Usb-разъемы: типы, их описание, преимущества и недостатки

Почему Type-C лучше MicroUSB

Новый разъем полон самых разных фич. Например, процесс зарядки смартфона стал намного быстрее, ведь мощность увеличилась аж до 100 Вт! Основная суть появления Type-C — это повысить мощность и сократить время зарядки гаджетов. К сожалению, до сих пор не все смартфоны поддерживают быструю зарядку или могут использовать подобную мощность. Однако ребята из Xiaomi, например, делают все, чтобы ускороить этот процесс. Type-C хорош и тем, что быстро нашел применение не только в смартфонах, но и других гаджетах — умных колонках. Многие производители самых привычных девайсов уже начали активно внедрять этот разъём в свои устройства.

Type-C гораздо универсальнее, чем вы могли подумать!

Type-C гораздо практичнее всех предыдущих разъемов. Во-первых, его удобнее вставлять в смартфон, а не выбирать, какой стороной попасть. Больше нет причин носить с собой разные блоки от разных устройств. Да и флэшки с Type-C стали более распространенными. Кстати, о скорости: такой показатель достигается за счет дополнительных контактов для передачи данных. Это много, но стоит помнить, что новый разъем может использоваться не только для подключения девайсов и аксессуаров. В ближайшем будущем мы увидим, на что он способен. Расскажите, в каких ваших гаджетах уже есть USB Type-C — ждем вас в нашем уютном Telegram-чате!

Думали, что Type-C годится только для зарядки и передачи данных? Не только! Старый добрый разъем 3,5 мм уходит в прошлое — ему на смену пришел как раз Type-C. Зачем это нужно? Чтобы повысить качество звучания музыки, работать с шумоподавлением и даже расширить набор функций обычных проводных наушников. Новый разъем позволит не только совершать ежедневные манипуляции, но и добавить новых фишек, о которых мы даже не задумываемся! Действительно, очень приятно, что в современные умные колонки добавляют именно Type-C.

Type-C

Представляет собой обратимый разъем, который обещает более быструю передачу данных и большую мощность, чем предыдущие типы. Он все чаще используется в качестве стандарта для ноутбуков и даже некоторых телефонов и планшетов, был одобрен компанией «Эппл» для Thunderbolt 3.

Тип C является новым решением и обещает быть всем для всех. Он меньше, быстрее и может получать и передавать гораздо большую мощность, чем предыдущие версии.

Apple потрясла мир, когда представила новый MacBook с единственным портом USB-C. Скорее всего, это станет началом тенденции.

Подробнее о USB-C можно прочесть в конце этой статьи.

Нюансы микро-USB

Те, у кого из вас есть телефон или планшет на платформе Android, определенно имеют и микро-USB-кабель. Даже самые непреклонные поклонники Apple не могут избежать их, поскольку это наиболее распространенный тип разъема, используемый для таких вещей, как внешние силовые блоки, динамики и т. д.

Обладатели множества гаджетов могут обнаружить, что со временем этих кабелей становится много, и, поскольку они обычно взаимозаменяемы, возможно, никогда не придется покупать их отдельно, если они не потеряются или не выйдут из строя все одновременно.

При покупке кабеля micro-USB может возникнуть соблазн выбрать самый дешевый вариант, но, как это часто бывает, это является плохой идеей. Провода и штекеры низкого качества могут легко сломаться и стать бесполезными. Поэтому лучше избавить себя от будущих проблем, приобретая качественный продукт у признанного производителя, даже если он стоит немного дороже.

Еще одна вещь, о которой стоит упомянуть, – это длина кабеля. Короткие отлично подходят для транспортировки, но из-за этого часто приходится сидеть на полу рядом с розеткой, пока телефон заряжается. И напротив, слишком длинный кабель может быть неудобным при переноске, будет запутываться и потенциально может стать причиной травмы.

0,9 м – хорошая длина для зарядного кабеля. Она позволяет держать телефон, когда он подключен к батарее в сумке или кармане, идеально подходит для игры в Pokemon Go или просто для использования телефона во время путешествия в течение длительного времени.

При частой подзарядке от посторонних USB-портов, чтобы соблюсти меры безопасности или когда устройство заряжается медленно, решить проблему может специальный кабель, предотвращающий передачу данных. Альтернативой является сетевой адаптер.

