Кабели USB имеют разные физические наконечники. Это зависит от того, к какому устройству оно подключаются. Существуют подключения к самому устройству и к хосту. Причем USB может быть с кабелем, так и без него. Возможен и такой вариант: кабель встраивается в само устройство. Кабель необходим для того, чтобы формировать интерфейс между устройством и хостом.
Общие сведения об USB
Кабель USB состоит из четырех проводников, выполненных из меди. Это два проводника, предназначенных для питания, а еще остальные проводники в витой паре. В этот комплект еще входит и заземленная оплетка.
Рассмотрим теперь немного хост. В его качестве выступает специальный контролер, который запрограммирован и управляем. Его задача: обеспечивать деятельность интерфейса. Кстати, контролер чаще всего можно найти в микросхеме. Для соединения контролера с другими устройствами необходим концентратор.
А вот чтобы уже подключить внешние устройства к концентратору, используются порты, на конце которых и находятся разъемы. Кабели помогают USB устройствам подключаться к разъемам. Питание устройства может быть разным: от шины или внешний какой-то источник питания.
Для начала запуска достаточно всего лишь несколько минут и можно включаться в работу. Сначала сигнал о начале работы поступает на кабельный концентратор , который и сообщает дальше, что оборудование к работе готово.
Но стоит помнить одно правило. Всегда, когда начинаете выполнять распиновку устройства, сначала определите то, какова распиновка на вашем кабеле. Разъем юсб помогать подсоединить все внешние устройства к вашему компьютеру. Этот современный способ подключения заменяет все те способы, которые были ранее. Такой разъем дает дополнительные возможности
: при работе компьютерного оборудования любые устройства могут быть подключены и сразу включаться в работу. Может он влиять и на работу зарядки.
Спецификация USB
Существовали первые предварительные версии USB, которые стали выпускаться еще в ноябре 1994 года. Так продолжалось в течение года. И после этого стали выходить уже новые модели USB , которые используются и до сих пор.
На сегодняшний день можно говорить о следующих моделях:
- USB 1.0. Эта модель выпущена в январе 1996 года.
- USB 1.1. Эта спецификация была выпущена в сентябре 1998 года.
- USB 2.0. Эта модель была выпущена в 2000 году.
Технические характеристики каждой модели
Первая модель - USB 1.0. В такой спецификации выделяют два режима работы:
- С низкой пропускной способностью.
- С высокой пропускной способностью.
Максимальная кабельная длина допускается в этой модели для первого рабочего режима – три метра, а для второго рабочего состояния достигает пяти метров. Если пожелаете подключить несколько устройств, то их можно подключить до 127.
Технические характеристики модели USB 1.1 соответствуют первой, но вот только все проблемы и ошибки, которые возникли во время ее использования, были исправлены. Кстати, это первая модель, которая получила широкую популярность и быстро распространилась.
Третья модель – это USB 2.0. Для него есть три режима работы, где могут быть задействованы и мыши, и джойстик, и геймпады, и клавиатура, а также видеоустройства и такие устройства, которые хранят информацию.
Кабели и разъемы USB
В настоящее время в компьютерном мире произошло много разных изменений. Например, появился уже новый интерфейс с модификацией USB 3.0, скорость его в десять раз сильнее предыдущей модели. Но есть и другие виды разъемов
, известные как микро- и мини- юсб. Их, кстати, можно встретить в настоящее время, например, в планшетах, телефонах, смартфонах и в другой самой разнообразной компьютерной продукции.
Каждая такая шина, конечно же, имеет еще и собственную распайку или распиновку. Она необходима для того, чтобы потом изготовить переходник в домашних условиях, позволяющий переходить с одного вида разъема на другой вид. Но для этого необходимы знания. Например, определенные знания о том, как располагаются проводники. Например, можно так сделать зарядку для любого телефона. Если такую работу с разъемами выполнить неверно, то тогда и само устройство будет поврежденным.
