Wszystko, co musisz wiedzieć o złączu USB

W ciągu 30 lat swojego istnienia złącze USB stało się nieodłączną częścią wielu urządzeń, a kolejne prezentowane odmiany dają użytkownikom i producentom sprzętu coraz większe możliwości.

Wszystko co trzeba wiedzieć o wtykach USB

• Co to znaczy USB?
• Rodzaje złącz USB
• USB 2.0 a USB 3.0 - jakie są różnice?
• USB 3.0 i USB 3.1 - dwukrotny wzrost przepustowości
• USB 3.1 Gen 1, USB 3.1 Gen 2
• USB 3.2 - kolejna wersja uniwersalnej magistrali szeregowej
• USB 4 - najlepsze i najszybsze złącze z pewnym “ale”
• Kolory gniazd i kabli USB
• Długość kabla USB - czy są tu jakieś ograniczenia?
• USB-C - najczęściej spotykane złącze dla urządzeń mobilnych
• USB typu C od 2024 stanie się unijnym standardem złącza
• Szybkie ładowanie dzięki USB Power Delivery
• Porty USB do ładowania - Super Charge

Co to znaczy USB?

Anglojęzyczny akronim oznacza uniwersalną magistralę szeregową. I to właśnie uniwersalność złącza USB jest jego największą zaletą. Port USB powstał na początku lat 90-tych, a jego wynalazcą jest Ajay Bhatt. Przez kilka lat współpracował m.in. z inżynierami Intela, a w powstaniu standardu USB swój udział mają także tacy giganci świata IT, jak Microsoft, Compaq, DEC i IBM. Założenia, które przyświecały twórcom uniwersalnej magistrali szeregowej były jasne: możliwość stosowania jednego złącza w wielu różnych urządzeniach i ich peryferiach. Port USB musiał więc przesłać dane różnego typu, a także pełnić rolę zasilacza. Ważną cechą złącza USB jest również automatyczne wykrywanie podłączonego w ten sposób sprzętu. Bez dwóch zdań dużą rolę w popularyzacji złącza USB miała też premiera pierwszych pendrive’ów. Duża pamięć zamknięta w małej obudowie z opcją szybkiego podłączenia i błyskawicznego odczytu i zapisu danych.

USB typ C i USB typ A

Przez ostatnie lata wszystkie wspomniane cechy i zalety złącza USB uległy poprawie. Najnowsze wersje złącza zapewniają rewelacyjne osiągi, a już wkrótce jedna z odmian portu USB stanie się standardem obowiązującym na terenie całej Unii Europejskiej, w czym duży udział ma unijny prawodawca. Zapraszamy zatem do lektury dzisiejszego artykułu, w którym przedstawimy bliżej poszczególne wersje złącza USB, a także rozwiązania, jakie powinny się pojawić w przyszłości.

Rodzaje złącz USB

Wersje złącz USB możemy podzielić na kilka sposobów. Jednym z nich jest rodzaj złącza, który określa, jak wygląda końcówka kabla USB lub złącza w urządzeniu. Dziś znamy trzy rodzaje złącz USB: A, B i C. Najpopularniejsze jest wciąż złącze USB typu A, jakie możemy spotkać na przykład w pendrive. USB typu B nie zdobyło aż takiej popularności, natomiast coraz częściej spotykanym złączem jest dziś USB-C. Ze względu na małe rozmiary doskonale sprawdza się w kompaktowych urządzeniach - jako złącze w smartfonie, słuchawkach bezprzewodowych, czy smukłym laptopie. USB-C możemy także uznać za świetne następstwo dla miniUSB i microUSB.

Poza kilkoma rodzajami wtyczek i złącz, USB ma też wiele wersji. Pierwsze z nich, czyli USB 1.0 i USB 1.1 sprawdzały się doskonale w latach dziewięćdziesiątych. Były dobrą alternatywą dla wejść szeregowych i równoległych, ale szybkość przesyłu danych wynosząca do 1,5 MB/s szybko przestała być wystarczająca. Pod koniec 1998 roku ogłoszono specyfikację USB 2.0, w której transfer wynosił już nawet 60 MB/s.