Проблему также может представлять факт, что разъемы большинства USB-кабелей (кроме USB-C) не взаимозаменяемы и часто требуют несколько попыток, чтобы произвести правильное подключение. Некоторые производители предпринимали попытку это исправить. Правда, не все устройства поддерживают такую возможность.

Преимущества

Основными достоинствами, которыми обладают микро-USB разъемы для планшетов, можно считать повышенную плотность и надежность крепления штекера. Но этот факт далеко не исключает возможности неполадок именно с этими компонентами. Чаще всего причиной поломки становится неаккуратность самих владельцев цифровых устройств. Резкие движения, падения планшетов и телефонов на пол или даже асфальт, особенно на ту сторону, где расположен сам разъем, попытки подправить что-то своими руками без соответствующих знаний – вот основные причины, из-за которых даже самые прочные части USB-портов выходят из строя. Но бывает, что это происходит из-за износа устройства, неправильной эксплуатации или заводского брака.

Чаще всего причиной нарушения работы становятся либо сами микро-USB разъемы, либо соседствующие и подсоединенные с ними в цепь детали. Для любого опытного мастера его замена – минутное дело, но в домашних условиях с этим сможет справиться далеко не каждый. Если же вас все-таки интересует, как можно самостоятельно починить разъем микро-USB, распиновка (или, иными словами, распайка) – процесс не самый долгий и сложный, если подойти к нему с умом и предварительным чтением соответствующей информации. Несколько советов будет приведено ниже.

Заряд батареи через Микро-ЮСБ

Кроме того, по нему поступает напряжение питания 5 вольт для зарядки аккумулятора носимых гаджетов. Так как практически все современные литиевые батареи имеют рабочее напряжение 3,7 В, то идущие по Микро-ЮСБ 5 В подходят для восполнения энергии отлично. Правда не напрямую к АКБ, а через преобразователь зарядного устройства.

Радует, что цоколёвка разъёма одинаковая у всех производителей смартфонов — Самсунг, LG, Huaway и другие. Таким образом зарядное-адаптер 220 В от одного телефона, чаще всего подходит для заряда другого без изменения цоколёвки.

Главное преимущество Micro-USB разъема перед другими типами — возможности подключения Plug&Play устройств без необходимости перезагрузки компьютера или ручной установке драйверов. Устройства могут быть подключены во время работы компьютера и так же отсоединены, без необходимости нажимать какие-либо кнопки.

Схема коннекторов для USB 2.0

На схеме можно увидеть несколько коннекторов, различающихся между собой по определенному признаку. К примеру, активное (питающее) устройство обозначается буквой А, а пассивное (подключаемое) устройство – буквой В. К активным относятся компьютеры и хосты, а пассивные составляют принтеры, сканеры и другие приборы. Принято также разделять коннекторы по полу: M (male) или «папа» представляет из себя штекер, а F(female) или «мама» – гнездо разъема. По размеру бывают форматы: mini, micro и без маркировки. К примеру, если встретится обозначение «USB micro-ВМ», то это значит, что штекер предназначен для подключения к пассивному устройству по формату micro.

Для распиновки гнезд и штекеров понадобятся знания о назначении проводов в USB-кабеле:

1. по красному VBUS («плюс») проходит постоянное напряжение 5 Вольт относительно GND. Минимальное значение силы электрического тока для него равно 500 mА;
2. белый провод подсоединяют к «минусу» (D-);
3. зеленый провод крепится к «плюсу» (D+);
4. черный цвет провода означает, что напряжение в нем 0 Вольт,  он несет минусовой заряд и используется для заземления.

В mini и micro форматах разъемы содержат по пять контактов: красный, черный, белый и зеленый провода, а также ID (который в разъемах типа А замкнут на GND, а в разъемах В – не задействован совсем).

Иногда в кабеле USB можно встретить и оголенный провод Shield. Этот провод не имеет номера.

Если в работе использовать таблицу, то разъем в ней показан с внешней (рабочей) стороны. Светло-серый цвет имеют изолирующие детали разъема, темно-серый цвет у металлических частей, а полости обозначены белым.

