معرفی پورت USB Type C و کابل آن

اگر نگاهی به وسایل اطراف خود در خانه داشته باشید، متوجه می‌شوید که حداقل چند دستگاه وجود دارد که از کابل USB استفاده می‌کند. به طور متوسط چیزی حدود 3 میلیارد پورت USB هر سال استفاده می‌شود. البته پورت USB تاکنون موفق‌ترین نوع اتصال برای لوازم جانبی به شمار می‌آید. در این سال‌ها هرچند USB در حال رقابت با تاندربولت بوده اما با استاندارد جدید Thunderbolt در هر دو زمینه سرعت و سهولت استفاده عقب مانده است. این شکاف قرار است با آمدن USB Type-C به نوعی پر شود.

قبل از درک کردن USB Type-C نیاز به فهمیدن تفاوت بین USB Type-A و Type-B و دیگر نسخه‌های مختلف استاندارد USB داریم. به طور کلی ورژن‌ها اشاره به سرعت و عملکرد کابل USB دارند، در حالی که USB Type اشاره به شکل فیزیکی و سیم‌کشی پورت‌ها و سرها دارد.

USB Type-A

این پورت هم‌چنین با نام USB Standard-A نیز شناخته می‌شود. USB Type-A طرح اصلی برای استاندارد USB شناخته شده و دارای شکل مسطح و مستطیل شکل است.

در کابل USB معمولی کانکتور Type-A با نام مستعار A-male (نری) شناخته شده که در پایان به یک میزبان، نظیر کامپیوتر، می‌رسد. در یک میزبان، پورت USB جایی که Type A-male (نری) به آن وارد می‌شود، پورت A-female (مادگی) نامیده می‌شود. پورت‌های Type-A بیشتر در دستگاه‌های میزبان، نظیر کامپیوتر، لپ تاپ، کنسول بازی، پخش کننده‌ها و غیره هستند. تعداد بسیاری کمی از دستگاه‌های جانبی از پورت Type-A استفاده می‌کنند.

ورژن‌های مختلف USB شامل USB 1.1, USB 2.0, USB 3.0 (بیشتر در ورژن‌های زیر) در حال حاضر از همان طرح USB Type-A استفاده می‌کنند. به این معنی که کانکتور Type-A همیشه با پورت Type-A سازگار است، حتی اگر دستگاه و میزبان از دو ورژن متفاوت USB استفاده کنند. برای مثال، هارد اکسترنال USB 3.0 با پورت USB 2.0 هم کار می‌کند و بالعکس.

به طور مشابه، دستگاه‌های کوچک نظیر موس، کیبورد یا مبدل شبکه که دارای کابل USB است، همیشه از کانکتورهای Type-A استفاده می‌کنند. این مسئله هم‌چنین برای چیزهای بدون کابل، نظیر فلش مموری نیز صدق می‌کند.

هر چند کانکتورها و پورت‌های USB 3.0 برای ارائه سرعت و قدرت خروجی بیشتر، دارای پین‌های بیشتری نسبت به ورژن‌های USB 2.0 هستند. اما این پین‌ها به گونه‌ای سازماندهی شده‌اند که مشکلی برای کارکرد با ورژن‌های قدیمی ایجاد نمی‌کنند.

هم‌چنین توجه داشته باشید که کانکتورهای کوچکتر Type-A، شامل Mini Type-A و Micro Type-A نیز وجود دارند، اما دستگاه‌های بسیار کمی از این طرح کانکتور استفاده می‌کنند.

USB Type-B

کانکتور Type-B یکی دیگر از سرهای انتهای استاندارد کابل USB است که عموما به دستگاه‌های جانبی نظیر پرینتر، گوشی یا هارد اکسترنال، متصل می‌شود. این کانکتور هم‌چنین با نام Type B-male نیز شناخته می‌شود. در دستگاه‌های جانبی، پورت USB با Type B-female نامیده می‌شود.

