Usb тип b что такое. Типы портов компьютера: виды разъёмов и адаптеров. Некоторые типы разъемов

В связи с тем, что разъемов USB существует достаточно много, часто происходит путаница между ними. Порой, после покупки кабеля наступает волна разочарования, ведь может оказаться, что штекер купленного провода не подходит к устройству. Поэтому данной статье я постараюсь рассказать, какие виды разъемы бывают у USB-шнуров.

Несмотря на то, что информации по этой теме в Интернете полно, обычно она затрагивает вопросы разработки, дает даты утверждения и введения в эксплуатацию, особенности конструкции и распайку контактов. В общем, приводится больше справочная информация, которая для конечного потребителя обычно не представляет особого интереса. Я же постараюсь рассмотреть разъемы с бытовой точки зрения – где они используются, их преимущества и недостатки, отличия и особенности.

Версии USB. Чем отличается USB 2.0 от USB 3.0

Для начала кратко общие сведения. USB-устройства бывают версий трех версий – 1.1, 2.0 и 3.0. Первая уже почти не используется, так как обеспечивает слишком низкую скорость передачи данных (12 Мбит – примерно 1,2 Мбайт/с) и может применяться исключительно для совместимости с привередливым железками. Вторая версия сейчас занимает господствующее положение. Большинство устройств, продающихся в магазинах и используемых в настоящее время, имеют поддержку второй версии. Она обеспечивает пропускную способность 480 Мбит/с, то есть скорость копирования теоретически должна быть на уровне 48 Мбайт/с. Однако из-за конструктивных особенностей и не совсем идеальной реализации на практике скорость редко превышает 30-33 Мбайт/с. Большинство внешних винчестеров умеют читать со скоростью в 3-4 раза больше. То есть этот разъем является узким горлышком, тормозящим работу современных накопителей. Для мышек, клавиатур и т. п. скорость роли не играет.

Третья версия раскрашена в синий цвет, означающий принадлежность к последнему поколению. Пропускная способность равна 5 Гбит/с, что может дать 500 Мбайт/с. Современные винчестеры имеют скорость около 150-170 Мбайт/с, то есть, третья версия USB сможет обеспечить большой запас по скорости на ближайшие годы.

Совместимость разных версий USB.

Несколько слов про совместимость. Версии 1.1 и 2.0 конструктивно полностью совместимы между собой. Если одна из соединяемых сторон – старой версии, то работа будет вестись на пониженной скорости, а операционная система выведет сообщение “Устройство может работать быстрее”, которое означает, что имеется быстрый порт USB 2.0 в компьютере, а устройство, которое в него втыкается, медленное – версии 1.1.

А вот с совместимостью USB версий 2.0 и 3.0 не все так однозначно. Любое устройство или шнур USB 2.0 можно подключить к синему порту третьей версии. А вот наоборот сделать не получится. Современные кабели и устройства с USB 3.0 отличаются от привычных разъемов дополнительными контактами, позволяющими увеличить пропускную способность интерфейса, поэтому подключить их в старый порт не получится (исключение составляет только тип A).

Питание USB

В любом USB разъеме подается напряжение 5 Вольт, а ток не может превышать 0,5 Ампера (для USB 3.0 – 0,9 Ампера). На практике это означает, что максимальная мощность подключаемого устройства может быть не более 2,5 Ватт (4,5 для USB 3.0). Поэтому при подключении маломощных и портативных устройств – плееров, телефонов, флэшек и карт памяти – проблем не будет. А вот вся крупногабаритная и массивная техника имеет внешнее питание от сети.

А теперь перейдем к видам разъемов. Рассматривать совсем экзотические варианты я не буду, а лишь расскажу о самых ходовых и частоупотребляемых штекерах. В скобках будет указана принадлежность в определенной версии USB.

Это самый распространенный и самый узнаваемый разъем из ныне существующих. Большинство устройств, подключаемых по USB, имеют именно его. Мышки, флэшки, клавиатуры, камеры и многое другое – все они оснащены USB типа A, который берет свое начало еще в 90-х. Одним из самых главных преимуществ данного порта является надежность. Он может пережить достаточно большое количество подключений, не разваливается и действительно по достоинству заслужил стать самым распространенным средством подключения всего, чего только можно. Несмотря на прямоугольную форму, обратной стороной его не воткнуть, присутствует “защита от дурака”. Однако для портативных устройств он не подходит, так как имеет достаточно большие габариты, что в конце концов привело к появлению модификаций меньших размеров.

USB тип B (USB 2.0)

Второй тип USB – снискал гораздо меньшую славу, нежели сородич. В отличие от штекеров типа А, имеющих прямоугольную форму, все модификации типа B (в том числе и Mini и Micro – см. ниже) обычно имеют или квадратную, или трапециевидную форму. Обычный, полноразмерный тип B – единственный представитель, имеющий квадратную форму. По размерам он достаточно большой и по этой причине применяется в различной периферии и крупногабаритных стационарных устройствах – принтерах, сканерах, иногда ADSL-модемах. Что интересно, производители принтеров редко комплектуют таким кабелем свои изделия, поэтому шнур к печатающему устройству или МФУ приходится приобретать отдельно.