Есть отличие и в конструкции мини и макроустройствах. Так, теперь контактов уже у них пять. А в устройстве USB 2.0 можно насчитать девять контактов. Поэтому и распайка разъемов usb в такой модели будет проходить немного по-другому. Такая же распиновка usb разъемов будет и в модификации 3.0.
Распайка будет происходить по следующей схеме: сначала проводник красного цвета, который отвечает за подачу напряжения тока, который питает. Затем следует проводник белого и зеленого окраса, задача которых передавать информацию. Потом стоит перейти к проводнику черного цвета, который принимает подачу нуля напряжения, которое подается.
В конструкции USB 3.0 провода располагаются совсем по–другому. Первые четыре из них похожи по своему разъему на устройство модели 2.0. Но, уже начиная с пятого проводника, разъемы начинают различаться. Синий, пятый, проводок передает ту информацию, которая имеет отрицательное значение. Желтый проводник передает положительную информацию.
Можно проводить распиновку устройство еще и по цветам, которые подходят для разъемов всех устройств. Преимущества таких разъемов заключается в том, что при их использовании не нужно делать перезагрузку компьютера или даже пытаться как-то вручную установить все необходимые драйвера.
Наличие разъёмов USB на цифровых устройствах уже давно воспринимается как трюизм и банальность. Тем не менее, данная технология приобрела массовое распространение лишь с середины 2000-х годов, потеснив популярные до того разъёма LPT, PS/2, COM-порт и прочие устаревшие спецификации. Начав с пропускной способности в 1,5 Мбит/c, USB прошёл несколько этапов своего становления, и ныне мы ожидаем появления стандарта USB 3.2 c пропускной способностью более 1 Гбит/c. При этом разъём USB имеет различные формы и модификации, описанию которых я и посвящу данный материал, в котором расскажу, какие существуют виды USB разъёмов, какова их специфика и для каких целей предназначены универсальные последовательные шины.
Существуют три основные виды разъёмов USB (USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0), при этом каждая из версий пережила ещё несколько своих спецификаций. До появления вида 1.0 официально существовали спецификации ЮСБ номер 0.7, 0.8, 0.9, и даже 0.99. Спецификация 1.0 имела ответвление 1.1, которое стало первым действительно массовым и популярным разъёмом ЮСБ. Современная спецификация 3.0 продолжила своё развитие в версии 3.1, также к выходу готовится спецификация 3.2.
При этом каждая из основных спецификаций имеет свои характерные черты, на которых я и заострю ваше внимание.
Разъём USB 1.0
Как известно, появление разъёма ЮСБ стало ответом на желание различных IT-компаний (Intel, Microsoft и т.д.) расширить функциональность компьютера, конгруэнтно подключить к ПК мобильный телефон, а также сделать новый разъём простым и удобным для пользователя.
Увидев свет в середине 90х годов, разъём USB поначалу был не очень популярен. Юмористы даже придумали параллельную расшифровку его аббревиатуры как «Useless Serial Bus» (бесполезная последовательная шина). Тем не менее, пройдя несколько этапов своего становления, версия ЮСБ 1.1 начала завоёвывать рынок в конце 90х годов.
Характеристики данной спецификации были более чем скромные: низкая скорость передачи (12 Мбит/c), максимальная длина кабеля в 5 метров, напряжение периферийных устройств в 5 вольт и максимальный ток в 500 мА. По внешнему виду она практически не отличалась от своего наследника — разъёма вида 2.0.
Разъём USB 2.0
Наибольшее распространение, массовость и популярность приобрёл ЮСБ-шнур 2.0 (тип А), который был выпущен весной 2000 года. В большинстве современных стационарных компьютеров и лептопов стоят несколько таких разъёмов, через которые мы подключаем к ПК различные периферийные устройства – от принтера, флешки, клавиатуры до обычной компьютерной мышки.
Скорость работы интерфейса Ю-ЭС-БИ 2.0 составляла неплохую цифру — в 480 Мбит/c, что позволило с максимальной пользой задействовать его в современной компьютерной технике.