• USB typu A (USB A - klasyczne wejście USB). Najczęściej spotykane złącze, do niedawna będące standardem. Wykorzystywane do podłączania klawiatury, myszki bezprzewodowej, modułu Bluetooth, czy pendrive. Dziś stopniowo wypierane przez USB-C. Złącze USB typu A spotykane jest też często w przypadku ładowarek.
• USB typu B. Ma nieco kwadratowy kształt. Czasami spotykane jako złącze USB do drukarki, a także do podłączenia monitora (wtedy można było korzystać z hub USB - dziś tę funkcję przejęło, a jakże - USB-C).
• USB typu C. Najnowszy typ złącza, który powoli staje się też najpopularniejszym. Dużą Zaletą jest symetryczność - można bez przeszkód podłączyć kabel “do góry nogami”, co wpływa na wygodę i wydłuża żywotność złącz/kabli. W niedalekiej przyszłości zastąpią wszystkie rodzaje złącz USB.
• micro USB (USB Micro-B). Mniejsza wersja złącza USB-A. Jeszcze kilka lat temu często używano złącza micro USB w smartfonach, tabletach i innych niewielkich urządzeniach. Jego przepustowość nie jest jednak zbyt duża.
• mniej popularne złącza, nis stosowane od wersji 3.0 (USB Micro-A, Mini-A Mini-B). Dziś praktycznie niespotykane, w przeszłości służyły jako porty do ładowania i transferu danych w telefonach, aparatach cyfrowych i innych sprzętach.

USB 2.0 a USB 3.0 - jakie są różnice?

Tym, co w najbardziej zauważalny sposób różni od siebie kolejne wersje USB jest szybkość transferu danych. W przypadku USB 2.0 jest to maksymalnie 60 MB/s, w praktyce dane przesyłane są z prędkością do 48 MB/s. Ten typ złącza wciąż jest spotykany w sprzęcie komputerowym, choć raczej już dość leciwym. USB 2.0 sprawdzi się jednak do podłączenia klawiatury i myszki. W ten sposób możemy też podłączyć wolniejszy pendrive'a lub zewnętrzny dysk. Przesyłanie danych będzie jednak wymagało sporo cierpliwości. USB 2.0 pozwalało także na ładowanie urządzeń, choć jedynie z mocą 2,5W (5V/500 mA).

Około 10 lat po premierze USB 2.0 pojawił się nowy standard. USB 3.0 było technologią pod każdym względem lepszą. Prędkość przesyłu danych skoczyła ponad dziesięciokrotnie. Transfer w USB 3.0 to aż 500 MB/s. Jednocześnie poprawiono parametry prądu, który można przesyłać kablem USB 3.0 - jego moc wzrosła do 4,5W (5V/900 mA). Niemal dwukrotnie większa moc przekłada się na skrócenie czasu ładowania podłączonych przez USB 3.0 urządzeń. Dzięki lepszym parametrom prądu możliwe jest też podłączenie bardziej prądożernych urządzeń bez konieczności dodatkowego zasilania ich.

Mimo kilkunastu lat na karku, USB 3.0 do dziś świetnie sprawdza się w wielu zastosowaniach. Wciąż możemy spotkać takie złoczew nowych komputerach. Ważną cechą USB 3.0, która funkcjonuje także w nowszych odmianach złącza, jest wsteczna kompatybilność. Możemy więc łączyć ze sobą urządzenia posiadające różne złącza USB, wtedy oczywiście prędkość transferu danych zależy od parametrów wolniejszego z nich.

USB 3.0 i USB 3.1 - dwukrotny wzrost przepustowości

Prezentacja USB 3.1 miałą miejsce w 2013 roku. Nowe złącze znów podniosło prędkość transferu danych. Maksymalna szybkość przesyłu danych w stosunku do USB 3.0 wzrosła z 5 do 10 GB/s. W praktyce w USB 3.1 możliwy jest transfer danych z szybkością 1200 MB/s. Wzrost prędkości przesyłu jest niemal, 2,5-krotny w porównaniu z poprzednikiem. Oznacza to, że nawet duże pliki możemy zapisywać i odczytywać w kilka sekund.