Mini USB Тип B (USB 2.0)

Появление огромного количества миниатюрных устройств привело к появлению крошечных разъемов USB. А по истине массовым Mini USB тип B стал с появлением переносных винчестеров, в которых он широко применяется. Разъем имеет пять контактов, а не 4 как у “взрослых штекеров”, правда один из них не используется. К сожалению, миниатюризация негативно сказалась на надежности. Несмотря на большой ресурс, через некоторое время Mini USB расшатывается и начинает болтаться, хотя из порта не вываливается. В настоящее время продолжает активно использоваться в плеерах, портативных винчестерах, кардридерах и другой технике небольших габаритов. Интересно, что вторая модификация (тип A) почти не применяется, вы с трудом найдете такой шнур в продаже. Постепенно начинает вытесняться более совершенной модификацией Micro USB.

Micro USB тип B (USB 2.0)

Доработанный вариант предыдущего разъема. Имеет совсем миниатюрные размеры, вследствие чего применяется производителями в современной технике, которая отличается небольшой толщиной. Кроме того, улучшено крепление, штекер сидит очень плотно и не вываливается. В 2011 году данный разъем был утвержден как единый стандарт для зарядки для телефонов, смартфонов, планшетов, плееров и другой портативной электроники. Поэтому, имея у себя всего один шнур, можно прокормить весь “электронный зоопарк”. Стандарт продолжает набирать обороты, можно надеяться, что через год-другой почти все новые устройства будут оснащены единым разъемом. Как и в предыдущем случае, тип А почти не применяется.

USB тип A (USB 3.0)

Новый стандарт USB, имеющий значительно более высокую пропускную способность. Появление дополнительных контактов привело к изменению внешнего вида почти всех USB-штекеров 3.0. Несмотря на это, тип A внешне остался неизменным, лишь синий цвет сердцевины выдает в нем новичка. Это означает, что сохранена обратная совместимость. Устройство USB 3.0 можно подключить в старый порт USB 2.0 и наоборот. В этом главное отличие от остальных разъемов USB 3.0. Такие порты можно встретить в современных компьютерах или ноутбуках.

USB тип B (USB 3.0)

По аналогии с предыдущей версией данный тип используется в средней и крупной периферии и устройства, требующих высокой производительности – NAS, стационарных жестких дисках. Разъем сильно модифицирован и подключить его к USB 2.0 не выйдет. В продаже такие шнуры тоже встретишь не часто (в противоположность предыдущему). Воткнуть такой разъем в USB 2.0 тип B уже не выйдет - верхняя часть будет мешать.

Micro USB (USB 3.0)

Этот разъем продолжатель традиций “классического” Micro USB. Он обладает теми же качествами – компактность, надежность, хорошее соединение, но при этом имеет и высокую скорость передачи данных. Поэтому используется в основном в новых внешних сверхскоростных жестких дисках и SSD. Становится все более популярным, поэтому чтобы не носить с внешним винчестером и провод, можно купить дополнительный кабель в любом магазине. Основная часть разъема полностью копирует Micro USB второй ревизии

Главное не перепутать - отличие Micro USB и Mini USB.

Главная путаница, возникающая у пользователей, происходит между Mini USB и Micro USB, которые действительно немного похожи. Первый имеет чуть большие размеры, а второй специальные защелки на задней стороне. Именно по защелкам вы всегда можете отличить эти два разъема. В остальном они идентичны. А поскольку устройств и с тем, и с другим очень много, лучше иметь оба кабеля – тогда с подключением любой современной портативной техники проблем не будет.

Слева Mini USB, справа Micro USB.
Mini USB значительно толще, что не позволяет использовать
его в компактных тонких устройствах.
Micro USB легко узнать по двум зазубринкам,
крепко держащих штекер при подключении.

Три брата одного семейства.
Mini USB и Micro USB значительно тоньше обычного.
С другой стороны "крохи" проигрывают
в надежности старшему товарищу.

USB это последовательный интерфейс передачи данных для периферийных устройств в вычислительной технике

Стандарт USB 1.0, получивший широкое распространение, был представлен в ноябре 1996 года. Версия v1.1 практически почти не используется по причине слишком низкой скорости передачи данных (12 Мбит/сек), поэтому применяется только для совместимости.

USB 2.0

Стандарт USB 2.0, получивший широкое распространение, был представлен в ноябре 1996 года.

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.

Напряжение питания по шине USB равно 5 В при силе тока до 500 мА. Этого, конечно, недостаточно для периферийных устройств со высоким энергопотреблением, например таких как принтеры. Поэтому они комплектуются собственными блоками питания, которые подключаются непосредственно к электрической розетке. Кабели USB ориентированы, то есть имеют физически разные наконечники «к устройству» (Тип B) и «к хосту» (Тип A). Возможна реализация USB устройства без кабеля, со встроенным в корпус наконечником «к хосту».