Разъём USB 3.0
Данная версия спецификации появилась в 2008 году, и с тех пор активно внедряется в функционал современных ПК. Скорость передачи данных здесь существенно возросла – до 5 Гбит/c, увеличилась сила тока (до 900 мА), что позволило питать больше устройств от одного порта.
Разъёмы ЮСБ версии 3.0 легко отличить от других разъёмов — они окрашены в синий цвет (изредка в красный), и сразу бросаются в глаза.
Совместимость разъёмов USB
Если вести речь о совместимости разъёмов ЮСБ друг с другом, то первый и второй вид разъёма ЮСБ совместимы друг с другом. Если подключить устройство, созданное для работы с ЮСБ 2.0 в разъём 1.1, то пользователь получит системное сообщение о том, что данное устройство может работать быстрее (работать оно будет, хотя и не так быстро, как было бы с 2.0).
Сообщение «Это устройство может работать быстрее»
Разъёмы ЮСБ 2.0 и 3.0 также частично совместимы, вы можете спокойно воткнуть устройство, предназначенное для разъёма 2.0 в разъём 3.0, и оно будет работать. При этом устройство, предназначенное для разъёма вида 3.0 в разъём 2.0 вы воткнуть не сможете.
Виды разъёмов USB
Также существуют различные версии разъёмов USB. Ниже я опишу наиболее часто встречающиеся варианты.
USB 2.0, тип А
Наиболее массовый вариант, который можно встретить практически у любого пользователя ПК. Он износоустойчив, обладает высоким запасом прочности, выдерживает огромное количество подключений, обладает «защитой от дурака» (вы не сможете воткнуть его обратной стороной). При этом в портативной технике обычно не используется, так как обладает внушительными, как для данных устройств, размерами.
USB 2.0, тип B
Обычно обладает трапециевидной (или квадратной) формой. Также обладает немалыми размерами, потому применяется в относительно больших периферийных устройствах (сканеры, принтеры и т.д.).
Мini USB 2.0 (модификация типа B)
Обладая уменьшенными (по сравнению с вышеперечисленными разъёмами) габаритами, применяется преимущественно в портативной технике (к примеру, в плеерах, переносных винчестерах, картридерах и др.). Имеет 5 контактов, а не 4 как классический ЮСБ, при этом 1 контакт не используется.
К недостаткам относится подверженность к разрушению (с активным использованием разъёма последний регулярно выходит из строя).
Micro USB 2.0 (модификация типа B)
Улучшенный вид разъёма Mini USB. Имеет минимальные размеры, и отлично подходит для целого ряда небольших устройств – от мобильных телефонов и планшетов до цифровых камер. При этом гарантирует отличный контакт, износоустойчив, имеет хорошие перспективы стать универсальным типом разъёма для абсолютного большинства электронных устройств.
Отличить Micro USB (рассматриваемый разъём) от Mini USB достаточно просто. Micro USB имеет две защёлки на задней стороне, которых разъём Мini USB лишён.
USB 3.0 (тип А)
Модерный стандарт ЮСБ 3.0 A, вследствие большей скорости работы, активно применяется в ноутбуках и стационарных компьютерах последнего поколения.
USB 3.0 (тип B)
Шнуры и устройства данной версии уже не подключить к стандартному разъёму ЮСБ 2.0. Данный тип разъёма применяется при работе устройств с высокой производительностью.
Micro USB 3.0
Применяется для работы скоростных SSD накопителей, внешних скоростных накопителей, обеспечивает очень качественные соединения.
Видео
Основные виды разъёмов USB, применяемые сегодня – это до сих пор самые массовые версии USB 2.0, и активно применяемые в современных устройствах версии USB 3.0. Прогресс не стоит на месте, и довольно скоро нас ожидает появление версии ЮСБ 3.2, который позволит поднять скорость работы с данными до 1 Гбит/c. Очередная ступенька в развитии популярного интерфейса уже не за горам
Еще два десятка лет назад гнездо USB было в диковинку даже для настольного персонального компьютера. Но со временем обычный стандартный разъем превратился в мини, а позже появился и микро. На сегодняшний день без интерфейса этого типа не обходится ни одно мобильное устройство. Именно по этой причине совсем не лишним будет узнать, что же собой представляют, как устроены и для чего служат порты USB и микро-USB.
