Что такое USB 3.0 и чем он отличается от предыдущих версий. Какие преимущества дает USB 3.0 по сравнению с USB 2.0. Как выглядит распиновка разъемов USB 3.0. Какие особенности имеют разъемы и кабели USB 3.0.
Что представляет собой стандарт USB 3.0
USB 3.0 — это третья основная версия стандарта Universal Serial Bus (USB), предназначенного для взаимодействия компьютеров и электронных устройств. Данный стандарт был разработан в 2008 году компаниями Intel, Microsoft, Hewlett-Packard, Texas Instruments, NEC и NXP Semiconductors.
Ключевые особенности USB 3.0:
- Максимальная скорость передачи данных до 5 Гбит/с (более чем в 10 раз быстрее USB 2.0)
- Обратная совместимость с USB 2.0
- Сниженное энергопотребление
- Возможность подачи тока до 900 мА на устройство
- Полнодуплексная передача данных
USB 3.0 сочетает в себе шину USB 2.0 и новую шину SuperSpeed, что позволяет существенно повысить скорость работы при сохранении обратной совместимости.
Распиновка разъемов USB 3.0
Разъемы USB 3.0 имеют большее количество контактов по сравнению с USB 2.0 для обеспечения более высокой скорости передачи данных. Рассмотрим распиновку основных типов разъемов:
Разъем USB 3.0 Standard-A
Распиновка Standard-A USB 3.0:
- VBUS — питание +5 В
- D- — данные USB 2.0
- D+ — данные USB 2.0
- GND — земля
- StdA_SSRX- — сверхскоростной приемник
- StdA_SSRX+ — сверхскоростной приемник
- GND_DRAIN — земля для возврата сигнала
- StdA_SSTX- — сверхскоростной передатчик
- StdA_SSTX+ — сверхскоростной передатчик
Разъем USB 3.0 Standard-B
Распиновка Standard-B USB 3.0:
- VBUS — питание +5 В
- D- — данные USB 2.0
- D+ — данные USB 2.0
- GND — земля
- StdB_SSTX- — сверхскоростной передатчик
- StdB_SSTX+ — сверхскоростной передатчик
- GND_DRAIN — земля для возврата сигнала
- StdB_SSRX- — сверхскоростной приемник
- StdB_SSRX+ — сверхскоростной приемник
Основные отличия USB 3.0 от USB 2.0
USB 3.0 имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с предшествующим стандартом USB 2.0:
- Скорость передачи данных увеличена в 10 раз — с 480 Мбит/с до 4,8 Гбит/с
- Количество проводников увеличено с 4 до 8 для обеспечения более высокой пропускной способности
- Максимальный ток питания увеличен с 500 мА до 900 мА
- Реализована полнодуплексная передача данных вместо полудуплексной в USB 2.0
- Улучшено управление энергопотреблением устройств
При этом USB 3.0 сохраняет обратную совместимость с USB 2.0, что позволяет подключать старые устройства к новым портам.
Особенности физической реализации USB 3.0
Для визуального отличия разъемов и портов USB 3.0 от USB 2.0 используется синяя цветовая маркировка. Внутренняя часть разъемов и портов USB 3.0 обычно окрашена в синий цвет.
Кабели USB 3.0 содержат 8 проводников вместо 4 в USB 2.0. Это позволяет реализовать дополнительные линии для высокоскоростной передачи данных.
Разъемы USB 3.0 имеют дополнительные контакты по сравнению с USB 2.0:
- Standard-A: 9 контактов вместо 4
- Standard-B: 9 контактов вместо 4
- Micro-B: 10 контактов вместо 5
Увеличение количества контактов позволило реализовать новые возможности стандарта при сохранении обратной совместимости.
Обратная совместимость USB 3.0 с USB 2.0
Одним из важных преимуществ USB 3.0 является сохранение обратной совместимости с предыдущими версиями стандарта. Это реализовано следующим образом:
- Порты USB 3.0 принимают разъемы USB 2.0
- Устройства USB 2.0 можно подключать к портам USB 3.0
- Устройства USB 3.0 можно подключать к портам USB 2.0 (но со скоростью USB 2.0)
При подключении устройства USB 2.0 к порту USB 3.0 используются только контакты, соответствующие стандарту USB 2.0. Дополнительные контакты USB 3.0 при этом не задействуются.
