انواع پورت های USB را بهتر بشناسیم

پورت USB یک رابط استاندارد در کامپیوترهای شخصی، انواع لپ تاپ ها و سایر دستگاه‌ های الکترونیک مصرفی است و مخفف گذرگاه سریال عمومی (Universal Serial Bus) است و برای تبادل داده های دیجیتال در فاصله نزدیک به کار می رود. پورت USB امکان اتصال دستگاه های USB به یکدیگر را داده تا بتوانند از طریق کابل ها به انتقال داده های دیجیتال بپردازند. این پورت ها امکان تامین برق از طریق کابل را هم به دستگاه ها فراهم می کنند. با استفاده از این پورت ها می توان سخت افزارهایی مانند پرینتر، اسکنر، کیبورد، ماوس، درایو اکسترنال، جوی استیک، دوربین، مانیتور، کارت گرافیک، کارت شبکه و سایر دستگاه های جانبی را به کامپیوتر، لپ تاپ، تبلت و نوت بوک متصل کرد. در این مطلب به تاریخچه، انواع و کارایی هر یک از پورت های USB خواهیم پرداخت.

تاریخچه پورت USB

گروهی شامل هفت شرکت Compaq، DEC، IBM، Intel، مایکروسافت، NEC و Nortel در سال ۱۹۹۵ شروع به تحقیق و توسعه برای ساخت پورت یو اس بی کردند. هدف این گروه ایجاد روشی بسیار ساده برای اتصال دستگاه های جانبی اکسترنال به کامپیوتر بود که جایگزین چندین کانکتور در پشت PC شوند، مشکلاتی که با رابط های آن زمان وجود داشت را حل کنند، کانفیگ نرم افزاری تمام دستگاه هایی که از طریق پورت USB متصل می شوند را ساده کرده و امکان انتقال حجم بیشتری از داده را بین دستگاه های جانبی و سیستم فراهم کنند. آجای بهات و تیم او از شرکت اینتل روی چنین استانداردی کار کردند و در سال ۱۹۹۵، اولین مدار یکپاچه که از USB پشتیبانی می کرد، در اینتل تولید شد.

تا قبل از این، تولیدکنندگان کامپیوترها از پورت های سریالی و موازی، کانکتور و کابل برای انتقال داده ها استفاده می کردند که گاهی استفاده از آنها نیاز به درایوها و کارت های اختصاصی داشت. سرعت انتقال داده کم بود و پورت های موازی تا ۱۰۰ کیلوبایت در ثانیه و پورت های سریالی تا ۴۵۰ کیلوبایت در ثانیه را پشتیبانی می کردند و گاهی متصل کردن دستگاه جانبی به کامپیوتر نیازمند این بود که سیستم قطع یا ری استارت شود.

تا ۲۰۰۸ بیش از شش میلیارد رابط و پورت یو اس بی در بازار جهانی به فروش رفت و پس از آن، هر سال حدود دو میلیارد واحد پورت یو اس بی به فروش می رسد. پورت های اولیه به شکل امروزی نبودند و سال ها طول کشید تا به کارایی امروز برسند. اگر می خواهید بدانید پورت ها و کابل های امروزی در گذشته چطور بوده اند و با خط سیر پیشرفت و کارایی آنها آشنا شوید، بخش های بعدی را از دست ندهید.

پورت USB 1

این نسخه اولین پورت USB بود که در ژانویه ۱۹۹۶ معرفی شد که حداقل سرعت انتقال آن ۱.۵ مگابایت و حداکثر سرعت انتقال ۱۲ مگابایت و قدرت شارژ ۵۰۰ میلی آمپر بود. تصمیم برای اضافه کردن کانفیگ دو سرعتی به این دلیل گرفته شد که محصول بتواند هم از دستگاه های سرعت بالا مثل پرینترها و درایوها پشتیبانی کند و هم بتوان لوازم جانبی کم سرعت مثل کیبورد و میکروفن را به آن متصل کرد. پورت یو اس بی  1.1در واقع اولین پورتی بود که به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت چون اولین بار در محصول iMac اپل در ۱۹۹۸ به کار رفت. پس از آن، بسیاری از سازندگان کامپیوتر از اپل پیروی کرده و شروع به تولید کامپیوترهای با پورت USB کردند. اما محدودیت هایی در این پورت وجود داشت که باعث طراحی و ساخت سری USB 2.0 شد.