Спецификация USB-интерфейса
С развитием вычислительной техники проблема оперативной передачи информации между устройствами становилась все актуальней. Существующие стандарты последовательных и параллельных портов уже не могли удовлетворить возрастающие потребности и были крайне неудобны в использовании. Перед конструкторами встала задача создания универсального и, главное, простого в использовании порта с высокой скоростью передачи. Им и стал хорошо известный сегодня каждому пользователю интерфейс USB - универсальная последовательная шина (Universal Serial Bus).
Первая версия порта - USB 1.0 - не отличалась высокой скоростью передачи данных (1.5 Мбайт/с), но обладала свойствами универсальности и простоты использования. Интерфейс отлично подходил для работы с самой различной периферией и, что особенно важно, поддерживал «горячее» подключение и режим «включай и работай». Правда, версия оказалась «сырой» и работала нестабильно, поэтому через 2 года вышла очередная спецификация - USB 1.1. В ней были исправлены ошибки версии USB 1.0.
Протокол USB 2.0 сохранил все достоинства предыдущей версии и передавал данные уже со скоростью до 48 Мбайт/с. Эта версия спецификации была уже намного полезнее своего старшего собрата. Она могла поддерживать достаточно скоростные внешние накопители и обеспечивала передачу больших объемов информации за разумное время. Эта версия до сегодняшнего дня считается основной - именно с интерфейсом USB 2.0 выпускается подавляющее большинство периферии и мобильных устройств.
Версия протокола USB 3.0, появившаяся 10 лет назад, обладает еще большей (до 600 Мбайт/с) пропускной способностью и в состоянии обслуживать по-настоящему скоростные устройства. Как и предшественники, порт удобен в использовании и имеет то же архитектурное строение , а значит, позволяет подключать внешние устройства «на лету» (горячее подключение) и самостоятельно распознает их. В настоящее время ведется разработка сверхскоростного протокола USB 3.2, который позволит устройствам обмениваться информацией на скоростях до 2.5 Гбайт/с.
Типы USB-разъемов
Одновременно с развитием спецификации разрабатывались и новые типы разъемов USB. Связано это с тем, что подобным интерфейсом начали снабжать не только ПК и периферию к ним, но и самые разнообразные гаджеты, в том числе и миниатюрные. Стандартный ЮСБ-разъем, разработанный изначально, просто не умещался в компактных корпусах мобильных устройств. На сегодняшний день существует 3 основных типа портов:
- mini USB;
- micro USB.
Именно под них «заточено» большинство периферийных устройств и гаджетов.
Три основных на сегодняшний день типа USB-разъемов
Обычное USB гнездо
Устанавливается в ПК, ноутбуках и периферии к ним - принтерах, внешних накопителях, маршрутизаторах и пр. Такие же гнезда имеют и универсальные сетевые адаптеры.
Стандартные гнезда USB в ПК и сетевом зарядном устройстве
Вилкой к такому типу гнезд оснащаются периферийные устройства - мыши, клавиатуры, внешние накопители, радиомодули и пр. Такие же вилки можно увидеть и в кабелях-переходниках с одного типа разъема на другой:
Кабель USB - мicro USB
Интерфейс мini USB
Этот тип интерфейса был разработан для миниатюрных устройств, требующих передачи информации - обычное гнездо в них просто не умещается. Особо этот стандарт не прижился из-за достаточно громоздкой конструкции розетки , но и сегодня существует очень много гаджетов, использующих такой тип разъемов. Для сопряжения с другими типами, как было сказано выше, выпускаются кабели-переходники.