از آنجا که دستگاه‌های جانبی در شکل و اندازه‌های مختلفی وجود دارند، به همین نسبت کانکتور Type-B و پورت مربوطه آن نیز دارای طرح‌های مختلف است. تا به حال پنج طرح مشهور برای کانکتور و سر USB Type-B وجود داشته است. از آنجا که Type-A در انتهای کابل USB یکسان باقی می‌ماند، نوع Type-B استفاده شده نام کابل را مشخص می‌کند.

استاندارد اصلی (Standard-B): این طرح اولین بار برای USB 1.1 ساخته و هم‌چنین در USB 2.0 نیز استفاده شد. از این نوع بیشتر برای اتصال دستگاه‌های جانبی بزرگ، نظیر پرینتر و اسکنر به کامپیوتر استفاده می‌شود.

مینی USB (یا Mini-B USB): این مدل به طور قابل ملاحظه‌ای کوچکتر است. پورت Mini-USB Type-B برای دستگاه‌های پرتابل قدیمی، نظیر دوربین دیجیتال، گوشی موبایل و دیگر دستگاه‌های پرتابل قدیمی‌تر تهیه شد. این طرح در حال منسوخ شدن است.

میکرو USB (یا Micro-B USB): این طرح نیز به صورت قابل توجهی از Mini-USB کوچکتر است. پورت Micro-USB Type-B در حال حاضر مشهورترین پورت USB استفاده شده در اسمارت فون و تبلت‌هاست.

میکرو USB 3.0 (یا Micro-B USB 3.0): این مدل گسترده‌ترین و بیشترین استفاده را در دستگاه‌های پرتابل USB 3.0 دارد. اکثرا Type-A انتهای کابل به رنگ آبی است.

Standard-B USB 3.0: این مدل بسیار شبیه به Standard-B است. با این حال، برای انتقال با سرعت USB 3.0 طراحی شده است. اکثرا دو طرف این نوع کابل آبی رنگ است.

قابل ذکر است که یک مدل کمتر شناخته شده سری و کانکتور USB 3.0 Powered-B نیز وجود دارد. این مدل دارای دو پین اضافه برای ارائه قدرت اضافی به دستگاه جانبی است.

USB اختصاصی

تمامی دستگاه‌ها از کابل‌های USB استاندارد که در بالا ذکر شد، استفاده نمی‌کنند. در عوض برخی از آن‌ها از یک طراحی اختصاصی در مکان سر و کانکتور Type-B استفاده می‌کنند. از معروف‌ترین مثال در مورد این وسایل می‌توان به iPhone و iPad اشاره کرد، که در هر کدام از آن‌ها کانکتور 30 پین یا لایتنینگ جای Type-B در انتها را می‌گیرد. با این حال، Type-A یک سر کابل هنوز در اندازه استاندارد است.

مرور USB

ورژن‌های USB

USB 1.1: در آگوست 1998 عرضه شد و اولین نسخه USB بود که به طور گسترده پذیرفته شد. (نسخه اصلی 1.0 هرگز برای محصولات مصرف کننده ساخته نشد) این ورژن دارای حداکثر سرعت 12Mbps بود. (اگرچه در بسیاری موارد فقط در 1.2Mbps عمل می‌کرد) این مدل تا حد بسیاری زیادی منسوخ شده است.

USB 2.0: در آپریل 2000 عرضه شد و دارای حداکثر سرعت 480Mbps در حالت Hi-Speed، یا 12Mbps در حالت Full-Speed است. این مدل در حاضر دارای توان خروجی 2.5V, 1.8A بوده و سازگار روبه عقب با USB 1.1 نیز هست.

USB 3.0: در نوامبر 2008 عرضه شد و دارای بیشترین سرعت 5Gbps در حالت SuperSpeed است. پورت (و کانکتور) USB 3.0 معمولا به رنگ آبی است. USB 3.0 با USB 2.0 سازگار است اما این پورت می‌تواند تا قدرت 5V, 1.8A را ارائه دهد.