Компьютеры и ноутбуки, выпущенные после 2003 года, как правило, оснащены портами USB 2.0.

Устройств USB 2.0 поддерживают три режима работы:

• Low-speed , 10-1500 Кбит/c (клавиатуры, мыши, джойстики, геймпады)
• Full-speed , 0,5-12 Мбит/с (аудио-, видеоустройства)
• High-speed , 25-480 Мбит/с (видеоустройства, устройства хранения информации)

Интерфейс USB 3.0 – стандарт SuperSpeed USB

Спецификация USB 3.0 появилась в 2008 году.

В спецификации USB 3.0 разъёмы и кабели совместимы с USB 2.0, причём для однозначной идентификации разъёмы USB 3.0 изготавливают из пластика синего или (у некоторых производителей) красного цвета.

Спецификация USB 3.0 повышает максимальную скорость передачи информации до 5 Гбит/с - что выше скорости передачи данных устройств USB 2.0. (максимально 480 Мбит/с.)

31 июля 2013 года USB 3.0 Promoter Group объявила о принятии спецификации следующего интерфейса, USB 3.1, скорость передачи которого может достигать 10 Гбит/с. Разъём USB 3.1 Type-C является симметричным.

Типы возможных разъемов и кабелей

Количество возможных разъемов USB 3.0 стало больше. Самый популярный разъём, которым все пользовались - USB Type-A классического размера: он расположен на флешках, USB-модемах, на концах проводов мышей и клавиатур. Чуть реже встречаются полноразмерные USB Type-B: обычно таким кабелем подключаются принтеры и сканеры. Мини-версия USB Type-B до сих пор часто используется в кардридерах, цифровых камерах, USB-хабах. Микро-версия Type-B стала самым популярным разъёмом в мире: все актуальные мобильники, смартфоны и планшеты (кроме продукции одной фруктовой компании) выпускаются именно с разъёмом USB Type-B Micro.

Еще два десятка лет назад гнездо USB было в диковинку даже для настольного персонального компьютера. Но со временем обычный стандартный разъем превратился в мини, а позже появился и микро. На сегодняшний день без интерфейса этого типа не обходится ни одно мобильное устройство. Именно по этой причине совсем не лишним будет узнать, что же собой представляют, как устроены и для чего служат порты USB и микро-USB.

Спецификация USB-интерфейса

С развитием вычислительной техники проблема оперативной передачи информации между устройствами становилась все актуальней. Существующие стандарты последовательных и параллельных портов уже не могли удовлетворить возрастающие потребности и были крайне неудобны в использовании. Перед конструкторами встала задача создания универсального и, главное, простого в использовании порта с высокой скоростью передачи. Им и стал хорошо известный сегодня каждому пользователю интерфейс USB - универсальная последовательная шина (Universal Serial Bus).

Первая версия порта - USB 1.0 - не отличалась высокой скоростью передачи данных (1.5 Мбайт/с), но обладала свойствами универсальности и простоты использования. Интерфейс отлично подходил для работы с самой различной периферией и, что особенно важно, поддерживал «горячее» подключение и режим «включай и работай». Правда, версия оказалась «сырой» и работала нестабильно, поэтому через 2 года вышла очередная спецификация - USB 1.1. В ней были исправлены ошибки версии USB 1.0.

Протокол USB 2.0 сохранил все достоинства предыдущей версии и передавал данные уже со скоростью до 48 Мбайт/с. Эта версия спецификации была уже намного полезнее своего старшего собрата. Она могла поддерживать достаточно скоростные внешние накопители и обеспечивала передачу больших объемов информации за разумное время. Эта версия до сегодняшнего дня считается основной - именно с интерфейсом USB 2.0 выпускается подавляющее большинство периферии и мобильных устройств.

Версия протокола USB 3.0, появившаяся 10 лет назад, обладает еще большей (до 600 Мбайт/с) пропускной способностью и в состоянии обслуживать по-настоящему скоростные устройства. Как и предшественники, порт удобен в использовании и имеет то же архитектурное строение , а значит, позволяет подключать внешние устройства «на лету» (горячее подключение) и самостоятельно распознает их. В настоящее время ведется разработка сверхскоростного протокола USB 3.2, который позволит устройствам обмениваться информацией на скоростях до 2.5 Гбайт/с.

Типы USB-разъемов

Одновременно с развитием спецификации разрабатывались и новые типы разъемов USB. Связано это с тем, что подобным интерфейсом начали снабжать не только ПК и периферию к ним, но и самые разнообразные гаджеты, в том числе и миниатюрные. Стандартный ЮСБ-разъем, разработанный изначально, просто не умещался в компактных корпусах мобильных устройств. На сегодняшний день существует 3 основных типа портов:

1. mini USB;
2. micro USB.