Плеер с мини-ЮСБ и переходной шнур для него
Разъем micro USB
На сегодняшний день этот тип разъемов является стандартным для малогабаритных устройств - им оснащаются практически все гаджеты - от телефонов и планшетов до плееров, навигаторов и камер. Несмотря на свою компактность и кажущуюся хлипкость , конструкция при соответствующем обращении достаточно прочная, надежная и долговечная. Следуя этому стандарту, такими гнездами оснащаются даже устройства, абсолютно не нуждающиеся в передаче информации - фонарики, радиоприемники, беспроводные наушники и пр. Для чего тому же фонарику интерфейс передачи данных? Верно, ни к чему. А гнездо в таких устройствах используется для подачи внешнего питания и зарядки встроенных аккумуляторов.
USB-порты в обыкновенных фонариках служат лишь для зарядки аккумуляторов
Немного странно видеть «телегу с реактивным двигателем», но, согласитесь, это удобно - тот же фонарь можно зарядить при помощи стандартного кабеля от любого ПК, повербанка или зарядного устройства с соответствующим гнездом.
Отдельно следует упомянуть интерфейс микро версии 3.0. Гнезда и вилки в нем несколько отличаются от разъемов 1.0 и 2.0:
Кабели USB 3.0 - обычный, мини и микро
Совместимость версий
Поскольку спецификации интерфейсов появлялись практически одна за другой, проблема совместимости стояла достаточно остро и конструкторы с этой задачей справились на «отлично». Все три версии спецификации полностью совместимы по протоколу «снизу вверх». То есть пользователи старых интерфейсов могли стыковать свои гаджеты с более новыми разработками. При этом распознавание самого медленного устройства в сети производится портами автоматически и не требует никаких действий от пользователя.
Что касается интерфейса (распиновка, форма гнезд и штекеров), то первая и вторая версии совместимы между собой полностью. Версия же 3.0 совместима с предыдущими лишь по типам «обычный USB» и «mini USB». Разъем микро USB третьей версии вставить в гнезда предыдущих не удастся, но наоборот – пожалуйста.
Использование порта для питания и зарядки
Кроме передачи информации, порты способны питать внешние устройства. Для этого во всех модификациях гнезд существуют два отдельных контакта (pin). Это удобно для работы с внешними устройствами, не имеющими собственного источника питания - flash-памятью, клавиатурой, радиомодулями и пр. Это же свойство интерфейса, как было сказано выше, зачастую используется в совсем уж некомпьютерных гаджетах.
Любопытно то, что в зависимости от задачи интерфейс может как подавать питание на внешние устройства, так и получать. Если вы, к примеру, подключите планшет к повербанку, то устройство начнет зарядку собственного аккумулятора. Подключите к тому же планшету флешку или мышь, и направление тока сменится - гаджет будет подавать на периферийное устройство питание . Но если переключать направление питания пользователю не нужно - все это делается автоматически - то знать нагрузочную способность портов все же надо. Какой ток может выдать то или иное гнездо?
Согласно спецификации, максимальные токи для версий 1.0, 2.0 и 3.0 соответственно равны 500, 500 и 900 мА. Тем не менее, далеко не все гаджеты в состоянии такой ток отдать, а некоторые могут дать и больше. Все будет зависеть от конкретного устройства и режима его работы. Как определить, «потянет» ли, к примеру, планшет внешний накопитель или будет ли заряжаться планшет, подключенный к ПК?
Конечно, эта информация есть в сопроводительной документации на каждое порядочное устройство, но можно использовать и «метод тыка». USB - порт универсальный и достаточно «умный». После подключения устройств они делят между собой приоритеты и разбираются, чего и сколько нужно каждому из них.
Если планшет не в состоянии обеспечить нормальный ток, скажем, внешнему дисководу, то периферийное устройство просто не включится. Если у ПК не хватит сил зарядить энергоемкий планшет полным током, а последний не хочет довольствоваться малым, то зарядка производиться не будет. Сжечь же порты, оснащенные защитой от перегрузки, переполюсовки и КЗ вам в любом случае такими экспериментами не удастся.
