Existuje mnoho různých kabelů a konektorů, které denně používáte pro připojení, komunikaci a napájení elektronických zařízení: HDMI, Display Port, Lightning (Apple), Thunderbolt a další. Všechny tyto technologie byly poprvé představeny různými výrobci, protože každá z nich měla jiný účel. Nicméně, když uvažujete o kabelech a konektorech nebo se o nich zmiňujete, nejčastěji si představíte typ USB. Technologie Universal Serial Bus (USB) je standard připojení pro mnoho různých druhů spotřebních zařízení, včetně počítačů, tabletů, herních konzolí a telefonů. V dnešní době jsou podporovaná zařízení dodávána s jedním nebo více USB konektory.
Standard USB zažil boom před dvěma desetiletími, když byl vytvořen s cílem vylepšit příslušenství typu „plug-and-play“. Klávesnice, myši, webové kamery a mnoho dalších periferií se k počítači rychle připojovaly pomocí kabelu, který podporoval jak komunikaci, tak napájení. Bylo to jednoduché na používání a funkčnost, takže když jste zařízení zapojili přímo do portu, fungovalo to naprosto skvěle. Zařízení pak bylo možné odebrat po dokončení přenosu dat nebo dokud zařízení nepřestane komunikovat. Proto se tato technologie nazývá „hot-swapping“, což znamená, že zařízení lze připojovat a odpojovat, i když je zařízení zapnuté.
S novými standardy USB jsou pryč doby, kdy bylo nutné používat dva konektory oddělující data a napájení. Zařízení, která potřebují o něco více energie, ji mohou také získat z USB kabelu. To umožnilo napájet další skupinu elektronických zařízení, jako jsou přenosné disky, telefony, tablety a nyní i notebooky a monitory.
Vývoj USB
Před dvaceti pěti lety jsme poprvé svědky zavedení univerzální sériové sběrnice (USB) společnostmi Intel, IBM, Microsoft, NEC a dnes již neexistujícími Compaq, Nortel a DEC. Tyto společnosti se spojily a v roce 1995 zahájily vývoj USB a o pouhý rok později tuto technologii po celém světě vyvíjelo již přes pět set USB produktů. V následujících letech se USB začalo stávat nejoblíbenější technologií na trhu spotřební elektroniky.
S vývojem našich technologií a způsobu, jakým s nimi komunikujeme, se vyvíjely i specifikace a standardy USB. Standard USB v současné době spravuje USB Implementers Forum (USB-IF). Standard se vztahuje k různým verzím a přenosovým rychlostem, počínaje USB 1.x, USB 2.0, USB 3.x a novým USB 4. Celkově je hlavním rozdílem mezi těmito přenosovými protokoly přenosová rychlost. USB 1.0 a USB 2.0 jsou starší přenosové protokoly s nižší rychlostí. A v dnešní době se nejpoužívanějšími jsou USB 2.0 a USB 3.0. Obvykle používáme notebooky, přenosné pevné disky a další zařízení, která jsou obecně kombinována s USB 2.0 a USB 3.0.
USB 2.0 bylo více než deset let pevně zavedeným standardem rozhraní ve světě počítačů. Stále však přetrvávala poptávka po větší šířce pásma ze strany moderních zařízení, jako jsou úložiště, video aplikace, videokamery a další spotřebiče. Rychlost 480 Mb/s, kterou USB 2.0 poskytovalo, už nebyla tak rychlá.