Для того, чтобы провести правильную распайку USB, нужно зеркально отобразить изображение лицевой части коннектора.

Разъемы у форматов mini и micro на USB состоят из пяти контактов. Поэтому  четвертый контакт в разъемах типа В в работе использовать не придется. Этот контакт в разъемах типа А замыкается с GND, а для самого GND используют – пятый.

В результате не хитрых манипуляций можно самостоятельно сделать распиновку для портов USB разного формата.

Usb распайка версии 3.0 отличается добавлением четырех цветных проводов и дополнительного заземления. За счет этого кабель USB 3.0 заметно толще своего младшего собрата.

Схемы подключения USB девайсов друг к другу и распайка штекеров устройств:

USB micro

USB micro используется с 2011 г. в телефонах, Mp3 и в других устройствах. Micro — это более новая разновидность разъема mini. У него есть преимущество в соединение разъемов, разъем соединен плотно со штекером и обеспечивает плотное соединения.

Распиновка штекера 3.5 мм (наушники).

Откуда появился USB-C и где закралась проблема

Сам USB-стандарт появился еще в 1994 году. USB 1.0 был задуман как универсальный порт для подключения к ПК всевозможного оборудования. Активно использовать его стали лишь в 2000-х.

USB 2.0. Затем пришло время USB 2.0. Кабели USB 2.0 имеют строгую ориентацию и представлены двумя типами разъемов: USB Type-A и USB Type-B. С ростом популярности мобильных устройств позднее появятся еще два типа разъемов: USB Micro-B и USB Mini-B.

Данные передавались по двум кабелям, как правило, зеленого и белого цвета, а черный и красный отвечали за питание.

Максимальная скорость передачи данных по USB 2.0 составляет 480 МБит/с. Главный недостаток стандарта — слишком низкие токи (не более 500 мА), что часто вызывало проблемы при подключении внешних накопителей.

USB 3.0. Решив устранить недостатки USB 2.0, инженеры разрабатывают новый стандарт — USB 3.0. «Синий USB» стал значительно быстрее и способен был передавать данные на скорости до 5 Гбит/с.

Возможно это стало за счет появления четырех дополнительных линий связи, а, как результат, и роста максимального тока до 900 мА.

Осенью 2013 года были утверждены спецификации обновленного стандарта USB 3.1 Type-C. С тех пор жизнь перестала быть прежней.

Адаптеры и кабели для USB-C

USB-C электрически совместим со старыми портами USB 3.0 и, как мы обсуждали выше, полностью совместим с портами USB 3.1. Но из-за нового стиля порта вам потребуются адаптеры или кабели с подходящими разъемами, если вы хотите подключить всё, что не имеет разъема USB-C.

Иногда новый ноутбук будет оснащен этим; в других случаях вам может потребоваться приобрести их отдельно. Например, Apple продает различные USB-кабели и адаптеры для подключения USB-C к другим технологиям, таким как Lightning или Ethernet. Вы также можете найти различные из них для ПК, если вы просматриваете онлайн-магазины. Некоторые даже поддерживают более старые или более эзотерические протоколы, чтобы гарантировать, что устройство, которое у вас было много лет, будет работать на современном оборудовании. Например, легко найти адаптеры USB-C-DVI, но мы также сталкивались с некоторыми, которые разделены на два последовательных соединения RS-232.

Хорошая новость заключается в том, что если вы купите пару обычных кабелей USB-C (сейчас они широко доступны), они будут работать со всем, что поддерживает USB-C. Это большой шаг вперед по сравнению с ситуацией недавнего прошлого, когда вытаскивание мини-USB-кабеля из сумки для зарядки смартфона через порт micro-USB было почти таким же бесполезным, как захват Nokia Pop-Port или зарядного устройства Sony Ericsson.

Кроме того, новые док-станции для ПК теперь имеют широко интегрированный USB-C. Наличие только одного порта USB-C не является проблемой: вы можете найти доступные решения для стыковки USB-C как от производителей ПК, так и от сторонних производителей аксессуаров. Эти док-станции могут заряжать ваш ноутбук, предоставлять вам доступ к дополнительным портам (включая Ethernet, HDMI, USB 3.0 и VGA) и добавлять поддержку нескольких мониторов.

