معرفی انواع کابل‌های USB و امکانات آنها

معرفی انواع کابل‌های USB و امکانات آنها
کمتر کسی باور دارد که اختراع USB کار مفیدی نبود. قبل از ابداع این پورت‌ها کاربران ملزم به استفاده از استانداردهای دست و پاگیر مختلفی بودند. در کامپیوترهای متداول در دهه 90 از پورت‌های LPT، Serial، PS2، SCSI و MIDI استفاده می‌شد که تنها چند نمونه از پورت‌های مورد استفاده در آن دوره هستند. اما در حال حاضر همه ما از پورت USB (مخفف گذرگاه سریال عمومی) استفاده می‌کنیم. در این مقاله معرفی انواع کابل‌های USB و امکانات آنها خواهیم پرداخت.

انواع مدل‌ها و سرعت‌های USB
لازم به ذکر است که هر چند شاید دو پورت و کابل USB شبیه هم به نظر برسند اما این به معنای یکسان بودن قابلیت‌های آن‌ها نیست. چون استانداردهای USB طی چند سال اخیر پیشرفت چشمگیری داشتند. سخت‌افزاری که اطلاعات را ارسال و دریافت می‌کند سریع تر از قبل شده و سیم کشی‌های داخلی آن بسیار متفاوت با قبل است.
با این حال یکی از ویژگی‌های مهم USB "universal" یا عمومی بودن آن است. این یعنی اگر یک کابل USB در یک پورت جا شود پس با آن کار می‌کند. بدترین حالتی که ممکن است رخ دهد این است که این پورت با قدیمی ترین و کندترین استانداردی که هر دو وسیله قادر به درک آن هستند کار کند. یعنی ممکن است برخی دستگاه‌ها به درستی با این پورت کار نکنند چون نمی‌توانند داده‌ها را با سرعت لازم از این کابل‌ها عبور دهند.
وقتی یک وسیله جانبی با قابلیت اتصال USB خریداری می‌کنید، در مشخصات آن وسیله، مشخص شده که بالاترین استاندارد تحت پشتیبانی و مورد نیاز آن چیست. این یعنی کامپیوتر، کابل و دستگاه همگی باید مطابق با این استاندارد باشند تا این وسیله و پورت آن به بهترین شکل ممکن کار کنند.

در حال حاضر سه نسل مختلف از USB وجود دارد و انتظار می‌رود که چهارمین نسل آن هم در آینده ساخته شود. این سه نسل مختلف عبارتند از:
• USB 1 که حداکثر سرعت آن از نظر تئوری 12 مگابیت بر ثانیه است. این دستگاه‌های قدیمی با USB مدرن هم کار می‌کنند اما با همان سرعت قدیم و احتمالاً کمتر از آن. به این نسل از USB “Full Speed” هم گفته می‌شود که البته این عبارت می‌تواند کمی گمراه کننده باشد.
• USB 2 سریع تر از نسل قبل و حداکثر سرعت تئوری آن 480 مگابیت بر ثانیه است و به آن High Speed هم گفته می‌شود.
• USB 3 جدیدترین استاندارد در زمان نوشتن این مقاله است و حداکثر سرعت تئوری آن 5 گیگابایت بر ثانیه است و به آن SuperSpeed هم گفته می‌شود.
در واقع پر کاربردترین استاندارد USB1 در حال حاضر USB 1.1 است و هیچ وسیله ای با استاندارد USB 1.0 برای استفاده کاربران تولید نشد. نسل دوم فقط یک نسخه داشت یعنی USB 2.0 و نسل سوم دارای دو نسخه USB 3.1 و 3.2 است.
این دو استاندارد هم هر یک دو نسل داشتند که از نظر سرعت با یکدیگر تفاوت دارند. به عنوان مثال USB 3.1 Gen1 سرعت 5 گیگابیت بر ثانیه دارد و سرعت نسل دوم دو برابر آن است. نسل‌های USB 3.1 به ترتیب سرعت 5، 10 و 20 گیگابیت بر ثانیه دارند.

نکته ای راجع به پورت تاندربولت 3 و USB-C

تاندربولت 3 یک استاندارد انتقال داده کاملاً متفاوت با USB است. اما از همان پورت USB-C استفاده می‌کند و ...
• هر دستگاه USB-C با تمام پورت‌های تاندربولت 3 کار می‌کند.
• یک دستگاه تاندربولت با پورت USB-C ساده ای که تاندربولت نداشته باشد کار نمی‌کند.
• معمولاً کنار پورت‌های USB-C تاندربولت یک آیکن رعد و برق وجود دارد.
• کابل‌های USB-C می‌توانند کار کابل تاندربولت را انجام دهند اما ممکن است نتوانند سرعت خوبی ارائه کنند.
• کابل‌های تاندربولت هم می‌توانند مثل کابل USB-C کار کنند.
تکنولوژی تاندربولت تکنولوژی فوق العاده ای است اما از آنجا که موضوع اصلی این مقاله پورت USB است این موضوع را همینجا به پایان می‌بریم.

