Использование и особенности стандарта USB 3.0

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта Uspei.com. В 2013 году на свет появился стандарт USB 3.1, заменив целую кипу других USB разъемов (hdmi и так далее). Вместе с ним к нам пришел и симметричный, красивый и удобный Type-C. Самое смешное то, что Type-C уже 6 лет, а мы все ждем, надеемся и думаем, ну когда уже в Самсунге за 20 000 появится Type-C. Новый же стандарт то.type-c_uspeicom.jpg

И вот уже шесть лет потребители не могут никак догнать, почему нельзя подключить по Type-C в их смартфон внешнюю видеокарту или почему нельзя взять кабель от  MacBook 12 и подключить заряжаться MacBook 15. Я и сам не знал, оказывается, они отличаются.

История USB портов

Но в итоге потребители тупые, а производители хитрые, так оно и есть. Все упирается в стандарты, о чем сейчас и пойдёт речь, но для начала немного истории. USB появился аж в 1994 году в версии 0.7, то есть не релизный и в 1996 представили USB 1.0. Причем выглядел он уже тогда, как сейчас, и за 20 лет, можно сказать, ничего не поменялось.

реклама

Вы вообще когда-нибудь задумывались, как расшифровывается USB — Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина. Преемник его USB 2.0 появился в начале 2000-ных и используется до сих пор.

type-c_uspeicom4.jpg

Внутри у нас все выглядит вот таким образом. Устройство порта предполагало 4 медных проводника: 2 для питания и 2 для данных. Скорость передачи данных 480 мб/с, а сила передаваемого тока не более 500 мА.

Именно в пору USB 2.0 появилось много и других типов USB: широко известный micro-USB, который до сих пор используется в смартфонах, камерах, Powerbank-ах, когда на дворе 2019 год, к сожалению.

реклама

И следующей проблемой стала нехватка питания, поэтому у нас появился стандарт USB 3.0, который обеспечил и высокую скорость для внешних жестких дисков и как раз то самое питание. 5 дополнительных контактов, 4 из которых отведены под линии связи, пропускная способность до 5 гб/с и максимальный ток 900 мА.

type-c_uspeicom5.jpg

Естественно, нам и этого стало мало и в 13-м году прогресс довел нас до USB 3.1, который во втором поколении получил пропускную способность до 10 гб/с, а также питание устройств с потребляемой мощностью до 100 ватт, одинаковыми коннекторами с обеих сторон провода и обратной совместимостью с предыдущими версиями стандарта посредством адаптеров.

type-c_uspeicom6.jpg

Порт USB 3.1 второго поколения упаковывается в тот самый разъем Type-C, количество контактов которого выросло с 9 до 24.

реклама

Но наличие Type-C не говорит о том, что у вас есть USB 3.1, там может быть обычный USB 2.0. И USB Power Delivery там может отсутствовать, который как раз обеспечивать передачу тока в 100 Ватт.

Поэтому Type-C это лишь спецификация и о обращайте внимание на инструкцию, когда берете кабель или смартфон как раз таки с наличием USB-C.

type-c_uspeicom10.jpg

Что есть внутри Type-C

А теперь давайте разбираться, что внутри вообще может быть. Итак, вы купили кабель Type-C, что он может внутри содержать, какие протоколы и стандарты.

  • USB 2.0
  • USB 3.0
  • USB 3.1 первого поколения или 2 поколения
  • Power Delivery
  • Вisplay Port версии 1.4 с поддержкой разрешения 8к
  • HDMI версии 1.4b
  • MHL
  • VirtualLink для подключения VA комплектов
  • Ну и, конечно, Thunderbolt 3

В данный момент также тестируются протоколы USB 3.2, Base-T Ethernet и PCI Express.

type-c_uspeicom9.jpg

реклама

Только представьте, если вы сможете воткнуть видеокарту напрямую в материнскую плату по Type-C. Например, внутри разъемы сделают вместо PCI Express. Звучит неплохо, а уж если питание по ним сделать, ну вообще красота получится. Стандартов много, кабель может включать либо сразу все, либо какие-то, либо вообще включается только один.

Допустим, вы купили кабель Type-C, грубо говоря, он плохо передает данные, то есть медленно, либо вообще не передает, а только заряжает. Такое вполне может быть — производитель сам выбирает, что ему нужно в данном кабеле.

type-c_uspeicom11.jpg

Для примера, покупаем MacBook, есть стандартный кабель Type-C с двух сторон, а передавать данные по Thunderbolt 3 он не умеет, только заряжать. Ну, вот вам и Apple. Поэтому еще раз говорю, будьте внимательны, что покупаете, это что касается портов «папа».

