USB-роз'єми: типи, їх опис, переваги і недоліки

Неможливо уявити сучасної людини без електронних пристроїв. Смартфони, планшети, музичні плеєри і ноутбуки сьогодні є практично в кожній родині. Кожне з цих пристроїв має власне застосування і, отже, кожне функціонує по-своєму унікальним чином. Однак є те, що в тій або іншій формі всіх їх об'єднує. І це наявність USB-портів. Одного разу в 1994 році 7 провідних світових технологічних компаній створили новий стандарт підключення комп'ютерної периферії. Так з'явилася універсальна послідовна шина, яка для стислості іменується USB. Сьогодні вона дійсно є загальним стандартом, і складно знайти електронний пристрій, у якого б не було USB-порту того чи іншого типу. Але як дізнатися, який саме кабель до нього підходить? Даний посібник допоможе визначити тип USB-роз'єму і підібрати відповідний йому штекер.

Різноманітність варіантів

Практично всі сучасні комп'ютери та електронні пристрої мають деяку форму USB-з'єднання і поставляються в комплекті з відповідними кабелями. Чи має значення, який з них використовується, і для чого потрібні всі ці відмінності? Поки це дійсно важливо, але у майбутньому може змінитися. В середині 1990-х рр. універсальна шина стала промисловим стандартом, який дозволив упорядкувати підключення комп'ютерної периферії. Вона замінила ряд попередніх інтерфейсів і тепер є найбільш популярним типом роз'єму в споживчих пристроях. Однак поки ще складно розібратися з усіма різновидами USB. Якщо стандарт повинен був бути універсальним, чому існує так багато його різних типів? Кожен з них служить своїм цілям, головним чином забезпечуючи сумісність при випуску нових пристроїв з кращими специфікаціями. Нижче наведені найбільш поширені типи USB-роз'ємів.

Type-A

Більшість кабелів периферійних пристроїв (наприклад, клавіатури, миші, джойстики) мають роз'єм типу A. Персональні комп'ютери, ноутбуки і нетбуки зазвичай мають кілька портів даної форми. Крім того, багато хто інші пристрої та адаптери живлення використовують їх для передачі даних та/або зарядки. Роз'єм має плоску прямокутну форму і є найбільш впізнаваним і використовуваним. Терморегулятори USB Type A наступна: +5V – напруга +5 Ст. D- – дані. D+ – дані. GND – земля. Всі версії стандартів USB зберігають для Type-A однаковий форм-фактор, тому вони взаємно сумісні. Однак роз'єми USB 3.0 замість 4 мають 9 контактів, що використовуються для забезпечення більшої швидкості передачі даних. Вони розташовані так, щоб не заважати роботі пінів попередніх версій стандарту.

Type-B

Це роз'єм майже квадратної форми, який в основному використовується для підключення до комп'ютера принтерів, сканерів і інших пристроїв з власним харчуванням. Іноді його можна виявити на зовнішніх дисководах. У наші дні цей тип роз'єму набагато менш поширений, ніж сполуки Type-A. Форма з'єднання в версії стандарту 3.0 зазнала зміни, тому зворотна сумісність не підтримується, хоча порти нового типу беруть штекери старих модифікацій. Причиною цього є те, що у Type-B USB 3.0 для більш швидкої передачі даних передбачено 9 контактів, а у Powered-B – 11 2 з яких забезпечують додаткове харчування.
Знову ж, як і у випадку Type-A, фізична сумісність різних версій не говорить про підтримку швидкості або функціональності.

Основні поняття

Перш ніж намагатися зрозуміти, в чому полягають відмінності між типами A і B, необхідно усвідомити поняття хоста, рецептора і порту. Слот, розташований на лицьовій або тильній частині корпусу комп'ютера (хоста), в який вставляється один кінець USB-кабелю, називається портом. Електронний пристрій, який необхідно зарядити або в яке потрібно передати дані (наприклад, смартфон або планшет), називається рецептором. Найпопулярнішим стандартом USB тип A, який сьогодні можна побачити на кінці майже кожного USB-кабелю, що вставляється в слот хоста. Найчастіше портами Type-A обладнуються настільні комп'ютери, ігрові консолі і медіаплеєри. Роз'єми типу B знаходяться на кінці звичайного USB-кабелю, що підключається до периферійного пристрою, наприклад смартфону, принтера або жорсткого диска.