W przypadku podłączenia peryferiów i akcesoriów przy pomocy USB 3.1 nie zobaczymy zbyt dużej zmiany względem USB 3.0. Jeżeli natomiast podłączymy w ten sposób przenośny dysk, różnica będzie kolosalna i zauważalna gołym okiem!

USB 3.1 Gen 1, USB 3.1 Gen 2

Od 2015 roku możemy spotkać się z nazwami USB 3.1 Gen 1 i USB 3.1 Gen 2. W praktyce nie jest to jednak żadna nowa technologia, a zmiana terminologii, do której zastosowało się wielu producentów sprzętu. Organizacja USB IF ustaliła, że od tego momentu USB 3.0 będzie nosiło nazwę USB 3.1 Gen 1, a USB 3.1 to USB 3.1 Gen 2. Warto jednak wiedzieć, że nie każda firma zastosowała się do nowej terminologii. Aby sprawdzić, z jakim złączem mamy do czynienia, warto więc zagłębić się w jego specyfikację i odczytać przepustowość złącza USB.

• USB 3.1 Gen 1/USB 3.0 - 5 Gb/s
• USB 3.1 Gen 2/USB 3.1 - 10 Gb/s

USB 3.2 - kolejna wersja uniwersalnej magistrali szeregowej

2400 MB/s - tak szybki transfer danych możliwy jest dzięki zaprezentowanemu w 2017 roku standardowi USB 3.2. W tym przypadku do dyspozycji użytkownika oddano dwie linie, które mogą zapewniać przepustowość 5 lub 10 Gb/s każda.Łącznie mamy więc maksymalnie 20 Gb/s - dwukrotnie większą szybkość, niż w USB 3.1 Gen 2. Warto natomiast wiedzieć, że w przypadku USB 3.2 Gen 2xw (dwie linie i przepustowość 20 Gb/s) jedynym dostępnym złączem jest USB typu C. Także najnowszy standard, czyli USB 4, dostępny jest jedynie w wersji USB-C.

Tak duża przepustowość przygotowana jest do obsługi nowoczesnych urządzeń przez wiele kolejnych lat. W tym momencie możemy jednak dojść do pewnego ciekawego wniosku. Wraz z osiągnięciem przez porty USB znakomitych osiągów, stają się one coraz mniej potrzebne. Dziś znaczna część wymiany danych odbywa się przez Internet. I tak, jak pendrive na USB był rewelacyjnym następcą dyskietki i płyty CD, to ultraszybki pendrive USB 3.2 niekoniecznie jest o wiele bardziej użyteczny, niż i tak bardzo szybki pendrive z USB 3.1, czy nawet 3.0. Następcą dla każdego z nich może być bowiem raczej przechowywanie danych w chmurze.

USB 4 - najlepsze i najszybsze złącze z pewnym “ale”

Obecnie najszybszym portem USB jest USB 4. Przeznaczone jest do najbardziej wymagających zadań między innymi przesyłania filmów w rozdzielczości 4K i 8K. Przepustowość uSB 4 to aż 40 Gb/s. Istnieje jednak także wersja USB 4 z przepustowością 20 GB/s. USB 4 pozwala też na bardzo szybkie ładowanie, nawet z mocą 100W i więcej. Pozwoli na to zgodność z USB Power Delivery.

Złącze USB 4 nazywane jest czasem Thunderbolt 3. Poprzednie wersje złącza Thunderbolt korzystały z innego wejścia - Mini DisplayPort, dziś jednak ma złącze USB typu C. Także Thunderbolt 4 posiada ze złącza USB-C i… żadnego innego. To może być pewną wadą USB 4 - nie występuje bowiem z wejściem USB typu A. Najnowszy standard USB 4 posiada natomiast wsteczną kompatybilność. Przy użyciu odpowiedniego przewodu możemy więc podłączyć urządzenia i akcesoria z wejściami USB 3.x lub USB 2.x.