Именно под них «заточено» большинство периферийных устройств и гаджетов.

Три основных на сегодняшний день типа USB-разъемов

Обычное USB гнездо

Устанавливается в ПК, ноутбуках и периферии к ним - принтерах, внешних накопителях, маршрутизаторах и пр. Такие же гнезда имеют и универсальные сетевые адаптеры.

Стандартные гнезда USB в ПК и сетевом зарядном устройстве

Вилкой к такому типу гнезд оснащаются периферийные устройства - мыши, клавиатуры, внешние накопители, радиомодули и пр. Такие же вилки можно увидеть и в кабелях-переходниках с одного типа разъема на другой:

Кабель USB - мicro USB

Интерфейс мini USB

Этот тип интерфейса был разработан для миниатюрных устройств, требующих передачи информации - обычное гнездо в них просто не умещается. Особо этот стандарт не прижился из-за достаточно громоздкой конструкции розетки , но и сегодня существует очень много гаджетов, использующих такой тип разъемов. Для сопряжения с другими типами, как было сказано выше, выпускаются кабели-переходники.

Плеер с мини-ЮСБ и переходной шнур для него

Разъем micro USB

На сегодняшний день этот тип разъемов является стандартным для малогабаритных устройств - им оснащаются практически все гаджеты - от телефонов и планшетов до плееров, навигаторов и камер. Несмотря на свою компактность и кажущуюся хлипкость , конструкция при соответствующем обращении достаточно прочная, надежная и долговечная. Следуя этому стандарту, такими гнездами оснащаются даже устройства, абсолютно не нуждающиеся в передаче информации - фонарики, радиоприемники, беспроводные наушники и пр. Для чего тому же фонарику интерфейс передачи данных? Верно, ни к чему. А гнездо в таких устройствах используется для подачи внешнего питания и зарядки встроенных аккумуляторов.

USB-порты в обыкновенных фонариках служат лишь для зарядки аккумуляторов

Немного странно видеть «телегу с реактивным двигателем», но, согласитесь, это удобно - тот же фонарь можно зарядить при помощи стандартного кабеля от любого ПК, повербанка или зарядного устройства с соответствующим гнездом.

Отдельно следует упомянуть интерфейс микро версии 3.0. Гнезда и вилки в нем несколько отличаются от разъемов 1.0 и 2.0:

Кабели USB 3.0 - обычный, мини и микро

Совместимость версий

Поскольку спецификации интерфейсов появлялись практически одна за другой, проблема совместимости стояла достаточно остро и конструкторы с этой задачей справились на «отлично». Все три версии спецификации полностью совместимы по протоколу «снизу вверх». То есть пользователи старых интерфейсов могли стыковать свои гаджеты с более новыми разработками. При этом распознавание самого медленного устройства в сети производится портами автоматически и не требует никаких действий от пользователя.

Что касается интерфейса (распиновка, форма гнезд и штекеров), то первая и вторая версии совместимы между собой полностью. Версия же 3.0 совместима с предыдущими лишь по типам «обычный USB» и «mini USB». Разъем микро USB третьей версии вставить в гнезда предыдущих не удастся, но наоборот – пожалуйста.

Использование порта для питания и зарядки

Кроме передачи информации, порты способны питать внешние устройства. Для этого во всех модификациях гнезд существуют два отдельных контакта (pin). Это удобно для работы с внешними устройствами, не имеющими собственного источника питания - flash-памятью, клавиатурой, радиомодулями и пр. Это же свойство интерфейса, как было сказано выше, зачастую используется в совсем уж некомпьютерных гаджетах.

Любопытно то, что в зависимости от задачи интерфейс может как подавать питание на внешние устройства, так и получать. Если вы, к примеру, подключите планшет к повербанку, то устройство начнет зарядку собственного аккумулятора. Подключите к тому же планшету флешку или мышь, и направление тока сменится - гаджет будет подавать на периферийное устройство питание . Но если переключать направление питания пользователю не нужно - все это делается автоматически - то знать нагрузочную способность портов все же надо. Какой ток может выдать то или иное гнездо?

Согласно спецификации, максимальные токи для версий 1.0, 2.0 и 3.0 соответственно равны 500, 500 и 900 мА. Тем не менее, далеко не все гаджеты в состоянии такой ток отдать, а некоторые могут дать и больше. Все будет зависеть от конкретного устройства и режима его работы. Как определить, «потянет» ли, к примеру, планшет внешний накопитель или будет ли заряжаться планшет, подключенный к ПК?

Конечно, эта информация есть в сопроводительной документации на каждое порядочное устройство, но можно использовать и «метод тыка». USB - порт универсальный и достаточно «умный». После подключения устройств они делят между собой приоритеты и разбираются, чего и сколько нужно каждому из них.