Важно отметить, что при подключении устройства USB 3.0 к порту USB 2.0 скорость передачи данных будет ограничена возможностями USB 2.0. Для полноценного использования преимуществ USB 3.0 необходимо подключение к соответствующему порту.
Преимущества использования USB 3.0
Внедрение стандарта USB 3.0 дало пользователям ряд существенных преимуществ:
- Значительное ускорение передачи данных между устройствами
- Возможность быстрой зарядки мобильных устройств
- Снижение энергопотребления при передаче данных
- Улучшенное управление питанием подключенных устройств
- Сохранение работоспособности старых устройств с новыми компьютерами
Эти преимущества особенно заметны при работе с устройствами, требующими высокой скорости передачи данных, такими как внешние жесткие диски, видеокамеры высокого разрешения и т.д.
Дальнейшее развитие стандарта USB
После выпуска USB 3.0 развитие стандарта USB продолжилось. В 2013 году был представлен стандарт USB 3.1, который принес следующие улучшения:
- Увеличение скорости передачи данных до 10 Гбит/с
- Введение нового типа разъема USB Type-C
- Улучшенные возможности подачи питания на устройства
Разъем USB Type-C стал важным шагом в развитии стандарта, так как он обладает рядом преимуществ:
- Симметричная конструкция, позволяющая подключать кабель любой стороной
- Компактные размеры
- Поддержка высоких скоростей передачи данных
- Возможность подачи большей мощности на устройства
Дальнейшее развитие стандарта USB направлено на увеличение скорости передачи данных, улучшение возможностей подачи питания и упрощение использования для конечных пользователей.
USB 3.0 Распайка и характеристики
Содержание
- 1 Вилка и розетка типа A (USB-хост или Хаб)
- 2 Распиновка коннекторов USB 3.0 A -типа
- 2.1 Расположение контактов на розетке USB 3.0 A-типа
- 3 Распиновка коннекторов USB 3.0 B -типа
- 3.1 Расположение контактов на розетке USB 3.0 B-типа
- 4 Распиновка коннекторов USB 3.0 Micro-B-типа
- 4.1 Расположение контактов вилки USB 3.0 Micro-B
- 4.2
- 5 Распиновка коннекторов USB 3.0 Powered-B
- 5.1 Дополнительные контакты питания розетки USB 3.0 Powered-B
- 6 Разъем USB 3.0 Micro-AB
Руководствуясь соображениями обратной совместимости с USB 2.0, при проектировании вилок и розеток USB 3.0 была применена концепция «усовершенствования» (upgrade) возможности разъёмов за счёт добавления к уже существующей USB 2.0 части коннекторов дополнительной группы контактов, обслуживающих шину SuperSpeed USB.
То есть устройства и кабели USB 2.0 подключить к разъёму SuperSpeed USB 3.0 можно, а вот наоборот – уже нельзя.
USB 3.0 коннекторы типа A (USB 3.0 Type A connectors) – установлены на сторое хост-устройста – компьютера или хаба) и разъёмы USB 3.0 типа B (USB 3.0 Type B connectors) – установлены на USB 3.0 переферии.
Кроме них, существует ещё два типа разъёмов USB 3.0 – это семейство коннекторов USB 3.0 Micro (предназначены для мобильных устройств) и новый тип USB 3.0 Powered-B (обеспечивает дополнительным питанием подключённые к ниму устройства).
Вилка и розетка типа A (USB-хост или Хаб)
Стандарт USB 3.0 обратно совместим с USB 2.0, то есть вилки кажутся такими же, как и обычные вилки типа A. Контакты USB 2.0 остались на прежнем месте, но в глубине разъёма теперь располагаются пять новых контактов.