پورت USB 2.0

این پورت در آوریل ۲۰۰۰ به عنوان اولین نسخه تجاری رسمی USB که برای عموم قابل دسترس است، عرضه شد. این مدل سرعت انتقال بالاتر ۴۸۰ مگابایت و قدرت شارژ ۱۵ وات را داشت. برخلاف نسخه قبلی، این سری از تمام انواع کانکتورها شامل Mini-A و Mini-B پشتیبانی می کرد. این پورت حتی امکان ارتباط دستگاه های USB را بدون یک میزبان جداگانه USB می دهد.

پورت USB 3.0

این نسخه از پورت USB در نوامبر ۲۰۰۸ و پس از آن که مدیریت پروژه از گروه USB 3.0 Promoter Group به USB Implementers Forum انتقال پیدا کرد، منتشر شد. نسخه USB 3.0 که آپدیتی برای نسخه قبلی خود یعنی USB 2.0 بود که تا آن زمان بیش از ۶ میلیارد واحد از آن به فروش رفته بود، دارای سرعت فوق العاده و پشتیبانی از نسخه های قدیمی کانکتورها، کابل و پلاگ ها بود. در کنار سایر حالت های انتقال که در این پورت یو اس بی وجود دارد، حالت سرعت فوق العاده یا Super Speed در این پورت شامل ماکزیمم سرعت انتقال ۵ گیگابایت بر ثانیه است. این نسخه دارای چند نسخه فرعی است که به مرور زمان برای پر کردن خلاء هایی که در طراحی اولیه داشت، منتشر شدند.

پورت USB 3.1

 در جولای ۲۰۱۳ یک آپدیت برای نسخه USB 3.0 منتشر شد که نسخه 3.1 نامیده می شد. این نسخه به دو نسخه فرعی Gen 1 و Gen 2 تقسیم می شد که تفاوت آنها در سرعت انتقال داده بود. نسل اول یا Gen 1 دارای حالت سوپر اسپید با ماکزیمم سرعت ۵ گیگابایت بود که شبیه به نسخه اصلی بود. و نسل دوم یا Gen 2 دارای ویژگی سوپر اسپید پلاس بود که امکان رسیدن به حداکثر سرعت انتقال ۱۰ گیگابایت بر ثانیه را فراهم می کرد. سرعت انتقال Gen 2 به مهم ترین عامل فروش آن تبدیل شد. همچنین نسخه 3.2 در سپتامبر ۲۰۱۷ با افزایش ماکزیمم سرعت انتقال به ۲۰ گیگابایت بر ثانیه، معرفی شد.

پورت USB 4

آخرین نسخه از پورت USB که در آگوست ۲۰۱۹ عرضه شد، استاندارد USB 4 است که فقط از USB-C پشتیبانی می کند. گرچه چند سالی از معرفی و عرضه این استاندارد می گذرد اما هنوز به گزینه رایجی که در بیشتر محصولات الکترونیکی مدرن به کار برود، تبدیل نشده است. USB 4 یکی از مهم ترین آپدیت ها در روند تحول یو اس بی است چون نه تنها قابلیت های زیادی ارائه می دهد بلکه مشکل نام گذاری نسخه های پس از 3.x را حل کرد و از همه مهم تر این که تجربه ای باثبات و قابل پیش بینی را برای کاربران ایجاد می کند.