USB 3.1: در 26 جولای 2013 عرضه شد و دو برابر USB 3.0 سرعت دارد، 10Gbps (که الان SuperSpeed+ یا SuperSpeed USB 10 Gbps نامیده می‌شود) و سرعتی معادل استاندارد اصلی Thunderbolt دارد. USB 3.1 سازگار رو به عقب با USB 3.0 و USB 2.0 است. USB 3.1 دارای سه پروفایل قدرتی است و امکان کشیدن انرژی از میزبان را به دستگاه‌های بزرگتر می‌دهد: تا 2A در 5V (برای مصرف برق تا 10W)، و به صورت اختیاری تا 5A در یکی از دو حالت 12V (60W) یا 20V (100W). انتظار می‌رود اولین محصولات USB 3.1 سال آینده در دسترس باشد و عمدتا از طرح USB Type C استفاده کنند.

 

USB Type-C یا USB-C چیست؟

از لحاظ فیزیکی، پورت و کانکتور Type-C به اندازه پورت Micro-B USB است که در بالا ذکر شد. اندازه پورت Type-C فقط 8.4 میلی متر در 2.6 میلی متر است. این بدین معناست که ابعاد این پورت به اندازه‌ای کوچک است که حتی می‌تواند با کوچکترین دستگاه‌های جانبی نیز کار کند. با Type-C، هر دو طرف کابل‌های USB یکسان خواهند بود، که امکان اتصال از هر دو طرف کابل را داشته و هم‌چنین دیگر نیاز نیست که نگران اتصال کابل به صورت وارونه باشید. USB Type-C چیست؟ چگونه با نسخه‌های موجود USB جور می‌آید؟ در ادامه این مقاله به معرفی کامل USB Type C و USB 3.1 Gen 2 و کانکتور جدید آن خواهیم پرداخت.

از سال 2015 به صورت گسترده‌ای استفاده از این نوع کانکتور شروع شده است. Type-C USB از USB 3.1 با سرعت بالای 10Gbps پشتیبانی می‌کند و از توان خروجی قدرتمندی برخوردار است تا 20V(100W) و 5A. با توجه به اینکه بیشتر نوت بوک‌های 15 اینچی نیازمند برق در حدود 60W هستند. بدین معنی که لپ تاپ‌های آینده می‌توانند از طریق پورت USB به وسیله Type-C شارژ شوند، همانند اسمارت فون‌ها و تبلت‌ها که الان از طریق USB شارژ می‌شوند. در واقع جدیدترین لپ تاپ اپل مک بوک 12 اینچی، اولین نوت بوکی است که Type C USB را به عنوان پورت قدرت خود به کار بسته است.

جلوتر که برویم، از آنجایی که USB-C توان مورد نیاز برای راه اندازی یک یا حتی چند هارد اکسترنال رومیزی را ارائه می‌دهد، فروشندگان دستگاه‌های ذخیره اطلاعات، نظیر هارد اکسترنال با ظرفیت بسیار بالا، را قادر به ساختن bus-powered (بدون نیاز به آداپتور برق جداگانه) دستگاه‌های خود خواهد کرد.

Type-C USB هم‌چنین امکان انتقال نیروی دوجهته را دارد. بنابراین به جز شارژ کردن دستگاه جانبی، زمانی که قابل اجرا باشد، دستگاه جانبی نیز می‌تواند میزبان خود را شارژ کند. تمام این‌ها بدین معنی است که، شما می‌توانید بی‌نیاز از کابل و شارژر USB اختصاصی، به سوی یک راه‌حل قدرتمند، کوچک و واحد حرکت کنید که برای تمام وسایل کار می‌کند. Type-C USB منجر به کاهش قابل توجه سیم‌هایی خواهد شد که برای کار کردن با وسایل به آن‌ها نیاز داریم.

 

طراحی سوکت جدید Type C

انجمن مجریان USB (گروه شرکت‌هایی که USB را توسعه می‌دهند USB-IF) به دنبال یک استاندارد USB یک شکل برای ارتباط ساده و موثر بین دستگاه‌های USB هستند. اما در انجام این کار، آن‌ها فهرست زیادی از نامگذاری‌های مخصوص را دارند که به خاطر سپاری آن‌ها برای بسیاری خالی از دردسر نیست.

