Вилку типа B USB 3.0 можно определить по пяти дополнительным контактам. Она хоть и похожа на предшественницу USB 2.0, но различия визуально более заметны.
|
Вилка USB 3.0 B типа |
Вилка USB 3.0 типа B в разборе |
|
Розетка USB 3.0 типа B |
Розетка USB 3.0 типа B с разных ракурсов |
Распиновка коннекторов USB 3.0 B -типа
Вилка и розетка типа Micro-B
У разъёмов для мобильных устройств изменения более заметны. Старый разъём Micro-B USB 2.0 имел ширину 6,86 мм, однако теперь ширина разъёма USB 3.0 Micro-B для мобильных телефонов, плееров и смартфонов увеличилась до 12,25 мм. Опять же, разъёмы были сделаны таким образом, чтобы обеспечить совместимость c USB 2.0.
|
Вилка USB 3.0 Micro-B |
Вилка и розетка USB 3.0 Micro-B |
|
Вилка USB 3.0 Micro-B в разборе |
Розетка USB 3.0 Micro-B в разборе |
Распиновка коннекторов USB 3.0 Micro-B
Также существуют разъёмы USB 3.0 Micro ещё двух типов: вилка USB 3.0 Micro-A и розетка USB 3.0 Micro-AB . Визуально отличаются от USB 3.0 Micro-B «прямоугольной» (не срезанной) частью разъёма с USB 2.0 контактами, что позволяет избежать подключения вилки Micro-A в розетку Micro-B , а разетку Micro-AB делает совместимой с обеими вилками.
Розетка Micro-AB будет применяться в мобильных устройствах, имеющих бортовой USB 3.0 host контроллер . Для идентификации режима хост/клиент используется пин 4 (ID ) – в вилке Micro-A он замкнут на «землю».
Коннекторы USB 3.0 Powered-B
Новый разъём Powered-B спроекирован с использованием двух дополнительных контактов, что позволяет устройствам предоставлять до 1000 мА другому устройству, например адаптеру Wireless USB. Это позволяет избежать необходимости в источнике питания для устройства, подключаемого к Wireless USB адаптеру… делая ещё один шаг к идеальной системе беспроводной связи без проводов (даже для питания). При обычных проводных подключениях к хосту или хабу эти два дополнительных контакта не используются.
Розетка USB 3.0 Powered-B (схема)
12 ноября была принята окончательная спецификация нового высокоскоростного стандарта USB 3.0 (revision 1.0), обеспечивающего максимальную скорость передачи данных до 5 Гбит/с. В работе над новым стандартом принимали участие компании Hewlett-Packard Company, Intel Corporation, Microsoft Corporation, NEC Corporation, ST-NXP Wireless и Texas Instruments. Первые контроллеры USB 3.0 появятся уже в 2009 году, а массовый выпуск устройств с интерфейсом USB 3.0 начнется в 2010 году.
Немного из истории стандарта USB
Шина или интерфейс USB (Universal Serial Bus) - это универсальная последовательная шина, предназначенная для подключения периферийных устройств. В свое время шина USB пришла на смену уже морально устаревшим интерфейсам COM, LPT, PS/2 и GamePort (для подключения джойстика).
Стандарт USB 1.0, получивший широкое распространение, был представлен в ноябре 1996 года. Он определял два скоростных режима передачи данных: режим Full-Speed с максимальной скоростью передачи до 12 Мбит/с и режим Low-Speed с максимальной скоростью передачи до 1,5 Мбит/с. Максимальная длина кабеля в режиме Full-Speed не превышала 3 м, а в режиме Low-Speed - 5 м.
Для подключения периферийных устройств к шине USB 1.0 использовался кабель, состоящий из двух пар проводов. Одна витая пара в дифференциальном включении использовалась для приема и передачи данных, а еще одна пара проводов - для питания периферийного устройства напряжением +5 В. Благодаря встроенным линиям питания шина USB 1.0 позволяла подключать периферийные устройства без собственного источника питания. При этом максимальная сила тока, потребляемого устройством по линиям питания шины USB 1.0, не должна была превышать 0,5 А. К одному контроллеру шины USB 1.0 можно было подсоединить до 127 устройств через цепочку концентраторов.
