USB, имеющие возможность входить в соединение друг с другом, рассчитаны на совместную работу. Также это достигается за счет электрической совместимости всех контактов разъёма USB 2.0 с соответствующими контактами разъёма USB 3.0. При этом разъём USB 3.0 имеет дополнительные контакты, не имеющие соответствия в разъёме USB 2.0 и, следовательно, при соединении разъёмов разных версий «лишние» контакты не будут задействованы, обеспечивая нормальную работу соединения версии 2.0.
Все гнёзда и штекеры между USB 3.0 Тип A и USB 2.0 Тип A рассчитаны на совместную работу.
Размер гнезда USB 3.0 Тип B несколько больше, чем это могло бы потребоваться для штекера USB 2.0 Тип B и более ранних. При этом предусмотрено подключение в эти гнезда и такого типа штекеров. Соответственно, для подключения к компьютеру периферийного устройства с разъёмом USB 3.0 Тип B можно использовать кабели обоих типов, но для устройства с разъёмом USB 2.0 Тип B - только кабель USB 2.0.
Гнезда eSATAp (eSATA/USB Combo) рассчитаны на подключение штекеров USB Тип A: USB 2.0 и USB 3.0, но в скоростном режиме USB 2.0.
Штекер eSATAp, как и прежде, ни в какую версию гнезда USB войти не может.

Изображения разъёмов USB 3.0

Тип A			Тип B
Обычный	Mini	Micro	Обычный	Mini	Micro
Коннектор USB 3.0 тип А			Коннектор USB 3.0 тип B

Расположение выводов соединителей USB 3.0 типа A

Внешние изображения
	USB Тип А
	USB Тип В
	USB Тип B micro
	USB тип mini B
	USB 3.0 Powered-B
	3_USB 3B_pinout_lrg.jpg Расположение контактов на розетке USB 3.0 B
	3_USB 3A_pinout_lrg.jpg Расположение контактов на розетке USB 3.0 A

№ контакта	A	B	micro B
1	VBUS (VCC)	VBUS (VCC)	VBUS (VCC)
2	D-	D-	D-
3	D+	D+	D+
4	GND	GND	ID
5	StdA_SSTX-	StdA_SSTX-	GND
6	StdA_SSTX+	StdA_SSTX+	StdA_SSTX-
7	GND_DRAIN	GND_DRAIN	StdA_SSTX+
8	StdA_SSRX-	StdA_SSRX-	GND_DRAIN
9	StdA_SSRX+	StdA_SSRX+	StdA_SSRX-
10			StdA_SSRX+
Экран	Экран	Экран	Экран

Также существуют разъёмы USB 3.0 Micro ещё двух типов: вилка USB 3.0 Micro-A и розетка USB 3.0 Micro-AB. Визуально отличаются от USB 3.0 Micro-B «прямоугольной» (не срезанной) частью разъёма с секцией USB 2.0, что позволяет избежать подключения вилки Micro-A в розетку Micro-B, а розетку Micro-AB делает совместимой с обеими вилками.

Розетка Micro-AB будет применяться в мобильных устройствах, имеющих бортовой USB 3.0 host контроллер. Для идентификации режима хост/клиент используется вывод 4 (ID) - в вилке Micro-A он замкнут на «землю».

Расположение выводов соединителей USB 3.0 Powered-B

Классы устройств

Назначение USB-устройств определяется кодами классов, которые сообщаются USB-хосту для загрузки необходимых драйверов. Коды классов позволяют унифицировать работу с однотипными устройствами разных производителей. Устройство может поддерживать один или несколько классов, количество которых определяется количеством конечных точек (USB endpoints).

Код	Название	Примеры использования / примечание
00h	N/A	Не задано
01h	Audio	Звуковая карта , MIDI
02h	Communication Device (CDC)	Модем , Сетевая карта , COM-порт
03h	Human Interface Device (HID)	Клавиатура , Мышь , Джойстик
05h	Physical Interface Device (PID)	Джойстик с поддержкой Force feedback
06h	Image	Веб-камера , Сканер
07h	Printer	Принтер
08h	Mass Storage Device (MSD)	USB-накопитель , Карта памяти , Картридер , цифровой проигрыватель , Цифровая фотокамера
09h	USB hub	USB-хаб
0Ah	CDC Data	Используется совместно с классом CDC
0Bh	Smart Card Reader (CCID)	Считыватель смарт-карт
0Dh	Content security	Биометрический сканер
0Eh	Video Device Class	Веб-камера
0Fh	Personal Healthcare	Индикатор пульса, медицинское оборудование
DCh	Diagnostic Device	Используется для проверки совместимости с USB
E0h	Wireless Controller	Bluetooth -адаптер
EFh	Miscellaneous	ActiveSync -устройства
FEh	Application-specific	IrDA -устройства, режим обновления прошивки (DFU)
FFh	Vendor-specific	На усмотрение производителя