Если планшет не в состоянии обеспечить нормальный ток, скажем, внешнему дисководу, то периферийное устройство просто не включится. Если у ПК не хватит сил зарядить энергоемкий планшет полным током, а последний не хочет довольствоваться малым, то зарядка производиться не будет. Сжечь же порты, оснащенные защитой от перегрузки, переполюсовки и КЗ вам в любом случае такими экспериментами не удастся.

Теоретически интерфейс третьей версии смартфона Samsung рассчитан на ток в 900 мА, но, скорее всего, самому гаджету столько не выдать

Устройство интерфейсных кабелей

Ну и для того, чтобы картина по портам USB была полной, необходимо рассмотреть разводку и назначение контактов каждого из типов. Эта информация будет полезной не только программистам и «самоделкиным», ремонтирующим интерфейсные кабели и заменяющим разбитые разъемы в гаджетах, но и простым пользователям, желающим знать, что к чему.

Распиновка гнезд и штекеров

Благодаря тому, что одной из основных задач перед разработчиками стояла возможность совместимости, распиновка и расположение контактов розеток и вилок всех типов за небольшим исключением мало отличается одна от другой.

Схема распайки контактов на вилке и розетке USB 1.0, 2.0, где:

• 1 - +5 В;
• 2 - D-;
• 3 - D+;
• 4 - GND.

Цветовая маркировка проводников

При распайке кабелей каждому из контактов разъема присваивается свой цвет. Это помогает избежать путаницы при изготовлении и облегчает ремонт. Стандартная расцветка проводов в USB кабеле следующая:

• 1 - красный;
• 2 - белый;
• 3 - зеленый;
• 4 - черный (белый для микро 3.0);
• 5 - черный;
• 6 - синий;
• 7 - желтый;
• 8 - белый;
• 9 - фиолетовый;
• 10 - коричневый.

Критерии выбора кабеля

Если вам необходимо соединить два устройства по интерфейсу ЮСБ, а подходящего кабеля нет, то его придется купить. Но как выбрать из всего вышеперечисленного разнообразия то, что нужно? Критерий выбора исключительно прост - если вилки кабеля входят в гнезда устройства , то у вас в руках то, что нужно. Единственное, что стоит помнить: если вы используете кабель версии 2.0 для соединения устройств с гнездами 3.0, то эти устройства перейдут на протокол 2.0, но великолепно будут работать. И еще один момент. Если хотя бы одно из устройств не поддерживает протокол 3.0, то нет смысла покупать совсем недешевый «троечный» кабель – можно обойтись обычным для второй версии.

Ноутбук имеет гнезда версии 2.0, а это значит, что каким бы кабелем вы ни соединили эти устройства, они будут работать по протоколу 2.0

Ну и, покупая кабель, просите интерфейсный, а не для зарядки. Некоторые чересчур умные производители экономят и делают двухпроводные ЮСБ-кабели для зарядки, припаяв лишь шину питания. С виду они могут быть точно такими же, как обычные интерфейсные, но стоят намного дешевле, поскольку не имеют проводов для передачи информации.

Распиновка USB-кабеля означает описание внутреннего устройства универсальной последовательной шины. Это устройство применяется для передачи данных и зарядки аккумуляторов любых электронных приборов: мобильных телефонов, плееров, ноутбуков, планшетных компьютеров, магнитофонов и других гаджетов.

Проведение качественной распиновки требует знаний и умения читать схемы, ориентирования в типах и видах соединений, нужно знать классификацию проводов, их цвета и назначение. Длительная и бесперебойная работа кабеля обеспечивается правильным соединением проводами 2 коннекторов USB и mini-USB .

Универсальная последовательная шина представлена 3 версиями -- USB 1.1, USB 2.0 и USB 3.0 . Первые две спецификации полностью совмещаются между собой, шина 3.0 имеет частичное совмещение.

USB 1.1 -- это первая версия устройства, используемая для передачи данных. Спецификацию применяют только для совместимости, так как 2 рабочих режима по передаче данных (Low-speed и Full-speed ) обладают низкой скоростью обмена информацией. Режим Low-speed со скоростью передачи данных 10-1500 Кбит/с используется для джойстиков, мышей, клавиатур. Full-speed задействован в аудио- и видеоустройствах.

В USB 2.0 добавлен третий режим работы -- High-speed для подключения устройств по хранению информации и видеоустройств более высокой организации. Разъем помечается надписью HI-SPEED на логотипе. Скорость обмена информацией в этом режиме -- 480 Мбит/с, которая равняется скорости копирования в 48 Мбайт/с.

На практике, из-за особенностей конструкции и реализации протокола, пропускная способность второй версии оказалась меньше заявленной и составляет 30-35 Мбайт/с. Кабеля и коннекторы спецификаций универсальной шины 1.1 и второго поколения имеют идентичную конфигурацию.

Универсальная шина третьего поколения поддерживает скорость 5 Гбит/с, равняющуюся скорости копирования 500 Мбайт/с. Она выпускается в синем цвете, что облегчает определение принадлежности штекеров и гнезд к усовершенствованной модели. Сила тока в шине 3.0 увеличилась с 500 мА до 900 мА. Эта особенность позволяет не использовать отдельные блоки питания для периферийных устройств, а задействовать шину 3.0 для их питания.