Теперь вход «мама». Есть у нас MacBook 12-дюймовый там есть Type-C. Поддерживает он USB 3.1, Power Delivery, а также Display Port версии 1.2, значит к нему можно подключить флешки, можно его зарядить и внешний монитор. Но внешнюю видеокарту или звуковуху подключить нельзя будет.

реклама

type-c_uspeicom7.jpg

А теперь берем MacBook pro 2016-2018 годов, там поддержка Thunderbolt 3, поэтому внешняя видеокарта будет работать. И если для использования Thunderbolt 2 нужен переходник, то Thunderbolt 3 как раз таки помещается в обычную USB-C, а он, на минуточку, включает в себя скорость 40 гб/с. Зачем так много? Сейчас объясню.

Большая пропускная способность Thunderbolt 3 обеспечивает последовательное подключение периферии к ПК. То есть подключили вы к MacBook монитор 5к разрешением, в мониторе есть ходы USB Type-C и так далее, подключаем к нему мышку, клавиатуру SD-карту, внешний жесткий диск и все работает.

type-c_uspeicom14.jpg

реклама

Во-вторых, большая пропускная способность, как я уже сказал, обеспечивает подключение внешних видеокарт. То есть берем обычную видеокарту от стационарного ПК, кладем ее в специальный бокс и подключаем по Type-C к ноутбуку или даже планшету — такое тоже не редкость.

И все бы хорошо, если бы не кабель, их много, все они на одно лицо и какой выбрать? В случае с Thunderbolt 3 кабеля делятся на два типа: пассивные и активные.Пассивные кабели развивают скорость в 40 гб/с только при длине менее 45 см. Если больше, то довольствуетесь 20 гб/с, зато они всегда совместимы с периферией для стандарта USB 3.1.

type-c_uspeicom17.jpg

Активные кабели отличаются более высокой ценой и использованием трансиверов на коннекторы для обеспечения стабильной скорости на протяжении всего провода. Такой кабель при длине в 2 метра выдает все 40 гб/с, но в случае с подключениями USB периферии ограничивает стандартом USB 2.0 с пропускной способностью 480 мб/с.

реклама

type-c_uspeicom18.jpg

Кабели с Type-C так же влияют на потребляемую мощность при зарядке. Причем в случае с MacBook все зависит от серийного номера, определенная модель подходит к определенному ноутбуку. Если серийник начинается с комбинацией букв и цифр C4M или FL4, то перед нами кабель на 29 или 30 ватт. Если DLC или CTC, то на 61 или 87 ватт соответственно.

type-c_uspeicom19.jpg

При использовании китайских проводов остается надеяться на добропорядочность умельцев из поднебесной, но лучше покупать всегда оригинальное, иначе можно хорошенько попасть. На сгоревший адаптер, телефон, ноутбук и в худшем случае, квартиру.

А вы слышали о быстрой зарядки OPPO Find X — 30 минут и 100%, представляете какой это мощности зарядное устройство и что самое главное — какой толщины там кабель. Если вы возьмете кабеля, какого нибудь Redmi с Type-C, воткнете в стандартное зарядное устройство OPPO Find X, то, скорее всего, этот кабель расплавится, ну или просто сработают предохранители.

реклама

Возвращаясь к нашим друзьям китайцам, хочу вас предостеречь — дешевые аксессуары покупать не стоит. А что касается USB хабов для тех же MacBook или может быть для ноутбуков с Type-C, не нужно брать вот такие.

type-c_uspeicom22.jpg

Возьмите с кабелем, они хотя бы не будут расшатывать разъемы.

type-c_uspeicom23.jpg

реклама

Расшатывание разъемов

И на самом деле это еще один повод для разговоров, потому что Type-C реально расшатывается. На форуме Apple есть целая ветка. За 1-2 года на вашем макбуке может расшататься разъем и к сожалению это не миф, так что будьте аккуратнее, когда используете разъём Type-C.

type-c_uspeicom8.jpg

Почему так происходит? Потому что он не идеален, там нет зубцов, которые удерживали бы кабель как в микро-USB, поэтому, когда вы вставляете Type-C он может спокойно шататься. Да,  он маленький, удобный, компактный, вставляется любой стороной, но к сожалению еще раз повторюсь — он не идеальный.

То есть micro-USB, даже если вы его тоже расшатали, будет держаться в разъеме из-за зубцов, с Type-C такого к сожалению нет, так что если расшатали — используйте как есть. Было бы куда лучше, если бы Type-C имел форму lightning, но извините это патент, Apple жадная и именно из-за Apple, lightning скоро канет в лету. А Type-C останется таким, какой есть сейчас.