Переваги USB

Стандарт спрощує установку і заміну обладнання, зводячи всі комунікації до послідовної передачі даних по витій парі та ідентифікації підключеного пристрою. Якщо додати сюди заземлення і харчування, то вийде найпростіший 4-провідний кабель, недорогий і простий у виготовленні.

Стандарт визначає спосіб взаємодії периферії з хостом. Якщо не використовується USB On the Go (OTG), який дозволяє обмежувати можливості хоста, проводиться безпосереднє підключення. Пристрій USB не здатне ініціювати зв'язок, це може зробити тільки хост, тому навіть при наявності кабелю з відповідними роз'ємами без нього підключення працювати не буде. Крім того, оскільки по проводах передається електроенергія, так і дані, з'єднання двох хостів без проміжного пристрою може мати катастрофічні наслідки, викликаючи сильні струми, короткі замикання і навіть пожежі.

Mini

Роз'єм був стандартним для мобільних пристроїв до появи мікро-USB. Як випливає з назви, mini-USB менше звичайного і раніше використовується в деяких камерах. В роз'ємі 5 контактів, з яких 1 служить ідентифікатором для підтримки OTG, дозволяючи мобільним пристроям і іншої периферії діяти як хост. Терморегулятори USB Mini наступна: +5V – напруга +5 Ст. D- – дані. D+ – дані. ID – ідентифікатор хост/рецептор. GND – земля.

Micro

Це поточний стандарт роз'єму для мобільних і портативних пристроїв. Він був прийнятий практично кожним виробником, крім Apple. Фізичні розміри його менше, ніж Mini-USB, але підтримуються високі швидкості передачі даних до 480 Мбіт/с) і можливості OTG. Форма легко впізнавана завдяки компактному 5-контактного дизайну. Роз'єм Lightning не є стандартом USB, а являє собою фірмове з'єднання Apple для iPad і iPhone. Він схожий на мікро-USB і сумісний з усіма пристроями Apple, зробленими після вересня 2012 року. У більш старих моделей використовується інший і набагато більш великий фірмовий роз'єм.

Type-C

Являє собою оборотний роз'єм, який обіцяє більш швидку передачу даних і більшу потужність, ніж попередні типи. Він все частіше використовується в якості стандарту для ноутбуків і навіть деяких телефонів і планшетів, був схвалений компанією «Еппл» для Thunderbolt 3. Тип C є новим рішенням і обіцяє бути всім для всіх. Він менший, швидший і може отримувати і передавати набагато більшу потужність, ніж попередні версії. Apple потрясла світ, коли представила новий MacBook з єдиним портом USB-C. Швидше за все, це стане початком тенденції. Детальніше про USB-C можна прочитати в цій статті.