Совместимость спецификаций 2.0 и 3.0 выполняется частично.

Классификация и распиновка

При описаниях и обозначениях в таблицах разъемов ЮСБ принято по умолчанию, что вид показан с внешней, рабочей стороны. Если подается вид с монтажной стороны, то это оговаривается в описании. В схеме светло-серым цветом отмечаются изолирующие элементы разъема, темно-серым цветом -- металлические детали, полости обозначаются белым цветом.

Несмотря на то что последовательная шина называется универсальной, она представлена 2 типами. Они выполняют разные функции и обеспечивают совместимость с устройствами, обладающими улучшенными характеристиками.

К типу A относятся активные, питающие устройства (компьютер, хост ), к типу B -- пассивное, подключаемое оборудование (принтер, сканер ). Все гнезда и штекеры шин второго поколения и версии 3.0 типа A рассчитаны на совместную работу. Разъем гнезда шины третьего поколения типа B больше, чем нужен для штекера версии 2.0 типа B, поэтому устройство с разъемом универсальной шины 2.0 тип B подключается с использованием только кабеля USB 2.0. Подключение внешнего оборудования с разъемами модификации 3,0 тип B выполняется кабелями обоих типов.

Разъемы классического типа B не подходят для подключения малогабаритного электронного оборудования. Подключение планшетов, цифровой техники, мобильных телефонов выполняется с использованием миниатюрных разъемов Mini-USB и их улучшенной модификации Micro-USB. У этих разъемов уменьшенные размеры штекера и гнезда.

Последняя модификация разъемов ЮСБ -- тип C. Эта конструкция имеет на обоих концах кабеля одинаковые коннекторы, отличается более скоростной передачей данных и большей мощностью.

Распиновка USB 2.0 разъема типы A и B

Классические разъемы содержат 4 вида контактов, в мини- и микроформатах -- 5 контактов. Цвета проводов в USB-кабеле 2.0:

• +5V (красный VBUS ), напряжение 5 В, максимальная сила тока 0,5 А, предназначен для питания;
• D- (белый ) Data-;
• D+ (зеленый ) Data+;
• GND (черный ), напряжение 0 В, используется для заземления.

Для формата мини: mini-USB и micro-USB:

1. Красный VBUS (+), напряжение 5 В, сила тока 0,5 А.
2. Белый (-), D-.
3. Зеленый (+), D+.
4. ID -- для типа А замыкают на GND, для поддержания функции OTG, а для типа B не задействуют.
5. Черный GND, напряжение 0 В, используется для заземления.

В большинстве кабелей имеется провод Shield, он не имеет изоляции, используется в роли экрана. Он не маркируется, и ему не присваивается номер. Универсальная шина имеет 2 вида соединителя. Они имеют обозначение M (male ) и F (female ). Коннектор М (папа ) называют штекером, его вставляют, разъем F (мама ) называется гнездо, в него вставляют.

Распиновка USB 3.0 типы A и B

Шина версии 3.0 имеет подключение по 10 или 9 проводам. 9 контактов используется, если отсутствует провод Shield. Расположение контактов выполняется таким образом, чтобы можно было подключать устройства ранних модификаций.

Распайка USB 3.0:

• A -- штекер;
• B -- гнездо;
• 1, 2, 3, 4 -- контакты, совпадающие с распиновкой контактов в спецификации 2.0, имеют ту же цветовую гамму;
• 5, 6 контакты для передачи данных по протоколу SUPER_SPEED, имеют обозначение SS_TX- и SS_TX+ соответственно;
• 7 -- заземление GND;
• 8, 9 -- контактные площадки проводов для приема данных по протоколу SUPER_SPEED, обозначение контактов: SS_RX- и SS_RX+.

Распиновка Micro-USB-разъема

Кабель Micro-USB имеет соединители с 5 контактными площадками. К ним подводится отдельный монтажный провод в изоляции нужного цвета. Чтобы штекер точно и плотно садился в гнездо, верхняя экранирующая часть имеет специальную фаску. Контакты микро-USB пронумерованы цифрами от 1 до 5 и читаются справа налево.

Распиновки коннекторов микро- и мини-USB идентичны, представлены в таблице:

Экранирующий провод не припаивается ни к одному контакту.

Распиновка Mini-USB

Разъемы Mini-A и Mini-B появились на рынке в 2000 году, использовали стандарт USB 2.0. К сегодняшнему дню мало используются из-за появления более совершенных модификаций. Им на смену пришли микросоединители и модели ЮСБ типа C. В разъемах мини используется 4 экранированных провода и ID-функция. 2 провода используют для питания: питающий +5 В и заземление GND. 2 провода для приема и отправки дифференциальных сигналов данных, обозначаются D+ и D-pin. Data+ и Data- сигналы передаются по . D+ и D-работают всегда вместе, они не являются отдельными симплексными соединениями.

