Неможливо уявити сучасну людину без електронних пристроїв. Смартфони, планшети, музичні плеєри та ноутбуки сьогодні є практично у кожній родині. Кожен із цих пристроїв має власне застосування і, отже, кожен функціонує по-своєму унікальним чином. Однак є те, що в тій чи іншій формі їх об'єднує. І це наявність USB-портів.
Якось 1994 року 7 провідних світових технологічних компаній створили новий стандарт підключення комп'ютерної периферії. Так з'явилася універсальна послідовна шина, яка для стислості називається USB.
Сьогодні вона дійсно є загальним стандартом, і складно знайти електронний пристрій, який не мав би USB-порту того чи іншого типу. Але як дізнатися який саме кабель до нього підходить? Даний посібник допоможе визначити тип USB-роз'єму та підібрати відповідний йому штекер.
Різноманітність варіантів
Практично всі сучасні комп'ютери та електронні пристрої мають деяку форму USB-з'єднання та постачаються у комплекті з відповідними кабелями. Чи має значення, який із них використовується, і для чого потрібні всі ці відмінності? Поки що це дійсно важливо, але в майбутньому може змінитися.
У середині 1990-х років. Універсальна шина стала промисловим стандартом, який дозволив упорядкувати підключення комп'ютерної периферії. Вона замінила ряд ранніх інтерфейсів і тепер є найбільш популярним типом роз'єму в споживчих пристроях.
Однак поки що складно розібратися з усіма різновидами USB.
Якщо стандарт повинен бути універсальним, чому існує так багато його різних типів? Кожен із них служить своїм цілям, переважно забезпечуючи сумісність під час випуску нових пристроїв із кращими специфікаціями. Нижче наведено найпоширеніші типи USB-роз'ємів.
Type-A
Більшість кабелів та периферійних пристроїв (наприклад, клавіатури, миші та джойстики) мають роз'єм типу A. Персональні комп'ютери, ноутбуки та нетбуки зазвичай мають кілька портів даної форми. Крім того, багато інших пристроїв та адаптерів живлення використовують їх для передачі даних та/або зарядки. Роз'єм має плоску прямокутну форму і є найбільш впізнаваним та використовуваним. Розпинування USB Type-A наступне:
- +5V - напруга +5 ст.
- D - дані.
- D+ – дані.
- GND – земля.
Усі 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, які 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 переважно використовується для підключення до комп'ютера принтерів, сканерів та інших пристроїв із власним живленням. Іноді його можна знайти на зовнішніх дисководах. У наші дні цей тип роз'єму набагато менш поширений, ніж з'єднання Type-A.
Форма з'єднання у версії стандарту 3.0 зазнала зміни, тому зворотна сумісність не підтримується, хоча порти нового типу приймають штекери старих модифікацій. Причиною цього є те, що у Type-B USB 3.0 для більш швидкої передачі даних передбачено 9 контактів, а Powered-B - 11, 2 з яких забезпечують додаткове живлення.
Знову ж таки, як і у випадку Type-A, фізична сумісність різних версій не говорить про підтримку швидкості або функціональності.
Основні поняття
Перш ніж намагатися зрозуміти, у чому полягають різницю між типами A і B, необхідно усвідомити поняття хоста, рецептора і порта.
Слот, розташований на лицьовій або тильній частині корпусу комп'ютера (хоста), в який вставляється один кінець кабелю USB, називається портом. Електронний пристрій, який необхідно зарядити або який потрібно передати дані (наприклад, смартфон або планшет), називається рецептором.
Найпопулярнішим стандартом USB є тип A, який сьогодні можна побачити на кінці майже кожного кабелю USB, що вставляється в слот хоста. Найчастіше портами Type-A обладнуються настільні комп'ютери, ігрові консолі та медіаплеєри.
Роз'єми типу B знаходяться на кінці звичайного кабелю USB, що підключається до периферійного пристрою, наприклад смартфона, принтера або жорсткого диска.
Переваги USB
Стандарт спрощує встановлення та заміну обладнання, зводячи всі комунікації до послідовної передачі даних по кручений парі та ідентифікації приєднаного пристрою. Якщо додати сюди заземлення та живлення, то вийде найпростіший 4-провідний кабель, недорогий та простий у виготовленні.
Стандарт визначає спосіб взаємодії периферії з хостом. Якщо не використовується USB On the Go (OTG), який дозволяє обмежувати можливості хоста, здійснюється безпосереднє підключення. Пристрій USB не може ініціювати зв'язок, це може зробити тільки хост, тому навіть за 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, як і раніше, використовується в деяких камерах. У роз'ємі 5 контактів, з яких 1 служить ідентифікатором підтримки OTG, дозволяючи мобільним пристроям та інший периферії діяти як хост. Розпинування USB Mini наступне:
- +5V - напруга +5 ст.
- D - дані.
- D+ – дані.
- ID – ідентифікатор хост/рецептор.
- GND – земля.
Micro
Це поточний стандарт гнізда для мобільних та портативних пристроїв. Його було прийнято практично кожним виробником, крім Apple. Фізичні розміри його менші, ніж Mini-USB, але підтримуються високі швидкості передачі даних (до 480 Мбіт/с) та можливості OTG. Форма легко відома завдяки компактному 5-контактному дизайну.
Роз'єм Lightning не є стандартом USB, а є фірмовим з'єднанням Apple для iPad і iPhone. Він схожий на мікро-USB та сумісний з усіма пристроями Apple, зробленими після вересня 2012 року. У більш старих моделей використовується інший і набагато більший фірмовий роз'єм.
Type-C
Є оборотним роз'ємом, який обіцяє швидшу передачу даних і більшу потужність, ніж попередні типи. Він все частіше використовується як стандарт для ноутбуків і навіть деяких телефонів і планшетів, схвалений компанією «Еппл» для Thunderbolt 3.