Недостатки USB 2.0

Хотя пиковая пропускная способность USB 2.0 составляет 480 Мбит/с (60 Мбайт/с), на практике обеспечить пропускную способность, близкую к пиковой, не удаётся (~33,5 Мбайт/с на практике). Это объясняется достаточно большими задержками шины USB между запросом на передачу данных и собственно началом передачи. Например, шина FireWire , хотя и обладает меньшей пиковой пропускной способностью 400 Мбит/с, что на 80 Мбит/с (10 Мбайт/с) меньше, чем у USB 2.0, в реальности позволяет обеспечить бо́льшую пропускную способность для обмена данными с жёсткими дисками и другими устройствами хранения информации. В связи с этим разнообразные мобильные накопители уже давно «упираются» в недостаточную практическую пропускную способность USB 2.0.

Критика

Большинство разъёмов Mini и Micro USB не имеют достаточно надежного крепления к печатной плате , из-за чего, при достаточно высоких механических нагрузках, могут отрываться вместе с печатными дорожками и площадками, в большинстве случаев приводя к необходимости полной замены платы в связи с невозможностью надежного восстановления оторванных печатных дорожек. Данный недостаток наиболее часто проявляется в малогабаритных устройствах, например, в телефонах или карманных цифровых проигрывателях.

USB и FireWire/1394

Протокол USB Mass Storage, представляющий собой метод передачи команд SCSI по шине USB, имеет бо́льшие накладные расходы, чем соответствующий ему протокол SBP-2 шины FireWire/1394. Поэтому при подключении внешнего диска или привода CD/DVD по FireWire удаётся достичь большей скорости передачи данных. Кроме того, USB Mass Storage не поддерживался в старых ОС (включая Windows 98), и требовал установки драйвера. SBP-2 же в них поддерживался изначально. Также в старых ОС (Windows 2000) протокол USB storage был реализован в урезанном виде, не позволяющем использовать функцию записи - и DVD -дисков на подключённом по USB дисководе, SBP-2 никогда не имел таких ограничений.

Шина USB строго ориентирована, поэтому соединение двух компьютеров требует дополнительного оборудования. Соединение оборудования без компьютера, например, принтера и сканера или же фотоаппарата и принтера было определено стандартом , ранее же эти реализации были завязаны на конкретного производителя. Шина 1394/FireWire изначально не подвержена этому недостатку (например, можно соединить две видеокамеры).

Тем не менее, ввиду лицензионной политики Apple , а также значительно более высокой сложности оборудования, 1394 менее распространён, материнские платы многих компьютеров не имеют контроллера 1394. Что касается периферии, поддержка 1394 реализована во множестве корпусов для внешних накопителей на основе НЖМД (особенно премиум-сегмента) и приводов оптических дисков, мультимедиа интерфейсах, камкордерах.

Следует также отметить, что Apple использует в своих компьютерах и порт 1394b, известный как FireWire800, пиковая скорость передачи данных которого составляет 800 Мбит/сек.

См. также

TransferJet
USB-IF

Примечания

Ссылки

USB Implementers Forum, Inc. (англ.)
USB Specifications (USB 3.0, USB 2.0, Wireless USB) (англ.)
Обзор устройств USB 3.0 (рус.)

Универсальная последовательная шина (Universal Serial Bus) или же просто USB - это промышленный стандарт, разработанный в середине 1990 годов для того, чтобы стандартизировать подключение периферии к компьютеру. Он заменил большинство интерфейсов и теперь является самым распространенным типом разъемов для потребительских устройств.

На сегодняшний день практически каждое устройство, будь оно портативным или стационарным, имеет различные виды USB разъемов. Но все устроено намного сложнее, чем считают новички. Сегодня мы рассмотрим виды USB портов и различные стандарты.