Теоретически интерфейс третьей версии смартфона Samsung рассчитан на ток в 900 мА, но, скорее всего, самому гаджету столько не выдать
Устройство интерфейсных кабелей
Ну и для того, чтобы картина по портам USB была полной, необходимо рассмотреть разводку и назначение контактов каждого из типов. Эта информация будет полезной не только программистам и «самоделкиным», ремонтирующим интерфейсные кабели и заменяющим разбитые разъемы в гаджетах, но и простым пользователям, желающим знать, что к чему.
Распиновка гнезд и штекеров
Благодаря тому, что одной из основных задач перед разработчиками стояла возможность совместимости, распиновка и расположение контактов розеток и вилок всех типов за небольшим исключением мало отличается одна от другой.
Схема распайки контактов на вилке и розетке USB 1.0, 2.0, где:3 - D+;
Цветовая маркировка проводников
При распайке кабелей каждому из контактов разъема присваивается свой цвет. Это помогает избежать путаницы при изготовлении и облегчает ремонт. Стандартная расцветка проводов в USB кабеле следующая:
- 1 - красный;
- 2 - белый;
- 3 - зеленый;
- 4 - черный (белый для микро 3.0);
- 5 - черный;
- 6 - синий;
- 7 - желтый;
- 8 - белый;
- 9 - фиолетовый;
- 10 - коричневый.
Критерии выбора кабеля
Если вам необходимо соединить два устройства по интерфейсу ЮСБ, а подходящего кабеля нет, то его придется купить. Но как выбрать из всего вышеперечисленного разнообразия то, что нужно? Критерий выбора исключительно прост - если вилки кабеля входят в гнезда устройства , то у вас в руках то, что нужно. Единственное, что стоит помнить: если вы используете кабель версии 2.0 для соединения устройств с гнездами 3.0, то эти устройства перейдут на протокол 2.0, но великолепно будут работать. И еще один момент. Если хотя бы одно из устройств не поддерживает протокол 3.0, то нет смысла покупать совсем недешевый «троечный» кабель – можно обойтись обычным для второй версии.
Ноутбук имеет гнезда версии 2.0, а это значит, что каким бы кабелем вы ни соединили эти устройства, они будут работать по протоколу 2.0
Ну и, покупая кабель, просите интерфейсный, а не для зарядки. Некоторые чересчур умные производители экономят и делают двухпроводные ЮСБ-кабели для зарядки, припаяв лишь шину питания. С виду они могут быть точно такими же, как обычные интерфейсные, но стоят намного дешевле, поскольку не имеют проводов для передачи информации.
Разъем USB появился двадцать лет тому назад и изначально был предназначен для применения в приборах бытового назначения. В настоящее время приобрел довольно большую популярность также в профессиональном оборудовании. Тем не менее, его “бытовые” корни явно проявляются в том, что этим типом разъемного соединителя снабжаются все без исключения популярные гаджеты.
Первоначальный вариант разъема отличался габаритами, не вполне подходящими для установки его розеток в переносные устройства карманного формата. Для устранения этого недостатка были созданы варианты miniUSB и microUSB, которые позволяли реализовывать основные функции соединителя и при этом выгодно отличались от прототипа заметно лучшими массогабаритными характеристиками.
Характерные черты разъема microUSB
Соединитель microUSB содержит пять контактов, к каждому из которых припаян изолированный провод. Правильная ориентация вилки при подключении к розетке задается применением характерных сглаженных скосов одной из верхних граней экранирующей юбки. Контакты вилки разъема обозначаются цифрами от 1 до 5 с естественной нумерацией справа налево так, как показано на рисунке. Распайка микро usb разъема и назначение отдельных его контактов приведены в таблице.
Распиновка микро юсб по цветам
Экранирующая оплетка кабеля также считается проводом. Она не выводится на отдельный контакт.
Распайка микро usb разъема для зарядки
Ремонт соединителя и изготовление кабеля
Неплохие эксплуатационные свойства кабельной и приборной части соединителя micro USB в сочетании с низкой стоимостью соединительного кабеля и его широким распространением приводят к тому, что ремонт этого аксессуара проводится сравнительно редко. Тем не менее, в случае его установки нового гнезда из-за хорошо продуманной конструкции не составляет больших проблем даже несмотря на его достаточно миниатюрные размеры. Из особенностей следует обратить внимание на аккуратность и целесообразность дополнительной защиты места пайки, например, непроводящим лаком.