Тип C є новим рішенням та обіцяє бути всім для всіх. Він менший, швидший і може отримувати і передавати набагато більшу потужність, ніж попередні версії.
Apple вразила світ, коли представила новий MacBook з єдиним портом USB-C. Швидше за все це стане початком тенденції.
Докладніше про USB-C можна прочитати наприкінці цієї статті.
Нюанси мікро-USB
Ті, у кого з вас є телефон або планшет на платформі Android, безперечно мають і мікро-USB-кабель. Навіть найпохитніші шанувальники Apple не можуть уникнути їх, оскільки це найбільш поширений тип роз'єму, що використовується для таких речей, як зовнішні силові блоки, динаміки і т.д.
Власники 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 або не вийдуть з ладу всі одночасно.
При покупці кабелю micro-USB може виникнути спокуса вибрати найдешевший варіант, але, як це часто буває, це погана ідея. Провід та штекери низької якості можуть легко зламатися та стати марними. Тому краще позбавити себе 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 через це часто доводиться сидіти на підлозі поруч із розеткою, доки телефон заряджається. І навпаки, занадто довгий кабель може бути незручним при перенесенні, заплутуватиметься і потенційно може стати причиною травми.
0,9 м – хороша довжина для зарядного кабелю. Вона дозволяє тримати телефон, коли він підключений до батареї у сумці чи кишені, ідеально підходить для гри в Pokemon Go або просто для використання телефону під час подорожі протягом тривалого часу.
При частому зарядженні від сторонніх USB-портів, щоб дотриматися заходів безпеки або коли пристрій заряджається повільно, вирішити проблему може спеціальний кабель, що запобігає передачі даних. Альтернативою є мережевий адаптер.
Проблему також може бути факт, що роз'єми більшості USB-кабелів (крім USB-C) не взаємозамінні і часто вимагають кілька спроб, щоб зробити правильне підключення. Деякі виробники намагалися це виправити. Щоправда, не всі пристрої підтримують таку можливість.
Що таке USB OTG?
Це стандарт, який дозволяє портативним та мобільним пристроям виступати як хості.
Припустимо, є зовнішній накопичувач, ноутбук та смартфон. Що потрібно зробити, щоб скопіювати файли з диска на телефон? Найпростіше перемістити їх із зовнішнього накопичувача на лептоп, а з нього – на смартфон. USB OTG дозволяє підключити диск безпосередньо до телефону, тим самим обійшовши потребу в посереднику.
І це ще не все! Існує багато інших способів використання OTG. До смартфону можна підключити будь-який пристрій USB, будь то флеш-накопичувач, бездротова миша, клавіатура, навушники, кард-рідери, ігрові контролери і т.д.
Кабелі USB
У підключеному до мережі світі провідні з'єднання між різними електронними пристроями відіграють важливу роль. Попит на них настільки високий, що щороку у світі випускаються десятки мільйонів кабелів USB.
Технології постійно розвиваються і вдосконалюються, як і відповідні їм периферійні устрою. Така ж тенденція оновлення справедлива і для USB-роз'ємів, але з такою кількістю версій і типів стандартів USB стає складно відстежувати, який USB найкраще підходить для виконання тих чи інших функцій. І тому необхідно усвідомити їх базові відмінності.
Типи USB
Різні версії USB, наприклад 2.0 і 3.0, пов'язані з функціональністю і швидкістю кабелю USB, а їх тип (наприклад, A або B) в основному відноситься до фізичного дизайну роз'ємів і портів.
Стандарт USB 1.1 (1998 р.) розрахований на пропускну здатність 12 Мбіт/с, напруга 2,5 В та струм 500 мА.
USB 2.0 (2000 р.) відрізняється відміткою на логотипі USB “HI-SPEED”. Забезпечує швидкість 480 Мбіт/с при напрузі 2,5 і струмі 1,8 А.
Прийнятий у 2008 р. USB 3.0 підтримує 5 Гбіт/с при напрузі 5 і струмі 1,8 А.
USB 3.1, що діє з 2015 р., забезпечує швидкість 10 Гбіт/с при напрузі 20 В та струмі 5 А.
Останній стандарт забезпечує більш високу пропускну здатність і здебільшого назад сумісний з попередніми версіями. Рознімання Standard-A ідентичні Туре-А попередніх версій, але зазвичай пофарбовані в синій колір, щоб їх можна було розрізнити. Вони повністю сумісні, але збільшені швидкості доступні тільки в тому випадку, якщо всі компоненти сумісні з USB 3. Standard-B і micro-версії відрізняються додатковими контактами, що дозволяють підвищити пропускну здатність, і несумісні з попередніми версіями. Більш старі кабелі та роз'єми USB Type-B та мікро-B можуть використовуватися з портами USB 3.0, проте швидкість при цьому не збільшиться.
Технічні характеристики роз'єму типу C
Ця назва з'явилася в заголовках технічних журналів світу, коли компанія Apple випустила 12” Macbook. Це перший ноутбук, який включає дизайн Type-C.
З фізичної точки зору роз'єм нагадує існуючий варіант USB Micro-B. Його розміри – 8,4 х 2,6 мм. Завдяки невеликому форм-фактору він може легко вписатися навіть у найменші периферійні пристрої, які сьогодні використовуються. Однією з багатьох переваг Type-C у порівнянні з іншими існуючими рішеннями є те, що він дозволяє підключення у зворотній орієнтації, тобто штекер завжди буде правильно вставлений з першої спроби! Рознімання виконано таким чином, щоб не потрібно було турбуватися про те, що він перевернутий.
Type-C підтримує стандарт USB 3.1 та забезпечує максимальну швидкість 10 Гбіт/с. Він також має значно вищу вихідну потужність до 100 Вт при напрузі 20 В і струмі 5 А. Оскільки ноутбуки зазвичай споживають 40-70 Вт, це означає, що тип C легко покриває їхні вимоги до живлення. Інша функціональність, що пропонується USB Type-C, - двонаправлена потужність. Іншими словами, можна не тільки заряджати свій смартфон через ноутбук, але і навпаки.