USB 4 از ترکیب پروتکل های USB و Thunderbolt برای اولین بار، ایجاد شد و باعث توسعه قابلیت های USB و در عین حال تقسیم این فناوری به دسته های عملکردی مختلف شد. اضافه کردن ویژگی هایی مانند تطبیق خودکار و داینامیک پهنای باند این اطمینان را می دهد که تا به اینجا، USB 4 پیشرفته ترین نسل USB است. گرچه در حال حاضر PC، dock و کابل هایی وجود دارند که از USB 4 پشتیبانی کنند اما هنوز به طور کامل قابلیت های این پروتکل را ندیده ایم.

دستگاه های دارای USB 4 باید از سرعت ۲۰ گیگابایت بر ثانیه پشتیبانی کنند. اگر در این دستگاه ها از کابل کوتاه تر ۰.۸ متر نسل سوم استفاده کنند می توانند تا ۴۰ گیگابایت را پوشش دهد. USB 4 با استفاده از تکنیکی به نام پروتکل tunneling از USB 3.2، PCIe و DisplayPort 1.4a پشتیبانی کند. با استفاده از Alt Mode می توان از DisplayPort و Thunderbolt 3 هم در USB 4 استفاده کرد.

استاندارد USB 4 با نسخه های قبلی USB یعنی USB 3.2 و USB 2.0 و Thunderbolt 3 سازگاری داشته و از TB3 Alt Mode پشتیبانی می کند. USB 3.2 پهنای باند ثابت را به انتقال داده یا ویدیو اختصاص می دهد. اما USB 4 به صورت داینامیک پهنای باند ویدیو و داده را بر اساس نیاز واقعی، اختصاص می دهد. تمام دستگاه های یو اس بی از قابلیت USB Power پشتیبانی می کنند. وقتی دستگاهی به یک پورت USB 4 متصل می شود، USB PD برای انتقال قدرت یک قرارداد ایجاد می کند و تا ۱۰۰ وات برق را تامین می کند.

کارایی دیگری که ویژگی tunneling در USB 4 ایجاد کرده باعث می شود کارامدی نهایی دستگاه به طور چشمگیری افزایش پیدا کند. قبل از عرضه USB 4، کاربر برای اتصال چند دستگاه جانبی با پورت USB-C مجبور بود هر کدام را در یک پورت قرار دهد تا آنها را به لپ تاپ یا PC متصل کند. اما اگر به اندازه کافی خوشبخت هستید که سیستمی با قابلیت USB 4 دارید، حالا دیگر می توانید با متصل کردن یک هاب USB-C به یک پورت، هم زمان شارژر، کابل برق و چندین دستگاه جانبی را به سیستم خود متصل کنید.

انواع کانکتور پورت USB

همان طور که در بالا گفته شد پورت های یو اس بی طی حدود ۲۰ سال به کارایی و بلوغ امروز رسیدند و هر کدام از آنها انواع مختلفی دارند و از دستگاه های متفاوتی پشتیبانی می کنند که در ادامه با آنها آشنا خواهید شد.

کانکتور USB-A

به این نوع، کانکتور استاندارد A هم گفته می شود که دارای ظاهری تخت و مستطیلی هستند و اولین کانکتورهای USB محسوب می شوند. USB-A رایج ترین کانکتور است و از هر نسخه USB شامل USB 1.1 تا USB 3.0 را پشتیبانی می کند.

می توانید این پورت ها را در کامپیوترها ببینید که به عنوان هاست USB به کار می روند. این پورت USB در دستگاه های شبیه کامپیوتر مثل کنسول های بازی، سیستم های صوتی، دستگاه های پخش ویدیو، دستگاه های DVD، Blu-ray، تلویزیون و غیره ببینید. همچنین از این پورت ها برای نصب وسایلی مانند کیبورد، موس و جوی استیک به سیستم استفاده می شود

اگرچه داخل پورت های USB 3.0 Type-A تعداد پین های بیشتری وجود دارد اما فرم فاکتور کاملا یکسانی دارند و می توان از آن در تمام پورت های نوع A حتی USB 1.1 استفاده کرد. اما این نکته وجود دارد که سرعت انتقال داده در این پورت کندتر است.