Это означает, что вам нужно полностью вставлять вилку USB 3.0 в порт USB 3.0, чтобы удостовериться в режиме работы USB 3.0, для которого требуются дополнительные контакты. Иначе вы получите скорость USB 2.0. USB Implementers Forum рекомендует производителям использовать цветовое кодирование Pantone 300° C на внутренней части разъёма.
Распиновка коннекторов USB 3.0 A -типа
Расположение контактов на розетке USB 3.0 A-типа
| 1 | VBUS (VCC) | Красный |
| 2 | D- | Белый |
| 3 | D+ | Зелёный |
| 4 | GND | Чёрный |
| 5 | StdA_SSTX- | Синий |
| 6 | StdA_SSTX+ | Жёлтый |
| 7 | GND_DRAIN | ЗЕМЛЯ |
| 8 | StdA_SSRX- | Фиолетовый |
| 9 | StdA_SSRX+ | Оранжевый |
| Экран | Экран коннектора |
Распиновка коннекторов USB 3.
0 B -типа
Расположение контактов на розетке USB 3.0 B-типа
| 1 | VBUS | Красный |
| 2 | D- | Белый |
| 3 | D+ | Зелёный |
| 4 | GND | Чёрный |
| 5 | StdA_SSTX- | Синий |
| 6 | StdA_SSTX+ | Жёлтый |
| 7 | GND_DRAIN | ЗЕМЛЯ |
| 8 | StdA_SSRX- | Фиолетовый |
| 9 | StdA_SSRX+ | Оранжевый |
| Shell | Оплётка | Экран разъёма |
У разъёмов для мобильных устройств изменения более заметны.
Распиновка коннекторов USB 3.0 Micro-B-типа
Расположение контактов вилки USB 3.0 Micro-B
| 1 | VBUS | Красный |
| 2 | D- | Белый |
| 3 | D+ | Зелёный |
| 4 | ID | не подключён |
| 5 | GND | Чёрный |
| 6 | StdA_SSTX- | Синий |
| StdA_SSTX+ | Жёлтый | |
| 8 | GND_DRAIN | ЗЕМЛЯ |
| 9 | StdA_SSRX- | Фиолетовый |
| 10 | StdA_SSRX+ | Оранжевый |
| Shell | Оплётка | Экран разъёма |
Также существуют разъёмы USB 3.
0 Micro ещё двух типов: вилка USB 3.0 Micro-A и розетка USB 3.0 Micro-AB. Визуально отличаются от USB 3.0 Micro-B «прямоугольной» (не срезанной) частью разъёма с USB 2.0 контактами, что позволяет избежать подключения вилки Micro-A в розетку Micro-B, а розетку Micro-AB делает совместимой с обеими вилками.
Розетка Micro-AB будет применяться в мобильных устройствах, имеющих бортовой USB 3.0 host контроллер. Для идентификации режима хост/клиент используется пин 4 (ID) – в вилке Micro-A он замкнут на «землю».
Распиновка коннекторов USB 3.0 Powered-B
Новый разъём USB 3.0 Powered-B спроектирован с использованием двух дополнительных контактов, что позволяет устройствам предоставлять до 1000 мА другому устройству, например адаптеру Wireless USB. Это позволяет избежать необходимости в источнике питания для устройства, подключаемого к Wireless USB адаптеру, делая ещё один шаг к идеальной системе беспроводной связи (без отдельного питания).
При обычных проводных подключениях к хосту или хабу эти два дополнительных контакта не используются.
Разъем USB 3.0 Powered-B по своему формфактору полностью совместим с разъемом USB 3.0 типа В, но отличается от него наличием двух дополнительных контактов питания (DPWR и DGND) и двух дополнительных проводов в USB-кабеле, что позволяет давать питание USB-адаптерам без необходимости подключения их к сети.