Type-C отримав захоплені відгуки від користувачів по всьому світу та з'явився у популярних смартфонах Chromebook Pixel та Nexus 6P, а також планшеті Nokia N1.
Можна впевнено говорити про те, що найближчими роками всі електронні пристрої будуть обладнані портами цього типу. Це зробить роботу з ними легкою та зручною. Все, що знадобиться, - це єдиний кабель Type-C, що дозволить зрештою позбавитися заплутаного клубка проводів в ящику столу.
Хоча специфікації були вперше опубліковані у 2014 р., технологія по-справжньому була реалізована лише у 2016 р. Сьогодні вона стала реальною заміною не лише старим стандартам USB, а й іншим, таким як Thunderbolt та DisplayPort. Нове рішення для аудіо на базі Type-C також є потенційною заміною 3,5 мм гнізда підключення гарнітури. Тип C тісно переплітається з іншими новими стандартами: USB 3.1 забезпечує більшу пропускну здатність та USB Power Delivery – найкращу подачу живлення.
Форма роз'єму
USB Type-C є новим крихітним роз'ємом, розміри якого ледве відповідають microUSB. Він підтримує різні нові стандарти, такі як USB 3.1 та USB PD.
Звичним роз'ємом, з яким всі знайомі, є Type-A. Навіть після переходу з USB 1.0 до 2.0 і далі до сучасних пристроїв він залишився тим самим. Роз'єм такий самий 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 багатьох інших форм з'єднувачів USB, таких як Mini та Micro.
Такий незручний набір роз'ємів різної форми для пристроїв усіляких розмірів нарешті йде у минуле. Тип C є новим стандартом 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 заряджання смартфона від ЗУ потрібно лише один кабель. Цей крихітний роз'єм досить малий, щоб вписатися в надтонкий смартфон, але досить потужний, щоб через нього можна було підключити всі периферійні пристрої. Сам кабель має однакові роз'єми типу C обох кінцях.
Type-C має безліч переваг. Орієнтація роз'єму не має значення, тому більше не доведеться перевертати штекер кілька разів у пошуках правильного положення. Це єдина форма USB-коннектора, яку повинні прийняти всі, тому для різних пристроїв не потрібно мати велику кількість різних кабелів USB з різними штекерами. І не буде безлічі різних портів, що займають дефіцитний простір на все тонших гаджетах.
Більше 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 мультипортовий адаптер Apple, який дозволяє підключати HDMI, VGA, USB Type-A та Type-C. Таким чином, багато роз'ємів на звичайних ноутбуках можна звести до портів одного типу.
живлення
Специфікація USB PD також тісно переплітається із Type-C. В даний час підключення USB 2.0 забезпечує до 2,5 Вт потужності. Цього достатньо лише для заряджання телефону або планшета. Специфікація, яка підтримується стандартом USB-C, передбачає подачу живлення потужністю до 100 Вт. Таке підключення двоспрямоване, тому пристрій здатний через нього як заряджатися, так і заряджати. При цьому одночасно може відбуватися передачі даних. Порт дозволяє зарядити навіть ноутбук, для якого зазвичай потрібно 60 Вт.
У Apple MacBook та 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 заряджання смартфонів та іншої електроніки. А якщо підключити лептоп до зовнішнього дисплея, що живиться від мережі, то буде відбуватися заряджання його акумулятора.
Проте слід пам'ятати, що наявність роз'єму типу C означає автоматичної підтримки USB PD. Тому перед покупкою пристроїв та кабелів необхідно переконатися, що вони сумісні з обома стандартами.
Швидкість передачі
USB 3.1 - найновіший стандарт універсальної послідовної шини з теоретичною пропускною здатністю 10 Гбіт/с, що вдвічі більше за швидкість передачі даних Thunderbolt першого покоління і USB 3.0.
Але Туре-C – це не те саме, що USB 3.1. Це 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 пристрій або кабель підтримують стандарт USB 3.1.
Зворотня сумістність
Фізичний роз'єм типу C на відміну базового стандарту зворотної сумісності немає. Не можна підключити старі USB-пристрої до сучасного крихітного Type-C-порту, і не можна підключити штекер USB-C до більш старого порту більшого розміру. Але це не означає, що доведеться позбутися всієї старої периферії. USB 3.1, як і раніше, сумісний з попередніми версіями, тому потрібно лише фізичний перехідник для USB-C. А до нього можна підключити старі пристрої безпосередньо.
У найближчому майбутньому багато комп'ютерів матимуть як USB-роз'єми типу C, так і великі типи A, як це реалізовано, наприклад, у Chromebook Pixel. Таким чином, користувачі зможуть поступово переходити зі старих пристроїв, підключаючи нові до USB Type-C. Але навіть якщо комп'ютер виробляється тільки з портами типу C, адаптери та концентратори заповнять цю прогалину.
Type-C є гідним оновленням. Хоча цей порт вже з'явився в ноутбуках та деяких смартфонах, тільки ними ця технологія не обмежується. Згодом їм буде обладнано пристрої всіх типів. Одного дня стандарт може навіть замінити роз'єм Lightning, що використовується в iPhone та 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.
Невже настає час одного уніфікованого роз'єму для заряджання будь-якого пристрою? Нещодавно за таке припущення могли підняти на сміх. Але навіть Apple потихеньку здається, і MacBook зі своїми USB Type-C – перше тому підтвердження.
До нірвани поки що далеко, спочатку потрібно допиляти периферію. Про все по порядку: перш ніж розповідати про проблеми нового порту, треба згадати, що це за «звір».
Одне кільце Один роз'єм, щоб правити всіма
Ідея USB Type-C роз'єму - замінити собою решту, будь то зарядка, HDMI-порт або звичайне гніздо під флешку. Жодних більше «у мене шнур з іншого боку» чи «можу підключити лише один монітор». Знайшов порт, вставив пристрій, все запрацювало. Ідилія.