MicroUSB

Самым известным и популярным из таких решений стал разъем MicroUSB, позволяющий не только производить зарядку девайса, но и передавать данные. С его распространением отпала необходимость иметь свое зарядное устройство для каждого гаджета, а кабель MicroUSB/USB Type-A стал универсальным способом подключить смартфон как к заряднику, так и к компьютеру или ноутбуку.

Важно: от ПК телефон заряжается гораздо медленнее, чем от зарядного устройства, подключенного напрямую к розетке. Если вы хотите зарядить девайс максимально быстро – переведите его в режим полета и используйте зарядник

Габариты разъема – всего 7×2 мм. Именно компактность стала одним из главных факторов, сыгравших в его пользу, когда производители выбирали между MicroUSB и MiniUSB вариантами. Стандарт обеспечивает мощность до 2.5 Вт и позволяет полностью зарядить телефон за 1-5 часов, в зависимости от емкости аккумулятора, а также характеристик ЗУ и самого аппарата. Максимальная скорость передачи данных через такой разъем в теории может составлять до 480 Мбит/с, но на практике ограничивается многими факторами и может быть в несколько раз ниже.

В 2009 году 13 фирм, выпускающих смартфоны и другую цифровую технику, включая такие крупные, как Samsung и Apple, подписали документ, подтверждающий их намерения стандартизировать разъемы и интерфейсы. Причины не только маркетинговые, но и политические, а также репутационные – европейские власти неоднократно призывали производителей не увеличивать количество разных зарядных устройств, которые потом требуется перерабатывать или утилизировать.

Спустя примерно год Европарламент опубликовал заявление с официальным призывом к производителям мобильных устройств перейти на единый стандарт. Подобная политика представителей различных государств сыграла свою роль в закреплении microUSB в качестве универсального разъема для зарядки гаджетов и передачи файлов. Отказались от него всего несколько компаний. Наиболее известная среди них – Apple.

Стандарт OTG

Ко многим моделям смартфонов и планшетов можно подключать те же модели флэшек, что и к ПК – требуется только поддержка устройством стандарта OTG и специальный переходник.

При помощи него можно подсоединить к телефону не только компактный флэш-накопитель, но и компьютерную мышку, клавиатуру или геймпад. Подойдет адаптер и для подключения принтера – документы и снимки можно печатать прямо с мобильного гаджета.

Lightning

Раньше в мобильных гаджетах компании из Купертино применялся фирменный стандарт Apple 30pin, но с 2012 года его сменил восьмиконтактный разъем Apple Lightning, по скорости зарядки и передачи данных схожий с MicroUSB. Призывы чиновников и медиа не привели к отказу от собственного разъема, вместо этого фирма выпустила ряд переходников, с помощью которых можно заряжать iPhone, используя обычные USB-зарядники.

Типы USB разъемов

На сегодняшний день существует достаточно большое количество типов USB разъемов. Какие-то больше распространены, какие-то меньше. В общем, давай на них взглянем.

USB type-A – один из самых распространенных типов USB разъемов. Вы могли видеть его на вашем компьютере, на ноутбуке, на блоке зарядного устройства и не только. Имеет множество применений. С его помощью можно подсоединять мышки и клавиатуры к компьютеру (или другому устройству), флешки, внешние накопители, смартфоны и так далее. Этот список можно еще долго продолжать, если пораскинуть мозгами.

USB type-B – разъем используется в основном для того, чтобы подключить к компьютеру принтер либо другие периферийные устройства. Получил намного меньшее распространение, нежели USB type-A.

Mini USB был весьма распространен на мобильных устройствах до появления Micro USB. Сейчас встречается очень редко, но все же можно его встретить еще на некоторых старых устройствах. У меня на портативной аудиоколонке разъем Mini USB принимает электроэнергию для зарядки аккумулятора. Колонку эту покупал лет 5 назад (живучая оказалась).

Micro USB сейчас используется на смартфонах и мобильных телефонах почти всех производителей. Этот USB разъем обрел невероятную популярность среди мобильных устройств. Однако постепенно его позиции занимает USB Type-C. Не лишним будет упомянуть о том, когда был изобретен micro USB. А было в 2007 году. Тогда и подумать никто не мог, что именно этот разъем станет настолько популярным.