انواع پورت‌های USB
حالا که با انواع نسل‌های USB آشنا شدیم، در ادامه راجع به پورت‌های فیزیکی صحبت خواهیم کرد اما قبل از آن باید به یک نکته اشاره کنیم: پورت‌های USB 3 طبق قرارداد آبی رنگ هستند تا تشخیص آنها از سایر انواع پورت‌های قدیمی تر آسان باشد.
پورت USB اصلی به نام پورت Type A هم شناخته می‌شود که متداول ترین نوع آن است و در تمام وسایل از تلویزیون‌های فلت تا رادیو و سایر لوازم برقی وجود دارد. پورت‌های USB-1 و USB-2 چهار پین دارند. 2 پین برای انتقال داده و 2 پین برای برق. پورت‌های Type-A USB 3 نه پورت دارند. اما امکان استفاده از آنها با وسایل قدیمی تر وجود دارد.

به غیر از این موارد، پورت Type B را داریم که کمتر متداول است و معمولاً در دستگاه‌هایی مثل پرینتر یا هارد اکسترنال مشاهده می‌شود. این پورت یک پورت female (یا ماده) برای دستگاه‌هایی است که مثل کامپیوتر دستگاه میزبان نیستند. پورت‌های Type B USB 1 و 2 از نظر ویژگی‌های فیزیکی با پورت‌های USB 3 Type-B سازگار نیستند.
در نهایت پورت Type-C را داریم. این پورت‌ها دو رو هستند یعنی بر خلاف پورت‌های Type A یا B می‌توان آنها را از هر دو طرف وصل کرد. با استفاده از یک آداپتور این پورت‌ها با همه انواع USB به غیر از USB 1 سازگار می‌شوند. این استاندارد جایگزین انواع کانکشن از USB 3.2 به بعد شدند.
این موارد برای پورت‌های استاندارد بودند اما نسخه‌های مینی و میکروی هم برای دستگاه‌های خیلی کوچک که امکان نصب پورت USB-A با سایز کامل در آنها وجود ندارد، ساخته شدند. در دسته‌های بازی، گوشی‌های هوشمند و سایر دستگاه‌ها از پورت‌های مینی و میکروی Type-A و Type-B استفاده می‌شود. همچنین پورت Type-AB برای دستگاه‌هایی که می‌توانند به عنوان میزبان و دستگاه جانبی عمل کنند، تهیه شده اند.
قبل از عرضه پورت‌های USB-C بیشتر گوشی‌های هوشمند مجهز به پورت Micro-B بودند. پورت‌های Mini-B هم در دستگاه‌هایی مثل دسته بازی پلی استیشن 3 وجود دارد.
هر چند پورت‌های Micro-B همچنان در دستگاه‌هایی مثل گوشی‌های هوشمند، پاور بانک و بیشترین تجهیزات الکترونیکی مدرن کوچک وجود دارند اما پورت USB-C به سرعت در حال تبدیل شدن به یک استاندارد برای تمام دستگاه‌هایی است که از پورت USB استفاده می‌کنند، صرف نظر از اینکه چه سایزی دارند.

استانداردهای برق USB
USB فراتر از یک روش انتقال دیتا بین دستگاه‌های مختلف است و به عنوان راهی برای انتقال برق و نیرو هم عمل می‌کند. به جز دستگاه‌های موبایل اپل تقریباً همه گوشی‌های هوشمند مدرن دارای یک پورت USB هستند که از آن هم برای شارژ و هم انتقال داده استفاده می‌شود.
در واقع در بسیاری از دستگاه‌هایی که هیچ دیتایی منتقل نمی‌کنند باز هم از پورت USB برای شارژ استفاده می‌شود. یک نمونه از این دستگاه‌ها پاوربانک یا اسباب بازی‌های کوچک است. برخی کابل‌های USB فقط قادر به انتقال برق هستند و فاقد سیم‌های انتقال داده هستند. کابل‌های برقی که همراه پاور بانک عرضه می‌شوند معمولاً یکی از این مدل‌ها هستند.