Ну ну. Насправді така «свобода» породила велику плутанину. Мало зробити універсальний роз'єм - для нього потрібний не менше універсальний кабель.
Справа в тому, що USB Type-C порт має 24 контакти, через які проходять прорив сигналів різних протоколів. Ось що можна звести у цей універсальний роз'єм.
- USB 2.0
Перші пристрої, оснащені USB Type-C портом, фактично працювали в режимі USB 2.0 і передавали дані зі швидкістю 480 Мбіт/с. Планшети та смартфони, які використовують цей протокол, зустрічаються досі (привіт, Nokia N1).
- USB 3.1 gen 1 (3.0, SuperSpeed USB)
Літає на швидкості до 5 Гбіт/с, назад сумісний із USB 1.x та USB 2.0. Швидше за все, синій порт у твоєму комп'ютері працює саме з цим протоколом. MacBook – не виняток.
- USB 3.1 gen 2
Прокачанная версія USB 3.0 також зворотно сумісна. Швидкість передачі зросла до 10 Гбіт/с, а потужність до 100 Вт. Майже Thunderbolt!
- Alternate Mode (AM)
У Type-C роз'єм можна звести інші не-USB протоколи. Наприклад, Thunderbolt, HDMI, MHL або DisplayPort. Але не всі периферійні пристрої розуміють цей Alternate Mode.
- Power Delivery (PD)
Найсмачніше – зарядка через USB Type-C. Power Delivery підтримує 5 стандартних профілів з електроживлення – до 5V/2А, до 12V/1.5А, до 12V/3А, до 12-20/3А та до 12-20V/4.75-5А. Відповідність будь-якому профілю визначається автоматично.
- Audio Accessory Mode
Так, аналоговий аудіосигнал також можна пустити через USB Type-C порти.
Найскладніше - знайти відповідний провід
Ок, з портом зрозуміло, залишилося купити кабель. Але новачки зазвичай стикаються із трьома проблемами:
1. Старий протокол у новому роз'ємі
"Новий" USB Type-C кабель за 150 рублів з Aliexpress? Обережно, усередині може ховатися древній USB 2.0. Справа навіть не в репутації китайських підприємців, багато відомих брендів готові продати Type-C кабель зі старим протоколом усередині за непридатною ціною.
2. Купи специфікацій
Так, все підписано у назві. Але як розібратися звичайній людині, якій начхати на всі ці нові специфікації? Який підбирає провід формою роз'єму? Ніяк. Він тільки-но зрозумів різницю між USB 2.0 і 3.0 проводами.
Та й виведення зображення через USB Type-C - не найпростіша витівка. Крім Display Port і HDMI є ще три покоління Thunderbolt, якими також можна підключати монітори. Мало знайти підходящий кабель - пристрій має чітко розуміти, що до нього підключаються через Alternate Mode.
3. А заряджати буде?
Буде, якщо в назві є "charge" або "PD". Але і тут є каверза: кабель, що підтримує зарядку через USB Type-C повинен відповідати необхідному профілю і бути сертифікованим. Чим загрожує? У кращому разі повільною зарядкою, у гіршому – займанням пристрою.
Чому не можна вставляти перший кабель, що трапився.
Тому що можна все зіпсувати. Ось три причини:
1. Низька швидкість передачі
Безумовно, для підключення до зовнішнього харда чи смартфона - підійде практично будь-який провід із потрібними роз'ємами. Але варто переконатися, що він працює з потрібним протоколом (наприклад, з USB 3.0), інакше – просяде швидкість передачі даних.
2. Погана картинка або її відсутність
Якщо кабель з'єднуватиме MacBook і монітор, переконайтеся, що провід передає сигнал потрібної частоти. Не забудь, що Thunderbolt 3 не працює із попередніми поколіннями.
3. Струм потужністю в 100 Вт - не жарти
З PD-кабелями трохи складніше. Поріг потужності задерли - отже, треба бути обачнішими, адже у разі шлюбу кабелю можливі сумні наслідки. Нещодавно у чоловіка згорів ноутбук і ще пара пристроїв. Звичайно, це одиничний випадок, і навряд твій MacBook згорить. Але згодом може постраждати батарея чи контролер живлення.
Так що, якщо провід потрібний для заряджання ноутбука - забудь про ноунейми за дві сотні.
А ось для смартфонів із USB 2.0 адаптерами не все так страшно. Можна купити будь-який USB Type-C – USB 2.0 кабель і тихенько заряджати свій телефон.
Що робити?
Безперечно, за USB Type-C майбутнє. Пристроїв з новими роз'ємами стає все більше і скоро пройде той час, коли ти брав перший провід, що трапився, не замислюючись.
На кабелі USB Type-C потрібно клеїти ярлички. Серйозно, як відрізнити дешманський, для зовнішнього харда, від дорогого, яким можна зарядити будь-який пристрій?
Найоптимальніший варіант - користуватися оригінальними проводами. Ну а якщо вже купувати, то лише круті USB 3.1 із підтримкою Power Delivery. Такі коштують від 1500 рублів та вище. З конекторами з Alternate Mode ситуація простіша, але цінник приблизно той самий.
Рідко буває, що одна зайва буква в назві стандарту загрожує здійснити революцію у світі інтерфейсів передачі даних та гаджетів, але поява останнього різновиду USB 3.1 Type-Cсхоже саме на той випадок. Що ж нам обіцяє принести ще одне оновлення старого доброго USB інтерфейсу?
- Швидкість передачі даних до 10 GBps
- Можливість запитування від порту пристроїв із споживаною потужністю аж до 100Вт
- Розміри конектора можна порівняти з micro-USB
- Симетричність роз'єму - у нього не існує верху і низу, а значить немає ключа, який часто призводить до пошкоджень як самих роз'ємів, так і гаджетів, що підключаються через них.