реклама

Type-C может быть чем угодно, поэтому всегда смотрите на спецификацию. Если вы купили кабель за 200 рублей, вряд ли он будет поддерживать тандерболт 3. Наоборот, в телефонах есть Type-C, но они не всегда поддерживает даже USB 3.0, чаще всего это USB 2.0 и обычная зарядка. Поэтому, чтобы передать фотки с телефона на компьютер вам потребуется много времени, проще через вай-фай.

Что касается толщины кабелей и оригинальности. Всегда берите то, что делает производитель сам, просто вы можете попасть на сгоревшее устройство.

Ну и, наконец, в конце прошлого года вы получили iPad Pro с Type-C, а это значит, что уже в этом году мы получим iPhone и и Airpods2 с Type-C. Это наше будущее — это неплохо. Да, Type-C не идеален, но это самый удобный интерфейс из всех придуманных на сегодня. Вы с этим согласны?

Последние изменения и улучшения технологии USB расширяют выбор интерфейсов для пользователей. Вначале форум по внедрению USB (USB Implementers Forum) переименовал интерфейс USB 3.0 в USB 3.1 Gen 1. При этом технические характеристики интерфейса остались прежними. Затем форум представил USB 3.1 Gen 2 и новый тип физического разъема, который получил название — USB Type C. Мы решили пролить свет на ситуацию вокруг этих стандартов и разъемов.

Технология USB 3.1

В настоящее время технология USB 3.1 Gen 1 (бывш. USB 3.0) поддерживается как стандарт новейшими операционными системами MacOS, Linux и Windows. Интерфейс обеспечивает максимальную теоретическую пропускную способность 5 Гбит/с и актуальную до 3,4 Гбит/с и до 900 мА тока для устройств. В отличие от USB 2.0 версия 3.1 работает в полнодуплексном режиме, другими словами, возможна одновременная отправка и прием данных.

USB 3.1 Gen 2 предлагает пользователям пропускную способность вдвое больше, чем Gen 1: 10 Гбит/с. USB 3.1 Gen 2 не является стандартом для Intel или AMD, но может поддерживаться сторонними драйверами и контроллерами. И хотя Gen 2 получил небольшие изменения протокола, он поддерживает обратную совместимость с Gen 1.

Сфера применения USB 3.1

Итак, технология USB 3.1 предоставляет пользователю значительно увеличенную производительность по сравнению с USB 2.0. При использовании съёмных накопителей будет обеспечена более быстрая передача данных: больших видеофайлов и изображений. USB 3.1 обеспечит поддержку высоких разрешений и частоты кадров для камер, используемых в системах машинного зрения на производственных линиях. Соответственно, и PTZ камеры, используемые как в системах видеонаблюдения, так и в системах видеоконференцсвязи без использования аппаратного кодека, могут поддерживать разрешение 1080p60 и выше. Несомненно, это улучшает качество и уменьшает стоимость систем для видеоконференций, а также позволяет пользователям подключать свои собственные устройства к Skype и WebEx.

Схема расположения выводов USB 3.1

Как и USB 3.0, USB 3.1 получил дополнительные контакты для поддержки SuperSpeed. Контакты D+ и D- остались прежними, включая (power) и (ground). Для обслуживания шины SuperSpeed были добавлены две дополнительные витые пары, которые и обеспечивают двунаправленную передачу данных SuperSpeed: StdA_SSRX+ and StdA_SSRX- (прием) и SSTX+ and StdA_SSTX (передача).

USB Type C

Новый тип физического разъема привносит значительные качественные изменения, которые выделяют его на фоне USB 3.1 Gen 1 и Gen 2. Type C поддерживает передачу данных со скоростью до 40 Гбит/с (альтернативный режим Thunderbolt 3) и тока с мощностью до 100 Ватт. Многие уже оценили форму разъема: его можно вставлять любой стороной. И коннектор, и соединитель получились довольно компактными и намного более прочными, чем альтернативы, например, micro USB. Кабели получили маркировку электронным чипом для правильного использования и предотвращения ситуаций, когда он не совместим или передаётся слишком большая мощность на устройство, которое ее не поддерживает. Type C обратно совместим с USB 2.0, 3.1 Gen 1 и 3.1 Gen 2.

Type C может как потреблять, так и обеспечивать питание. Один и тот же порт может использоваться как для подключения флеш накопителя, так и для зарядки ноутбука. Кроме этого, зарядка от Type C таких устройств, как смартфоны и планшеты, происходит быстрее.

Альтернативные режимы

USB Type C может работать в так называемых альтернативных режимах, которые позволяют передавать через разъем и кабели не только USB данные. При этом задействуются другие физические протоколы, и с каждым из них обеспечивается передача тока с мощностью до 100 Ватт.