Kolory gniazd i kabli USB

Choć nie jest to obowiązkiem, a raczej często stosowaną praktyką, różne wersje USB oznaczone są kolorami.Wystarczy więc spojrzeć na tylną część komputera lub na końcówkę kabla, aby przekonać się, z jaką technologią mamy do czynienia. To ważne szczególnie w przypadku, kiedy chcemy podłączyć kilka urządzeń do naszego komputera. Wtedy warto wybrać, którym wystarczy wolne połączenie (np. klawiatura, mysz, drukarka), a które lepiej podłączyć do nowoczesnego, szybkiego złącza USB. Dla poszczególnych wersji magistrali USB stosowane są więc następujące oznaczenia kolorystyczne:

• białe - USB 1.x
• czarne - USB 2.x
• niebieskie - USB 3.x
• czerwone lub pomarańczowe - port USB do ładowania - w tym przypadku możliwe będzie ładowanie podłączonego urządzenia nawet przy wyłączonym zasilaniu
• żółte - USB Power Delivery

W przypadku złącza USB 4 nie mamy oznaczenia kolorystycznego. To występuje bowiem jedynie w przypadku złącz USB typu A. USB 4 posiada natomiast zawsze złącze USB-C. Często w okolicy danego złącza można również znaleźć jego opis wskazujący na rodzaj USB. Złącze USB 4 jest także kompatybilne z DisplayPort 2.0 oraz PCIe 5.

Długość kabla USB - czy są tu jakieś ograniczenia?

W przypadku złącz USB połączenie odbywa się zwykle przy pomocy kabla do transmisji danych. Nie może być on jednak nieskończenie długi, poszczególne rodzaje USB w swojej specyfikacji posiadają maksymalną długość przewodu. Najdłuższy może być przewód USB 2.0 - to aż 5 metrów.. Dla USB 1.x, a także USB 3.x maksymalna długość kabla to 3 metry. Superszybkie złącze USB 4 zaprezentowane w 2019 roku ma natomiast najkrótszy kabel. Może mieć maksymalnie 80 centymetrów.

USB-C - najczęściej spotykane złącze dla urządzeń mobilnych

Uniwersalna magistrala szeregowa, czyli USB, daje wiele możliwości. Łatwe podłączenie, automatyczne rozpoznanie sprzętu i oczywiście spora przepustowość są głównymi zaletami tego standardu. Problemem może być natomiast wielkość samego złącza. Tu pojawia się główna zaleta złącza USB typu C - jest płaskie i kompaktowe. O tym rodzaju złącza USB możemy mówić od wersji USB 2.0, a w najnowszej USB 4 USB-C stało się już jedyną dostępną opcją. Na pewno sporym atutem jest także możliwość podłączenia kabla USB-C w dowolny sposób. O ile USB-A, USB-B, czy microUSB wymagały konkretnego ułożenia kabla względem złącza, USB-C jest symetryczne. Można je więc włożyć “do góry nogami”. Z pewnością wpływa to znakomicie na trwałość złącz i końcówek kabli USB-C i ich dłuższą żywotność.

Od kilku lat USB-C staje się standardem stosowanym w niemal wszystkich urządzeniach, takich jak:

• smartfony
• tablety
• słuchawki
• czytniki e-book
• głośniki Bluetooth
• aparaty cyfrowe
• przenośne konsole do gier
• laptopy
• komputery PC

W przypadku komputerów często mamy jednak kilka złącz USB, w tym także bardziej klasyczne USB typu A.

USB typu C od 2024 stanie się unijnym standardem złącza

Wkrótce port USB typu C stanie się jedynym akceptowalnym standardem w Unii Europejskiej. Nowe regulacje prawne na terenie UE będą wymagały od producentów nowych urządzeń stosowania właśnie takiego portu. Dlaczego unijny prawodawca zdecydował się na taki krok? Liczne badania wskazują na to, że ładowarki i kable do kupowanych urządzeń często są po prostu wyrzucane przez nowych właścicieli. Powodem jest posiadanie w domu wystarczającej liczby tego typu sprzętu. Łącznie każdego roku ilość wyrzucanych do śmieci kabli i ładowarek to ponad 10 tysięcy ton.