- За допомогою цього інтерфейсу можна запитувати пристрої з напругою аж до 20 вольт
- Більше немає різних типів коннекторів - А і У. На обох кінцях кабелю стоять абсолютно однакові роз'єми. Як дані так і напруга живлення можуть передаватися через один і той же роз'єм в обох напрямках. Залежно від ситуації кожен роз'єм може виступати у ролі ведучого чи веденого
- Нам обіцяють, що конструкція роз'єму здатна витримувати до 10 000 підключень
- Можливе використання цього інтерфейсу для безпосереднього підключення замість деяких інших широко розповсюджених інтерфейсів для швидкого обміну даними.
- Стандарт сумісний зверху вниз як із звичайним USB 3 інтерфейсом, так і з його молодшими братами. Звичайно не на пряму, але за допомогою перехідника через нього можливе підключення USB 2.0 диска
Не стосуватимуся історії розвитку USB інтерфейсу, ця тема непогано розвинена в даному коміксі в сенсі історії в картинках
Електроніка - наука про контакти
Для початку порівняльні фото сьогоднішнього героя у компанії заслужених предків.
Конектор USB Type-C трохи більший за звичний USB 2.0 Micro-B, проте помітно компактніший за здвоєний USB 3.0 Micro-B, не кажучи вже про класичний USB Type-A.
Габарити роз'єму (8,34×2,56 мм) дозволяють без особливих складнощів використовувати його для пристроїв будь-якого класу, включаючи смартфони та планшети.
Сигнальні та силові висновки розміщені на пластиковій вставці, мабуть, це найслабше його місце в центральній частині роз'єму. Контактна група USB Type-C містить 24 виводи. Нагадаю, що у USB 1.0/2.0 було всього 4 контакти, а роз'єм USB 3.0 знадобилося вже 9 висновків.
Якщо уважно придивитися до малюнка зліва, то видно, що контакти мають різну довжину. Це забезпечує їхнє замикання у певній послідовності. На малюнку в центрі ми бачимо наявність засувок, які повинні утримувати встромлений кабель і забезпечувати тактильне клацання в процесі з'єднання-роз'єднання. На правому графіку зображено залежність зусилля у процесі вставки-виймання роз'єму.
Піки, які ми бачимо на ньому – це моменти спрацьовування клямки.
Можна констатувати, що розробники стандарту зробили якщо не все, то майже все, щоб рознімання стало максимально зручним і надійним: він вставляється будь-яким кінцем і будь-якою стороною з відчутним клацанням. На їхню думку, він здатний пережити цю процедуру понад 10 тисяч разів.
Багатоликий симетричний янус
Дуже приємною та корисною особливістю USB-C став симетричний дизайн роз'єму, що дозволяє підключати його до порту будь-якою стороною. Досягається це завдяки симетричному розташуванню його висновків.
По краях розташовані висновки землі. Плюсові контакти живлення також розташовані симетрично. У центрі знаходяться контакти, які відповідають за сумісність з інтерфейсом USB2 та молодше. Їм пощастило найбільше – вони дублюються і тому поворот на 180 градусів при з'єднанні не страшний. Синім кольором позначені висновки, що відповідають за високошвидкісний обмін даними. Як бачимо тут все хитріше. Якщо ми повернемо роз'єм, то, наприклад, вихід TX1 зміниться місцями з TX2, але водночас і місце входу RX1 займе RX2.
Висновки Secondary Bus та USB Power Delivery Communication службові та призначені для спілкування між собою двох пристроїв, що з'єднуються. Адже їм необхідно дуже багато про що один одному розповісти, перш ніж розпочати обмін, але про це пізніше.
А поки що про одну особливість. Порт USB Type-C спочатку розроблявся як універсальне рішення. Крім безпосередньої передачі даних USB, він може також використовуватися в альтернативному режимі (Alternate Mode) для реалізації сторонніх інтерфейсів. Таку гнучкість USB Type-C використовувала асоціація VESA, запровадивши можливість передачі відеопотоку за допомогою DisplayPort Alt Mode.
USB Type-C має чотири високошвидкісні лінії (пари) Super Speed USB. Якщо дві з них виділяються на потреби DisplayPort, цього достатньо для отримання картинки з роздільною здатністю 3840×2160. При цьому не страждає швидкість передачі даних USB. На піку це ті ж 10 Гб/с (для USB 3.1 Gen2). Також передача відеопотоку ніяк не впливає на енергетичні можливості порту. На потреби DisplayPort може бути виділено навіть 4 швидкісні лінії. У цьому випадку будуть доступні дозволи до 5120×2880. У такому режимі залишаються не задіяні лінії USB 2.0, тому USB Type-C все ще зможе паралельно передавати дані, хоча вже з обмеженою швидкістю.
В альтернативному режимі передачі аудіопотоку використовуються контакти SBU1/SBU2, які перетворюються на канали AUX+/AUX-. Для протоколу USB вони не використовуються, тому тут теж ніяких додаткових функціональних втрат.
При використанні інтерфейсу DisplayPort, конектор USB Type-C, як і раніше, можна підключати будь-якою стороною. Необхідне сигнальне узгодження передбачено спочатку.
Підключення пристроїв за допомогою HDMI, DVI і навіть D-Sub (VGA) також можливе, але для цього знадобляться окремі перехідники, однак це повинні бути активні адаптери, оскільки для DisplayPort Alt Mode не підтримується режим Dual-Mode Display Port (DP++) .
Альтернативний режим USB Type-C може бути використаний не тільки для протоколу DisplayPort. Можливо, незабаром ми дізнаємося, що цей порт навчився, наприклад, передавати дані за допомогою PCI Express або Ethernet.
І цьому дала, і тому дала. Загалом про харчування.
