پورت‌های USB چه تفاوت‌هایی با یکدیگر دارند؟

پورت‌های USB چه تفاوت‌هایی با یکدیگر دارند؟ با هر نسخه جدید، پورت‌ها و کانکتورهای USB به تدریج کاربردی‌تر می‌شوند و راه را برای دستگاه‌های کوچک‌تر، قابل حمل‌تر و هموار می‌کنند. با این حال، از آنجایی که استانداردهای جدید، سرعت، قدرت و تطبیق پذیری بیشتری را به بازار می‌آورند، مجموعه پیچیده‌ای از ویژگی‌ها و قابلیت‌ها را نیز به همراه دارند که باید هنگام تصمیم گیری در مورد اینکه کدام کابل یا دستگاه جانبی برای برنامه شما مناسب است را در نظر بگیرید.

در دهه 1990، دسکتاپ‌های اداری مجموعه‌ای از کابل‌های سریال، موازی و اختصاصی بودند. گذرگاه سریال جهانی (USB) همه اینها را تغییر داد و اتصال رایانه را از طریق یک رابط کوچک و ارزان قیمت ساده کرد: پورت/کانکتور USB Type-A (USB-A). با میلیاردها دستگاه USB در حال حاضر در حال استفاده روزانه، USB رابط سیمی غالب برای لپ‌تاپ، تبلت و تلفن است.

USB از طریق یک سری استانداردها تکامل یافته است (جدول 1 را ببینید) که مشخص می کند کابل‌ها چگونه به رایانه‌ها، دستگاه‌های تلفن همراه و تجهیزات جانبی متصل می‌شوند، ارتباط برقرار می‌کنند و برق را تامین می‌کنند. آخرین نسخه USB4 است و مانند نسخه‌های قبلی، نشان دهنده یک جهش دیگر در سرعت انتقال داده، وضوح تصویر و قدرت است.

انواع پورت‌ها و کانکتورهای USB

در رایانه‌ها، تبلت‌ها و تجهیزات جانبی معمولاً حداقل یکی از این سه نوع مختلف پورت USB را خواهید یافت. در دستگاه‌های جدیدتر، USB-C به دلیل اندازه کوچک، سرعت انتقال داده سریع و توانایی حمل تا 100 وات برق ترجیح داده می‌شود. کابل‌های USB-C همچنین می‌توانند ویدیوهای 4K و 8K با وضوح بالا را حمل کنند. Lightning از نظر عملکرد مشابه USB-C است اما از یک کانکتور متفاوت استفاده می‌کند.

Lane ها و سرعت USB-C

برای درک نرخ انتقال داده USB، باید کمی در مورد طراحی کانکتور USB-C بدانید. یک کانکتور USB Type-C دارای چهار جفت پین است که به عنوان “lane” شناخته می‌شوند که داده‌های (TX) و (RX) را ارسال می‌کنند. (پین‌های برجسته شده در شکل 1 زیر را ببینید). USB 3.0 (5 گیگابیت در ثانیه) و USB 3.1 (10 گیگابیت در ثانیه) بسته به جهت کانکتور از یک خط TX و یک خط RX استفاده می‌کنند. USB 3.2 از هر چهار خط برای دستیابی به نرخ داده 20 گیگابیت بر ثانیه بهره می‌برد.

شکل 1: پایه‌های رابط USB-C

قرارداد نامگذاری اخیراً برای USB 3.2 شامل خطوط سرعت x می‌باشد. به عنوان مثال، USB 3.2 Gen 1×2 به معنای خطوط 5 گیگابیت بر ثانیه x 2 است، برای سرعت اتصال 10 گیگابیت بر ثانیه.

مشخصات USB4 Gen 2×2 (معروف به نام بازاریابی آن، USB4 20Gbps) و USB 3.2 Gen 2×2 هر دو اتصال 20 گیگابیت بر ثانیه را ارائه می‌دهند. USB4 Gen 3×2 (USB4 40Gbps) از یک طرح رمزگذاری داده متفاوت برای

دستیابی به 20 گیگابیت بر ثانیه در هر خط و 40 گیگابیت در ثانیه در حالت دو خط استفاده می‌کند.

پورت‌های USB چه تفاوت‌هایی با یکدیگر دارند؟ چه چیزی در USB4 جدید است؟

USB 4 (به طور رسمی “USB4″ بدون فضا) یک به روز رسانی مهم است. نه تنها به دلیل قابلیت‌های جدیدی که ارائه می‌دهد، بلکه به این دلیل که به رفع سردرگمی در مورد نامگذاری USB 3.x کمک می‌کند و در بیشتر موارد، به کاربران امکان پیش بینی را می‌دهد. و تجربه ثابت پروتکل USB4 به کابل USB-C به USB-C نیاز دارد.