В сентябре 1998 года появилась спецификация USB 1.1. Собственно, по своим техническим и скоростным характеристикам она не отличалась от USB 1.0. Просто в ней были исправлены ошибки версии 1.0.
В апреле 2000 года была опубликована спецификация USB 2.0, а в конце 2001 года эта версия была стандартизована. Сегодня шина USB 2.0 является самой распространенной. Все ноутбуки, материнские платы и периферийные устройства (принтеры, МФУ, мыши, клавиатуры, джойстики, графические планшеты и т.д.) оснащаются интерфейсом USB 2.0, а интерфейс USB 1.1 уже практически вышел из употребления. В то же время интерфейс USB 2.0 является обратно совместимым с интерфейсом USB 1.1.
В спецификации USB 2.0 предусмотрено три скоростных режима: кроме режимов Low-Speed (до 1,5 Мбит/с) и Full-Speed (до 12 Мбит/с), есть высокоскоростной режим Hi-Speed, определяющий максимальную скорость передачи до 480 Мбит/с (60 Мбайт/с).
Как и в случае спецификаций USB 1.0 и USB 1.1, в спецификации USB 2.0 для подключения периферийных устройств используется кабель, состоящий из двух пар проводов: одна витая пара проводов для приема и передачи данных, а другая - для питания периферийного устройства. При этом напряжение питания опять-таки составляет 5 В, а максимальная сила тока не должна превышать 0,5 А. К одному контроллеру шины USB 2.0 можно подсоединять до 127 устройств через цепочку концентраторов.
В стандарте USB 2.0 предусмотрено три типа разъемов: разъем типа A (рис. 1), разъем типа B (рис. 2) и разъем miniUSB типа B (рис. 3). Впоследствии, в январе 2007 года, были представлены разъемы microUSB, однако они предназначены для мобильных телефонов и коммуникаторов и не используются в компьютерах и периферийных устройствах.
Рис. 1. Разъем USB типа A
Рис. 2. Разъем USB типа B
Рис. 3. Разъем miniUSB типа B
Основная проблема шины USB 2.0 заключается в том, что она является однонаправленной. То есть данные передаются в обе стороны (либо в одну, либо в другую, но не одновременно) по одной и той же витой паре. Несмотря на декларируемую максимальную скорость передачи данных до 480 Мбит/с, шина USB 2.0 имеет достаточно большие задержки между запросом на передачу данных и собственно началом передачи. Поэтому в реальности интерфейс USB 2.0 не позволяет передавать данные со скоростью более 35 Мбайт/с (280 Мбит/с). Конечно, такая скорость передачи данных сегодня уже явно недостаточна. Подключение по интерфейсу USB 2.0 внешних жестких дисков и флэш-памяти не позволяет реализовать весь их скоростной потенциал. К примеру, при подключении внешнего жесткого диска по интерфейсу eSATA скорость передачи данных ограничивается скоростными характеристиками самого диска и для современных дисков составляет порядка 90 Мбайт/с (при последовательных операциях чтения и записи), а при подключении того же внешнего диска по интерфейсу USB 2.0 скорость передачи данных снижается до 33 Мбайт/с.
Не только внешние накопители, но и многие другие периферийные устройства нуждаются в существенно большей пропускной способности интерфейса, нежели может предоставить интерфейс USB 2.0. Поэтому новый высокоскоростной стандарт USB 3.0, разработка которого велась в течение нескольких лет, появился как нельзя кстати.
Спецификация USB 3.0: коротко о главном
Если говорить о главном преимуществе стандарта USB 3.0 по сравнению со стандартом USB 2.0, то это, конечно же, скорость передачи данных. Спецификацией USB 3.0 предусмотрен режим SuperSpeed со скоростью передачи данных до 5 Гбит/с (640 Мбайт/с), то есть более чем в 10 раз превышающей ту, что предусмотрена спецификацией USB 2.0. Конечно, реальная скорость передачи данных будет, скорее всего, ниже, однако даже с учетом этого для большинства периферийных устройств такой пропускной способности шины USB 3.0 более чем достаточно.