Ще одна важлива особливість, яку привносить USB Type-C – можливість передачі енергії потужністю до 100 Вт. Цього вистачить не тільки для живлення/заряджання мобільних пристроїв, а й для роботи ноутбуків, моніторів, а якщо пофантазувати, то й невелике лабораторне джерело живлення.
При появі шини USB, передача енергії була важливою, але все ж другорядною її функцією. Порт USB 1.0 забезпечував лише 0,75 Вт (0,15 А, 5 В). Достатньо для роботи миші та клавіатури, але не більше. Для USB 2.0 номінальна сила струму була збільшена до 0,5 А, що дозволило отримувати від неї вже 2,5 Ват для живлення, наприклад зовнішніх жорстких дисків формату 2,5”. Для USB 3.0 номінально передбачена сила струму 0,9 А, що при незмінному напрузі живлення 5В гарантує потужність 4,5 Вт. Спеціальні посилені роз'єми на материнських платах або ноутбуках здатні були видавати до 1,5 А для прискорення зарядки підключених мобільних пристроїв, але і це лише 7,5 Вт. На тлі цих цифр можливість передачі 100 Вт видається чимось фантастичним.
Для того, щоб наповнити такою енергією порт USB Type-C служить підтримка специфікації USB Power Delivery 2.0 (USB PD). Якщо такої немає, порт USB Type-C штатно може видати на гора 7,5 Вт (1,5 А, 5 В) або 15 Вт (3А, 5 В) залежно від конфігурації. Для докладного опису цієї специфікації в цій статті недостатньо місця, та й все одно я не зроблю це краще, ніж шановний stpark у своїй чудовій статті.
Однак зовсім обійти цю архіважливу тему не вийде.
Для того, щоб забезпечити потужність в 100 ват при напрузі п'ять вольт буде потрібно струм в 20 ампер! Таке при габаритах кабелю USB Type-C можливо тільки якщо виготовити його з надпровідника! Боюся, що сьогодні це коштуватиме користувачам дорого, тому розробники стандарту пішли іншим шляхом. Вони збільшили напругу живлення до 20 Вольт. "Дозвольте, але ж воно випалить геть мій улюблений планшет" - вигукніть ви, і будете абсолютно праві. Для того, щоб не стати жертвою розлючених користувачів, інженери задумали хитрий трюк - вони ввели систему силових профілів. Перед з'єднанням будь-який пристрій перебуває у стандартному режимі. Напруга в ньому обмежена п'ятьма вольтами, а струм двома амперами. Для з'єднання з пристроями старого типу цим режимом все і закінчиться, а для більш просунутих випадків, після обміну даними, пристрої переходять в інший узгоджений режим роботи з розширеними можливостями. Щоб познайомитися з основними режимами, глянемо на таблицю.
Профіль 1 гарантує можливість передачі 10 Вт енергії, другий вже – 18 Вт, третій – 36 Вт, четвертий цілих – 60 Вт, а п'ятий нашу заповітну сотню! Порт, який відповідає профілю вищого рівня, підтримує всі стани попередніх по низхідній. Як опорні напруги обрані 5В, 12В і 20В. Використання 5В необхідне для сумісності з величезним парком USB-периферії. 12В – стандартна напруга живлення різних компонентів систем. 20В запропоновано з урахуванням того, що для заряджання акумуляторів більшості ноутбуків використовуються зовнішні БП на 19-20В.
Пара слів про кабелі!
Підтримка описуваного у статті формату у повному обсязі потребуватиме величезної роботи як програмістів, а й виробників електроніки. Потрібно розробити та розгорнути виробництво дуже великої кількості компонентів. Найочевидніше це роз'єми. Для того, щоб витримувати високі струми напруги живлення, не чинити перешкод передачі сигналів дуже високої частоти, та ще при цьому не виходити з ладу після другого коннекту і не вивалюватися в самий невідповідний момент, якість їх виготовлення повинна бути радикально вищою в порівнянні з форматом USB 2.Для суміщення передачі енергії великої потужності та сигналом з гігабітним трафіком, виробникам кабелів доведеться серйозно напружитися.
Помилуйте, як виглядає відповідний для нашого завдання кабель у розрізі.
До речі, про обмеження на довжину кабелів під час використання інтерфейсу USB 3.1. Для передачі даних без суттєвих втрат на швидкостях до 10 Гб/c (Gen 2) довжина кабелю з роз'ємами USB Type-C не повинна перевищувати 1 метра, для з'єднання на швидкості до 5 Гб/c (Gen 1) – 2 метри.
Схемотехніки виробників материнських плат, докстанцій та ноутбуків довго будуть ламати голову, як згенерувати потужність близько сотні ват, а трасувальники, як підвести її до роз'єму USB Type-C.
Виробники чипів на низькому старті.
Симетричне приєднання та робота сигнальних ліній у різних режимах вимагатиме застосування мікросхем високошвидкісних комутаторів сигналів. Сьогодні вже з'явилися перші ластівки. Ось, наприклад, комутатор від фірми Texas Instruments, який підтримує роботу в пристроях як режим хоста так і веденого пристрою. Він здатний комутувати лінії диференціальних пар із частотою сигналу до 5ГГц.
При цьому розміри чіпа HDC3SS460 3.5 на 5.5 мм і в режимі спокою він споживає струм 1 мікроампера. А в активному режимі - менше міліампера. Існують і більш просунуті рішення, наприклад, чіпи виробництва NXP підтримують частоту обміну до 10 ГГц.
Стали з'являтися і менеджери харчування, поєднані з ланцюгами захисту сигнальних ліній від статики, наприклад такий виріб від NXP
Воно призначене для коректної обробки моменту підключення роз'єму, а також розмикання ланцюга живлення у разі неполадок. Цей чіп вже підтримує напругу на VBUS до 30 вольт, а ось з максимальним струмом, що комутується, все багато гірше - він не повинен перевищувати 1 ампера, що і зрозуміло, враховуючи габарити - 1.4 на 1.7 мм!