| Revize standardů USB | ||
| Verze | Rok výroby | Rychlost |
| USB 1.0 | 1996 | 1.5 12 Mb/s |
| USB 2.0 | 2000 | 1.5, 12, 480 Mb / s |
| USB 3 | 2008 | 5Gbps |
| USB 3.1 | 2013 | 10Gbps |
| USB 3.2 | 2017 | 20Gbps |
| USB4 / Thunderbolt 3 | 2019 | 40Gbps |
Aby se překonal nedostatek rychlosti, bylo v roce 2008 představeno rozhraní USB 3.0, které je desetkrát rychlejší než USB 2.0. Pouhých pět let poté se objevilo rozhraní USB 3.1, poté USB 3.2. A konečně, loni, bylo představeno rozhraní USB 4. Novější verze neustále rostou a dokonce zdvojnásobují rychlost přenosu dat. Ve skutečnosti USB 3.1 zdvojnásobuje rychlost verze 3.0. Během své historie se rozhraní USB vyvinulo z poněkud omezených 1.5 Mbps (1995 – USB 1.0) na připojení, které může dosáhnout rychlosti 40 Gbps (2019 – USB4).
USB konektory a zásuvky
USB se obvykle rozlišuje podle typu kabelů a konektorů, nikoli podle samotného protokolu. Mnoho elektronických zařízení má svůj vlastní vestavěný kabel. Například Apple navrhl konektor Lightning pro nabíjení a připojení příslušenství s nízkou spotřebou energie, jako jsou iPhony a iPady. V oblasti USB se však používají i jiné typy standardních konektorů. Tyto USB konektory stále častěji nahrazují jiné typy jako nabíjecí kabely přenosných zařízení. S tím, jak se mezi zařízeními stávají populárnějšími, se stále častěji objevují i jiné konektory, což v oblasti USB vytváří zmatek. Konektor (konec zástrčky) má prodloužené připojovací piny, které zapadají do odpovídající zásuvky nazývané jack nebo port. Nejčastěji používané zásuvky jsou USB typu A, typu B, Mini-A, Mini-B, Mini-AB, Micro-B a Micro-AB.
Pro další usnadnění rozlišení různých funkcí a verzí USB jsou porty a zástrčky často barevně kódovány. Obvykle se používají tyto barevné konvence: bílá pro USB 1.0, černá pro USB 2.0, modrá pro USB 3.0 a tyrkysová pro USB 3.1. Modernější zařízení však mohou mít jeden nebo dva USB porty oranžové, červené nebo žluté barvy. Je důležité si uvědomit, že tyto nové barvy neindikují specifikaci USB, jako je 2.0 nebo 3.0. Místo toho znamenají, že napájení portu je vždy zapnuté a umožňuje nabíjení. Tyto barvy také označují, že se konektor nevypíná během režimu spánku nebo pohotovostního režimu zařízení. Tuto funkci nejčastěji najdete u portů USB 3.0 nebo 3.1.
S příchodem USB 3.1 jsme byli svědky vzestupu nového a odlišného konektoru, slavného USB Type-C. Nyní označovaného jako USB-C. Tyto zástrčky a porty jsou obdélníkové se čtyřmi zaoblenými rohy. Konektor má celkem 24 pinů. Používá 4 napájecí a 4 zemnící piny, 2 páry pro vysokorychlostní USB, 4 stíněné páry pro superrychlá data, dva piny pro použití v postranním pásmu a 2 konfigurační a řídicí piny. Jedná se o konektor připravený na budoucnost, který poskytuje lepší funkce a umožňuje nejen rychlejší datové připojení, ale i větší výkon.
