Что нужно знать про интерфейс USB

14:54 07.03.2019
/
124
/
Автор статьи: Илья Суханов
/

Мышка, клавиатура, принтер, рейсовый автобус, пауэрбанк, авиалайнер, плеер, цифровое пианино, трехосевой стабилизатор для видеокамеры. Что их объединяет? Использование интерфейса USB в качестве ключевого или второстепенного компонента инфраструктуры.

USB передает информацию между основными и периферийными устройствами, а также позволяет питать и заряжать гаджеты. За прошедшие с момента своего появления 25 лет интерфейс «идеологически» не изменился, но сильно эволюционировал в техническом плане.

В наши дни происходит очередная пересменка: старые версии USB еще не покинули рынок, а новые пока только приживаются. В этой связи нередко возникает путаница. Но обо всем по порядку.

Интерфейс USB (Universal Serial Bus, универсальная последовательная шина) был впервые представлен в 1994 году. Разработкой стандарта занимались Philips, Microsoft, Intel и US Robotics. Последний – это поныне здравствующий производитель коммуникационного оборудования, пик славы которого в сегменте потребительской электроники пришелся на эпоху модемов для выхода в Интернет через проводную телефонную линию.

USB изначально создавался для подключения всяческого периферийного оборудования – от компьютерных мышей до принтеров – к компьютерам. Простота, высокие скорости и возможность «горячего» подключения (без выключения или перезагрузки компьютера) и такого же «горячего» отключения позволяли называть разработку действительно универсальной. Стандарт USB должен был заменить множество других интерфейсов, более сложных и медлительных (либо более дорогостоящих).

Даже первая версия USB, названная 1.0, для своего времени выглядела круто: скорость передачи до 12 Мбит/с (1,5 Мбайт/с) по кабелю длиной до 5 метров, до 127 устройств (через разветвители) на одном канале USB, передача тока силой до 500 мА при напряжении 5В, что позволяло запитать мелкие устройства, вроде клавиатуры, внешней звуковой карты и вэб-камеры, прямо от шины USB без дополнительного подключения к розетке.

Но «в массы» пошла версия USB 1.1, в которой поправили некоторые недочеты. Сам стандарт представили в 1998 году, спустя год-два рынок стали наводнять устройства с портами USB 1.1.

Время шло, потенциала USB 1.1 стало не хватать. И тогда в 2000 году была представлена спецификация USB 2.0. К слову, эта версия интерфейса по сей день является базовой для огромного количества категорий потребительской электроники – от принтеров до аудиоаппаратуры. Потому что потолка скорости 480 Мбит/с (60 Мбайт/с) хватает практически для любых задач, не считая перекачки большого массива данных.

Для самых же современных и требовательных к скорости устройств создан стандарт USB 3.0 (представлен в 2008), самой свежей версией которого является USB 3.2 в различных модификациях. Скорости передачи данных – от 5 до 20 гигабит в секунду, а «энергетическая» составляющая обеспечила передачу тока до 900 мА / 5В.

Шину USB третьей генерации легко отличить от всех предыдущих по синему цвету стандартных интерфейсных кабелей и разъемов (за исключением USB Type C). Не говоря уже про форму некоторых разъемов.

Тонкости и нюансы

Если в спецификациях USB заявлены токи силой 500/900 мА, то каким образом происходит быстрая зарядка гаджетов?

В рамках спецификаций USB были разработаны дополнительные стандарты. С их помощью через шину USB можно передавать более значительные токи для повышения скорости зарядки.

Зависит ли скорость зарядки от версии интерфейса USB и типа разъема гаджета?

Да, зависит. Стандарт USB 2.0 и стандартный для него «гаджетный» разъем Micro-USB тип B, который встречается в большинстве Android-смартфонов, позволяет передавать ток до 2А. Этого хватает, чтобы зарядить батарею за пару-тройку часов. Смартфоны с более навороченным разъемом стандарта USB 3 типа С (он же USB-C или USB Type C) способны принимать гораздо более сильные токи. Поэтому именно модели с USB-C обладают функцией быстрой проводной зарядки.

Зависит ли скорость зарядки от провода?

Да, зависит. Толщина проводников определяет максимальную пропускную способность кабеля при передаче электроэнергии. Фирменные USB-провода изначально рассчитаны под нужные токи, а вот совместимые – по ситуации. Чаще всего «не держат» бюджетные сторублевые проводки с Али или из ближайшего супермаркета. Убедитесь, что на упаковке провода указана совместимость с подходящим током (2А для USB 2.0 и 3-4А для USB 3.х) или походящей мощностью (10 Вт – это базовый стандарт, а быстрая зарядка начинается с отметки 15 Вт, но доступны такие значения только проводам стандарта USB 3.х)

Насколько на практике зависит скорость передачи данных от версии USB?

Если говорить про обмен данными между компьютером и смартфоном, то чаще хватает и USB 2.0, поскольку память в таких гаджетах редко бывает очень шустрой. Совсем другое дело, если происходит обмен информацией между компьютером с твердотельным накопителем (SSD) и современной флэшкой – быстрой картой памяти или USB-накопителем. Тогда скоростного потенциала USB 2.0 будет откровенно не хватать.

Поэтому совет: если ищите приличную USB-флэшку, то берите модель c интерфейсом USB 3.х и заявленной скоростью чтения/записи не ниже 50 Мбайт в секунду. Но чтобы эти скорости были реализованы, в компьютере/ноутбуке также должны быть порты USB 3.х, а для карты памяти требуется кардридер с подключением USB 3.х

Чем так хорош порт USB Type C в смартфоне/планшете?

Слева — современный симметричный разъем USB типа С (USB 3.x), справа привычный несимметричный разъем Micro-USB (USB 2.0).

Благодаря 24-контактоному разъему USB-C обеспечивается потенциально более высокая скорость зарядки аккумулятора гаджета (передаваться по такому проводу может до 100 Вт мощности, то есть ток до 20А). Не менее важно, что USB-C предлагает более удобное подключение: штекер можно вставлять любой стороной, как и в случае с Apple Lightning.

Совместимы ли версии USB между собой?

Все версии совместимы, но работа будет производиться по спецификациям «младшего» звена в цепочке. То есть, даже самую древнюю флешку можно подключить к порту USB 3.1, но быстрее от этого флешка не станет. Однако работать будет.

Что такое USB-OTG?

Это довольно полезное добавление в спецификацию USB, допускающее прямое подключение накопителей и периферийных устройств к гаджетам. Например, к смартфону с поддержкой USB-OTG (On-The-Go, «на ходу») при помощи специального провода-переходника можно подключить обычную USB-флэшку или внешний цифро-аналоговый конвертор для улучшения звучания.

Поддержка USB-OTG есть у 99% всех Android-смартфонов и планшетов, в том числе сравнительно старых, работающих под Android версии не ниже 4.4. А вот переходничок почти всегда нужно докупать отдельно.   

Наверх