Естественно, высокая скорость передачи у шины USB 3.0 - это не единственное ее отличие от шины USB 2.0. Но при всех различиях (коих немало) сохраняется обратная совместимость USB 3.0 c USB 2.0. То есть в спецификации USB 3.0, кроме режима SuperSpeed, оставлены и режимы Hi-Speed, Full-Speed и Low-Speed. Кроме того, разъемы USB 3.0 совместимы с разъемами USB 2.0. Это означает, что все периферийные устройства с интерфейсом USB 2.0 можно будет подключать к шине USB 3.0.
Следующее важное отличие спецификации USB 3.0 от USB 2.0 заключается в том, что стандартом предусмотрена двунаправленная передача данных по разным витым парам. Таким образом, контактов в разъемах USB 3.0 стало больше. Увеличилось и количество проводов в USB-кабеле. Так, в стандарте USB 2.0 одна витая пара использовалась для приема/передачи данных, а другая - для питания, то есть в разъемах USB 2.0 было четыре контакта, а USB-кабель содержал четыре провода. В спецификации USB 3.0 первая витая пара применяется для передачи данных, вторая - для приема данных, третья - для питания, а для совместимости со стандартом USB 2.0 предусмотрена четвертая витая пара, по которой осуществляется прием/передача данных в режиме USB 2.0 (Hi-Speed, Full-Speed и Low-Speed). Кроме того, в обязательном порядке присутствует еще одна «земля» (GND_DRAIN) в виде оплетки двух витых пар. Таким образом, в кабеле USB 3.0 не четыре провода (как в кабеле USB 2.0), а восемь (рис. 4), а в разъемах USB 3.0 как минимум девять контактов (оплетки витых пар подключаются к контакту GND_DRAIN).
Рис. 4. Кабель USB 3.0
Напряжение питания, передаваемое по USB-шине, осталось без изменений - +5 В.
Типы возможных разъемов и кабелей
Количество возможных разъемов USB 3.0 стало больше. Имеются разъемы USB 3.0 следующих типов: типа A, типа B, Powered-B, Micro-B, Micro-A и Micro-AB. Соответствие между разъемами различных типов отображено в табл. 1 . Заметим, что разъем USB 3.0 Micro-A существует только в штепсельном варианте, а разъем USB 3.0 Micro-AB - только в гнездовом. Особо отметим, что спецификацией USB 3.0 не предусмотрены разъемы miniUSB типа B, которые широко распространены в настоящее время.
Разъем USB 3.0 типа A
Разъем USB 3.0 типа A (рис. 5), как штепсельный, так и гнездовой, по своей форме и размерам не отличается от разъема USB 2.0 типа A. Он полностью совместим с разъемом USB 2.0 типа A, то есть в гнездовой разъем USB 3.0 типа A, кроме штепсельного разъема USB 3.0 типа A, можно вставлять штепсельный разъем USB 2.0 типа A, и наоборот: в гнездовой разъем USB 2.0 типа A можно вставлять штепсельный разъем USB 3.0 типа A.
Рис. 5. Разъем USB 3.0 типа A
Всего в разъеме USB 3.0 типа A имеется девять контактов (рис. 6). Назначение контактов указано в табл. 2 .
Рис. 6. Нумерация контактов в разъеме USB 3.0 типа A
Совместимость разъема USB 3.0 типа A с разъемом USB 2.0 типа A достигается за счет того, что все контакты, присутствующие в разъеме USB 2.0 типа A, есть и в разъеме USB 3.0 типа A, но в последний добавлены и новые контакты.