اولین و مهم‌ترین آن‌ها، USB Type-C نام سوکت جدیدی که قرار است همه جا و به همه چیز متصل شود. طراحی جمع و جور و کانکتور دو رو به اضافه افزایش سرعت و توان از ویژگی‌های اصلی آن است. USB Type C هم‌چنین می‌تواند با قابلیت حالت جایگزین از Thunderbolt, DisplayPort و MHL پشتیبانی کند، اما این قابلیت روی همه دستگاه‌های Type C در دسترس نیست. در آینده بیشتر شاهد این ویژگی روی دستگاه‌ها خواهیم بود.

USB Type C به واسطه شکل جدید منحصر به فردش به آسانی تشخیص داده می‌شود. در حالت معمول این سوکت با هیچ یک از سوکت‌های موجود USB سازگار نیست (نه حتی میکرو USB)، اما از طریق مبدل‌های خاص رو به عقب تا USB 1.1 می‌تواند سازگار شود. بنابراین کاربران می‌توانند از گجت و لوازم جانبی قدیمی خود با یک مبدل پایه همچنان استفاده کنند.

از لحاظ فیزیکی، پورت و کانکتور Type-C به اندازه پورت Micro-B USB است. اندازه پورت Type C فقط 8.4 میلی متر در 2.6 میلی متر است. این بدین معناست که ابعاد این پورت به اندازه‌ای کوچک است که حتی می‌تواند با کوچکترین دستگاه‌های جانبی نیز کار کند. با Type-C، هر دو طرف کابل‌های USB یکسان خواهند بود، که امکان اتصال از هر دو طرف کابل را داشته و هم‌چنین دیگر نیاز نیست که نگران اتصال کابل به صورت وارونه باشید.

 

خداحافظ USB 3.0؛ سلام USB 3.1

USB-IF استاندارد قدیمی USB 3.0 را تغییر نام داده و آن را با USB 3.1 در یک ردیف قرار داده است. در آینده نزدیک، دستگاه‌های جدید که قابلیت USB 3.0 را داشته باشند به عنوان USB 3.1 Gen 1 نامیده خواهند شد. برای مصرف کنندگان این چیزی جز یک تغییر نام نیست، اما برای توسعه دهندگان سخت افزار، به دلیل سر و کار داشتن فقط با یک استاندارد USB 3.1، مسائل ساده‌تر خواهد شد.

متاسفانه هنوز ویژگی‌های انتخابی بسیار وجود دارد و یک سایز به ندرت با همه متناسب خواهد بود.

USB 3.1 Gen 1 یا USB 3.1 Gen 2

USB 3.1 Gen 1 نام جدید برای USB 3.0 است. Gen 1 محدودیت سرعت 5Gbps و نرخ توان 900mA را از USB 3.0 نگه می‌دارد و هنوز هم با کانکتورهای آشنای Type-A و Type-B دیده خواهد شد و علاوه بر این گاهی اوقات از نوع جدید Type-C استفاده خواهد کرد. به این ترتیب توسعه دهندگان امکان استفاده از سوکت جدید USB Type C را روی سرعت USB 3.0 (و حتی سرعت USB 2.0) دارند. USB 3.1 Gen 1 به عنوان SUPERSPEED USB در نظر گرفته شده است.

USB 3.1 Gen 2 قدرت کامل استاندارد جدید را فقط روی Type-C ارائه می‌هد. این نسخه دارای پهنای باند بسیار بالای 10Gbps است و می‌تواند تا نیروی 3A را مدیریت کند (قدرت 5A در حالت Power Delivery در دسترس است). USB 3.1 Gen 2 به عنوان SUPERSPEED+ USB تعیین شده است.

حالت جایگزین

USB Type C همچنین می‌تواند از ارتباط مستقیم با برخی وسایل غیر USB، نظیر مانیتور کامپیوتر و تلویزیون، به وسیله استفاده از حالت جایگزین (Alternate Mode) پشتیبانی کند.

در نظر داشته باشید که همه حالات جایگزین با سوکت‌های Type-C پشتیبانی نخواهد شد و برخی از فروشندگان سخت افزار USB عمدا شیوه‌های خاص خود نظیر Thunderbolt 3 را پیاده سازی می‌کنند.