USB Type-C

USB Type C позволяет устройствам обмениваться информацией на невероятной скорости. Это самый новый тип USB разъема, который сейчас используется на смартфонах, планшетах и ноутбуках. Скоро может полностью вытеснить привычные нам разъемы Micro USB и USB type-A. Поддерживает технологию Thunderbolt 3, позволяющую обмениваться данными на скорости до 40 Гбит/с. У нас есть отдельная статья, посвященная технологии Thunderbolt 3.

Виды портов ЮСБ: какие они есть

Сегодня этот интерфейс используют почти все производители компьютерной и мобильной техники и бытовой электроники. Почти, так как у компании Apple традиционно свой особый путь, а поэтому с 2012 года во всех гаджетах используются фирменные порты Lightning.

Причина прагматична: в неравной борьбе за недополученную прибыль бренд предпочитает, чтобы клиенты не пользовались расходниками других производителей, а покупали только фирменные аксессуары, которые продаются по неадекватно завышенным ценам.

Что, впрочем, не помешало предприимчивым китайцам наладить выпуск «паленых» зарядных устройств и дата-кабелей. Какая неожиданность, не так ли?

Существуют порты USB разного типа, которые совместимы между собой. Если коннектор физически не подходит к гнезду, использование переходника позволяет обменяться данными между разными устройствами. Также выпускаются кабели с коннекторами разных типов на концах.

Итак, типы ЮСБ коннекторов:

Type A. Самый распространенный традиционный штекер. Он имеет прямоугольную форму и язычок с одной стороны внутри металлической рамки, на котором расположено несколько контактных дорожек. Такой порт можно увидеть в любом компьютере, в ноутбуке, смарт-телевизоре, игровой консоли, музыкальном центре, портативной колонке, автомагнитоле. С помощью такого порта обычно подключается вся периферия — мышка, клавиатура, геймпад ,джойстик, игровой руль, вентилятор, лампа, некоторые микрофоны и гарнитуры, а также флешки и внешние винчестеры.

Type B. Порт, который традиционно используется для подключения принтера, сканера или МФУ. Меньше размерами по сравнению с предыдущим. Обычно такой порт только в самом принтере — на обратной стороне кабеля находится штекер предыдущего типа.

Mini A и Mini B. Устаревшие штекеры, которые использовались до появления более компактной модификации.Micro A. Не очень распространенный формат, который почему-то не прижился. Штекер прямоугольной вытянутой формы с углублением внутри рамки с одной стороны, где расположены контакты(картинку не удалось найти).

Micro B. Похож на предыдущий, но кромки скошены с одной стороны, так что штекер имеет форму трапеции. Сегодня самый популярный слот у производителей смартфонов и планшетов — большинство таких девайсов оборудовано именно им.Type C. Самый новый тип из миниатюрных. Кроме более высокой скорости передачи данных по сравнению с предыдущими типами, такой коннектор обладает еще одним неоспоримым преимуществом

Он имеет не только симметричную форму, но и симметричную распиновку контактов, поэтому вообще неважно, как именно вставлять его в гнездо — по-нормальному или вверх ногами

Разнообразие вариантов

Практически все современные компьютеры и электронные устройства имеют некоторую форму USB-соединения и поставляются в комплекте с соответствующими кабелями

Имеет ли значение, какой из них используется, и для чего нужны все эти различия? Пока это действительно важно, но в будущем может измениться

В середине 1990-х гг. универсальная шина стала промышленным стандартом, который позволил упорядочить подключение компьютерной периферии. Она заменила ряд более ранних интерфейсов и теперь является наиболее популярным типом разъема в потребительских устройствах.

Однако пока еще сложно разобраться со всеми разновидностями USB.

Если стандарт должен был быть универсальным, почему существует так много его разных типов? Каждый из них служит своим целям, главным образом обеспечивая совместимость при выпуске новых устройств с лучшими спецификациями. Ниже приведены наиболее распространенные типы USB-разъемов.

Станет ли стандарт USB4 повсеместным

Да, но не в ближайшие годы. Главная проблема заключается в том, что USB4 отстал от старта внедрения портов Type-С в гаджетах разных производителей.