В гнездовой разъем USB 3.0 Powered-B можно вставлять штепсельный разъем USB 3.0 Powered-B, разъем USB 3.0 типа В и USB 2.0 типа В. Всего в разъеме USB 3.0 Powered-B имеется 11 контактов
Дополнительные контакты питания розетки USB 3.0 Powered-B
| 1 | VBUS | +5V Питание |
| 2 | USB D- | USB 2.0 данные |
| 3 | USB D+ | |
| 4 | GND | Земля |
| 8 | StdA_SSRX- | SuperSpeed приём |
| 9 | StdA_SSRX+ | SuperSpeed приём |
| 7 | GND_DRAIN | Земля |
| 5 | StdA_SSTX- | SuperSpeed передача |
| 6 | StdA_SSTX+ | SuperSpeed передача |
| 10 | DPWR | Дополнительное питание на устройство |
| 11 | DGND | Земля питания устройства |
Разъем USB 3.
0 Micro-AB
Гнездовой разъем USB 3.0 Micro-AB будет использоваться только в устройствах, поддерживающих стандарт OTG (On-The-Go) (собственно, как и разъем USB 2.0 Micro-AB). В гнездовой разъем LJSB 3.0 Micro-AB можно будет вставлять штепсельные разъемы USB 3.0 Micro-B, USB 3.0 Micro-A, USB 2.0 Micro-B и USB 2.0 Micro-A. А вот гнездовой разъем USB 2.0 Micro-AB будет совместим только со штепсельными разъемами USB 2.0 Micro-B и USB 2.0 Micro-A.
Распиновка USB. / zremcom.com
- Dmitry Zar
- # Документация
- # Разъемы
В целях справочной информации выложу распиновку нескольких типовых разъемов USB и miniUSB (иногда для прозвонки плат эта информация необходима).
| Тип USB (фото) | Распиновка | ||||||||||||
| Порт USB series A |
| ||||||||||||
| Порт USB series B |
| ||||||||||||
| Порт miniUSB series A, B (отличия серий только в форме штекера) |
| ||||||||||||
| Порт miniUSB (4-х пиновый) |
|
К сведениию. Благодаря встроенным линиям питания USB позволяет подключать периферийные устройства без собственного источника питания (максимальная сила тока, потребляемого устройством по линиям питания шины USB, не должна превышать 500 мА, у USB 3.0 — 900 мА). Версии USB:
|
Исправлены проблемы и ошибки, обнаруженные в версии 1.0. Первая версия, получившая массовое распространениеСхема контактов разъема USB 3.0 @ pinoutguide.com
USB 3.0 является преемником USB 2.0. USB 3 сокращает время, необходимое для передачи данных, снижает энергопотребление и обратно совместим с USB 2.0
Подробнее о USB 3.
0USB 3.0 — это третья основная версия стандарта Universal Serial Bus (USB) для взаимодействия компьютеров и электронных устройств. . USB 3.0 сочетает в себе шину USB 2.0 и новую шину SuperSpeed со скоростью передачи до 5,0 Гбит/с, что примерно в десять раз быстрее, чем стандарт USB 2.0. Разъемы USB 3.0 обычно отличаются от своих аналогов USB 2.0 синей цветовой маркировкой розеток и вилок, а также инициалами SS.
Сведения о USB 3.1
В июле 2013 г. был выпущен преемник стандарта USB 3.1 (USB 3.1 Gen 2) с новым режимом передачи SuperSpeed+, который может передавать данные со скоростью до 10 Гбит/с (1,25 ГБ/с, вдвое больше скорости USB 3.0), что обеспечивает его теоретическую максимальную скорость на уровне первой версии интерфейса Thunderbolt.