Нюанси мікро-USB

Ті, у кого з вас є телефон або планшет на платформі Android, безумовно мають і мікро-USB-кабель. Навіть самі непохитні прихильники Apple не можуть уникнути їх, оскільки це найбільш поширений тип роз'єму, використовуваний для таких речей, як зовнішні силові блоки, динаміки і т. д. Володарі безлічі гаджетів можуть виявити, що з часом цих кабелів стає багато, і, оскільки вони зазвичай взаємозамінні, можливо, ніколи не доведеться купувати їх окремо, якщо вони не загубляться чи не вийдуть з ладу всі одночасно. При купівлі кабель micro-USB може виникнути спокуса вибрати найдешевший варіант, але, як це часто буває, це є поганою ідеєю. Проводи та штекери низької якості можуть легко зламатися і стати марними. Тому краще позбавити себе від майбутніх проблем, купуючи якісний продукт у визнаного виробника, навіть якщо він коштує трохи дорожче. Ще одна річ, про яку варто згадати, – це довжина кабелю. Короткі відмінно підходять для транспортування, але з-за цього часто доводиться сидіти на підлозі поруч з розеткою, поки телефон заряджається. І навпаки, занадто довгий кабель може бути незручним при перенесенні, буде заплутується і потенційно може стати причиною травми. 09 м – хороша довжина кабелю зарядного. Вона дозволяє тримати телефон, коли він підключений до батареї в сумці або кишені, ідеально підходить для гри в Pokemon Go або просто для використання телефону під час подорожі протягом тривалого часу. При частої підзарядки від сторонніх USB-портів, щоб дотримуватися заходів безпеки або коли пристрій заряджається повільно, вирішити проблему може спеціальний кабель, що запобігає передачу даних. Альтернативою є мережевий адаптер. Проблему може представляти факт, що роз'єми більшості USB-кабелів (крім USB-C) не взаємозамінні і часто вимагають кілька спроб, щоб зробити правильне підключення. Деякі виробники робили спробу це виправити. Правда, не всі пристрої підтримують таку можливість.

Що таке USB OTG?

Це стандарт, який дозволяє портативних і мобільних пристроїв виступати в якості хостів. Припустимо, є зовнішній накопичувач, ноутбук і смартфон. Що потрібно зробити, щоб скопіювати файли з диска на телефон? Найпростіше перемістити їх з зовнішнього накопичувача на лептоп, а з нього - на смартфон. USB OTG дозволяє підключити диск безпосередньо до телефону, тим самим обійшовши потреба в посереднику. І це ще не все! Існує безліч інших способів використання OTG. До смартфону можна підключити будь-який USB-пристрій, будь то флеш-накопичувач, бездротова миша, клавіатура, навушники, кард-рідери, ігрові контролери і т. д.

Кабелі USB

Підключення до мережі світі дротові з'єднання між різними електронними пристроями відіграють важливу роль. Попит на них настільки високий, що кожен рік у світі випускаються десятки мільйонів USB-кабелів. Технології постійно розвиваються і вдосконалюються, так само як і відповідні їм периферійні пристрої. Та ж тенденція оновлення справедлива і для USB-роз'ємів, але з такою кількістю версій і типів стандартів USB стає складно відстежувати, який USB краще підходить для виконання тих або інших функцій. Для цього необхідно усвідомити базові відмінності.

Типи USB

Різні версії USB, наприклад 2.0 і 3.0 пов'язані з функціональність і швидкість USB-кабелю, а їх тип (наприклад, A або B) в основному відноситься до фізичного дизайну роз'ємів і портів. Стандарт USB 1.1 (1998) розрахований на пропускну здатність 12 Мбіт/с, напруга 25 В і струм 500 мА. USB 2.0 (2000 р.) відрізняється позначкою на логотипі USB HI-SPEED". Забезпечує швидкість 480 Мбіт/с при напрузі 25 В і струмі 18 А. Прийнятий у 2008 р. USB 3.0 підтримує 5 Гбіт/с при напрузі 5 В і струмі 18 А. USB 3.1 чинний з 2015 р., забезпечує швидкість 10 Гбіт/с при напрузі 20 В і струмі 5 А. Останній стандарт забезпечує більш високу пропускну здатність і здебільшого назад сумісний з більш ранніми версіями. Роз'єми Standard-A ідентичні Турі-А попередніх версій, але зазвичай забарвлені в синій колір, щоб їх можна було розрізнити. Вони повністю сумісні, але збільшені швидкості доступні лише в тому випадку, якщо всі компоненти сумісні з USB 3. Standard-B і micro-версії відрізняються додатковими контактами, що дозволяють підвищити пропускну здатність, і сумісні з попередніми версіями. Більш старі кабелі і роз'єми USB Type B і мікро-B можуть використовуватися з портами USB 3.0 однак швидкість при цьому не збільшиться.