Thunderbolt 3 می‌تواند پهنای باندی چهار برابر USB Type C تا 40Gbps داشته باشد که امکان یک خروجی به دو نمایش 4K در 60Hz روی DisplayPort, mini DisplayPort و حتی HDMI و DVI یا VGA روی صفحه نمایش پشتیبانی شده را می‌دهد.

Power Delivery حالتی است که به USB Type-C امکان ارائه توان تا 100W را به یک دستگاه وابسته به قصد شارژ می‌دهد. تا توان 60W نیز برای دستگاه‌هایی که شارژ و انتقال دیتا را به صورت همزمان استفاده می‌کنند، امکان پذیر است. همچنین خواب و شارژ (Sleep and Charge) در دستگاه‌هایی نظیر کامپیوتر رومیزی، امکان شارژ گجت‌ها حتی هنگامی که کامپیوتر خاموش است را می‌دهد.

MHL به لطف USB Type C به گوشی‌های موبایل جدید بازگشته است. MHL امکان یک اتصال سیمی به نمایشگر خارجی را با استفاده از دیتای صوتی و تصویری HDMI می‌دهد. اخیرا اجرای MHL روی استاندارد قدیمی Micro USB کاهش یافته است، اما استاندارد USB C در آینده می‌تواند این قابلیت را به سادگی برای گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها ارائه دهد.

قابلیت حالت جایگزین به سوکت Type-C امکان پخش دیتا در یک فرمت کاملا متفاوت غیر USB را می‌دهد، بنابراین به هیچ تبدیل و مبدل، درایور یا نرم افزار اضافی نیاز نیست. این ویژگی از لوازم جانبی سنگین و گران قیمت خواهد کاست. با این حال، با دقت راهنمای کاربر، مشخصات تولیدکنندگان و حتی انجمن‌های تکنولوژی آنلاین را برای مطمئن شدن از قابلیت‌های Alternate Mode لپ تاپ، کامپیوتر یا تبلت جدید خود که نیاز دارید را بررسی کنید.

کابل‌های Type-C خراب

در اوایل آمدن USB Type C گزارش‌های خرابی برخی از کابل‌ها رسیده بود که نگرانی‌هایی را در مورد این تکنولوژی جدید بین مصرف کنندگان به وجود آورده بود. بعدا معلوم شد برخی از تولیدکنندگان اشتباها از مقاومت 10kΩ در کابل‌های خود استفاده کرده‌اند که منجر به مقدار اشتباه نیروی درخواستی از دستگاه منبع شده است. این مسئله می‌تواند باعث بارگذاری بیش از حد و آسیب به دستگاه‌های گران قیمت شود.

خوشبختانه تمام تولیدکنندگان معتبر این مشکل را حل کرده‌اند و در بازار از تکرار این مشکل گزارشی منتشر نشده است. انواع کابل USB Type C که ما در تتیس مارکت برای فروش در اختیار داریم از استاندارد لازم برخوردارند. با این حال به شما توصیه اکید می‌کنیم حتما کابل‌های خود را از برندهای معتبر و شناخته شده که استانداردهای لازم را رعایت می‌کنند تهیه کنید.

ممکن است در اینترنت به مطالبی درباره شناخت کابل USB C خوب برخورد کرده باشید که اشاره به تفاوت ظاهری پوسته فلزی خارجی سوکت جدید USB نسبت به ورژن‌های قبلی داشته باشد. با توجه به اینکه پوسه بیرونی رسانا نبوده و عمدتا برای نگه داشتن پین‌های داخلی کنار هم به کار می‌رود، این ادعا تا زمانی که کابل بر اساس مشخصات USB-IF (انجمن مجریان USB) ساخته شده باشد کاملا غلط و از اساس اشتباه است.

ما کابل‌های با کیفیت زیادی را مشاهده کرده‌ایم که از هر دو روش اکستروژن جدید و روش تاکردن و پرس (folded-and-stamped) استفاده کرده‌اند. مسئله مهم اینست که شما از یک منبع معتبر یک محصول با گارانتی معتبر خریداری کنید.