Разъем USB 3.0 типа B
Разъем USB 3.0 типа B (рис. 7), как и разъем USB 2.0 типа B, будет использоваться для подключения стационарных периферийных устройств, таких как принтеры, МФУ и внешние диски. В компьютерах гнездовые разъемы USB 3.0 типа B применяться не будут (как не используются гнездовые разъемы USB 2.0 типа B). Разъем USB 3.0 типа B частично совместим с разъемом USB 2.0 типа B, то есть в гнездовой разъем USB 3.0 типа B, кроме штепсельного разъема USB 3.0 типа B, можно вставлять штепсельный разъем USB 2.0 типа B. А вот вставить в гнездовой разъем USB 2.0 типа B штепсельный разъем USB 3.0 типа B не удастся.
Рис. 7. Разъем USB 3.0 типа B
Всего в разъеме USB 3.0 типа B имеется девять контактов (рис. 8). Их расположение, естественно, отличается от расположения контактов в разъеме USB 3.0 типа A, однако соответствие номеров контактов и их назначение точно такое же (см. табл. 2).
Рис. 8. Нумерация контактов в разъеме USB 3.0 типа B
Разъем USB 3.0 Powered-B
Разъем USB 3.0 Powered-B по своему формфактору полностью совместим с разъемом USB 3.0 типа B, но отличается от него наличием двух дополнительных контактов питания (DPWR и DGND) и двух дополнительных проводов в USB-кабеле, что позволяет запитывать USB-адаптеры без необходимости подключения их к сети.
В гнездовой разъем USB 3.0 Powered-B можно вставлять штепсельный разъем USB 3.0 Powered-B, разъем USB 3.0 типа B и USB 2.0 типа B. Всего в разъеме USB 3.0 Powered-B имеется 11 контактов (рис. 9), назначение которых отображено в табл. 3 .
Рис. 9. Нумерация контактов в разъеме USB 3.0 Powered-B
Разъем USB 3.0 Micro-B
Разъем USB 3.0 Micro-B (рис. 10) ориентирован на использование в портативных устройствах, таких как мобильные телефоны, коммуникаторы и т.д. Он совместим с разъемом USB 2.0 Micro-B, то есть в гнездовой разъем USB 3.0 Micro-B, кроме штепсельного разъема USB 3.0 Micro-B, можно также вставлять штепсельный разъем USB 2.0 Micro-B. Однако в гнездовой разъем USB 2.0 Micro-B нельзя вставить штепсельный разъем USB 3.0 Micro-B. Совместимость гнездового разъема USB 3.0 Micro-B с штепсельным разъемом USB 2.0 Micro-B достигается за счет того, что разъем USB 3.0 Micro-B как бы разделен на две конструктивные части: USB 2.0 и USB 3.0. В часть USB 2.0 можно отдельно вставлять штепсельный разъем USB 2.0 Micro-B. Штепсельный разъем USB 3.0 Micro-B также конструктивно разделен на две части и может вставляться только в гнездовой разъем USB 3.0 Micro-B (или USB 3.0 Micro-AB).
Рис. 10. Разъем USB 3.0 Micro-B
Всего в разъеме USB 3.0 Micro-B имеется десять контактов. Кроме стандартных контактов VBUS, D-, D+, GND, SSTX-, SSTX+, GND_DRAIN, SSRX- и SSRX+, есть еще один специфический контакт ID, предназначенный для идентификации режима OTG.
Разъем USB 3.0 Micro-AB
Гнездовой разъем USB 3.0 Micro-AB будет использоваться только в устройствах, поддерживающих стандарт OTG (On-The-Go) (собственно, как и разъем USB 2.0 Micro-AB). В гнездовой разъем USB 3.0 Micro-AB можно будет вставлять штепсельные разъемы USB 3.0 Micro-B, USB 3.0 Micro-A, USB 2.0 Micro-B и USB 2.0 Micro-A. А вот гнездовой разъем USB 2.0 Micro-AB будет совместим только со штепсельными разъемами USB 2.0 Micro-B и USB 2.0 Micro-A.