Для поддержки USB4 потребуется полное обновление всех линеек выпускаемых продуктов и аксессуаров к ним.

Ни одна компания не будет стремиться к массовой поддержке USB4, вместо этого произойдет плавный планомерный переход на новую технологию. Это может затянуться на 5-7 лет.

В любом случае USB4 должен привести к единому знаменателю большое количество используемых сегодня USB стандартов и соответствующих им портов.

Стандарт USB4 позволит установить минимальную скорость передачи данных на уровне 20 Гб/с. Это будет касаться как гаджетов, так и аксессуаров (кабелей, переходников, внешних накопителей).

Внедрение USB4 сделает возможным двустороннюю зарядку гаджетов. Например, PowerBank может заряжать ноутбук и ноутбук сможет заряжать “банку” без переключения портов и кабелей.

Поддержка USB4 перенесет крутую фишку Apple в другие компьютеры. Сейчас MacBook можно подключать к монитору с Type-С портом, через который будет выводиться изображение и передаваться заряд на компьютер.

Повсеместное внедрение USB4 позволит делать это с любым компьютером и любым монитором.

Что такое USB OTG?

Это стандарт, который позволяет портативным и мобильным устройствам выступать в качестве хостов.

Допустим, есть внешний накопитель, ноутбук и смартфон. Что нужно сделать, чтобы скопировать файлы с диска на телефон? Проще всего переместить их с внешнего накопителя на лэптоп, а с него — на смартфон. USB OTG позволяет подключить диск непосредственно к телефону, тем самым обойдя необходимость в посреднике.

И это еще не все! Существует множество других способов использования OTG. К смартфону можно подключить любое устройство USB, будь то флеш-накопитель, беспроводная мышь, клавиатура, наушники, кард-ридеры, игровые контроллеры и т. д.

Типы USB

Различные версии USB, например 2.0 и 3.0, связаны с функциональностью и скоростью USB-кабеля, а их тип (например, A или B) в основном относится к физическому дизайну разъемов и портов.

Стандарт USB 1.1 (1998 г.) рассчитан на пропускную способность 12 Мбит/с, напряжение 2,5 В и ток 500 мА.

USB 2.0 (2000 г.) отличается пометкой на логотипе USB “HI-SPEED”. Обеспечивает скорость 480 Мбит/с при напряжении 2,5 В и токе 1,8 А.

Принятый в 2008 г. USB 3.0 поддерживает 5 Гбит/с при напряжении 5 В и токе 1,8 А.

USB 3.1, действующий с 2015 г., обеспечивает скорость 10 Гбит/с при напряжении 20 В и токе 5 А.

Последний стандарт обеспечивает более высокую пропускную способность и по большей части обратно совместим с более ранними версиями. Разъемы Standard-A идентичны Туре-А предыдущих версий, но обычно окрашены в синий цвет, чтобы их можно было различить. Они полностью обратно совместимы, но увеличенные скорости доступны только в том случае, если все компоненты совместимы с USB 3. Standard-B и micro-версии отличаются дополнительными контактами, позволяющими повысить пропускную способность, и несовместимы с предыдущими версиями. Более старые кабели и разъемы USB Type-B и микро-B могут использоваться с портами USB 3.0, однако скорость при этом не увеличится.

Нюансы микро-USB

Те, у кого из вас есть телефон или планшет на платформе Android, определенно имеют и микро-USB-кабель. Даже самые непреклонные поклонники Apple не могут избежать их, поскольку это наиболее распространенный тип разъема, используемый для таких вещей, как внешние силовые блоки, динамики и т. д.

Обладатели множества гаджетов могут обнаружить, что со временем этих кабелей становится много, и, поскольку они обычно взаимозаменяемы, возможно, никогда не придется покупать их отдельно, если они не потеряются или не выйдут из строя все одновременно.

При покупке кабеля micro-USB может возникнуть соблазн выбрать самый дешевый вариант, но, как это часто бывает, это является плохой идеей. Провода и штекеры низкого качества могут легко сломаться и стать бесполезными. Поэтому лучше избавить себя от будущих проблем, приобретая качественный продукт у признанного производителя, даже если он стоит немного дороже.