У многих мог сейчас назреть вопрос: "Если USB должен быть универсальным, то почему он имеет большое количество типов?". Дело в том, что все эти типы USB разъемов выполняют различные функции. Это помогает обеспечить совместимость в случае выпуска устройства с улучшенными характеристиками. Давайте рассмотрим наиболее распространенные виды USB портов.

Type-A - большинство кабелей имеют на одном конце коннектор этого типа USB, туда же относятся и кабели современных клавиатур и мышей. Этим же типом USB комплектуются персональные компьютеры и зарядные устройства;
Type-B - это порт используется для подключения принтеров и других периферийных устройств к компьютеру. Но в настоящее время он не распространен так, как распространен USB Type-A;

Mini USB - это был стандартный разъем для мобильных устройств до появления Micro USB. Этот разъем меньше стандартного, что и можно понять по его названию. Этот тип разъемов тоже немного устарел и был заменен Micro USB, но это не означает, что такие виды USB нигде нельзя найти;
Micro USB - на данный момент является стандартом для портативных устройств. Его приняли все крупные производители мобильных устройств, за исключением Apple. Но Micro USB постепенно начинают заменять на USB Type-C. Кстати, существуют различные виды Micro USB разъемов, но об этом поговорим чуть позже;
Type-C - такой кабель может иметь на обоих концах один и тот же коннектор. Заявлена более высокая скорость передачи данных и более высокая мощность по сравнению с предыдущими стандартами USB. Такой разъем использовала компания Apple для Thunderbolt 3. О USB Type-C мы поговорим чуть позже;

Lightning - не относится к стандарту USB, но является фирменным интерфейсом для мобильной продукции Apple с сентября 2012 года. Устройства же до этого времени использовали менее компактный 30-pin проприетарный разъем.

USB 3.0

Новый стандарт обеспечивает более высокую скорость передачи данных и при этом имеет обратную совместимость со старым стандартом. По форме USB 3.0 и USB 2.0 Type-A одинаковы, просто новый стандарт окрашен в синий цвет, чтобы отличить USB 3.0 от 2.0.

Но увеличение скорости будет только в том случае, когда разъем, куда вставляется кабель или флеш-накопитель должен быть USB 3.0, и сам кабель или флеш-накопитель должен иметь коннектор USB 3.0.

Также кроме USB 3.0 Type-A существуют и другие типы разъемов USB 3.0. Type-B и его Micro версия имеют дополнительные контакты, чтобы обеспечить более высокую скорость передачи данных, что разрушает совместимость этих разъемов со старыми версиями, но старые USB 2.0 устройства можно подключить в новые USB 3.0 разъемы, но прироста скорости вы не получите.

Micro USB

Если у вас есть Android устройство, то вам нужно иметь Micro USB кабель. Даже самые ярые фанаты Apple не могут избежать этого типа разъемов в портативных аккумуляторах, колонках и другом.

Также имеются деления на типы разъемов Micro USB. В основном используется Micro USB Type-B, Type-A особо не распространен, да и я его в реальной жизни никогда не видел. То же самое относится и к Mini USB.

Если вы начнете покупать много гаджетов, вы скоро начнете использовать разные провода для разных устройств, все равно же нет разницы. Так что вам не придется докупать дополнительные провода, если вы их не теряете и не рвете.

При покупке кабеля люди обычно покупают самые дешевые, что я вам делать не советую, так как качество такой продукции может быть очень плохим. В дальнейшем это приведет к неработоспособности кабеля.

Также определитесь с длиной кабеля. В поездке короткий кабель удобен, но дома с таким вы будете сидеть на полу возле розетки. Длинный же кабель будет запутываться и всячески мешать вам. Для портативного аккумулятора у меня кабель длиной в 35 сантиметров, а кабель для зарядки смартфона дома длиной в 1 метр.

USB On-The-Go

USB On-The-Go (USB OTG) - это относительно новый стандарт, позволяющий вставлять в портативные устройства флеш-накопители, предназначенные для других USB интерфейсов, кабели, чтобы заряжать что-либо от аккумулятора вашего портативного устройства и так далее. USB OTG поддерживает не только USB Type-A, но и другие виды USB портов.

