USB typu C, microUSB, USB 3.0, Lightning... Czym to się wszystko różni?

Można śmiało powiedzieć, że współczesna elektronika USB stoi. Porty te służą najczęściej do podpinania klawiatury i myszek do laptopów oraz desktopów, zaś w smartfonach - ładowarek. Umożliwiają również przesyłanie danych z dużymi szybkościami. Z pewnością każdy nieraz podpinał pendrive'a przez port USB do komputera, aby przerzucić znajdujące się na nim zdjęcia lub dokumenty. USB to skrót od angielskich słów Universal Serial Bus i trzeba przyznać, że doskonale oddaje rolę interfejsu.

Obecnie na rynku mamy kilka różnych rodzajów interfejsu USB. Umożliwiają one osiąganie następujących szybkości transferu danych:

A co się stało z USB 3.0? Istnieje i - choć na to nie wygląda - jest w tej tabelce. Dlaczego zatem tego standardu nie widać? Wyjaśnienie tego znajduje się na ostatniej stronie.

Jaki standard USB wybrać?

Gdzie USB typu C, microUSB i Lighting? To rodzaje złącz, umożliwiające przesyłanie danych z podanymi szybkościami, a także pozwalające na ładowanie urządzeń poprzez transmisję energii elektrycznej. Ze zwykłych standardów USB, najszybciej naładujesz smartfon, tablet lub aparat dzięki wtyczce USB typu C, jednak podkreślam - "zwykłych". Są bowiem kable typu C, które korzystają z technologii Power Delivery, a także Quick Charge, które znacznie skracają szybkość ładowania akumulatorów. O tym wszystkim piszemy na kolejnej stronie.

Zacznijmy od końcówki, czyli wtyczek

Kabel USB do ładowania telefonu ma z reguły dwie wtyczki. Jedną do podłączenia do źródła zasilania, drugą do podpięcia do naszego telefonu. Po stronie zasilania jest to najczęściej duże, prostokątne w przekroju USB typu A (rzadziej USB-C), natomiast po stronie urządzenia zasilanego, najczęściej spotkamy obecnie najpopularniejsze USB-C, starsze microUSB lub Lightning w przypadku iPhone'ów. A wyglądają one tak:

• microUSB - płaskie złącze o trapezoidalnym przekroju, do telefonu podepniesz je tylko jedną stroną,
• USB typu C - płaskie złącze, o zaokrąglonych krótkich krawędziach, z wnęką w środku, pasujące do gniazda telefonu niezależnie od tego, którą stroną wtykamy przewód,
• Lightning - dosyć stary już standard Apple'a - pasuje do iPhone'ów i starszych modeli iPadów. Wtyczka jest również dwustronna, relatywnie mała i płaska.

• USB typu A - jest to prostokątne łącze, stosowane przy klawiaturach, myszkach, a także kamerkach internetowych i innych akcesoriach zewnętrznych
• USB typu B - zazwyczaj znajduje zastosowanie w drukarkach; jest bardziej kwadratowe w przekroju od typu A; standard ten jest obecnie uznawany za archaiczny

Dobry przewód USB do telefonu? To nie takie proste

Jeśli masz smartfon - a z pewnością masz - czy tablet, z pewnością codziennie korzystasz z kabla USB do ładowania swojego urządzenia. W jaki sposób się to odbywa? Kabel USB 2.0 ma dwa przewody zasilające oraz dwa przesyłające dane w jednym kierunku. W USB 3.0 pojawiły się dodatkowe cztery do transferu danych, umożliwiające wysyłanie ich w obu kierunkach w tym samym czasie.

W przypadku klasycznych złączy w komputerze, napięcie jest niskie. Dla USB 2.0 może być to od 4,75 V do 5,25 V, a przy 3.0 - między 4,45 V a 5,25 V. Podczas ładowania telefonów ładowarkami zarówno napięcie, jak i natężenie prądu mogą być jednak znacznie wyższe, co niekiedy wymaga specjalistycznych przewodów. Dla przykładu najszybsze ładowarki Huaweia oferują do 10V i do 4A, dla uzyskania mocy nawet 40W, ale tak szybko ładują jedynie poprzez oryginalne przewody, z charakterystycznie zabarwionym na fioletowo wnętrzem złącza USB-C.