В USB-разъемах используется 2 вида кабелей:

• экранированный, 28 AWG витая, мощность 28 AWG или 20 AWG без скрутки;
• неэкранированный, 28 AWG без скрутки, мощность 28 AWG или 20 AWG без скрутки.

Длина кабеля зависит от мощности:

• 28 -- 0,81 м;
• 26 -- 1,31 м;
• 24 -- 2,08 м;
• 22 -- 3,33 м;
• 20 -- 5 м.

Многие производители цифровой техники разрабатывают и комплектуют свою продукцию разъемами другой конфигурации. Это может вызвать сложности с зарядкой мобильного телефона или других аппаратов.

Интерфейс USB начали широко применять около 20-ти лет назад, если быть точным, с весны 1997 года. Именно тогда универсальная последовательная шина была аппаратно реализована во многих системных платах персональных компьютеров. На текущий момент данный тип подключения периферии к ПК является стандартом, вышли версии, позволившие существенно увеличить скорость обмена данных, появились новые типы коннекторов. Попробуем разобраться в спецификации, распиновки и других особенностях USB.

В чем заключаются преимущества универсальной последовательной шины?

Внедрение данного способа подключения сделало возможным:

• Оперативно выполнять подключение различных периферийных устройств к ПК, начиная от клавиатуры и заканчивая внешними дисковыми накопителями.
• Полноценно использовать технологию «Plug&Play», что упростило подключение и настройку периферии.
• Отказ от ряда устаревших интерфейсов, что положительно отразилось на функциональных возможностях вычислительных систем.
• Шина позволяет не только передавать данные, а и осуществлять питание подключаемых устройств, с ограничением по току нагрузки 0,5 и 0,9 А для старого и нового поколения. Это сделало возможным использовать USB для зарядки телефонов, а также подключения различных гаджетов (мини вентиляторов, подсветки и т.д.).
• Стало возможным изготовление мобильных контролеров, например, USB сетевой карты RJ-45, электронных ключей для входа и выхода из системы

Виды USB разъемов – основные отличия и особенности

Существует три спецификации (версии) данного типа подключения частично совместимых между собой:

1. Самый первый вариант, получивший широкое распространение – v 1. Является усовершенствованной модификацией предыдущей версии (1.0), которая практически не вышла из фазы прототипа ввиду серьезных ошибок в протоколе передачи данных. Эта спецификация обладает следующими характеристиками:

• Двухрежимная передача данных на высокой и низкой скорости (12,0 и 1,50 Мбит в секунду, соответственно).
• Возможность подключения больше сотни различных устройств (с учетом хабов).
• Максимальная протяженность шнура 3,0 и 5,0 м для высокой и низкой скорости обмена, соответственно.
• Номинальное напряжение шины – 5,0 В, допустимый ток нагрузки подключаемого оборудования – 0,5 А.

Сегодня данный стандарт практически не используется в силу невысокой пропускной способности.

1. Доминирующая на сегодняшний день вторая спецификация.. Этот стандарт полностью совместим с предыдущей модификацией. Отличительная особенность – наличие высокоскоростного протокола обмена данными (до 480,0 Мбит в секунду).

Благодаря полной аппаратной совместимости с младшей версией, периферийные устройства данного стандарта могут быть подключены к предыдущей модификации. Правда при этом пропускная способность уменьшиться до 35-40 раз, а в некоторых случаях и более.

Поскольку между этими версиями полная совместимость, их кабели и коннекторы идентичны.

Обратим внимание что, несмотря на указанную в спецификации пропускную способность, реальная скорость обмена данными во втором поколении несколько ниже (порядка 30-35 Мбайт в секунду). Это связано с особенностью реализации протокола, что ведет к задержкам между пакетами данных. Поскольку у современных накопителей скорость считывания вчетверо выше, чем пропускная способность второй модификации, то есть, она не стала удовлетворять текущие требования.

1. Универсальная шина 3-го поколения была разработана специально для решения проблем недостаточной пропускной способности. Согласно спецификации данная модификация способно производить обмен информации на скорости 5,0 Гбит в секунду, что почти втрое превышает скорость считывания современных накопителей. Штекеры и гнезда последней модификации принято маркировать синим для облегчения идентификации принадлежности к данной спецификации.

Еще одна особенность третьего поколения – увеличение номинального тока до 0,9 А, что позволяет осуществлять питание ряда устройств и отказаться от отдельных блоков питания для них.

Что касается совместимости с предыдущей версией, то она реализована частично, подробно об этом будет расписано ниже.

Классификация и распиновка

Коннекторы принято классифицировать по типам, их всего два:

Заметим, что такие конвекторы совместимы только между ранними модификациями.

Помимо этого, существуют удлинители для портов данного интерфейса. На одном их конце установлен штекер тип А, а на втором гнездо под него, то есть, по сути, соединение «мама» — «папа». Такие шнуры могут быть весьма полезны, например, чтобы подключать флешку не залезая под стол к системному блоку.