Еще одна вещь, о которой стоит упомянуть, – это длина кабеля. Короткие отлично подходят для транспортировки, но из-за этого часто приходится сидеть на полу рядом с розеткой, пока телефон заряжается. И напротив, слишком длинный кабель может быть неудобным при переноске, будет запутываться и потенциально может стать причиной травмы.

0,9 м – хорошая длина для зарядного кабеля. Она позволяет держать телефон, когда он подключен к батарее в сумке или кармане, идеально подходит для игры в Pokemon Go или просто для использования телефона во время путешествия в течение длительного времени.

При частой подзарядке от посторонних USB-портов, чтобы соблюсти меры безопасности или когда устройство заряжается медленно, решить проблему может специальный кабель, предотвращающий передачу данных. Альтернативой является сетевой адаптер.

Проблему также может представлять факт, что разъемы большинства USB-кабелей (кроме USB-C) не взаимозаменяемы и часто требуют несколько попыток, чтобы произвести правильное подключение. Некоторые производители предпринимали попытку это исправить. Правда, не все устройства поддерживают такую возможность.

Продолжая тенденции

Новые поколения электроники стремятся стать меньше предыдущих. Производители стремятся уменьшить размер за счёт всего, что только можно — аккумулятора, удобства и даже USB разъёма. Поэтому чтобы удовлетворить потребность индустрии в ещё более мелком стандарте, был создан Микро USB.

Новое поколение разъемов USB 3.1

В жертву миниатюрности была принесена жёсткость — теперь устройства могли потерять контакт с кабелем даже вследствие незначительного физического воздействия.

Но достоинство в виде небольших габаритов перевесило этот недостаток и на текущий момент почти все небольшие портативные устройства подключаются именно по средствам Micro USB 2.0 тип B.

Какая скорость передачи данных у USB4

Уже сейчас известно минимум о трех минимальных скоростных пределах стандарта USB4.

Самый скромный показатель – 10 Гб/с. Такая скорость станет минимальным порогом USB4 и будет нужна исключительно для работы в режиме обратной совместимости с портами предыдущих поколений.

В организации USB-IF заявили, что разъемов с такой низкой скоростью и сертификацией USB4 быть не должно.

Скорее всего, нижним порогом скорости будет 20 Гб/с. На данный момент производители называют этот стандарт USB4 Gen 2×2.

Максимальную скорость у первого поколения протокола зафиксируют на уровне 40 Гб/с. Сейчас такой стандарт принято называть USB4 Gen 3×2.

Скорее всего, к началу продаж моделей с USB4 названия поколений приведут к более понятному для покупателей формату.

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:

1. Красный VBUS (+), напряжение 5 В, сила тока 0,5 А.
2. Белый (-), D-.
3. Зеленый (+), D+.
4. ID — для типа А замыкают на GND, для поддержания функции OTG, а для типа B не задействуют.
5. 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.

Watch this video on YouTube

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:

Номер провода	Назначение	Цвет
1	VCC питание 5V	красный
2	данные	белый
3	данные	зеленый
4	функция ID, для типа A замыкается на заземление
5	заземление	черный

Экранирующий провод не припаивается ни к одному контакту.

Функции «ножек» разъема micro-USB

Так как большинство современных планшетов имеют микро-USB, служащий не только для зарядки, но и для синхронизации, из-за более частого использования разъема проблемы с ним возникают чаще.

Итак, как было сказано выше, обычный микро-USB разъем имеет пять «ног». Одна плюсовая, на пять вольт, а одна минусовая. Находятся они на разных сторонах разъема и, соответственно, меньше страдают при отрыве от материнской платы. Лишь одна «нога» разъема, которая чаще других вырывается с контактной площадки, больше подвергается износу. Находится она ближе к минусовой «ноге». Если этот контакт поврежден, то зарядка устройства невозможна. То есть система может видеть блок питания, но процесс зарядки совершаться не будет.

Оставшиеся две «ножки» отвечают за синхронизацию, то есть за возможность выгружать и загружать фотографии, музыку и т.д. Они выполняют это одновременно, поэтому отрыв одной повлечет за собой прекращение работы второй.

Зная функции «ножек», вы сможете определить, из-за отхождения контактов которых у вас начались проблемы и какие из них вам нужно будет спаять, чтобы вернуть ваш планшет «в строй».