Разводка разъема Standard-A USB 3.0
| Контакт Номер | Пин Имя | Описание |
| 1 | VBus | Питание +5 В |
| 2 | USB D- | Данные USB 2. 0 |
| 3 | USB D+ | |
| 4 | ЗЕМЛЯ | Заземление для возврата питания |
| 5 | StdA_SSRX- | Сверхскоростной приемник |
| 6 | StdA_SSRX+ | Сверхскоростной приемник |
| 7 | GND_DRAIN | Заземление для возврата сигнала |
| 8 | StdA_SSTX- | Сверхскоростной передатчик |
| 9 | СтдА_SSTX+ | Сверхскоростной передатчик |
Разводка разъема Standard-B USB 3.0
| Штифт Номер | Пин Имя | Описание |
| 1 | VBus | Питание +5 В |
| 2 | USB D- | Данные USB 2.0 |
| 3 | USB D+ | |
| 4 | ЗЕМЛЯ | Заземление для возврата питания |
| 8 | StdA_SSRX- | Сверхскоростной приемник |
| 9 | StdA_SSRX+ | Сверхскоростной приемник |
| 7 | GND_DRAIN | Заземление для возврата сигнала |
| 5 | StdA_SSTX- | Сверхскоростной передатчик |
| 6 | СтдА_SSTX+ | Сверхскоростной передатчик |
Разводка разъема Powered-B USB 3.
0| Контакт Номер | Пин Имя | Описание |
| 1 | VBus | Питание +5 В |
| 2 | USB D- | Данные USB 2.0 |
| 3 | USB D+ | |
| 4 | ЗЕМЛЯ | Заземление для возврата питания |
| 8 | StdA_SSRX- | Сверхскоростной приемник |
| 9 | StdA_SSRX+ | Сверхскоростной приемник |
| 7 | GND_DRAIN | Заземление для возврата сигнала |
| 5 | StdA_SSTX- | Сверхскоростной передатчик |
| 6 | СтдА_SSTX+ | Сверхскоростной передатчик |
| 10 | ДПВР | Питание от устройства |
| 11 | ДГНД | Возврат заземления для DPWR |
Разъемы USB 3.
0 и 3.1К розетке USB 3.0 Standard-A можно подключить либо разъем USB 3.0 Standard-A, либо разъем USB 2.0 Standard-A. И наоборот, можно подключить штекер USB 3.0 Standard-A к розетке USB 2.0 Standard-A. Аналогичный принцип обратной совместимости применяется к подключению штекера USB 2.0 Standard-A к розетке USB 3.0 Standard-A. Standard-A используется для подключения к порту компьютера на стороне хоста.
К разъему USB 3.0 Standard-B можно подключить либо разъем USB 3.0 Standard-B, либо разъем USB 2.0 Standard-B. Обратная совместимость распространяется на подключение штекера USB 2.0 Standard-B к розетке USB 3.0 Standard-B. Однако невозможно подключить штекер USB 3.0 Standard-B к разъему USB 2.0 Standard-B из-за физически большего разъема. Standard-B используется на стороне устройства.
Поскольку порты USB 2.0 и USB 3.0 могут сосуществовать на одном компьютере и выглядеть одинаково, спецификация USB 3.0 требует соответствующего цветового кодирования и рекомендует, чтобы разъем USB 3.
0 Standard-A имел синюю вставку. Такая же цветовая кодировка применяется к разъему USB 3.0 Standard-A.
Новой функцией является шина SuperSpeed, которая обеспечивает четвертый режим передачи на скорости 5,0 Гбит/с. Необработанная пропускная способность составляет 4 Гбит/с, и спецификация считает разумным достижение 3,2 Гбит/с (0,4 Гбайт/с или 400 Мбайт/с) или более после накладных расходов протокола.
Розетки USB 3.0 обратно совместимы с разъемами USB 2.0.
USB 2.0 и USB 3.0 — разница и сравнение
Что такое USB 3.0 и USB 2.0?
Карта памяти USB 3.0
Разработанный в 1990-х годах стандарт универсальной последовательной шины (USB) был разработан для определения протоколов связи, включая кабели и разъемы, между компьютерами и электронными устройствами, такими как принтеры и сканеры. По мере увеличения количества и типов устройств USB-порт был принят в качестве основного портала подключения.
Такие устройства, как смартфоны, КПК, планшеты, смартфоны и игровые приставки, могут подключаться к компьютерам через USB-порты, что позволяет подзаряжать их и обмениваться данными, тем самым устраняя необходимость в адаптерах и зарядных устройствах.