| Rozložení pinů USB-C A | Rozložení pinů USB-C B | |||
| Pin | Jméno | Popis | Jméno | Popis |
| 1 | GND | Návratnost ze země | GND | Návratnost ze země |
| 2 | SSTXp1 | SuperSpeed pár č. 1, TX, pozitivní | SSRXp1 | SuperSpeed pár č. 2, RX, pozitivní |
| 3 | SSTXn1 | SuperSpeed pár č. 1, TX, negativní | SSRXn1 | SuperSpeed pár č. 2, RX, negativní |
| 4 | V-BUS | Napájení sběrnice | V-BUS | Napájení sběrnice |
| 5 | CC1 | Konfigurační kanál | SBU2 | Využití postranního pásma (SBU) |
| 6 | 1 Dp | Pár USB 2.0, pozice 1, kladný | Dn2 | Pár USB 2.0, pozice 2, záporný pól[a] |
| 7 | Dn1 | Pár USB 2.0, pozice 1, záporný | 2 Dp | Pár USB 2.0, pozice 2, kladný pól[a] |
| 8 | SBU1 | Využití postranního pásma (SBU) | CC2 | Konfigurační kanál |
| 9 | V-BUS | Napájení sběrnice | V-BUS | Napájení sběrnice |
| 10 | SSRXn2 | SuperSpeed pár č. 4, RX, negativní | SSTXn2 | SuperSpeed pár č. 3, TX, negativní |
| 11 | SSRXp2 | SuperSpeed pár č. 4, RX, pozitivní | SSTXp2 | SuperSpeed pár č. 3, TX, pozitivní |
| 12 | GND | Návratnost ze země | GND | Návratnost ze země |
USB-C: Další úroveň
Z fyzického hlediska se USB-C vztahuje na specifický typ zástrčky a některé specifikace pro zapojení kabelů. První USB-C používal protokol USB 3.1, což této nové specifikaci umožnilo dosáhnout vyšší přenosové rychlosti. Jak již bylo zmíněno výše, USB 3.1 snadno poznáte podle toho, že má obvykle modrou barvu uvnitř, a také na připojovacím portu. Protože je USB-C menší než jeho předchozí verze, perfektně se hodí do menších a nyní plošších zařízení, jako jsou ultrabooky, tablety, chytré telefony a další.
Klíčové na portu USB-C je, že je skutečně univerzální. Myšlenka mít jednu nabíječku, kterou můžete použít k nabíjení jakékoli elektroniky, je další významnou věcí na USB-C. Není to další nový port určený k vyčerpání vašich kapes za nové kabely. K dispozici je zpětná kompatibilita s konektory USB 3.0 a 2.0. Ale asi nejlepší na tomto novém typu připojení je, že jej lze zapojit bez orientace nahoru nebo dolů (podobně jako slavný Lightning od Applu). Tato malá, ale praktická funkce umožňuje připojit konektor USB-C oběma směry a stále funguje perfektně.
Rozhraní USB-C se od svého zavedení v roce 2014 masově přijímá. Není divu, že Evropský parlament k 31. lednu 2020 hlasoval pro standardizaci nabíječek komunikačních zařízení s cílem snížit množství produkovaného elektronického odpadu. Tato standardizace může vést k tomu, že někteří výrobci hardwaru přijmou rozhraní USB-C, nebo jim hrozí pokuty či omezení distribuce v EU. Společnost Google v minulosti uvedla, že je zavázána k dodržování specifikací USB Type-C. Uvedla, že její spotřebitelé jej mohou očekávat v mnoha Chromeboocích a telefonech s Androidem. Společnost Apple také sladila své produkty s USB-C, protože je přesvědčena, že to bude budoucnost těchto portů.
USB-C: Možnosti a kompatibilita
Schopnost napájet větší zařízení přes sběrnici USB se začala objevovat s příchodem technologie Power Delivery 1.0. Tato technologie umožnila maximální funkčnost USB tím, že poskytla flexibilnější napájení a přenos dat přes jediný kabel. USB-C se ukázalo jako mimořádně přizpůsobivé jak pro data, tak pro napájení. První verze USB-C dokázala přenášet až sto wattů energie a rychlost až 10 Gb/s. Ve srovnání s ostatními je to značný krok vpřed. Toto napájení znamená, že k němu můžete připojit 4K monitor, superrychlý SSD RAID a dokonce s ním můžete plně nabít notebook.