А теперь представьте, что у вас есть внешний жесткий диск, смартфон и ноутбук. Какие действия вы выполните для того, чтобы переместить какой-либо файл с внешнего жесткого диска на ваш смартфон? Самый простой способ - это сначала переместить файл с внешнего жесткого диска на ноутбук, а с него на смартфон.

А теперь представьте, что вы имеете USB OTG переходник. Просто вставьте переходник в смартфон, а в него кабель от внешнего жесткого диска. Необходимость в ноутбуке отпадает. Удобно?

К сожалению, не все устройства поддерживают USB On-The-Go, так что перед покупкой переходника советую вам проверить ваше устройство на поддержку USB OTG.

Переходники для Lightning существуют и они даже с версии iOS 9 везде работают, но называть это OTG как-то не особо хочется.

USB Type-C

Этот новый стандарт имеет большой задел на будущее. Во-первых, он быстрый и может передавать большие токи, во-вторых, его можно вставить любой стороной и на обоих концах провода может быть один и тот же коннектор.

В 2015 году компания Apple потрясла весь мир, выпустив MacBook с одним USB Type-C разъемом. Это может быть началом тенденции.

Сейчас существует немало устройств с USB Type-C разъемом. Для подключения к компьютеру стоит использовать USB Type-C - USB Type-A кабель, если у вас нет такого же разъема в компьютере.

Покупать дешевые USB Type-C кабели не стоит, совсем не стоит. Очень просто убить ваше устройство. К тому же по такому кабелю проходят большие токи, так что некачественный кабель еще и приведет к пожару. Не жалейте денег на качественный кабель.

Выводы

Сегодня мы рассмотрели различные виды USB разъемов и стандартов. Теперь вам известны все популярные типы USB разъемов. Надеюсь, что эта информация была полезной для вас. Если это так, то не поленитесь, пожалуйста, оценить эту статью ниже.

В настоящее время существует несколько видов USB разъемов (Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина), которые бывают трех версий - USB v1.1, USB v2.0 и USB v3.0. Версия v1.1 практически почти не используется по причине слишком низкой скорости передачи данных (12 Мбит/сек), поэтому применяется только для совместимости.

Вторая версия USB 2.0 сейчас занимает доминирующее положение на рынке. Большинство современных устройств поддерживают эту версию, которая обеспечивает скорость обмена информацией 480 Мбит/сек, что эквивалентно скорости копирования на уровне 48 Мбайт/сек. Однако, по причине неидеальной реализации и конструктивных особенностей, на практике реальная скорость редко превышает 30-33 Мбайт/сек. Многие жесткие диски способны считывать информацию со скоростью в 3-4 раза больше.

Разъем USB v2.0 является узким местом, которое тормозит работу современных накопителей. В то же время для мышек, клавиатур и некоторых других устройств это не имеет большого значения. Третья версия USB v3.0 маркируется синим цветом, что обозначает принадлежность к последнему поколению. Пропускная способность третьей версии USB обеспечивает скорость 5 Гбит/сек, что эквивалентно 500 Мбайт/сек. С учетом того обстоятельства, что современные винчестеры обладают скоростью 150-170 Мбайт/сек, третья версия USB обладает большим запасом скорости передачи данных.

Конструктивно версии USB 1.1 и 2.0 полностью совместимы между собой. В случае, если одна из соединяемых сторон поддерживает версию v1.1, то обмен данными будет происходить на пониженной скорости, а операционная система выдаст сообщение: "Устройство может работать быстрее", что будет означать, что в компьютере используется быстрый порт USB 2.0, а подключаемое устройство версии 1.1 — медленное. Совместимость версий USB 2.0 и 3.0 выглядит несколько иначе. Любое устройство USB v2.0 можно подключить к порту третьей версии, обозначенному синим цветом. А вот обратное подключение (за исключением типа А) невозможно. В современных кабелях и устройствах USB v3.0 имеются дополнительные контакты, которые позволяют увеличить скорость интерфейса.

Питание USB

Любой разъем USB питается напряжением 5 В и током до 0,5 А, а для USB версии 3.0 - 0,9 А. Практически это значит, что максимальная мощность подключаемого устройства не превышает 2,5 Вт или 4,5 Вт для USB 3.0. По этой причине подключение маломощных и портативных устройств (телефонов, плееров, флэшек, карт памяти) не вызовет проблем, а крупногабаритная и массивная техника имеет питание от внешней сети.