Технічні характеристики роз'єму типу C

Це ім'я з'явилося в заголовках технічних журналів всього світу, коли компанія Apple випустила 12" Macbook. Це перший ноутбук, який включає в себе дизайн Type-C. З фізичної точки зору роз'єм схожий на існуючий варіант USB Micro-B. Його розміри – 84 х 26 мм. Завдяки невеликому форм-фактору він може легко вписатися навіть в найменші периферійні пристрої, що використовуються сьогодні. Одним з багатьох переваг Type-C у порівнянні з іншими існуючими рішеннями є те, що він дозволяє підключення до зворотного орієнтації, тобто штекер буде завжди правильно вставлений з першої спроби! Роз'єм виконаний таким чином, щоб не потрібно було турбуватися про те, що він перевернуть. Type-C підтримує стандарт USB 3.1 і забезпечує максимальну швидкість 10 Гбіт/с. Він також має значно більш високу вихідну потужність до 100 Вт при напрузі 20 В і струмі 5 А. Оскільки ноутбуки зазвичай споживають 40-70 Вт, то це означає, що тип C легко покриває їх вимоги до харчування. Інша функціональність, пропонована USB Type-C, – двонаправлена потужність. Кажучи іншими словами, можна не тільки заряджати свій смартфон через ноутбук, але і навпаки. Type-C отримав схвальні відгуки від користувачів по всьому світу і з'явився в популярних смартфонах Chromebook Pixel і Nexus 6P, а також планшеті Nokia N1. Можна впевнено говорити про те, що в найближчі роки всі електронні пристрої будуть обладнуватися портами даного типу. Це зробить роботу з ними легкою і зручною. Все, що знадобиться, - це єдиний кабель Type-C, що дозволить в кінцевому підсумку позбутися заплутаного клубка проводів в ящику столу. Хоча специфікації були вперше опубліковані в 2014 р., технологія по-справжньому була реалізована тільки в 2016 р. Сьогодні вона стала реальною заміною не тільки старим стандартам USB, але й іншим, таким як Thunderbolt і DisplayPort. Нове рішення для аудіо на базі Type-C також є потенційною заміною 35-мм гнізда для підключення гарнітури. Тип C тісно переплітається з іншими новими стандартами: USB 3.1 забезпечує більшу пропускну здатність і USB Power Delivery – кращу подачу живлення.

Форма роз'єму

USB Type-C являє собою новий крихітний роз'єм, розміри якого ледь відповідають microUSB. Він підтримує різні нові стандарти, такі як USB 3.1 і USB PD. Звичним роз'ємом, з яким знайомі все, є Type-A. Навіть після переходу з USB 1.0 до 2.0 і далі до сучасним пристроям він залишився колишнім. Роз'єм такий же масивний, як і раніше, і підключається тільки при правильній орієнтації (що, очевидно, ніколи не виходить з першого разу). Але в міру того як пристрої ставали менше і тонше, масивні порти просто перестали підходити. Це призвело до появи безлічі інших форм з'єднувачів USB, таких як Mini і Micro. Такий незручний набір роз'ємів різної форми для пристроїв всіляких розмірів нарешті відходить у минуле. Тип C являє собою новий стандарт дуже маленького розміру. Він становить приблизно третину від старого USB Type-A. Це єдиний стандарт, який повинні використовувати всі пристрої, тому для підключення до ноутбука зовнішнього накопичувача або зарядки смартфона від ЗУ потрібно тільки один кабель. Цей крихітний роз'єм досить малий, щоб вписатися в дюймовий смартфон, але досить потужний, щоб через нього можна було підключити всі периферійні пристрої. Сам кабель має однакові роз'єми типу C на обох кінцях. У Type-C є безліч переваг. Орієнтація роз'єму не має значення, тому більше не доведеться перевертати штекер кілька разів в пошуках правильного положення. Це єдина форма USB-коннектора, яку повинні прийняти все, тому для різних пристроїв не потрібно мати велику кількість різних USB-кабелів з різними штекерами. І не буде безлічі різних портів, які займають дефіцитне простір на все більш тонких гаджетах. Більш того, роз'єми типу C також можуть підтримувати різні протоколи, використовуючи «альтернативні режими», які дозволяють мати адаптери, здатні виводити HDMI, VGA, DisplayPort або інші типи з'єднань з цього єдиного підключення. Хорошим прикладом цього є мультипортовый адаптер Apple, який дозволяє підключати HDMI, VGA, USB Type-A і Type-C. Таким чином, безліч роз'ємів на звичайних ноутбуках можна звести до портів одного типу.