| Standardy napájení USB | |||
| Specifikace | Napětí | Výkon | |
| USB 2.0 | 500mA | 5VDC | 2.5W |
| USB 3 | 900mA | 5VDC | 4.5W |
| USB 3.2 | 1,500mA | 5VDC | 7.5W |
| USB4 / Thunderbolt 3 | 5,000mA | 20VDC | 100W |
Jiné protokoly používají USB-C jako nové rozhraní, například Thunderbolt3, DisplayPort, MHL a HDMI. Video výstup na USB-C umožňuje plynulý výstup videa streamováním nativního videa zařízení do těchto protokolů pomocí alternativního režimu USB-C. Této alternativy je dosaženo použitím hardwarového klíče (dongle). Společnost Apple byla slavně kritizována za odstranění všech rozšiřujících portů ze své řady MacBooků kromě USB-C. To vyžadovalo, aby si spotřebitelé pořídili hardwarové klíče (dongle), které přizpůsobí USB-C libovolnému rozhraní, které potřebují. Použití dokovacích stanic tento problém rychle vyřešilo. Dokovací stanice umožňují připojení více zařízení k zařízení pomocí pouze jednoho portu USB-C/Thunderbolt.
DisplayPort přes USB 3.1 podporuje rozlišení 4K (3840×2160) a dokonce až 5K (5120×2880), pokud jsou všechny 4 linky PCIe vyhrazeny pro video výstup.
VR headsety, jako je Oculus Quest, umožňují streamovat celý VR zážitek z počítače přes jediný konektor USB-C. A co se týče zvukových možností, zvukové adaptéry přes USB-C podporují specifikaci třídy zařízení 3.0 (digitální) nebo režim příslušenství zvukového adaptéru (analogový). Režim závisí na tom, zda je kabel aktivní (s vestavěným DAC) nebo pasivní (bez DAC).
V současné době někteří výrobci mobilních telefonů záměrně propagují přenosovou rychlost mobilních telefonů používajících konektor USB-C. Tento názor může být zavádějící. Pouze rozhraní Type-C využívající protokol USB 3.1 má vyšší přenosovou rychlost. Vzhledem k alternativnímu režimu by měly být kabely USB také vybaveny ochrannými prvky, které zabraňují poškození, což v počátcích nebylo vždy pravda. Hardware i kabely se však neustále zlepšují, takže když se používají s různou elektronikou, která nemusí podporovat jejich maximální odběr energie, kabely chrání zařízení.
Stručně řečeno, zde jsou některá z nejčastějších a dalších využití USB-C:
- Dokovací stanice umožňují připojení více zařízení k zařízení pomocí pouze jednoho portu USB-C/Thunderbolt.
- Některé nové monitory jsou založeny na konektoru USB-C. Již nepotřebují samostatný kabel HDMI, DisplayPort nebo VGA.
Na StorageReview jsme si prohlédli několik monitorů, které nyní používají jako přenosový protokol USB-C. Další možnosti naleznete zde: https://www.storagereview.com/consumer
- Oculus Quest umožňuje streamovat celý VR zážitek z počítače přes jediný USB-C konektor.
Závěr
Konektor USB-C představuje kompaktní a efektivní náhradu za staré USB, aniž by se zapomínalo na účel, k němuž USB sloužilo. Vzhledem k tomu, že USB-C je standardem téměř veškerého nového hardwaru, umožňuje také pohodlnější připojení. Od projektorů, telefonů, síťových adaptérů a mnoha dalších zařízení, která si dokážete představit. Nyní lze zařízení snadno napájet přes tento robustní a univerzální konektor, protože nabíjení zařízení a přenos dat je díky němu rychlý a snadný, a poskytuje výkon až 100 wattů. Díky tomuto výkonu mohou kabely USB-C přenášet video v rozlišení Ultra HD 4K na displeje s USB-C a HDMI. To znamená čtyřnásobné rozlišení oproti běžnému vysokému rozlišení.
S příchodem USB4 se lídři v oboru, jako jsou Apple, Google a Samsung, chopili USB-C. Tato technologie je také doma v různých operačních systémech, jako jsou iOS, Android, Windows a další. Konečně se můžeme soustředit na svou kreativitu, místo abychom se starali o to, zda máme správný nabíjecí kabel. Díky možnosti zapojit telefon do stejné nabíječky jako tablet, notebook nebo sluchátka nám USB-C umožňuje snížit počet „cihel“ v tašce.
Amazon