Разъемы USB v2.0 и USB v3.0 классифицируются также по типам (тип A и тип B) и по размерам (MiniUSB и MicroUSB).

Разъем USB типа A получил наибольшее распространение и является самым узнаваемым среди существующих. Большинство устройств (мышки, клавиатуры, флэшки, камеры и многие другие) оснащены USB типа A, который был разработан еще в 90-х годах. Главным преимуществом данного порта является надежность, позволяющая выдержать большое количество подключений и не потерять при этом целостность. Хотя сечение разъема прямоугольное, в нем предусмотрена защита от неправильного подключения, поэтому его невозможно воткнуть обратной стороной. Однако он имеет достаточно большие габариты, поэтому не подходит для портативных устройств, что в результате привело к созданию модификаций меньших размеров.

Разъем USB тип B пользуется меньшей популярностью. Все модификации типа B, включая Mini и Micro, имеют квадратную или трапециевидную форму. Традиционный полноразмерный тип B - единственный тип, который имеет квадратное сечение. Из-за достаточно больших размеров он применяется в различных периферийных и крупногабаритных стационарных устройствах (сканерах, принтерах, иногда ADSL-модемах). Обычно производители принтеров или многофункциональных устройств редко комплектуют свои изделия таким кабелем, поэтому покупателю приходится приобретать его отдельно.

Причиной появления крошечных разъемов Mini USB тип B стало обилие на рынке миниатюрных устройств. А настоящую массовость им обеспечило появление переносных винчестеров. В отличие от больших разъемов с 4-я контактами, в Mini USB тип B имеется пять контактов, впрочем, один из них не задействован. К сожалению, миниатюризация негативно отобразилась на надежности. В процессе эксплуатации, спустя некоторое время разъем Mini USB начинает расшатываться, хотя из порта не выпадает. В данное время по-прежнему активно используется в портативных винчестерах, плеерах, кардридерах и другой компактной технике. Вторая модификация Mini USB типа A почти не применяется. На смену Mini USB постепенно приходит более совершенная модификация Micro USB.

Разъем Micro USB тип B является модифицированным вариантом предыдущего вида Mini USB тип B и обладает совсем миниатюрными размерами, что позволяет производителям применять его в современной технике с небольшой толщиной. Благодаря улучшенному креплению штекер очень плотно сидит в гнезде и не выпадает из него. В 2011 году данный вид разъема был утвержден в качестве единого стандарта для зарядки для смартфонов, телефонов, планшетов, плееров и прочей портативной техники. Такое решение позволяет при помощи одного кабеля заряжать весь парк электроники. Стандарт демонстрирует тенденции роста и можно предположить, что через несколько лет им будут оснащаться практически все новые устройства. Тип А применяется крайне редко.

Стандарт USB 3.0 обеспечивает значительно более высокую скорость обмена данными. Дополнительные контакты, позволившие увеличить скорость, привели к изменению вида почти всех разъемов USB третьей версии. Однако, внешне тип A не изменился, за исключением синего цвета сердцевины. Это значит, что обратная совместимость сохранена. Другими словами, устройство USB 3.0 типа А можно подключить в порт USB второй версии и наоборот. В этом состоит главное отличие разъема от других разъемов версии 3.0. Такие порты обычно встречаются в современных ноутбуках и компьютерах.

USB 3.0 тип B используется в средних и крупных высокопроизводительных периферийных устройствах - NAS, а также в стационарных жестких дисках. Разъем претерпел большие изменения, поэтому его нельзя подключить к USB 2.0, в частности к USB 2.0 тип B. Кабели с такими разъемами тоже продаются не часто.

Micro USB 3.0 является наследником “классического” разъема Micro USB и обладает теми же характеристиками - компактность, надежность, качественное соединение, но при этом обеспечивает более высокую скорость передачи данных. В основном используется в современных внешних сверхскоростных жестких накопителях и SSD. Приобретает все большую популярность. Разъем во многом дублирует Micro USB второй версии.

Пользователи иногда путают разъемы Mini USB с Micro USB, которые действительно похожи. Главное отличие заключается в том, что у первого чуть больше размеры, а у второго на задней стороне имеются специальные защелки, по которым проще всего отличить эти два вида разъемов. По остальным параметрам они идентичны. На сегодняшний день существует много устройств с этими видами разъемов, поэтому предпочтительнее иметь два различных кабеля.