Bardziej uniwersalne standardy ładowania, takie jak Quick Charge czy Power Delivery nie zmuszają do zakupu przewodu konkretnego producenta. Standardom ładowania dokładniej przyjrzymy się w oddzielnym artykule, w tym skupiliśmy się przede wszystkim na tym, by dane z telefonu i na telefon (czy inne urządzenie) były transferowane możliwie jak najszybciej. Oznaczenie USB 3.2 Gen 1 lub USB 3.2 Gen 2 na opakowaniu powinno być dla Was cenną wskazówką. I raczej nie będzie ono ukryte - wyższy koszt produkcji sprawia, że producenci chętnie tym się chwalą. Co ważne, przewody o wyższym standardzie są w pełni kompatybilne z poprzednimi generacjami USB - nie ma więc ryzyka zakupu zbyt nowoczesnego przewodu.

Kiedy się pojawił się standard USB i jak wyglądały jego zmiany na przestrzeni lat?

Najlepiej zacząć od początku, czyli roku 1994. Wówczas to siedem wielkich firm podjęło wspólną pracę w celu stworzenia standardu łącza, dzięki któremu będzie można łatwo podpinać urządzenia peryferyjne do komputerów. Ta wielkie firmy doskonale znany (może poza ostatnią): IBM, Microsoft, Intel, NEC, Compaq, DEC oraz Nortel (zlikwidowana w 2013 roku). Pionierem był Intel, który specjalnie w tym celu wyznaczył zespół - na jego czele stał Ajay Bhatt - mający przygotować "fundamenty" tego, co stało się pierwszym standardem USB. Był on gotowy w 1995 roku, jednak dopiero w połowie stycznia 1996 zaprezentowano go oficjalnie wraz z charakterystycznym logo.

Zobacz też: USB 4 oficjalnie - większe prędkości i ładowanie o mocy do 100 W

Specyfikacja USB 1.0 mogła pochwalić się szybkością transferu danych 1,5 Mbit/s (Low Speed) oraz 12 Mbit/s (High Speed). Co ciekawe, początkowo miała być jedna szybkość, wynosząca 5 Mbit/s. Na podział zdecydowano się, aby standard mógł obsłużyć nieekranowane kable. Prędkość 12 Mbit/s była przeznaczona dla takich urządzeń, jak drukarki czy stacje dysków, a 1,5 Mbit/s dla klawiatur, myszek oraz joysticków. Wsparcie dla USB 1.0 zostało wprowadzone w edycji Windows 95 ISR 2.1 w sierpniu 1997 roku. Trzynaście miesięcy później pojawił się standard USB 1.1, który obsługiwał również iMac.

USB 2.0 - nowy standard na nowy wiek

Standard USB 2.0 pojawił się jeszcze w XX wieku, ale było oczywiste, że wejdzie do powszechnego użytku dopiero w kolejnym. Różnica w szybkości transferu danych była kolosalna - w momencie oficjalnego zaprezentowania wywołała niemały szok w świecie IT, zwłaszcza przy porównaniu z poprzednikiem. 27 kwietnia 2000 roku ogłoszono, że maksymalna szybkość przesyłu danych to aż 480 Mbit/s, czyli 60MB/s. Dlatego właśnie określa się ją jako High Speed lub High Bandwidth. Jednak to, jaką uda się osiągnąć, zależy od samej konstrukcji podpinanych urządzeń. W większości testów notuje się prędkość zapisu do 30 MB/s, a odczytu - 45 MB/s. W upowszechnieniu USB 2.0 pomógł fakt pełnej kompatybilności wstecznej z USB 1.0 i 1.1. Należy jednak zauważyć, że standard ten pozwala na przesyłanie danych tylko w jedną stronę w tym samym czasie (nazywa się to half-duplex).

Ciekawostka warta zapamiętania - w obudowach porty USB mają zazwyczaj czarną barwę.

USB 3.0 - i to jest dopiero szybkość!