استفاده از کابلی که فقط قادر به انتقال برق است برای پیشگیری از ویروسی شدن گوشی‌های موبایل مفید است. مثلاً در فرودگاه‌ها و جاهایی که ممکن است شارژر ارائه شده باشد، هکرها می‌توانند این شارژرها را با دستگاه‌های آلوده به بدافزار جابجا کنند. یک کابل USB بلاک کننده دیتا از چنین سوء استفاده‌هایی پیشگیری می‌کند.
از نظر برقی که یک کابل USB انتقال می‌دهد استانداردهای مختلفی وجود دارد. یکی از موضوعاتی که باید به آن توجه داشته باشید این است که اگر یک دستگاه USB را به پورتی سازگار با USB متصل کنید این دستگاه فقط به اندازه نیاز یا به مقداری که آن پورت قادر به تامین آن است برق استخراج می‌کند.
بنابراین نیازی به نگرانی برای شارژ کردن گوشی با شارژری که رتبه برق بالاتری دارد، نیست. مادامی که هر دو دستگاه و کابل تولید یک شرکت معتبر باشند، نیازی به نگرانی درباره این مسئله نخواهید داشت.
نکته مهم این است که برخی منابع برقی USB نمی‌توانند دستگاه شما را بخوبی شارژ کنند. USB بر اساس نسل سخت‌افزار آن برق تامین می‌کند. مثلاً USB 1.0 و 2.0 حدود 500mAh برق انتقال می‌دهند. USB 3.0 می‌تواند تا 900 mAh برق تامین کند و USB 3.1 می‌تواند 3000 mAh برق تامین کند.

اینها صرفاً اعدادی هستند که تولید کننده یک وسیله برای داشتن حداقل‌های لازم جهت اخذ مجوز باید آنها را رعایت کند. احتمالاً شما هم شندید که شارژهای اتومبیل و شارژهای آی پد رتبه 2.1A دارند که جزء مشخصات هیچ USB نیست. برای استفاده از برق مازاد، دستگاه شما باید به شارژر اعلام کند به چه میزان برق نیاز دارد.
اگر قادر به انجام این کار نباشد، از عدد حداقل پیش فرض استفاده می‌کند که معمولاً 500mAh است. فقط لازم است دستگاه و شارژر هر دو از استاندارد شارژ سریع یکسانی استفاده کنند.
به غیر از ارائه نیروی زیاد توسط آخرین نسخه‌های USB 3 تمام استانداردهای دیگر "شارژ سریع" یک استاندارد صنعتی محسوب نمی‌شوند. بنابراین تضمینی وجود ندارد که یک گوشی هوشمند با قابلیت شارژ سریع بتواند به بهترین نرخ از یک شارژر دیگر برق بگیرد.
مثلاً در گوشی‌های اندروید معمولاً یک اعلان نمایش داده می‌شود که به شما اعلام می‌کند دستگاه شما با چه سرعتی و طی چه زمانی شارژ خواهد شد.

استفاده از USB در مک
تقریباً از زمان ابداع USB این پورت تبدیل به یکی از استانداردهای تمام کامپیوترهای اپل شده است. اولین آی مک 1998 دو پورت USB و دو پورت FireWire داشت. اغراق نیست اگر بگوییم که اپل نقش مهمی در پذیرش و محبوبیت USB داشت.

مک‌های مدرن هم به نوعی دارای تکنولوژی USB هستند و حالا معمولاً در آنها فقط یک یا دو پورت USB-C مشاهده می‌شود. در نتیجه اگر قصد استفاده از وسیله ای را داشته باشید که به صورت بومی از USB-C استفاده نمی‌کند، راه حل استفاده از یک هاب USB-C است.
خبر خوب این است که USB-C پهنای باند و قدرت زیادی دارد و اضافه کردن این‌ هاب مشکلی ایجاد نخواهد کرد. حتماً تبدیلی را انتخاب کنید که با مک سازگار باشد. مک بوک‌های دارای پورت USB-C می‌توانند با دستگاه‌های دو‌هاب یا dual-hub هم کار کنند.

نکته پایانی درباره USB 4
قبل از پایان این بحث نگاهی مختصر به آینده خواهیم داشت. انتظار می‌رود که در آینده نزدیک شاهد معرفی USB 4 باشیم پس بهتر است آماده پذیرش و استفاده از آن باشیم. این استاندارد جدید از پهنای باندی تا 40 گیگابیت بر ثانیه پشتیبانی می‌کند اما فقط با USB 3.2 و USB 2.0 سازگاری دارد.
بعید است این تکنولوژی باعث ایجاد مشکلاتی برای کاربران شود چون همین حالا هم سخت‌افزار USB 1 منسوخ شده است. پورت USB-C فعلی پایه و اساس USB 4 خواهد بود و بنابراین نیازی به نگرانی درباره این مسئله نخواهید داشت.