سرعت انتقال داده تا 40 گیگابیت بر ثانیه: دستگاه‌های USB4 برای پشتیبانی از 20 گیگابیت بر ثانیه (2.4 گیگابایت در ثانیه) مورد نیاز هستند. اگر از کابل نسل 3 کوتاه 0.8 متری استفاده کنند، می‌توانند به صورت اختیاری از سرعت 40 گیگابیت در ثانیه (4.8 گیگابایت بر ثانیه) پشتیبانی کنند.

پروتکل‌های چندگانه داده و نمایش: USB4 از USB 3.2، PCIe و DisplayPort 1.4a از طریق تکنیکی به نام تونل سازی پروتکل پشتیبانی می‌کند. DisplayPort و Thunderbolt 3 نیز از طریق Alt Mode پشتیبانی می‌شوند.

سازگاری با USB 3.2، USB 2.0 و Thunderbolt 3: USB4 سازگاری با نسخه‌های قبلی مشخصات USB را حفظ می‌کند و به لطف پایه Thunderbolt 3، از حالت TB3 Alt نیز پشتیبانی می‌کند.

بهینه‌سازی پهنای باند ویدئو و داده: USB 3.2 پهنای باند ثابتی را به داده‌ها یا ویدئوها اختصاص می‌دهد یا در حالت DP Alt، 100% را به ویدئو می‌دهد. USB4 به صورت پویا، پهنای باند را بر اساس نیازهای واقعی به ویدئو و داده اختصاص می‌دهد.

شارژ 100 وات: همه دستگاه‌های USB4 از USB Power Delivery پشتیبانی می‌کنند. هنگامی که دستگاهی به یک درگاه USB 4 متصل می‌شود، USB PD یک ” contract” برای تحویل برق با ایمن تا 100 وات (5A/20V) تامین می‌کند.

پورت‌های USB چه تفاوت‌هایی با یکدیگر دارند؟ فابریک USB4 چیست؟

کلمه فابریک کلمه‌ای  است که برای توصیف شبکه‌ای از گره‌های متصل به هم، مانند سوئیچ‌ها استفاده می‌شود. این اصطلاح توسط انجمن پیاده‌سازان USB (USB-IF) برای توصیف اینکه چگونه معماری تونل‌زنی USB4 به صورت پویا ارتباط بین روترهای USB4 را مدیریت می‌کند، به‌طور همزمان چند پروتکل می‌توانند منابع فابریک را به اشتراک بگذارند، پذیرفته شده است.

آیا اپل از USB4 پشتیبانی می‌کند؟

مک‌بوک‌های جدید و مک‌مینی اپل اولین‌هایی خواهند بود که از پردازنده‌های مبتنی بر Arm خود اپل سیلیکون استفاده می‌کنند. اپل توانست پشتیبانی از USB4 و Thunderbolt 3 را به موقع برای عرضه محصول اجرا کند.

استانداردهای USB

اتصالات USB شما سریعتر می شود! محصولات سازگار با استاندارد Thunderbolt™ 3 وارد بازار شده اند. این جدیدترین نسل هم تحویل نیرو و هم انتقال داده دو طرفه را با سرعتی تا 4 برابر سریعتر از USB 3.2 Gen 2 ارائه می دهد و می تواند گزینه های محاسباتی غیرممکنی را برای دستگاه های شخصی ایجاد کند.

نمودار 1: انواع کابل USB، استانداردها و سرعت

* USB-C به طور دقیق تر به عنوان Type C یا USB Type C شناخته می شود

** طول کابل طول پوشش داده شده توسط مشخصات است. با استفاده از کابل‌های فعال و در برخی موارد، کابل‌های غیرفعال طولانی‌تر می‌توان به طول‌های طولانی‌تر دست یافت

آیا USB-C از USB 2.0 پشتیبانی می‌کند؟

می‌تواند اما ابتدا اجازه دهید تفاوت بین USB-C و USB را روشن کنیم. USB-C یک کانکتور فیزیکی است و علیرغم نام، به معنای پشتیبانی از نسخه خاصی از استاندارد USB نیست. در واقع می‌توان از کانکتور USB-C برای اتصال وسایل جانبی با استفاده از استانداردهای رابط دیگر مانند Thunderbolt 3 استفاده کرد.