کانکتور USB-B

این کانکتورها Standard B نامیده شده و دارای شکل مربعی و گاهی لبه های گرد هستند. مانند Type A، این کانکتورها هم از تمام نسخه های یو اس بی پشتیبانی می کنند. یک نوع دوم از USB-B وجود دارد که Powered-B نامیده شده و فقط در USB 3.0 پشتیبانی می شود. از این کانکتور برای نصب پرینتر، اسکنر و هارد درایو اکسترنال به کامپیوترهای رومیزی استفاده می شود.

کانکتورهای Type B در USB 1.1 و 2.0 شبیه به هم هستند بنابراین کابل Type B از یک نسخه را می توان در پورت نسخه دیگر هم استفاده کرد. اما در مورد نسخه USB-B 3.0 دو شکل متفاوت وجود دارد و نمی توان از آنها در پورت های دیگر استفاده کرد. به عبارت ساده تر، کابل های Type B 1.1 و 2.0 با پورت 3.0 سازگاری دارند اما کابل های 3.0 با پورت های 1.1 و 2.0 سازگاری نیستند. چون Type B 3.0 دارای ۹ پین است اما دو نسخه دیگر دارای ۴ پین هستند. هرچه تعداد پین ها بیشتر باشد، سرعت انتقال داده بیشتر است.

کانکتور USB Mini-B

پورت های Mini-B بیشتر توسط دستگاه های الکترونیک قابل حمل مانند دوربین های دیجیتال، MP3 پلیر و برخی از موبایل ها به کار می روند و تنها دارای سرعتی مشابه با USB 1.1 و 2.0 هستند. از این کانکتورها دو نسخه ۴ پین و ۵ پین وجود دارد.

کانکتور USB Micro-B

این پورت ها دارای یک کانفیگ برای USB 2.0 و یک کانفیگ متفاوت برای USB 3.0 و نسخه های پس از آن هستند. این پورت در بسیاری از مدل های گوشی های محبوب اندروید و هارد درایوهای اکسترنال دیده می شود.

کانکتور USB-C

کانکتور Type C کوچک و باریک و دارای شکل قرینه و ظاهر نسبتا بیضی است. تفاوت این پورت با دو نسخه قبلی فقط در ظاهر نیست. یکی از بزرگترین تفاوت های این پورت یو اس بی، دوطرفه بودن آن است. یعنی نیازی نیست کابل را بچرخانید تا سمت درست آن در پورت قرار بگیرد. از هر طرف که کابل را وارد کنید، ارتباط برقرار می شود. علت اصلی طراحی و ساخت این پورت پشتیبانی از دستگاه هایی با فرم فاکتور کوچکتر، باریک تر و سبک تر بود. این پورت به قدرت کافی باریک است تا از آن برای گوشی های هوشمند و تبلت ها استفاده شود و در عین حال به قدری قدرت دارد که برای یک لپ تاپ کافی باشد. اگر به تازگی به قصد خرید لپ تاپ، درباره لپ تاپ های جدید مطالعه کرده باشید متوجه شده اید که در واقع بسیاری از لپ تاپ های جدید پورت های USB-A و RJ45 Ethernet را حذف کرده و تنها پورتی که برای ویدیو، شبکه، انتقال داده و شارژ ارائه می دهند، USB-C است. این باعث شده است که سایر پروتکل ها مانند Thunderbolt 3، DisplayPort، MHL و HDMI، کابل USB-C را به عنوان کانکتور اصلی خود بپذیرند.