USB3.0 был выпущен в ноябре 2008 года, почти через восемь лет после выпуска USB 2.0. Более пяти лет спустя, в 2014 году, был выпущен USB 3.1, широкое распространение которого ожидается в 2015 году.
Что такое USB 3.1?
Новейшим стандартом для USB-накопителей является USB 3.1. Он предлагает три основных улучшения по сравнению с 3.0: «всегда правильный» разъем C-типа, который подключается независимо от ориентации, более высокая скорость передачи данных до 10 Гбит/с (гигабит в секунду) и возможность питания любого типа устройства.
Разъем C-типа достаточно мал для современных тонких устройств, таких как ноутбуки, планшеты и смартфоны типа MacBook Air. но все еще достаточно прочный для 10 000 циклов использования. Скорость передачи данных больше соответствует текущим потребностям приложений и пользователей, особенно для файлов видео и изображений. А возможность подключения и питания любого типа устройства с зарядной мощностью 100 Вт, которую можно разделить между двумя устройствами, значительно уменьшает «зарядное устройство и кабели», упрощая подключение между личными устройствами.
Однако обратная совместимость будет ограничена.
Особенности и преимущества USB 3.0 по сравнению с USB 2.0
- Скорость передачи: USB 2.0 обеспечивает скорость передачи 480 Мбит/с, а USB 3.0 обеспечивает скорость передачи 4,8 Гбит/с — в 10 раз быстрее.
- Добавление еще одной физической шины: Количество проводов было удвоено, с 4 до 8. Дополнительные провода требовали больше места как в кабелях, так и в разъемах, поэтому были разработаны новые типы разъемов.
- Потребляемая мощность: USB 2.0 обеспечивает до 500 мА, тогда как USB 3.0 обеспечивает до 900 мА. Устройства USB 3 обеспечивают большую мощность при необходимости и экономят энергию, когда устройство подключено, но находится в режиме ожидания.
- Больше пропускной способности: Вместо односторонней связи USB 3.0 использует два однонаправленных пути передачи данных, один для приема данных, а другой для передачи, в то время как USB 2.
0 может обрабатывать данные только в одном направлении в любой момент времени.
0 может обрабатывать данные только в одном направлении в любой момент времени.- Улучшенное использование шины: Добавлена новая функция (с использованием пакетов NRDY и ERDY), позволяющая устройству асинхронно уведомлять хост о своей готовности.
Когда данные передаются через устройства, кабели и разъемы USB 3.0, транзакция инициируется хостом, отправляющим запрос, за которым следует ответ от устройства. Устройство либо принимает запрос, либо отклоняет его. Если принято, устройство отправляет данные или принимает данные от хоста. Если не хватает места в буфере или данных, он отвечает сигналом «Не готов» (NRDY), чтобы сообщить хосту, что он не может обработать запрос. Когда устройство будет готово, оно отправит хосту Endpoint Ready (ERDY), который затем перепланирует транзакцию.
Физические отличия
Разъемы USB 3.
0 отличаются от разъемов USB 2.0, и разъемы 3.0 обычно окрашены в синий цвет внутри, чтобы отличить их от разъемов 2.0.
Различные типы разъемов USB (щелкните, чтобы увеличить). Слева направо: Micro USB Type AB, Micro USB Type B, USB 2.0 Type A, USB 2.0 Type B, USB 3.0 Type A, USB 3.0 Type B, USB 3.0 Type Micro B, разъем Min USB Type A
Обратная совместимость
USB 3.0 совместим с USB 2.0. Однако продукт USB 3.0 будет работать на том же уровне, что и продукт USB 2.0, поэтому преимущества скорости и мощности не будут полностью реализованы.
Розетки USB 3.0 электрически совместимы с вилками устройств USB Standard 2.0, если они физически совпадают. Вилки и розетки USB 3.0 типа A полностью обратно совместимы, а розетки USB 3.0 типа B подходят для вилок USB 2.0 и более ранних версий. Однако вилки USB 3.0 типа B не подходят к разъемам USB 2.0 и более ранним версиям.
Это означает, что кабели USB 3.0 нельзя использовать с периферийными устройствами USB 2.