هنگام خرید کابل USB-C، وات شارژ و نرخ داده USB پشتیبانی شده را بررسی کنید. کابل شارژی که از USB 2.0 پشتیبانی می‌کند می‌تواند طولانی‌تر از کابل‌های USB 3.x و USB4 باشد. اما به سرعت انتقال داده 480 مگابیت بر ثانیه محدود می‌شود و از حالت‌های alt پشتیبانی نمی‌کند.

استانداردهای اتصال USB

USB Type-A

رابط استاندارد و جهانی که تقریباً در هر رایانه رومیزی و لپ‌تاپ‌های قدیمی‌تر و همچنین تلویزیون‌ها، کنسول‌های بازی و پخش‌کننده‌های رسانه یافت می‌شود. اگرچه کانکتورهای USB 3.0 Type-A (آبی) پین‌های داخلی بیشتری دارند، اما فرم فاکتور یکسان است. بنابراین می‌تواند در هر پورت Type-A، حتی USB 1.1، کار کند. با این حال، انتقال داده‌ها با سرعت نسل قدیم خواهد بود.

USB Type-B

معمولاً برای اتصال پرینترها و هارد دیسک‌های خارجی به رایانه‌های رومیزی استفاده می‌شود. پورت Type-B در واقع دارای دو پیکربندی متفاوت است. یکی برای پروتکل‌های سرعت USB 1.1 و 2.0 است، در حالی که دیگری برای استفاده با مشخصات USB 3.0 و نسخه‌های بعدی است.

USB Mini-B

اتصال Mini-B اغلب توسط وسایل الکترونیکی قابل حمل مانند دوربین‌های دیجیتال، پخش کننده‌های MP3 و برخی از تلفن‌های همراه و فقط با سرعت USB 1.1 و 2.0 استفاده می‌شود. هر دو نسخه چهار پین و پنج پین کانکتور Mini-B وجود دارد.

USB Micro-B

کانکتور Micro-B دارای یک پیکربندی برای USB 2.0 و پیکربندی متفاوت برای USB 3.0 و بالاتر است. رابط Micro-B در بسیاری از مدل‌های محبوب تلفن‌های هوشمند Android™ و هارد دیسک‌های اکسترنال یافت می‌شود.

USB Type-C

برای پشتیبانی از دستگاه‌هایی با شکل کوچک‌تر، نازک‌تر و سبک‌تر طراحی شده است. Type-C برای یک گوشی هوشمند یا تبلت به اندازه کافی باریک است، اما برای یک رایانه لپ تاپ به اندازه کافی قوی است. در واقع، بسیاری از لپ‌تاپ‌های جدید پورت‌های اترنت USB-A و RJ45 را حذف کرده‌اند و USB-C را به عنوان تنها پورت ویدئو، شبکه، انتقال داده و شارژ ارائه می‌کنند. این امر باعث شده پروتکل‌های دیگر، از جمله Thunderbolt™ 3، DisplayPort، MHL و HDMI، USB-C را به عنوان رابط منبع استاندارد خود بپذیرند.

حالت‌های جایگزین به پین‌های داده روی کانکتور USB Type-C اجازه می‌دهند تا انواع دیگر سیگنال‌ها را حمل کنند. برای مثال، DisplayPort Alt Mode (همچنین به عنوان DP Alt Mode نیز شناخته می‌شود) به کابل USB-C اجازه می‌دهد لپ‌تاپ یا تبلت دارای DP را مستقیماً به تلویزیون یا مانیتور رایانه با درگاه USB-C متصل کند.

کدگذاری رنگی پورت USB

درگاه‌ها و کانکتورهای USB گاهی اوقات برای نشان دادن مشخصات USB و ویژگی‌هایی که پشتیبانی می‌کنند کد رنگی می‌شوند. این رنگ‌ها توسط مشخصات USB مورد نیاز نیستند و بین سازندگان تجهیزات سازگار نیستند. به عنوان مثال، اینتل از رنگ نارنجی برای نشان دادن یک درگاه شارژ استفاده می‌کند. در حالی که یک سازنده قطعات برای تجهیزات صنعتی رنگ نارنجی را برای نشان دادن یک پورت USB با مکانیزم نگهداری قوی انتخاب می‌کند.