Типы портов USB-A, USB-B и USB-C

Существует несколько основных типов физических разметок для таких портов:

• USB-B (тип B). Этот прямоугольный разъем длиной приблизительно 1,4 см (9/16 дюйма) и высотой 0,65 см (1/4 дюйма) обычно используется на маршрутизаторах,
  компьютерах, принтерах и игровых приставках. USB-накопители обычно имеют разъемы версии «B».
• USB-A (тип A): Менее распространенные, чем тип B, устройства типа «A» имеют почти квадратную форму и обычно используются для проводных мышей и клавиатур.
• Micro USB: существуют также так называемые версии «Micro» как USB-A, так и тип «B» — версии меньшего размера, чем их базовые аналоги, популярные на мобильных
  устройствах. (Старые, но теперь устаревшие версии «mini» также можно найти на некоторых старых устройствах.)
• Тип USB C: с размерами 0,84 см на 0,26 см, этот новый стандарт предназначен для замены как «A», так и «B» на меньшие порты, чтобы лучше поддерживать более тонкие
  форм-факторы мобильных устройств

Чтобы подключить устройство с одним типом порта на устройство другого типа, просто используйте правильный тип кабеля с соответствующими интерфейсами на каждом
конце. Кабели USB изготавливаются для поддержки всех поддерживаемых комбинаций типов и вариантов «папа/мама».

Для максимальной скорости данных (5K и 4K 60Гц)

40 Гбит/с — столько максимально способен передавать USB Type-C gen 2 с поддержкой Thunderbolt 3. Но это при идеальных условиях.

Для обеспечения такой скорости длина кабеля не должна превышать 18 дюймов или 45 сантиметров. В противном случае скорость резко падает.

Но и тут все не так однозначно. Шнуры Thunderbolt 3 делятся на две категории: пассивные и активные

И на это следует обращать внимание, если для вас важна скорость

Первые при длине в два метра передают данные со вдвое меньшей скоростью, то есть на уровне 20 Гбит/с, а то и меньше.

Ссылка на такой активный кабель от компании Choetech тут.

У активных есть специальный передатчик, контролирующий скорость передачи по всей длине кабеля. У таких шнурков скорость сохраняется.

А вот пример сертифицированного пассивного кабеля Plugable длиной до 2 метров. Скорость тут не более 20 Гбит/с, но и цена приятнее в разы.

Выводы RX и TX

Имеется две дифференциальные пары RX и две дифференциальных пары TX.

Одна из этих двух пар RX вместе с парой TX может использоваться для протокола USB 3.0 / USB 3.1. Поскольку разъем является двухсторонним, требуется мультиплексор для правильного перенаправления данных через кабель по используемым дифференциальным парам.

Обратите внимание, что порт USB Type-C может поддерживать стандарты USB 3.0/3.1, но минимальный набор функций USB Type-C не включает USB 3.0/3.1. В таких случаях пары RX/TX не используются соединением USB 3.0/3.1 и могут использоваться другими функциями USB Type-C, такими как альтернативный режим и протокол USB Power Delivery

Эти функциональные возможности могут использовать даже все доступные дифференциальные пары RX/TX.

Вывод

Что мы узнали из этой статьи? Что USB делится на стандарты передачи данных, которые отличаются скоростью передачи данных. А также, что USB имеют большое количество типов разъемов.

И что самое интересное, о чем я забыл упомянуть в статье, это то, что типы разъемов могут комбинироваться следующим образом. Вы можете встретить полноразмерный разъем USB type-A и полноразмерный USB type-B, в то же время существует (но редко встречается) micro USB type-A и micro USB type-B (очень распространен). USB type-A может работать по протоколу USB 2.0, а может по протоколу USB 3.0. В общем при желании можно и запутаться.

А если вас беспокоит вопрос, с какими разъемами лучше выбрать себе ноутбук USB 2.0 или USB 3.0, то вообще не парьтесь. Сейчас все современные ноутбуки и компьютеры оснащены и тем и тем типом USB. Например, у меня на ноутбуке два разъема USB 2.0 и один разъем USB 3.0. И все три разъема типа USB type-A.

Вот такие они – USB!