Безумовним лідером у цій галузі виступила Cypress, яка випустила спеціалізований мікроконтролер з ядром ARM Cortex M0, який підтримує всі п'ять можливих для стандарту профілів живлення.
Типова схема включення для використання в ноутбуці дає про нього деяке уявлення, а докладніше з ним можна буде ознайомитись скачав даташит.
На відміну від чіпа NXP він орієнтований управління зовнішніми силовими ключами і тому може забезпечити комутацію необхідних струмів і напруг, попри свої малі розміри.
Увага, Важлива особливість для тих, хто вже поспішає замовити перші зразки - мікроконтролер не має USB інтерфейсу і не є повним і закінченим рішенням. Він може служити лише як менеджер харчування. На даний момент відкрито попереднє замовлення на поставку зразків та демонстраційних плат. Доля цього мікроконтролера мабуть багато в чому залежатиме від того, чи забезпечить фірма - виробник розробників референсними бібліотеками для його використання в різних режимах.
Той факт, що вже для нього вже створено кілька демокитів, сильно підвищує ймовірність останнього.
Ліфт у небеса або Вавилонська вежа.
Отже, сьогодні повністю склалася революційна ситуація. Верхи не можуть, а низи не хочуть жити по-старому. Всім набридла плутанина з великою кількістю кабелів, зарядних пристроїв, блоків живлення та їх низька надійність.
Новий стандарт породив небачену активність. Флагмани електронної індустрії – Apple, Nokia, Asus готують до випуску свої перші гаджети з підтримкою USB Type-C. Китайці вже штампують кабелі та перехідники. На підході докстанції та хаби з підтримкою високого навантаження за потужністю. Виробники чіпів розробляють нові мікросхеми і думають запхнути драйвер нового порту в мікроконтролер. Маркетологи вирішують куди встромити новий роз'єм, а інженери чухають ріпу намагаючись реалізувати багатопрофільні пристрої з існуючих електронних компонентів.
Поки не зрозуміло лише одне. Що ми матимемо в результаті? Зручний і надійний роз'єм, який замінить левову частку інтерфейсів і знайде повсякденне застосування, або вавилонське стовпотворіння, адже ситуація може почати розвиватися за не найсприятливішим сценарієм:
Користувачі можуть остаточно заплутатися в численних специфікаціях та кабелях, які виглядатимуть на вигляд абсолютно однаково, але при цьому будуть сертифіковані тільки під певні профілі. Спробуй розберись з ходу з усіма цими маркуваннями.
Але навіть якщо вийде, то це навряд чи вирішить проблему – китайці без сорому совісті легко поставлять на будь-який шнур будь-який значок. А якщо треба, то до купи на кожний бік одного кабелю різні, їх не збентежить, навіть якщо вони будуть взаємовиключними.
Ринок наповнюється неймовірною кількістю перехідників різного калібру та сумнівної якості.
Намагаючись підключити один пристрій до іншого ніколи в результаті не знатимеш до якого результату цей процес приведе і через що коннект або зовсім відсутній, або все страшно глючить. Чи то один із гаджетів не підтримує потрібний профіль, чи то підтримує але не надто коректно, чи замість якісного кабелю трапилася його груба китайська підробка. А що накажете робити, якщо раптом на вашому ноутбуці вийде з ладу єдиний роз'єм, що залишився на ньому?
До нових зустрічей.
P.S. Новий стандарт вже призводить до появи екзотичних пристроїв. Так анонсований кабель 100 метрової довжини, який як би не вписується в стандарти. Уся фішка в тому, що він активний. На обох своїх кінцях кабель має перетворювач сигналів USB3 інтерфейсу на оптичний. Сигнал передається оптикою і на виході конвертується назад. Природно, він не передають енергію, а лише дані. У цьому кожен із перетворювачів з його кінцях живиться від роз'єму якого підключений.
Думаю, що незабаром для підтвердження справжності фірми, що поважають себе, почнуть вставляти в кабелі активні мітки. Проблема хабів породить небачену активність у розробників та виробників DC-DC перетворювачів. Як справедливо помітив шановний користувач
Вам доводилося зустрічати людину, яка із захопленням говорила: «У моєму смартфоні є Type-C»?
Дебати про сучасність та користь нового інтерфейсу ведуться досить довго. Одні вважають його майбутнім, інші – утопією. Все лихо в тому, що обидві сторони мають вагомі докази своєї правоти. Щоб дати раду ситуації, необхідно всебічно вивчити питання.
Розвиток
Не всі пам'ятають перший роз'єм USB Type-A, який досі використовується у новітніх комп'ютерах, ноутбуках та планшетах. У далеких 90-х роках він мав таку ж фізичну форму, але інший стандарт – USB 1.1. Якщо говорити докладніше, були обмеження швидкості передачі даних.
У 2001 році було розроблено стандарт 2.0, який є найпоширенішим на сьогоднішній день. Він забезпечив швидкість передачі до 480 Мбіт/с. У цей момент почалася епоха створення універсального та швидкісного роз'єму для підключення.
Першим загальноприйнятим роз'ємом, який отримав велику популярність і поширення, став Type-B Mini. Він успішно застосовується у телефонах, фотоапаратах, відеокамерах та дозволяє підключити пристрої до комп'ютера. Однак не варто вважати це великим проривом, так змінилася лише форма, стандарт залишився тим самим - USB 2.0. Інакше кажучи, швидкість передачі не збільшилася.
Прагнення мінімізувати габарити гаджетів спричинило створення нового Type-B Micro. Він продовжує залишатися головним героєм переважної кількості сучасної техніки, але може запропонувати користувачам великих переваг.
Справжнім проривом стала специфікація USB 3.0, яка кардинально змінила погляд на багато речей. Новий інтерфейс дозволив збільшити швидкість передачі до 5 Гбіт/с. Зміни торкнулися і внутрішньої будови. У новому 3.0 представлена 9-контактна група (у 2.0 було лише 4 контакти).
