انواع پورت و ورژن های USB

Monday، ۱ Aazar ۱۴۰۰

تاریخچه

در دهه 1990، دسکتاپ های اداری و دستگاه های جانبی برای اتصال از انواع مختلفی کابل های سریال، موازی و اختصاصی استفاده می کردند. گذرگاه سریال جهانی (USB) همه اینها را تغییر داد و اتصال رایانه را از طریق یک رابط کوچک و ارزان قیمت ساده کرد. درحال حاضر پورت (کانکتور) USB Type-A یا USB-A با استفاده در میلیاردها دستگاه بصورت روزانه، رابط سیمی غالب برای لپ تاپ، تبلت، موبایل و سایر دستگاه های جانبی می باشد.

USB از طریق یک سری استانداردها تکامل یافته است و در ادامه با مقایسه انواع پورت ها و ورژن ها توضیح خواهیم داد که کابل ها چگونه به رایانه ها، تلفن همراه و تجهیزات جانبی متصل شده، تبادل اطلاعات کرده و برق مورد نیاز را تامین می کنند.

انواع ورژن یا استانداردهای USB

در طول زمان انواع ورژن های USB معرفی شده است که هر یک علاوه بر افزایش سرعت انتقال داده نسبت به ورژن قبلی، قابلیت های جدیدی به آن افزوده و باعث تکامل و بهینه شدن بیش از پیش این استاندارد شده است. در جدول زیر به مختصر تفاوت ها، سال انتشار، انواع پورت هایی که از آن ورژن استفاده می کنند و سایر موارد جهت مقایسه آورده شده است.

انواع پورت و کانکتورهای USB

استاندارد USB شامل سه نوع پورت اصلی بوده که با A و B و C نام گذاری شده است. در همه رایانه ها، موبایل و تبلت ها و انواع تجهیزات جانبی حداقل یکی از این سه نوع پورت USB را خواهید یافت. USB نوع C یا USB-C به دلیل اندازه کوچکتر، سرعت انتقال داده بالاتر، قابلیت تامین انرژی تا 100 وات و توانایی استفاده برای نمایش ویدئوهای 4K و 8K نسبت به سایر نوع ها برتری دارد. پورت Lightning از نظر عملکرد مشابه USB-C می باشد ولی از یک کانکتور متفاوت استفاده می کند.

USB Type A (USB-A)

رابط استاندارد و جهانی که تقریبا در همه رایانه ها و لپ تاپ های قدیمی تر و همچنین تلویزیون ها، کنسول های بازی و پخش کننده های رسانه یافت می شود. ورژن 3 این نوع پورت به رنگ آبی رنگ بوده و دارای تعداد پین های بیشتری نسبت به ورژن 2 می باشد ولی چون فرم فاکتور آن با ورژن های قبلی یکسان است از ورژن های قبلی 1.1 و 2 هم می توانید در پورت تایپ A ورژن 3 استفاده کنید فقط سرعت انتقال داده کمتر بوده و منطبق بر سرعت انتقال ورژن مورد استفاده می باشد.

USB Type B (USB-B)

این نوع پورت امروزه معمولا برای اتصال پرینتر و هارد دیسک های خارجی به رایانه ها مورد استفاده قرار می گیرد و دارای 2 پیکربندی متفاوت بوده و یکی برای ورژن های 1.1 و 2 کاربرد دارد و دیگری که بزرگتر و به رنگ آبی بوده و تعداد پین بیشتری دارد برای ورژن 3 مورد استفاده قرار می گیرد و سرعت انتقال بالاتری دارد. به دلیل اینکه فرم فاکتور دو ورژن این پورت متفاوت است امکان استفاده از هرکدام در ورژن دیگر وجود ندارد.

USB Mini B (Mini USB)

ابعاد این نوع اتصال USB نسبت به دو نوع قبلی کوچکتر بوده و اغلب در دستگاه های الکترونیکی قابل حمل نظیر پخش کننده های MP3، دوربین های دیجیتال، تلفن های همراه و ... مورد استفاده قرار می گیرد. دارای دو نوع فرم فاکتور متفاوت 4پین و 5پین بوده و فقط از ورژن های 1.1 و 2 پشتیبانی می کند.

USB Micro B (Micro USB)

این نوع کانکتور درواقع ارتقا یافته نوع Mini USB بوده و همانند آن بیشتر در دستگاه های الکترونیکی قابل حمل نظیر تلفن های همراه و هارد دیسک های اکسترنال مورد استفاده قرار می گرد. این نوع اتصال USB علاوه بر اینکه ابعاد کوچکتری نسبت به نوع مینی دارد دارای یک فرم فاکتور مخصوص ورژن 3 هم هست که امکان انتقال اطلاعات با سرعت بسیار بالاتری نسبت به ورژن 1.1 و 2 فراهم می کند.