Типы кабелей USB 3.0
С учетом разнообразия разъемов USB 3.0 будут предлагаться следующие типы USB-кабелей:
- USB 3.0 типа A (штепсель) - USB 3.0 типа A (штепсель);
- USB 3.0 типа A (штепсель) - USB 3.0 типа B (штепсель);
Альтернативные способы подключения, такие как разъёмы USB, широко применяются для подключения современных устройств.
Это название довольно распространённое и с английского языка переводиться так – «универсальная последовательная шина».
Все USB разъёмы представлены тремя версиями.
Характерные особенности основных трёх версий USB разъёмов
Первая версия USB разъёмов (1.1). Её Характерной особенностью является очень маленькая скорость, при которой вся информация передаётся с большой задержкой.
Скорость передачи составляет 12 Мбит/с. Его основное предназначение – это применение для взаимосвязи устройств.
Вторая версия USB разъёмов (2.0).
Характеризуется скоростью передачи данных 480 Мбит/с. Это соответствует скорости в 48 Мбайт/с.
Основная часть всех современных технических приборов и устройств приспособлены к применению именно этой версии. Она наиболее популярна и известна, а поэтому пользуется спросом на рынке электротоваров.
Правда по причине множества факторов настоящая скорость этого стандарта не бывает больше 30 – 33 Мбайт/с.
Так как последние выпуски жёстких дисков, к примеру, SSD, разработаны для чтения информации со значительно большей скоростью (почти в 4 раза), то эта версия стандарта задерживает действие новых моделей накопителей.
В этом виден основной недостаток свойств разъёмов USB 2.0. Но несмотря на это определённые устройства вполне совместимы с этой версией разъёмов: мышки, клавиатуры, сканеры и принтеры.
Третья версия USB (3.0).
Данная версия характеризуется скоростью передачи информации – 5 Гбит/с – что считается достаточно высоким показателем.
Такая скорость соответствует 500 Мбайт/с.
Это намного выше показателей скорости винчестеров последнего поколения (150 – 170 Мбайт/с).
Разъёмы USB 3.0 для их распознавания специально маркируются синим цветом.
Совместимость интерфейсов
Если рассмотреть вопрос совместимости устройств, которые имеют представленные выше разъёмы, то можно констатировать, что первая и вторая версии разъёмов USB могут быть заменимы между собою.
Определённое устройство, которое имеет соединение второй версии USB, а принимает соединение первой версии, может показать сообщение, в котором будет говориться о его возможности работать быстрее.
Потому что данная модель компьютера рассчитана на приём информации через вторую версию, скорость которой выше, чем первой.
То есть не будет использован весь потенциал скорости данного устройства.
Современные устройства, которые имеют разъёмы второй версии, могут быть подключены к третьей версии USB, а использование третьей версии относительно второй исключается, кроме USB 3.0 типа А.
Дополнительные контакты создают условия для увеличения скорости интерфейса – это есть особенностью последних моделей кабелей и устройств, имеющих разъёмы третьей версии USB.
Питание USB разъёмов
Мощность, на которую рассчитаны подключаемые устройства с разъёмами USB, составляет 2,5 Вт, а также 4,5 Вт (для третьей версии).
Исходя из этого, разъёмам USB всех версий необходимо напряжение 5 В. Ток до 0,5 А, а для третьей версии – 0,9 А .
Контакты USB 3.0.
Такие устройства, как плееры, карты памяти, телефоны, флэшки (то есть устройства с маленькой мощностью) свободно могут подключаться с помощью таких разъёмов.
А технические средства, имеющие большую мощность, подключаются к внешней электрической сети.
Типы разъемов
Вторая и третья версии разъёмов различают по размерам: Mini USB (маленькие размеры), Micro USB (ещё меньшие размеры); а также по типам: А, В.
USB разъём 2.0 типа A.
Надежный разъем основной характеристикой которого является способность выдерживать не одно подключение, при этом, не теряя своей целостности.
Сечение разъёма имеет прямоугольную форму, что создаёт дополнительную защиту при подключении.
