Що таке USB? На сьогоднішній день про це не знає і не чув, напевно, тільки ледачий. USB міцно увійшов у життя сучасної людини, і багато сфер діяльності неможливо без нього уявити. USB по популярності обійшов усі інші аналогічні інтерфейси, які взаємодіють з комп’ютерними периферійними пристроями. Роз’ємами USB оснащені практично всі електронні прилади та системи: комп’ютери, телефони, планшети, телевізори, автомобільні магнітоли і безліч інших пристроїв.
Поняття USB
Розібратися, що таке USB, допоможе технічне визначення. В офіційній документації заявлено: USB, Universal Serial Bus – універсальна послідовна шина. По суті, це програмне засіб, що здійснює з’єднання для трансляції даних між електронними гаджетами.
USB має власний символьний значок у вигляді геометричних фігур: два кола (маленький і великий), трикутник і квадрат. З великого кола виходять три розгалужені лінії, на кінцях яких знаходяться інші фігури.
Можна визначити, що таке USB, більш простим поняттям. Це роз’єм, до якого підключається пристрій зі штекером того ж стандарту. Наприклад, за допомогою USB до персонального комп’ютера підключається клавіатура, миша, принтер. Для обміну інформацією, встановленням різних оновлень, налаштувань приєднуються телефони, смартфони, планшети, електронні книги, портативні жорсткі диски і багато інші гаджети.
Особливості та переваги
Цей інтерфейс був розроблений і представлений в кінці 1994 року. Руку до появи USB доклали такі компанії, як “Майкрософт”, “Інтел”, “Філіпс” і “ЮС Роботікс”.
Раніше зовнішні сторонні пристрої спілкувалися з ПК за допомогою таких засобів комутації, як PS/2, послідовний і паралельний вхід-порт, окремий роз’єм для підключення ігрових маніпуляторів, і що таке USB, ніхто навіть не чув. При розробці нових гаджетів з’явилася гостра необхідність уніфікувати комутаційні можливості. Презентація нового стандарту призвела до розширення функціональності комп’ютера і стимулювала розробку сторонніх продуктів з шиною USB.
На сьогоднішній день всі ПК і ноутбуки виходять в обов’язковому порядку з роз’ємами USB. У стаціонарному комп’ютері USB-конекторів може бути монтировано до 12 штук, ноутбук володіє 3-4 входами. Будь-який сучасний “поважаючий себе” гаджет має в своєму активі USB-порт.
Простота і зручність у використанні стали синонімами USB-технології. Вона дозволила взаємодія зі специфікацією «Plug and Play», яка передбачала надійну, швидку і дружню комутацію зовнішніх джерел.
Стандартизація USB
Пробні спецификационные стандарти були представлені в кінці 1994 р. Далі протягом року випускалося ще кілька версій, і 15 січня 1996 року був презентований стандарт USB 1.0. Він характеризувався двома видами обміну даними: високим прохідним каналом до 12 Мбіт/с і низьким – 1.5 Мбіт/с. При високій прохідності довжина кабелю USB становила 3 м, а при низькому – 5 м. Напруга для пристроїв було визначено 5 В з максимальним струмом 500 мА. Підключити можна було до 127 гаджетів. При цьому всі вони могли функціонувати з різним пропускним стандартом.
У вересні 1998 р. була проведена робота над виявленими помилками, збільшена швидкість до 15 Мбіт/с, і отримала путівку в життя USB-версія 1.1.
Початок 2000 року ознаменувався виходом інтерфейсу USB покоління 2.0. Було введено швидкісний режим обробки і трансляції даних. USB 2.0 отримав три види пропускної спроможності:
- від 10 до 1500 Кбіт/с використовувалася для експлуатації клавіатурами, мишами та ігровими гаджетами;
- від 0.5 до 12 Мбіт/с зарезервували різні відео і аудіозасоби;
- від 25 до 480 Мбіт/с працювала з жорсткими дисками (HDD) і обробкою відеопотоків.
Додаткові специфікації
У 2005 р. була розроблена технологія USB Wireless. Характерною рисою була заявлена бездротова комутація з великою швидкістю передачі даних. В радіусі 3 метрів швидкість становила близько 480 Мбіт/с, 10 м – 110 Мбіт/с.
Спільними зусиллями компаній “Майкрософт”, “Інтел”, “Хьюлетт-Паккард” та деяких інших з’явився спецификационный стандарт USB 3.0. Дана версія повністю сумісна з 2.0. Роз’єми останньої специфікації мають характерний синій колір пластику на відміну від білого попередньої версії. Специфікація 3.0 має додаткові чотири лінії комутації, чому кабель став трохи товщі, а пропускна здатність зросла до захмарних 5 Гбіт/с. При таких параметрах, наприклад, інформація об’ємом 1 Тб може бути передана приблизно за 50 хвилин. Тоді як при стандарті 2.0 той же обсяг передається близько 9 годин.
Остання версія USB має збільшену силу струму – 900 мА. Даний параметр дав можливість підключати до роз’єму більшу кількість пристроїв у порівнянні з 2.0.
Також існує специфікація USB OTG, яка дає можливість підключається пристроїв визначати в односторонньому порядку, коли бути хостом, а коли – периферійним пристроєм.
USB роз’єми
Специфікація USB має два типи роз’ємів/штекерів: тип А і В.
Тип А з’єднує стороннє USB-пристрій і комп’ютер. Він знаходиться на стороні контролера. При підключенні будь-якого гаджета USB драйвера моментально знаходить сама операційна система. Якщо такі відсутні, то пристрій комплектується диском, в який входить необхідний елемент інсталяції.
Тип присутній на стороні периферійних USB-пристроїв. Це в основному сканери, принтери та багатофункціональні пристрої. Обидва типи включають в себе кілька варіантів конфігурації штекерів/роз’єму: mini USB і micro USB.
Роз’єм/штекер mini USB відрізняється більш компактними розмірами і зустрічається на ранніх версіях смартфонів, у фотоапаратах, відеокамерах, електронних книгах і т. д.
Роз’єм/штекер micro USB габаритами ще менше, ніж попередній варіант. Найчастіше він зустрічається в сучасних смартфонах.
Недоліки інтерфейсу USB
Роз’єм mini USB і micro USB з-за конструктивних особливостей часто виходять з ладу раніше свого експлуатаційного терміну служби. Це обумовлено тим, що такі роз’єми зазвичай знаходяться в гаджетах, які дуже часто доводиться підключати до комп’ютера або заряджати (телефони, смартфони, КПК, МР3-плеєри). При цьому варто зазначити, що технологія USB дозволяє не тільки обмінюватися даними, але і дає можливість заряджати пристрої через своє з’єднання.
Заявлена пропускна здатність у специфікації 2.0 до 480 Мбіт/с не відповідає дійсності. Це відбувається тому, що дані передаються в обидві сторони по одній витій парі кабелю. Для досягнення максимальної швидкості потрібно 2 такту при обміні інформацією, що, до речі, реалізовано в USB 3.0.