USB Type C (USB-C)

در حال حاضر جدیدترین نوع کانکتور USB می باشد، این نوع کانکتور هم به دلیل ابعاد کوچک و باریک در دستگاه های قابل حمل و تلفن های همراه استفاده می شود و هم به اندازه قوی هست که در رایانه و لپ تاپ ها مورد استفاده قرار گیرد. در واقع اکثر لپ تاپ هایی که امروزه تولید و وارد بازار می شوند فقط دارای پورت های اترنت و USB-A بوده و بجای استفاده از سایر پورت ها برای انتقال تصویر، شبکه، داده و حتی شارژ دستگاه فقط از پورت USB-C استفاده می کنند که این امر باعث شده پروتکل های دیگر نظیر HDMI, Display Port, MHL, Thunderbolt و ... کانکتور USB-C را به عنوان رابط استاندارد خود بپذیرند.

قابلیت "حالت های جایگزین" یا Alternate Mode به کانکتور نوع C این امکان را می دهد که روی پین های داده (Data) بتواند سایر انواع سیگنال ها را هم منتقل کند. به عنوان مثال حالت جایگزین دیسپلی پورت (DisplayPort Alt Mode) امکان اتصال مستقیم و نمایش تصویر لپ تاپ یا تبلت را به یک تلویزیون یا مانیتور فقط با یک کابل USB-C فراهم می کند.

انواع رنگ های پورت USB

پورت ها و کانکتورهای USB گاهی اوقات با رنگ خاصی مشخص می شوند که درواقع بیانگر مشخصات و قابلیت هایی است که آن پورت یا کانکتور USB از آن پشتیبانی می کند. استفاده از کد رنگی جز الزامات استاندارد USB نیست و فقط تعدادی از سازندگان تجهیزات از کدهای رنگی برای نشان دادن مشخصات پورت و کانکتورهای USB استفاده می کنند.

رنگ آبی نشانگر ورژن 3.0 و رنگ سبز برای ورژن 3.1 نسل 1 استفاده می شود، رنگ قرمز برای ورژن 3.1 نسل 2 یا ورژن 3.2 بکار می رود.

رنگ های قرمز و زرد و نارنجی معمولا برای پورت هایی که مخصوص شارژ بوده و یا پورت هایی که همیشه فعال هستند (حتی زمانی که دستگاه خاموش است) نیز استفاده می شود.

USB 4

استاندارد USB 4 یک بروز رسانی بزرگ است، نه فقط به خاطر ویژگی های جدیدی که ارائه می کند بلکه به این خاطر که سردرگمی ناشی از نامگذاری ورژن های مختلف USB 3.x را برطرف کرده و مهم تر از آن یک تجربه قابل پیش بینی و ثابت را برای کاربران فراهم می کند.

برای استفاده از USB4 حتما نیاز است دو سر کابل مورد استفاده USB-C باشد.

ویژگی های اصلی USB4 به مختصر در زیر ذکر شده است:

قابلیت انتقال داده تا 40Gbps

دستگاه های USB4 لازم است که از سرعت 20Gbps (2.4GB/s) پشتیبانی کنند. درصورت استفاده از کابل 0.8 متری نسل 3، آنها می توانند بصورت سفارشی تا سرعت 40Gbps (4.8GB/s) را پشتیبانی کنند.

پروتکل های چندگانه صدا و تصویر

USB4 دارای ویژگی جدیدی به نام تونل پروتکل (Protocol Tunneling) بوده که این امکان را فراهم می کند تا بصورت همزمان از USB 3.2 و PCIe و DisplayPort 1.4a پشتیبانی کند. DisplayPort و Thunderbolt 3 نیز از طریق حالت جاگزین پشتیبانی شده است.

سازگاری با نسخه های قبلی

USB4 از تمام مشخصات و ویژگی های نسخه های قبلی نظیر USB 2.0 و USB 3.2 و Thunderbot 3 و ... پشتیبانی کرده و با آنها سازگاری کامل دارد.

بهینه سازی پهنای باند دیتا و تصویر

در USB 3.2 پهنای باند هر یک از داده و تصویر بصورت مشخص و فیکس شده بود و در حالت جایگزین DisplayPort پهنای باند بصورت کامل (100 درصد) به تصویر اختصاص می یافت ولی در USB 4 پهنای باند به صورت داینامیک و براساس نیاز واقعی به داده و تصویر اختصاص می یابد.

قابلیت شارژ تا (20V-5A) 100W

تمام دستگاه های USB 4 از قابلیت انتقال برق (Power Delivery) پشتیبانی می کنند. زمانی که یک دستگاه به پورت USB 4 متصل می شود از طریق قابلیت Power Delivery (PD) و براساس مشخصات دستگاه میزان قدرت شارژ تعیین می شود که درحالت ایمن حداکثر با قدرت 100W یا 20V-5A امکان شارژ دستگاه از طریق پورت USB 4 وجود دارد.