Распиновка USB-кабеля означает описание внутреннего устройства универсальной последовательной шины. Это устройство применяется для передачи данных и зарядки аккумуляторов любых электронных приборов: мобильных телефонов, плееров, ноутбуков, планшетных компьютеров, магнитофонов и других гаджетов.
Проведение качественной распиновки требует знаний и умения читать схемы, ориентирования в типах и видах соединений, нужно знать классификацию проводов, их цвета и назначение. Длительная и бесперебойная работа кабеля обеспечивается правильным соединением проводами 2 коннекторов USB и mini-USB .
Виды USB-разъемов, основные отличия и особенности
Универсальная последовательная шина представлена 3 версиями – USB 1.1, USB 2.0 и USB 3.0 . Первые две спецификации полностью совмещаются между собой, шина 3.0 имеет частичное совмещение.
USB 1.1 – это первая версия устройства, используемая для передачи данных. Спецификацию применяют только для совместимости, так как 2 рабочих режима по передаче данных (Low-speed и Full-speed ) обладают низкой скоростью обмена информацией. Режим Low-speed со скоростью передачи данных 10-1500 Кбит/с используется для джойстиков, мышей, клавиатур. Full-speed задействован в аудио- и видеоустройствах.
В USB 2.0 добавлен третий режим работы – High-speed для подключения устройств по хранению информации и видеоустройств более высокой организации. Разъем помечается надписью HI-SPEED на логотипе. Скорость обмена информацией в этом режиме – 480 Мбит/с, которая равняется скорости копирования в 48 Мбайт/с.
На практике, из-за особенностей конструкции и реализации протокола, пропускная способность второй версии оказалась меньше заявленной и составляет 30-35 Мбайт/с. Кабеля и коннекторы спецификаций универсальной шины 1.1 и второго поколения имеют идентичную конфигурацию.
Универсальная шина третьего поколения поддерживает скорость 5 Гбит/с, равняющуюся скорости копирования 500 Мбайт/с. Она выпускается в синем цвете, что облегчает определение принадлежности штекеров и гнезд к усовершенствованной модели. Сила тока в шине 3.0 увеличилась с 500 мА до 900 мА. Эта особенность позволяет не использовать отдельные блоки питания для периферийных устройств, а задействовать шину 3.0 для их питания.
Совместимость спецификаций 2.0 и 3.0 выполняется частично.
Классификация и распиновка
При описаниях и обозначениях в таблицах разъемов ЮСБ принято по умолчанию, что вид показан с внешней, рабочей стороны. Если подается вид с монтажной стороны, то это оговаривается в описании. В схеме светло-серым цветом отмечаются изолирующие элементы разъема, темно-серым цветом – металлические детали, полости обозначаются белым цветом.
Несмотря на то что последовательная шина называется универсальной, она представлена 2 типами. Они выполняют разные функции и обеспечивают совместимость с устройствами, обладающими улучшенными характеристиками.
К типу A относятся активные, питающие устройства (компьютер, хост ), к типу B – пассивное, подключаемое оборудование (принтер, сканер ). Все гнезда и штекеры шин второго поколения и версии 3.0 типа A рассчитаны на совместную работу. Разъем гнезда шины третьего поколения типа B больше, чем нужен для штекера версии 2.0 типа B, поэтому устройство с разъемом универсальной шины 2.0 тип B подключается с использованием только кабеля USB 2.0. Подключение внешнего оборудования с разъемами модификации 3,0 тип B выполняется кабелями обоих типов.
Разъемы классического типа B не подходят для подключения малогабаритного электронного оборудования. Подключение планшетов, цифровой техники, мобильных телефонов выполняется с использованием миниатюрных разъемов Mini-USB и их улучшенной модификации Micro-USB. У этих разъемов уменьшенные размеры штекера и гнезда.