Его недостаток – это большой размер, а все современные устройства отличаются портативностью что и повлияло на разработку и выпуск разъёмов аналогичного типа, но меньшего размера.
USB 2.0 типа А был представлен в девяностых годах и на данный момент еще является наиболее используемым.
Его имеют значительная часть маломощных устройств: клавиатура, мышка, флэшка и другие.
USB разъём версии 2.0 типа В.
В основном его применение находим в стационарных устройствах имеющие большие размеры. К ним относятся сканеры, принтеры, реже ADSL-модемы.
Редко, но все же бывает, что кабеля такого типа продаются отдельно от самой техники, потому что они не входят в состав комплекта технического устройства. Поэтому проверяйте комплектацию устройств.
Разъёмы данного типа не такие востребованные, как разъёмы типа А.
Квадратная и трапециевидная форма присуща всем разъёмам типа В.
К ним относятся и Mini и Micro.
Особенность сечения разъёмов типа «В» заключается в их квадратной форме, что отличает его от других типов.
Разъёмы Mini USB второй версии типа B.
Название разъёма такого типа говорит о том, что оно имеет очень маленькие размеры. И это не удивительно, потому что современный рынок всё больше предлагает миниатюрные товары.
Благодаря использованию персональных винчестеров, кардридеров, плееров и других маленьких устройств, разъёмы USB Mini, относящиеся к типу B, получили большую популярность.
Следует отметить ненадёжность таких разъёмов. При частом использовании он расшатывается.
А вот применение моделей разъёмов USB Mini типа A крайне ограничено.
Разъёмы Мicro USB 2.0 типа B.
Модели разъёмов Micro USB являются более совершенными относительно моделей Mini USB.
Данный тип разъёмов отличается невероятно маленькими размерами.
В отличие от предыдущих представленных типов мини, эти разъёмы очень надёжны своими креплениями и фиксацией подключения.
Разъём Мicro USB 2.0 типа «B» был признан по своим качествам единым для всеобщего применения для зарядки всех портативных устройств.
Что произойдёт со временем, когда все производители станут выпускать технику, приспособленную именно к таким разъёмам. Наверное, осталось не долго чтобы это увидеть.
Но такое решение уже было принято в 2011 году всеми современными производителями, хотя разъём Мicro USB 2.0 типа «B» еще присутствует не на всех устройствах.
Разъёмы USB третьей версии типа A.
Разъёмы USB 3.0 имеют большую скорость для передачи информации за счёт дополнительных контактов.
При таких изменениях всё же сохранена совместимость обратной связи. Его применение налажено в компьютерах и ноутбуках последнего поколения.
Разъёмы USB третьей версии типа B.
Третья версия разъёмов USB типа «B» не подходят к подключению разъёмов USB второй версии.
Его применяют в работе периферийных устройств со средней и крупной производительностью.
Micro USB 3.0.
Современные внешние накопители, имеющие высокую скорость, а также диски типа SSD, в основном, все оснащены таким разъёмом, который характеризуется высокой скоростью обмена информацией.
Всё более занимает лидирующее положение благодаря тому, что имеет очень качественные соединения.
Разъём удобный в использовании из-за своей компактности. Его предшественником считается разъем вида Micro USB.
Распиновка разъемов USB .
Основные отличия разъёмов Micro и Mini USB
На первый взгляд данные разъёмы очень похожи. И действительно, большая часть характерных особенностей основных параметров данных видов совпадает.
Но при внимательном осмотре можно заметить такие отличия:
- Разъём USB Mini имеет большие размеры относительно разъёма USB Micro.
- Наличие защёлок специального предназначения на задней стороне разъёмов USB Micro.
Многие пользователи уже убедились, что удобнее всего иметь у себя в наличии не один вид разъёмов, а несколько, потому что различные виды устройств имеют разные виды подключения разъёмов USB.
К единому стандарту производители устройств к сожалению, еще не пришли, и скорее всего не придут еще долго, ведь каждый тип разъема USB имеет свое назначение.