С развитием компьютерной техники возник вопрос о передачи данных между устройствами в больших объемах. Также были попытки сделать универсальный разъем который бы также позволял подключать к устройствам различные контролеры, устройства для хранения данных и так далее. В 90-х годах существовали различные разъемы для разных устройств, что было не удобно, например, если вы пользовались клавиатурой фирмы А, вы не могли так просто перейти на клавиатуру фирмы Б. Со временем была разработана универсальная серийная шина (USB)..Принцип работы USB весьма прост:в устройствах устанавливаются микросхемы производящие преобразование информации, получаемой от устройств в протокол передачи, который передаётся в виде цифровой информации между двумя устройствами по кабелю.
USB 1.0 Первая версия, по сегодняшним меркам, имела малую скорость передачи информации( 1,5 Мбит/с), а скорость закачки составляла всего 180 кБайт/с. Был выбран путь максимальной унификации: для передачи информации использовался всего 1 пара проводов, вторая пара использовалась для передачи питания (на устройство или коннектор подключенный к ПК) до 500 мА. Пятый проводник выполнял функцию экрана.
USB 2.0 Сохранил разъем первой версии, но обеспечивал скорость передачи 480 мБит/с, теоретически можно передавать информацию на скорости 60 мБайт/с., изначально обеспечивал питание подключенных устройств 0,5А , но похже появились разъемы поддерживающие питание до 1А, иногда встречались разъёмы с максимальной возможностью питания 5А (USB 2.0 5A). Также была внедрена возможность подключения одного устройства к другому без компьютера, или подключения коннектора к устройству ( Принтера к смартфону; клавиатуры к телефону) .
USB 3.0 увеличивать скорость без увеличения количества проводом было невозможно, поэтому был внедрены еще кабеля( 9 проводов и 1 экран, в качестве проводника, против 4 проводов и 1 экрана во второй версии USB). Также благодаря увеличение количества пар проводов стало возможным передавать информацию полным дуплексом, то есть одновременно по одной паре в одну сторону и по второй в другую, что увеличивает скорость обмена информацией.
Схема
Устройства имеющие разъём USB 2.0 подключаются к порту USB 3.0 и наоборот. Это означает что имея например клавиатуру USB 2.0 её свободно можно подключить к порту USB 3.0(если при этом будет происходить передача данных, то она будет на уровне второй версии). Наоборот немного сложнее так как есть модификации других типов разъёмов, но одинаковые кабели и разъёмы совместимы.
Для того что бы пользователь мог визуально определить разъём USB 3.0 он делается синим внутри. ( Фото снизу)
USB 3.0 обеспечивает скорость передачи информации до 5Гбит/с и может поддерживать устройства потребляемые ток до 1 А. Стандарты токовых нагрузок наведены ниже, но любой производитель может внести свои коррективы в сторону увеличения.
| Спецификация | Ток | Напряжение | Мощность |
|---|---|---|---|
| USB 1.x и 2.0 | 500 мА | 5 V | 2,5 Вт |
| USB 3.0 | 900 мА | 5 V | 4,5 Вт |
| USB 3.1 | 2 | 5 V | 10 W |
| 5 | 12 V | 60 W | |
| 5 | 20 V | 100 W | |
| USB для зарядки батареи | 0,5-1,5 | 5 V | 2,5-7,5 Вт |
| USB Power Delivery | 2 | 5 V | 10 W |
| 3 | 12 V | 36 W | |
| 3 | 20 V | 60 W | |
| 5 | 20 V | 100 W |
USB 3.1 модификация USB 3.0, благодаря новым протоколам передачи увеличена пропускная способность до 10Гбит/с.
Wireless USB (UWB) протокол беспроводной передачи информации похож на WI-FI скорость передачи информации зависит от расстояния и составляет от 480 мбит/с до 3 метров и 110 мБит/с до 10м.
Optical USB (USB 3.0) Стандарт передачи сигнала не по проводу, а по оптическому волокну, в этом случае используется конвертер с электрического сигнала в оптический и между разъёмами передаётся оптический сигнал, это частный случай используется тот же протокол USB 3.0 но сигнал передаётся в оптической среде. Одно из неоспоримых преимуществ возможность создать очень гибкий кабель и практически неограниченной длины, длина кабеля зависит от мощности лазера встроенного в разъём сейчас изготавливаются кабели до 50 метров.