Харчування

Специфікація USB PD також тісно переплітається з Type-C. В даний час підключення USB 2.0 забезпечує до 25 Вт потужності. Цього достатньо тільки для зарядки телефону або планшета. Специфікація, підтримувана стандартом USB-C, передбачає подачу живлення потужністю до 100 Вт. Таке підключення двонаправлене, тому пристрій здатне через нього як заряджатися, так і заряджати. При цьому одночасно може відбуватися передача даних. Порт дозволяє зарядити навіть ноутбук, для якого зазвичай потрібна до 60 Вт. В Apple MacBook і Chromebook Pixel компанії Google роз'єм USB-C використовується для зарядки, що дозволяє відмовитися, нарешті, від усіх фірмових кабелів живлення. При цьому з'являється можливість заряджати ноутбуки від портативних батарей, які зазвичай використовуються для підзарядки смартфонів і іншої електроніки. А якщо підключити лептоп до зовнішнього дисплею, питаемому від мережі, то при цьому буде відбуватися зарядки його акумулятора. Однак слід пам'ятати, що наявність роз'єму типу C не означає автоматичної підтримки USB PD. Тому перед покупкою пристроїв та кабелів необхідно переконатися, що вони сумісні з обома стандартами.

Швидкості передачі

USB 3.1 – новітній стандарт універсальної послідовної шини з теоретичною пропускною здатністю 10 Гбіт/с, що вдвічі більше швидкості передачі даних Thunderbolt першого покоління і USB 3.0. Але Турі-C – це не те ж саме, що USB 3.1. Це всього лише форма роз'єму, а технологія в його основі може спиратися і на стандарти 2.0 або 3.0. Наприклад, планшет Nokia N1 використовує роз'єм USB типу C версії 2.0. Однак ці технології тісно пов'язані. При покупці просто потрібно стежити за деталями і переконатися, що купується пристрій або кабель підтримують стандарт USB 3.1.

Зворотна сумісність

Фізичний роз'єм типу C на відміну від базового стандарту зворотної сумісності не має. Не можна підключити старі USB-пристрою до сучасного крихітному Type-C-порту можна підключити штекер USB-C до більш старому порту більшого розміру. Але це не означає, що доведеться позбутися від всієї старої периферії. USB 3.1 раніше сумісний з попередніми версіями, тому потрібно тільки фізичний перехідник для USB-C. А до нього вже можна підключити старі пристрої безпосередньо. У найближчому майбутньому багато комп'ютери будуть мати як USB-роз'єми типу C, так і великі типу A, як це реалізовано, наприклад, у Chromebook Pixel. Таким чином, користувачі зможуть поступово переходити зі старих пристроїв, підключаючи нові USB Type-C. Але навіть якщо комп'ютер здійснюється тільки з портами типу C, адаптери та концентратори заповнять цей пропуск. Type-З є гідним оновленням. Хоча цей порт вже з'явився в ноутбуках і деяких смартфонах, тільки ними дана технологія не обмежується. З часом їм будуть обладнані пристрої всіх типів. В один прекрасний день стандарт може навіть замінити роз'єм Lightning, який використовується в iPhone і iPad. У порту Apple не так багато переваг у порівнянні з USB Type-С, крім того, що ця технологія запатентована і компанія може стягувати плату за ліцензування.