این پورت از نسخه های 2.0، 3.0 و 3.2 پشتیبانی می کند. USB-C دارای ۲۴ پین است که می تواند انتقال ویدیو و داده را با سرعت ۱۰ گیگابایت بر ثانیه انتقال داده و سرعت شارژ آن تا ۱۰۰ وات است. بنابراین می توان از آن برای متصل کردن لوازم جانبی، انتقال داده از یک دستگاه به دستگاه دیگر و شارژ کردن دستگاه ها حرفه ای استفاده کرد.

کابل های استاندارد Type C دارای USB-C در هر دو طرف خود هستند اما تبدیل های Type C به Type A در بازار وجود دارند که می توان از آنها برای شارژ دستگاه دارای پورت Type C یا انتقال داده با استفاده از پورت A استفاده کرد. پورت USB-C Type 2.1 که در می ۲۰۲۱ معرفی شد، ظرفیت انتقال قدرت کابل ها و کانکتورها را از ۱۰۰ وات به ۲۴۰ وات افزایش داد. بنابراین می توان از آن برای شارژ دستگاه های بزرگ تر که نیاز به برق بیشتری دارند مانند مانیتورها k۴ و لپ تاپ های گیمینگ استفاده کرد.

آینده پورت های USB

گروه USB Promoter Group اعلام کرده است که نسخه USB 4 2.0 به زودی با سرعتی دو برابر انتقال ۴۰ گیگابایت در نسخه فعلی USB 4 در پورت USB-C، رونمایی خواهد شد. این نسخه امکان انتقال داده تا ۸۰ گیگابایت بر ثانیه را با کابل های تایپ C فراهم می کند. مدیر گروه USB Promoter معتقد است که این دستگاه بزرگ ترین تحول را در اتصال سریع تر و کارایی بهتر دستگاه های حرفه ای و مدرن نمایشگر، فضای ذخیره و هاب های یو اس بی ایجاد می کند.

این گروه که متشکل از کمپانی های اپل، اچ پی، اینتل و مایکروسافت است در سال ۲۰۱۹ استاندارد USB 4 را به بازار عرضه و معرفی کرد. این اولین بار بود که پروتکل USB از فناوری Thunderbolt اینتل استفاده می کرد و سرعت نسخه جدید به دو برابر نسخه های قبلی افزایش پیدا کرده بود.

این گروه همچنین قصد دارند USB-C و USB PD را به روز رسانی کنند تا عملکرد بهتری در انتقال داده داشته باشند. نسخه جدید USB 4 که تحت عنوان USB 4 2.0 نام گذاری شده است با نسخه قبلی USB 4، USB 3.2، USB 2.0 و Thunderbolt 3 سازگار است. به روز رسانی ها در نوامبر ۲۰۲۳ اطلاع رسانی خواهند شد و پس از آن، استفاده از این تکنولوژی در گوشی های هوشمند، لپ تاپ ها، کامپیوترهای شخصی و کابل های USB به تولیدکنندگان آنها بستگی دارد. شنیده ها حاکی از این است که آیفون در حال بررسی امکان جایگزین کردن پورت Lightening با USB-C است. در این صورت احتمالا آیفون اولین کمپانی باشد که فناوری USB 4 2.0 را در محصولات خود به کار می برد.

چند سوال متداول درباره انواع پورت های USB

کدام پورت USB می تواند قدرت برق بیشتری را انتقال دهد؟

پورت USB PD می تواند تا ۱۰۰ وات قدرت را به دستگاه انتقال دهد که شش برابر بیشتر از مقداری است که پورت USB 3.1 انتقال می دهد.

چطور پورت USB را تمیز کنیم؟

بهترین راه تمیز کردن پورت USB استفاده از فشار هوای فشرده و گوش پاک کن است. برای پورت USB-C می توانید از خلال دندان استفاده کنید.

آیا یادگیری رنگ بندی پورت های USB اهمیت دارد؟

خیر. تولیدکنندگان گاهی از رنگ های مختلف برای مشخص کردن نوع پورت استفاده می کنند. مثلا رنگ سفید نشان دهنده پورت A، B و Micro USB-A است.