نمودار 2: انواع پورت USB

عملکرد USB

در ابتدایی‌ترین سطح، استانداردهای USB به سادگی به میزبانی مانند رایانه یا تبلت شما اجازه می‌دهند با دستگاه‌های جانبی و سایر دستگاه‌ها ارتباط برقرار کنند. اما با پیشرفت مشخصات، USB به چیزی بیش از یک رابط داده تبدیل شده است. در زیر جدیدترین عملکردهای USB موجود در بسیاری از دستگاه های امروزی وجود دارد. یک دستگاه ممکن است از یک یا چند مورد از این عملکردها پشتیبانی کند:

تا 100 وات برق را می توان از طریق یک کابل USB-C انتقال داد. این به ویژه برای دستگاه‌های جانبی که سطوح قدرت بالاتری را مصرف می‌کنند، مانند هارد دیسک اکسترنال مفید است. با این حال، همه دستگاه‌ها یا پورت‌ها از USB Power Delivery پشتیبانی نمی‌کنند. اگر مطمئن نیستید به نمودار مشخصات دستگاه یا دفترچه راهنما مراجعه کنید.

نمونه‌هایی از USB Power Delivery

شارژ باتری 1.2

اگر تا به حال گوشی خود را از درگاه USB رایانه شخصی خود شارژ کرده‌اید، می‌دانید که این عملکرد USB چقدر می‌تواند مفید باشد. مشخصات BC 1.2 نوع جدیدی از درگاه به نام پورت شارژ را تعریف می‌کند که استانداردهایی را برای اطمینان از شارژ مجدد ایمن و مداوم باتری شما رعایت می‌کند.

همچنین این امکان را به دستگاه می‌دهد تا برای شارژ سریع‌تر، انرژی بیشتری نسبت به یک پورت USB استاندارد جذب کند. یک پورت USB 2.0 معمولی تا 500 میلی آمپر (0.5 آمپر) و یک پورت USB 3.0 تا 900 میلی آمپر (0.9 آمپر) را فراهم می‌کند. یک پورت سازگار با BC 1.2 حتی در حین انتقال داده تا 1.5 آمپر را فراهم می‌کند. همچنین به دستگاه در حال شارژ اجازه می‌دهد تا نیازهای شارژ خود را به شارژر USB منتقل کند و از شارژ بهینه اطمینان حاصل کند.

USB OTG

USB OTG به دستگاه‌های تلفن همراه مانند تلفن هوشمند یا تبلت اجازه می‌دهد تا به عنوان میزبان سایر دستگاه‌های USB مانند درایوهای فلش، صفحه کلید و ماوس عمل کند. با USB OTG، یک دستگاه تلفن همراه می‌تواند از عملکرد دستگاه‌های جانبی استفاده کند در حالی که هنوز می‌تواند به رایانه متصل شود و خود را به عنوان یک دستگاه ذخیره سازی انبوه برای استفاده در رایانه نشان دهد. دستگاه‌های سازگار با USB OTG به آداپتور OTG نیاز دارند تا امکان اتصال دستگاه‌های جانبی را فراهم کند.

حالت Alt DisplayPort

با DisplayPort Alt Mode، کانکتورها و کابل‌های USB-C توانایی انتقال داده‌های USB و VGA، DVI، HDMI یا DisplayPort ویدیو و/یا صدا را دارند. آداپتورهایی برای اتصال DisplayPort از طریق USB-C به نمایشگرهای VGA، DVI، HDMI و DisplayPort در دسترس هستند. DisplayPort Alt Mode نیازی به استفاده از درایورها ندارد و آن را به‌صورت پلاگین و پخش می‌کند.

فناوری Thunderbolt™ 3 از وضوح تصویری پر جنب و جوش 4K بر روی نمایشگرهای DisplayPort دوگانه به طور همزمان پشتیبانی می‌کند، که یک ویژگی ایده‌آل برای علامت گذاری دیجیتال و بازی با عملکرد بالا است.

اتصال USB

عملکرد پورت USB یا Thunderbolt™ را در مک بوک یا لپ تاپ خود با یک ایستگاه اتصال USB قابل حمل و اندازه گوشی هوشمند تقویت کنید. جدیدترین داک‌های Thunderbolt™ 3 سرعت انتقال داده دو طرفه 40 گیگابیت بر ثانیه را ارائه می‌دهند که برای انتقال سریع فایل‌های رسانه بزرگ بین دستگاه‌ها ایده‌آل است. هنگامی که Wi-Fi ضعیف یا در دسترس نیست، آنها میتوانند دسترسی به یک شبکه اترنت سیمی را فراهم کنند.

آنها یک راه ساده برای افزودن Thunderbolt™ قوی به HDMI یا Thunderbolt™ به عملکرد DisplayPort به دستگاه ارائه می دهند و از پخش ویدئو با وضوح بالا 4K واقعی و صدای دیجیتال روی دو نمایشگر بزرگ به طور همزمان پشتیبانی می کنند.

برای کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما در گروه مهرگان آی تی در ارتباط باشید.