Теперь рассмотрим, как производится распайка контактов для каждого из перечисленных выше типов.

Распиновка usb 2.0 разъёма (типы A и B)

Поскольку физически штекеры и гнезда ранних версий 1.1 и 2.0 не отличаются друг от друга, мы приведем распайку последней.

Рисунок 6. Распайка штекера и гнезда разъема типа А

Обозначение:

• А – гнездо.
• В – штекер.
• 1 – питание +5,0 В.
• 2 и 3 сигнальные провода.
• 4 – масса.

На рисунке раскраска контактов приведена по цветам провода, и соответствует принятой спецификации.

Теперь рассмотрим распайку классического гнезда В.

Обозначение:

• А – штекер, подключаемый к гнезду на периферийных устройствах.
• В – гнездо на периферийном устройстве.
• 1 – контакт питания (+5 В).
• 2 и 3 – сигнальные контакты.
• 4 – контакт провода «масса».

Цвета контактов соответствует принятой раскраске проводов в шнуре.

Распиновка usb 3.0 (типы A и B)

В третьем поколении подключение периферийных устройств осуществляется по 10 (9, если нет экранирующей оплетки) проводам, соответственно, число контактов также увеличено. Но они расположены таким образом, чтобы имелась возможность подключения устройств ранних поколений. То есть, контакты +5,0 В, GND, D+ и D-, располагаются также, как в предыдущей версии. Распайка гнезда типа А представлена на рисунке ниже.

Рисунок 8. Распиновка разъема Тип А в USB 3.0

Обозначение:

• А – штекер.
• В – гнездо.
• 1, 2, 3, 4 – коннекторы полностью соответствуют распиновки штекера для версии 2.0 (см. В на рис. 6), цвета проводов также совпадают.
• 5 (SS_TХ-) и 6 (SS_ТХ+) коннекторы проводов передачи данных по протоколу SUPER_SPEED.
• 7 – масса (GND) для сигнальных проводов.
• 8 (SS_RX-) и 9(SS_RX+) коннекторы проводов приема данных по протоколу SUPER_SPEED.

Цвета на рисунке соответствуют общепринятым для данного стандарта.

Как уже упоминалось выше в гнездо данного порта можно вставить штекер более раннего образца, соответственно, пропускная способность при этом уменьшится. Что касается штекера третьего поколения универсальной шины, то всунуть его в гнезда раннего выпуска невозможно.

Теперь рассмотрим распайку контактов для гнезда типа В. В отличие от предыдущего вида, такое гнездо несовместимо ни с каким штекером ранних версий.

Обозначения:

А и В – штекер и гнездо, соответственно.

Цифровые подписи к контактам соответствуют описанию к рисунку 8.

Цвет максимально приближен к цветовой маркировки проводов в шнуре.

Распиновка микро usb разъёма

Для начала приведем распайку для данной спецификации.

Как видно из рисунка, это соединение на 5 pin, как в штекере (А), так и гнезде (В) задействованы четыре контакта. Их назначение и цифровое и цветовое обозначение соответствует принятому стандарту, который приводился выше.

Описание разъема микро ЮСБ для версии 3.0.

Для данного соединения используется коннектор характерной формы на 10 pin. По сути, он представляет собой две части по 5 pin каждая, причем одна из них полностью соответствует предыдущей версии интерфейса. Такая реализация несколько непонятна, особенно принимая во внимание несовместимость этих типов. Вероятно, разработчики планировали сделать возможность работы с разъемами ранних модификаций, но впоследствии отказала от этой идеи или пока не осуществили ее.

На рисунке представлена распиновка штекера (А) и внешний вид гнезда (В) микро ЮСБ.

Контакты с 1-го по 5-й полностью соответствуют микро коннектору второго поколения, назначение других контактов следующее:

• 6 и 7 – передача данных по скоростному протоколу (SS_ТХ- и SS_ТХ+, соответственно).
• 8 – масса для высокоскоростных информационных каналов.
• 9 и 10 – прием данных по скоростному протоколу (SS_RX- и SS_RX+, соответственно).

Распиновка мини USB

Данный вариант подключения применяется только в ранних версиях интерфейса, в третьем поколении такой тип не используется.

Как видите, распайка штекера и гнезда практически идентична микро ЮСБ, соответственно, цветовая схема проводов и номера контактов также совпадают. Собственно, различия заключаются только в форме и размерах.

В данной статье мы привели только стандартные типы соединений, многие производители цифровой техники практикуют внедрение своих стандартов, там можно встретить разъемы на 7 pin, 8 pin и т.д. Это вносит определенные сложности, особенно когда встает вопрос поиска зарядника для мобильного телефона. Также необходимо заметить, что производители такой «эксклюзивной» продукции не спешат рассказывать, как выполнена распиновка USB в таких контакторах. Но, как правило, эту информацию несложно найти на тематических форумах.