Oprócz ustandaryzowania złącz w urządzeniach elektronicznych, kolejną zmianą będzie pozbycie się kabli z zestawów sprzedażowych. Większość użytkowników i tak używa tylko jednego lub dwóch kabli (np. w domu i w pracy) do ładowania wszystkich posiadanych sprzętów. Także przy zakupie nowego urządzenia często poprzednio używany kabel wciąż jest sprawny, nowy nie jest więc potrzebny. Pozbycie się ładowarek i kabli pozwoli również na zmniejszenie rozmiaru opakowania, co pozytywnie wpłynie na łatwiejszy i bardziej ekologiczny transport.

Warto dodać, że obecnie właściwie tylko jeden producent elektroniki używa złącza innego, niż USB-C. Mowa oczywiście o Apple, które już jesienią 2024 będzie musiało wprowadzić do swoich sprzętów port USB-C.

Szybkie ładowanie dzięki USB Power Delivery

W przypadku złącz USB za główny parametr często uznawana jest przepustowość. Określa, jak szybko przebiega transmisja danych danym złączem. Równie ważna jest jednak możliwość ładowania sprzętów podłączonych do portu USB. Złącze USB i dodatkowe technologie dają tu sporo możliwości. Już dla podstawowych USB 2.0 i USB 3.0 mówimy o możliwości ładowania (moce to odpowiednio 2,5 i 4,5 W), naprawdę szybkie ładowanie możliwe jest natomiast dzięki USB Power Delivery. Maksymalne obciążenie złącza USB PD rośnie do 100W, choć warto dodać, że dla mocy większej od 10W niezbędne jest zastosowanie odpowiedniego kabla. Wtedy złącze USB musi również posiadać zewnętrzne źródło zasilania.

USB Power Delivery staje się więc nie tylko do transmisji danych, czy podłączania podstawowych urządzeń (klawiatury, myszki, dodatkowy dysk). Wykorzystując złącze USB PD możemy ładować laptopa, czy podłączony do niego monitor. Wtedy przy użyciu jednego przewodu USB Power Delivery możemy jednocześnie przesyłać obraz i zasilać wyświetlacz.

Porty USB do ładowania - Super Charge

Do ładowania różnych urządzeń, na przykład smartfona, można natomiast wykorzystać port USB Battery Charging. Technologia ta pozwala na zwiększenie natężenia prądu i szybkie ładowanie podłączonego sprzętu. Czasem port określany jest jako Super Charger lub Charger+.

Możliwości bardzo szybkiego ładowania i jego rosnącą moc możemy zaobserwować na przykładzie smartfonów. Tam podłączając odpowiednia ładowarkę do złącza USB-C możemy liczyć na mo ładowania wynoszącą kilkadziesiąt, a nawet ponad 100W! Jednym z rekordzistów jest smartfon Vivo iQOO 10 Pro z ładowaniem 200W. Taka moc pozwala napełnić baterię o pojemności 4700 mAh w jedyne 10 minut. Nad jeszcze szybszym ładowaniem pracuje dziś Xiaomi, inni producenci nie pozostają jednak w tyle.

Port USB - podsumowanie najważniejszych informacji

Podsumowując, większość z nas nie wyobraża sobie dziś życia bez portów USB. Służą do ładowania urządzeń i transmisji danych między nimi. Do największych zalet USB należy zaliczyć kompaktowe rozmiary (szczególnie w przypadku USB typu C), sprawny transfer danych i możliwość szybkiego ładowania innych urządzeń.

Kolejne generacje USB mają coraz lepsze parametry, warto mieć to na uwadze przy wyborze nowego sprzętu. Wkrótce dla wielu nowych urządzeń elektronicznych sprzedawanych w Unii Europejskiej będzie USB typu C.