چه دستگاه‌هایی USB Type C خواهند داشت؟

مادربرد – بسیاری از مادربردهای کامپیوتر جدید به صورت on-board از USB-C پشتیبانی می‌کنند یا احتمالا شامل یک کارت PCI Express برای ارائه سوکت Type-C یا Type-A هستند. توجه داشته باشید که برخی مادربردهای Thunderbolt 3 / Alpine Ridge-ready از هیچ نوع حالت جایگزینی (Alternate Mode) پشتیبانی نمی‌کنند.

لپ تاپ – برخی از تولیدکنندگان نوت بوک و نت بوک در حال حاضر محصولات خود را با پورت Type C عرضه می‌کنند. Chromebook Pixel و Asus Transformer Flip Book دو محصول پیشگام در این زمینه هستند.

تبلت – تبلت‌هایی مانند Nokia N1 و Asus ZenPad S8 نیز با سوکت Type C برای شارژ، انتقال دیتا و قابلیت OTG عرضه شده‌اند.

اسمارت فون – گوشی‌های موبایل با هزاران مدل برنده بزرگ استفاده از Type-C برای شارژ، انتقال اطلاعات و قابلیت OTG هستند. برندهایی نظیر LG, Google, OnePlus, Microsoft در حال حاضر محصولات خود را با این استاندارد جدید در بازار دارند.

هارد اکسترنال – هاردهای پرتابل نیز از USB-C سودمندی خاص خود را می‌برند. در حال حاضر تعداد انگشت شماری از حافظه‌های SSD 10Gbps در بازار وجود دارد.

فلش مموری – حافظه‌های فلش نیز با توجه به پرتابل بودن و استفاده ویژه خود از این پورت بهره لازم را خواهند برد. با استفاده از Type C به راحتی انتقال اطلاعات بین کامپیوتر و موبایل با استفاده از فلش مموری امکان پذیر خواهد بود.

لوازم جانبی بیشتری نیز در آینده به بازار عرضه خواهد شد و به آرامی جای دستگاه‌های با کانکتور Type-A قدیمی‌تر را خواهند گرفت. پرینتر، اسکنر، کیبورد، میکروفون، تجهیزات ذخیره سازی، دستگاه‌های استریم مدیا و بقیه وسایل در نهایت شروع به ارائه استاندارد Type-C خواهند کرد. در حال حاضر بسیاری دستگاه‌ها از USB 3.1 Gen 1 با سرعت 5Gbps استفاده می‌کنند، اما انتظار می‌رود به زودی حرکت به سوی SuperSpeed+ 10Gbps به عنوان یک قاعده و هنجار آغاز شود.

سازگاری رو به عقب به وسیله تبدیل

Type C USB و USB 3.1 با قدیمی‌ترهای خود یعنی USB 3.0 و USB 2.0 سازگار هستند. در یک اتصال درست و یکدست Type-C USB، پورت‌ها و سرهای Type-A گنجانده نشده‌اند. با این حال، برای سازگاری، شما می‌توانید کابل Type A به Type C سازگار پیدا کنید. علاوه بر این، تبدیل‌های نیز برای کار کردن دستگاه‌ها و میزبان‌های Type C با وسایل USB موجود، ارائه خواهد شد.

این اولین بار است که تبدیلی برای USB مورد نیاز است و به احتمال زیاد تنها بار خواهد بود. حداقل برای آینده قابل پیش بینی. انجمن مجریان USB، گروه مسئول توسعه USB، گفته که Type C USB مصداق آینده است، به این معنی که، این طراحی برای آینده و ورژن‌های سریع‌تر USB استفاده خواهد شد.

چند سالی طول می‌کشد تا Type-C به محبوبیت فعلی Type-A برسد. اما زمانی که این اتفاق افتاد، راه کار کردن با وسایل را ساده‌تر خواهد کرد. تنها یک کابل کوچک برای هر وسیله‌ای نیاز خواهد بود، هم برای انتقال دیتا و هم انتقال شارژ.

خرید کابل Type C

منبع