Останнім кроком на шляху до появи Type-C стало прийняття стандарту 3.1, який залишається найшвидшим та найефективнішим у наші дні. Користувачі отримали можливість передавати дані зі швидкістю до 10 Гбіт/с. Новий стандарт також дозволяє передавати заряд потужністю 100 Вт.
Стандарт складається з 24 пін: два ряди по 12 штук. 8 пінів інтерфейсу USB 3.1 використовуються для обміну даними з високою швидкістю. Піни B8 та A8 (SUB1 та 2) використовуються для передачі аналогових сигналів у навушники (правий та лівий), A5 та B5 (СС1 та 2) необхідні для вибору режиму живлення. Також є висновки землі (GND) та живлення (V+).
Переваги Type-C
Він не такий вже й необхідний, а просто є черговою фізичною модифікацією, що отримала підтримку USB 3.1. Але не варто поспішати з висновками, оскільки є ціла низка переваг, які пропонує новий роз'єм:
- Безпека. Роз'єм є двостороннім, тобто. можна підключати кабель у будь-якому положенні. Це забезпечує повну безпеку та збереження гаджета від поломок, які супроводжуються загнутими або зламаними контактами.
- Універсальність. Забезпечено повну сумісність з усіма стандартами старого покоління, починаючи з USB 1.1.
- Незалежність. Type-C, що підтримує USB 3.1, може забезпечувати пристрої живленням до 100 Вт. Простіше кажучи, при підключенні йде не просто повноцінне енергопостачання, а й заряджання акумуляторів інших гаджетів, як від « ».
- Компактність. Роз'єм має дуже маленькі габарити, тому активно використовується у виробництві сучасних та планшетів.
Недоліки
З технічного погляду USB Type-C практично досконалий. То чому він досі не став найпопулярнішим? Чому виробники не поспішають оснастити ним свою техніку? Для технічного оснащення немає перешкод, проте є вагомі причини, які гальмують цей процес.
Насамперед він має унікальну фізичну структуру, тому для підключення більшості гаджетів необхідні кабелі-перехідники, всілякі розгалужувачі та адаптери. Якщо пристрій, що підключається, не підтримує USB 3.1, таке підключення просто втрачає сенс, оскільки не буде забезпечена максимальна швидкість передачі даних і підтримка живлення.
Більшість випущеної комп'ютерної, мобільної, аудіо- та відеотехніки оснащені Type-A, Type-B Mini/Micro, які не мають підтримки USB 3.1 або навіть 3.0. Масовий перехід на USB Type-C зменшить попит на існуючі товари, у яких він відсутній. Незалежно від бажань та надій користувачів, виробники усвідомлено відсувають ефективну технологію та гальмують її поширення.
По-друге, навіть за наявності у двох підключаються пристроях Type-C отримання всіх переваг може бути недоступним. Це пов'язано з недосконалою технологією обробки та передачі інформації певних категорій пристроїв. Наприклад, можна синхронізувати смартфон та персональний комп'ютер/ноутбук через Type-C. Однак передача даних в обох напрямках буде обмежена, оскільки максимальну швидкість зможе забезпечити вінчестер.
Так, нова технологія доступна, вона використовується, але до повного переходу поки що далеко. Потрібно розуміти, що у разі повного переходу на USB Type-C доведеться відправити на утилізацію усю застарілу техніку.
USB Type-C не зовсім нова концепція для шанувальників Android, але є деякі, які все ще у невіданні щодо цієї технології. У цій статті ми з'ясуємо, що таке USB Type-C, і отримаємо деякі рекомендації щодо його використання.
USB (універсальна послідовна шина) – це стандарт кабелю, який дозволяє передавати дані та живлення між електронними пристроями. Він уперше з'явився в 1998 році і з того часу пройшов кілька ітерацій, останнім з яких був USB Type-C.
Кожна версія USB має швидкість передачі даних та обмеження кількості електричного струму через неї. Попередні роз'єми USB Type-A та Type-B мають лише чотири контакти, але USB Type-C має 24, більшу велику та вищу швидкість передачі даних.
Наприклад, Micro-USB 2.0, який в даний час знаходиться на Android Android смартфонів, підтримує 5 В (вольт)/2А (ампера) потужності та швидкості передачі даних 480 Мбіт/с. USB 3.1 Тип-C, з іншого боку, 20 В/5 А потужність зі швидкістю передачі до 10 Гбіт/с.
У чому переваги USB Type-C
Type-C має декілька інших корисних функцій. Роз'єм USB Type-C є оборотним, що означає, що він працюватиме незалежно від орієнтації, в якій він підключаєте, і має ідентичний штир з обох кінців.
Більше того, наступне покоління HDMI сумісне з USB Тип-C, тобто немає потреби в окремому ключі для надсилання аудіо/візуальних даних високої чіткості. У майбутньому ноутбуки, без сумніву, повністю повернуть USB Type-C.
Які недоліки USB Type-C
Не всі виробники адаптуються до нового стандарту USB. Деякі кабелі USB Type-C – відповідає стандарту USB 2.0, що є небезпечною практикою та може пошкодити ваш смартфон.
Якщо вам потрібно купити кабель Тип-C для телефону, ви можете придбати його у свого виробника пристроїв в даний час.
Ще одна велика проблема — це кількість пристроїв, які її використовують. Nektus 5X, удачі у пошуку кабелю. Іншим недоліком є те, що якісні кабелі та зарядні пристрої USB Type-C коштують дорого.
Остерігайтеся дешевих кабелів USB Type-C, вони можуть зашкодити вашому телефону.
Навіть якщо у смартфона є USB Type-C, він може не підтримувати стандарт USB 3.1, оскільки ви дізналися, чи є він перед покупкою. Завжди використовувати кабель, що постачається із пристроєм USB Type-C