Specyfikacja USB 3.0 została zaprezentowana światu 12 listopada 2008 roku i po raz kolejny podniosła poprzeczkę. Przede wszystkim otrzymała tryb transferu danych SuperSpeed - umożliwia on transfer danych z szybkością 5.0 Gbit/s. Zachowana została przy tym wsteczna kompatybilność z poprzednimi standardami. Oczywiście ponowie realna szybkość wymiany danych zależy od urządzeń, pomiędzy którymi prowadzony jest transfer. Należy zauważyć, że przy tym rodzaju transferów danych stosuje się kodowanie 8b/10b, dlatego rzeczywista przepustowość łącza danych to 3,2 - 4 Gbit/s (400-500 MB/s). W konstrukcji kabli USB 3.0 pojawiły się dwie nowe pary ekranowanych przewodów full-duplex, umożliwiające transfer dwustronny w tym samym czasie oraz wsparcie dla nowego protokołu - UASP, który umożliwił szybszy transfer niż poprzednik (BOT, Bulk-Only-Transfer)

W obudowach porty USB 3.0 mają niebieską barwę.

Zobacz też: USB-C będzie standardem. UE zmusi do tego producentów

Jak się jednak okazało pięć lat później, w 2013 roku, można zrobić to jeszcze lepiej. W lipcu 2013 roku zaprezentowano USB 3.1 i to w dwóch wariantach:

• USB 3.1 Gen 1 - z transferem SuperSpeed
• USB 3.1 Gen 2 - z transferem SuperSpeed+, który zwiększa teoretyczną szybkość dwukrotnie, do 10 Gbit/s i korzysta z kodowania 128b/132b.

Wraz z USB 3.1 pojawiły się złącza USB typu C, czyli USB-C, umożliwiające transfer z szybkością 1250 MB/s oraz 2500 MB/s, czyli dwa razy więcej, niż USB 3.0. I oba te standardy używane są po dziś dzień, ale na tym również rozwój USB się nie zakończył. We wrześniu 2017 roku zaprezentowano kolejne rozszerzenie "trójki", czyli USB 3.2, zwane także USB 3.2 Gen 2 x 2. Skąd druga nazwa? O tym za moment.

USB 3.2 zastąpiło 3.1 na pierwszym miejscu podium nowoczesności i wprowadziło dwa nowe tryby transferu SuperSpeed+, których przepustowość to 10 i 20 Gbit/s (czyli 1,25 i 2,5 GB/s). I teraz uwaga - aby nie było zamieszania, zdecydowano się na zmiany nazw trybów transferów danych - w zależności od maksymalnej szybkości mamy zatem SuperSpeed USB 5Gbps, SuperSpeed USB 10Gbps, SuperSpeed USB 20Gbps - a także nazw rodzaju interfejsu USB, aby konkretna cyferka przypisana była do konkretnej szybkości. Tak więc:

• USB 3.0 zmieniło nazwę na USB 3.2 Gen 1 - używany tryb to SuperSpeed USB 5Gbps, transfer 5 Gbit/s (640 MB/s)
• USB 3.1 zmieniło nazwę na USB 3.2 Gen 2 - tryb to SuperSpeed USB 10Gbps, transfer 10 Gbit/s (1.21 GB/s)
• USB 3.2 otrzymało nazwę USB 3.2 Gen 2 x 2, tryb to SuperSpeed USB 20Gbps, transfer 20 Gbit/s (2.42 GB/s)

Jednak - i tu znowu uwaga - część producentów pozostała przy poprzednich nazwach i dlatego możemy znaleźć np. w specyfikacji informację, że obudowa ma 4 porty USB 3.0. Fajnie? No, niezbyt. A żeby jeszcze bardziej skomplikować sprawę, nie mogę pominąć faktu, że już opracowano specyfikację USB 4. Czym różni się od poprzedników? Otóż USB 4 zwiększa szczytową szybkość przesyłania danych do 40 Gb/s. Standard wykorzystuje tę samą architekturę dwupasmową, co USB 3.2, ale podwaja prędkość transferu poszczególnych linii do 20 Gb/s. W celu skorzystania z możliwości nowego standardu będą potrzebne certyfikowane kable USB 4. Zaletą tego standardu jest również kompatybilność wsteczna aż do USB 2.0, a także możliwość ładowania z mocą do 100 W!