Последняя модификация разъемов ЮСБ – тип C. Эта конструкция имеет на обоих концах кабеля одинаковые коннекторы, отличается более скоростной передачей данных и большей мощностью.
Распиновка USB 2.0 разъема типы A и B
Классические разъемы содержат 4 вида контактов, в мини- и микроформатах – 5 контактов. Цвета проводов в USB-кабеле 2.0:
- +5V (красный VBUS ), напряжение 5 В, максимальная сила тока 0,5 А, предназначен для питания;
- D- (белый ) Data-;
- D+ (зеленый ) Data+;
- GND (черный ), напряжение 0 В, используется для заземления.
Для формата мини: mini-USB и micro-USB:
- Красный VBUS (+), напряжение 5 В, сила тока 0,5 А.
- Белый (-), D-.
- Зеленый (+), D+.
- ID – для типа А замыкают на GND, для поддержания функции OTG, а для типа B не задействуют.
- Черный GND, напряжение 0 В, используется для заземления.
В большинстве кабелей имеется провод Shield, он не имеет изоляции, используется в роли экрана. Он не маркируется, и ему не присваивается номер. Универсальная шина имеет 2 вида соединителя. Они имеют обозначение M (male ) и F (female ). Коннектор М (папа ) называют штекером, его вставляют, разъем F (мама ) называется гнездо, в него вставляют.
Распиновка USB 3.0 типы A и B
Шина версии 3.0 имеет подключение по 10 или 9 проводам. 9 контактов используется, если отсутствует провод Shield. Расположение контактов выполняется таким образом, чтобы можно было подключать устройства ранних модификаций.
Распайка USB 3.0:
- A – штекер;
- B – гнездо;
- 1, 2, 3, 4 – контакты, совпадающие с распиновкой контактов в спецификации 2.0, имеют ту же цветовую гамму;
- 5, 6 контакты для передачи данных по протоколу SUPER_SPEED, имеют обозначение SS_TX- и SS_TX+ соответственно;
- 7 – заземление GND;
- 8, 9 – контактные площадки проводов для приема данных по протоколу SUPER_SPEED, обозначение контактов: SS_RX- и SS_RX+.
Распиновка Micro-USB-разъема
Кабель Micro-USB имеет соединители с 5 контактными площадками. К ним подводится отдельный монтажный провод в изоляции нужного цвета. Чтобы штекер точно и плотно садился в гнездо, верхняя экранирующая часть имеет специальную фаску. Контакты микро-USB пронумерованы цифрами от 1 до 5 и читаются справа налево.
Распиновки коннекторов микро- и мини-USB идентичны, представлены в таблице:
Экранирующий провод не припаивается ни к одному контакту.
Распиновка Mini-USB
Разъемы Mini-A и Mini-B появились на рынке в 2000 году, использовали стандарт USB 2.0. К сегодняшнему дню мало используются из-за появления более совершенных модификаций. Им на смену пришли микросоединители и модели ЮСБ типа C. В разъемах мини используется 4 экранированных провода и ID-функция. 2 провода используют для питания: питающий +5 В и заземление GND. 2 провода для приема и отправки дифференциальных сигналов данных, обозначаются D+ и D-pin. Data+ и Data- сигналы передаются по . D+ и D-работают всегда вместе, они не являются отдельными симплексными соединениями.
В USB-разъемах используется 2 вида кабелей:
- экранированный, 28 AWG витая, мощность 28 AWG или 20 AWG без скрутки;
- неэкранированный, 28 AWG без скрутки, мощность 28 AWG или 20 AWG без скрутки.
Длина кабеля зависит от мощности:
- 28 – 0,81 м;
- 26 – 1,31 м;
- 24 – 2,08 м;
- 22 – 3,33 м;
- 20 – 5 м.
Многие производители цифровой техники разрабатывают и комплектуют свою продукцию разъемами другой конфигурации. Это может вызвать сложности с зарядкой мобильного телефона или других аппаратов.