  • Альтернативный режим DisplayPort – поддержка передачи видео с разрешением до 4Kp60 4:4:4 с версией DisplayPort 1.3. Одновременная передача USB 3.1 Gen 2 и USB 2.0.
  • Альтернативный режим Mobil High-Definition Link (MHL) — поддержка передачи видео с разрешением до 4Kp60 (1 линия) или до 8Kp60 (4 линии) с использованием MHL 1.0, поддержка USB 2.0 и 3.1 в зависимости от конфигурации.
  • Альтернативный режим Thunderbolt 3 – поддержка до двух дисплеев с разрешением до 4Kp60, передача PCIe 3.0, DisplayPort, USB 2.0 и 3.1, в зависимости от конфигурации.
  • Альтернативный режим HDMI– поддержка спецификации HDMI 1.4b (4Kp30, 4Kp60 4:2:0), без поддержки одновременной передачи USB 3.1 в любой конфигурации.

Тенденции вокруг USB-C

Особенности и преимущества USB Type C, безусловно, отразятся на увеличении присутствия разъема в мобильных устройствах и ноутбуках. Среди устройств с данным типом разъема ожидаются флеш накопители, различные док-станции, мониторы и адаптеры для устаревших интерфейсов. К 2019 году ожидается поставка до двух миллиардов самых разных устройств.

База знаний

1492524526_unterschiede-usb-2_0-von-3_0-usb-detaillook_com-prev-foto.jpg

3) Приблизительная, максимальная, реальная скорость usb, с учетом потерь в следствии, различных факторов и особенностей, составляет:  до 25 – 40 мегабайт у usb 2.0 до 400 – 450 мегабайт у usb 3.0  

4) Сила тока usb 2.0 — 500ma (миллиампер)     Сила тока usb 3.0 — 900ma (миллиампер)

5) USB 3.0 использует асинхронную передачу данных, то есть данные передаются одновременно в 2 направлениях, если очень упростить, то данные одновременно считываются и записываются…

Рекомендуется не превышать длину кабеля в 5 метров для usb 2.0 и 3 метра для usb 3.0, для сохранения стабильности и во избежание потерь производительности.

Как отличить usb 2 от usb 3 визуально

1492524583_unterschiede-usb-2_0-von-3_0-usb-detaillook_com-foto-01.jpgВнешне, визуально отличить usb 2.0 от usb 3.0 можно по следующим признакам:1) USB 2.0, внешне отличается от USB 3.0, цветом пластика и цветом провода.У usb 2.0 пластик может быть черным,серым, белым,У usb 3.0 светло-синим или темно синим, в аналогичные цвета может окрашиваться оболочка провода, корпус разъема.

2) Количество контактов usb 2.0 — 4, usb 3.0 — 9. Увидеть их можно, заглянув внутрь разъема, при достаточно ярком освещении. (На верхнем фото (1), разъемы были вскрыты, что бы наглядно продемонстрировать различия.)

3) Толщина. Провод у 3 версии, обычно толще, чем у 2 из-за количества проводов. Толщина не всегда достоверный признак, из – за разного сечения (толщины), каждого провода и его изоляции, которая варьируется в зависимости от производителя и используемых материалов.

Совместность usb 2.0 и 3.0

USB 3.0 разрабатывался с целую заместить USB 2.0, следовательно, он обратно совестим с устройствами, поддерживающими USB 2.0.При подключении устройств usb 3.0 в порт 2.0, либо наоборот устройств usb 2.0 в порт 3.0, => максимальная, реальная скорость будет около 25 – 40 мегабайт в секунду, то есть на уровне usb 2.0.При подключении устройств usb 3.0 в порт 3.0 и устройств usb 2.0 в порт 2.0, => максимально допустимая, реальная скорость будет равна скорости usb 3 для первого случая и usb 2 для второго случая.Отличить порты 3 версии от 2 на компьютере, либо ином устройстве, можно так же по цвету пластика внутри разъема.

Как собрать ноутбук из комплектующих своими руками. Вариант 2Оперативная память: что это такое и какие у нее функцииЧитайте так же:

Как выбрать USB-хаб. USB-разветвитель и USB-концентратор: основные различия этих типов

Как выбрать монитор для компьютера

Как выбрать USB флешку

Какая мышь лучше — оптическая или лазерная, проводная или беспроводная

Используемые источники:

  • https://uspei.com/gadzhety/type-c/
  • http://blog.imsolution.ru/2017/09/15/usb3-1_usb_type_c/
  • http://www.detaillook.com/29-osnovnye-tehnicheskie-i-vizualnye-otlichiya-usb-20-ot-30.html

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Андрей Ульянов
Наш эксперт
Написано статей
168
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации