پورت USB چیست و چه کاربرد و تاریخچه‌ای دارد؟

درگاه USB یو اس بی چیست؟

از این درگاه برای انتقال داده و اطلاعات میان رایانه و دستگاه‌های جانبی و گاهی تامین برق شارژ استفاده می‌شود. این درگاه تاکنون سه ویرایش به نام USB 1.0, 2.0, 3.0 را به بازار عرضه کرده است. همان‌گونه که اشاره شد پورت USB یو اس بی یک واسط اتصالی جهت انتقال برق و دیتا است که می‌تواند به دستگاه‌های گوناگون، ابزارک‌ها و گجت‌ها و کامپیوتر اجازه می دهد با دیگر وسائل جانبی ارتباط برقرار کند. وسایل اتصالی به یو اس بی خیلی متنوع هستند؛ از کیبورد و ماوس گرفته تا پخش کننده موسیقی و فلش درایوها. برای نمونه ما به برخی از این دستگاه‌ها در آن‌ها از درگاه USB استفاده شده است اشاره خواهیم کرد: انواع کیس کامپیوتر ، لپ‌تاپ ، پخش ماشین و ضبط خانگی، اسپیکر، سینمای خانگی ، موزیک پلیر ، ویدیو پلیر ، برد فلش خور ، سیستم ماینینگ و ماینر بیت کوین ، مبدل صوتی و تصویری و...
از یو اس بی، همچنین برای انتقال انرژی به برخی دستگاه‌ها مانند تلفن‌های هوشمند، تبلت‌ها و همچنین شارژ باطری‌ها استفاده می‌شود. نخستین ارائه تجاری یو اس بی (ورژن 1.0) در ژانویه سال 1996 اتفاق افتاد. این استاندارد صنعتی به سرعت توسط شرکت‌هایی مانند اینتل ، کامپک، مایکروسافت و دیگران پذیرفته شد.

واژه usb مخفف چیست؟

اینکه واژه یو اس بی USB مخفف چه واژه‌ای است ما را به سوی یک اصطلاح و سه واژه می‌کشاند. در زبان انگلیسی USB یک اصطلاح است که مخفف اصطلاح گذرگاه سری عمومی ( universal serial bus, USB )- معنی واژه یونیورسال = همگانی، عمومی و جهانی است - معنی واژه سریال = سری است - معنی واژه باس = گذرگاه است.

موارد استفاده از پورت USB کجاست؟

امروز درگاه یو اس بی را می‌توان روی دستگاه‌های گوناگون خانگی و حتی صنعتی مشاهده کرد. می‌توان گفت که همگی رایانه‌های پیش‌رفته و امروزی، دست‌کم یک ورودی مادگی USB یو اس بی دارند. در زیر فهرستی از جاهای رایجی که می‌توان آن ها را یافت آمده است:

• کامپیوتر رومیزی: در یک رایانه رومیزی معمولاً دو تا چهار پورت در جلوی کیس و دو تا هشت پورت در عقب آن قرار دارد.
  لپتاب: در انواع لپ تاپ یک تا چهار پورت در سمت چپ، راست یا هر دو سمت جای دارد. گاه پیش می‌آید برخی از انواع لپ تاپ‌ها در پشت دارای درگاه یو اس بی است.
• تلفن هوشمند: در موبایل‌ها مشابه تبلت‌ها، از پورت یو اس بی در تلفن هوشمند برای شارژ باتری و انتقال داده ( دیتا ) استفاده می شود: در گوشی‌های مختلف می‌تواند به صورت کانکتور مادگی USB Type-C در فرم یو اس بی نوع C و کانکتور مادگی MicroUSB میکرو یو اس بی جهت اتصال نری microUSB نری کابل شارژ باشد.

وسیله‌هایی که در آن ها از USB استفاده شده

امروزه، شمار فراوانی از وسائل و ابزارها دارای درگاه یو اس بی هستند که می‌توان به کامپیوتر وصل شان کرد یا از آن‌ها استفاده دیگری کرد. فهرست زیر بعضی از رایج ترین‌ها است:

1. دوربین‌های دیجیتال: از USB برای شارژ باتری و انتقال داده‌ها، فایل‌های تصویری و ویدیویی بهره می‌برند.
2. درایوهای خارجی و فلش مموری: انواع فلش مموری و... که در واقع یک حافظه هستند که ورودی و خروجی آن‌ها به صورت یک فیش نری USB-A در نظر گرفته شده است. همچنین انواع هارد اکسترنال نیز از این طریق ارتباط خود را برقرار می‌کنند.
3. آیپاد IPad و دیگر mp3  پلیرها: پخش کننده‌های موسیقی، از جمله موزیک پلیرها، انواع برد فلش خور ، آمپلی فایر، ویدیو پلیر USB خور ، ضبط ، اسپیکر، سینمای خانگی و.. دارای ورودی صدای USB هستند.
4. کیبورد و ماوس: صفحه کلیدها برای اتصال به انواع رایانه ، لپ تاپ و دستگاه‌های نظامی و آزمایشگاهی از این درگاه استفاده می‌کنند. ماوس ها نیز به جای فیش قدیمی‌تر PS2 امروز از این درگاه بهره می‌برند تا بتوانند به رایانه‌ها متصل شوند.
5. میکروفن: به تازگی میکروفن‌ها نیز به جای جک نری میکروفن و اتصال به فیش مادگی میکروفن از درگاه یو اس بی بهره می‌برند. برای نمونه در کارت صدای اکسترنال ارتباط با پورت یو اس بی انجام می‌شود.
6. پرینتر و اسکنر: دستگاه‌های چاپگر و اسکنر نیز از نوع ب Type-B این پورت برای انتقال داده‌ها بهره می‌برند. روی این دستگاه‌ها معمولا کانکتور مادگی USB-B قرار دارد که با کابل پرینتر به رایانه متصل می‌شوند.
7. اهرمک یا جوی استیک (Joystick)= ابزاری به نام جویستیک در انواع گوناگون و کاربردهای گوناگون نیز با این درگاه به رایانه و دستگاه‌های گوناگون متصل می‌شوند.
8. تلفن هوشمند، تبلت و وبکم: موبایل، تبلت و وبکم‌ها نیز برای جابه‌جایی داده‌ها، فایل‌ها و اطلاعات و البته شارژ شدن از این درگاه از نوع میکرو یو اس بی یا نوع تایپ C استفاده می‌کنند.
9. ابزارک‌ها: در ابزارهای گوناگون برای تامین انرژی برق به عنوان منبع تغذیه یا جهت انتقال داده‌ها از این درگاه استفاده شده است. برای نمونه دانگل بلوتوث USB که ضبط های فلش خور را بلوتوث‌دار می‌کند یا فرستنده صدای بلوتوث تلویزیون به هدفون یا دانگل بلوتوث AUX برای تامین برق خود از این درگاه بهره می‌برند.

مدل‌های مختلف کانکتور USB

متصل کننده های یو اس بی اشکال و اندازه های مختلفی دارند. اغلب نسخه های متصل کننده یو اس بی دارای دو یا تعداد بیشتری نوع هستند. یعنی معمولا در یک کابل یو اس بی در دو سر دو نوع کانکتور را مشاهده می‌کنیم. اطلاعات بیشتری در این مورد در زیر خواهد آمد. در تصویر زیر سه گونه از درگاه‌های این فیش را می‌بینیم که از نظر ظاهر و اندازه و حتی سرعت انتقال داده و میزان برق عبوری با هم تفاوت دارند. این سه تایپ Type و  ورژن ها عبارتند از:

• مینی یو اس بی Mini-USB : که به آن مینی بی (mini-B) هم گفته می شود برای دوربین‌های دیجیتال و وسائل جانبی کامپیوتر مانند هارد اکسترنال استفاده می‌شود. امروز این گونه از یو اس بی ها، تا اندازه زیادی جای خود را به مایکرو یو اس بی MicroUSB و کابل‌‎های یو اس بی نوع C داده‌اند.
• مایکرو یو اس بی Micro-USB : هدف طراحی این نوع جای‌گزین شدن با مینی یو اس بی ها بوده است. از این گونه بیش‌تردر اتصال وسائل جانبی رایانه‌ای، کنترل کننده های بازی های رایانه‌ای و شارژ کردن موبایل، تبلت و تلفن‌های هوشمند بهره برده می‌شود. با این که بیش‌تر شرکت‌ها در حال به‌روزرسانی کالاهای خود به USB نوع C  هستند، مایکرو یو اس بی ها هنوز کاربری بالایی دارند و در بیشتر موارد به‌کار برده می‌شوند.
• تایپ سی USB Type-C : یو اس بی نوع C را در جدیدترین تلفن‌های هوشمند اندروید و برخی دستگاه‌های دیگر می‌توان دید. برخلاف دیگر انواع اتصالات، این نوع از یو اس بی، شکل متقارنی دارند و جهت وارد شدن فیش نری Type-c  به کانکتور مادگی USB 3.0 تفاوتی نمی‌کند چون دو طرف (بالا و پایین) به صورت یکسان و هم‌شکل هستند. در صورتی که در میکرو USB و مینی USB قسمت بالا و پایین فیش متفاوت بود.

سرعت انتقال داده در USB 1.0 2.0 3.0

USB 1.0: این قدیمی‌ترین نسخه یا ورژن از پورت مورد نظر است. یو اس بی 1.x از سرعت 12 مگابیت بر ثانیه پشتیبانی می‌کند.
USB 2.0: در واقع تا پیش از ظهور نسل جدید یعنی ویرایش 3 این ورژن پُرکاربردترین درگاه بوده است. یو اس بی 2.0 که به نام یو اس بی "پرسرعت" (high speed) هم شناخته می شود در شرکت های کامپک، اچ پی، اینتل، لوسنت، مایکروسافت، نک، و فیلیپس توسعه داده شد و در سال 2001 به بازار معرفی شد. این نوع قادر به پشتیبانی انتقال داده تا 480 مگابیت یا 60 مگابایت بر ثانیه است.
USB 3.0: فیش مادگی و نری یو اس بی 3.0، که به نام یو اس بی اَبَرشتاب ( = سوپرسرعت ) ((SuperSpeed توسط بوفالو تکنولوژی در سال 2009 تولید و در سال 2010 به بازار عرضه شد. این نسخه نسبت به ورژن قبلی در زمینه های سرعت، عمل‌کرد، مدیریت انرژی و پهنای باند پیشرفت داشته است. در این نسخه USB، دو مسیر داده‌ای یک طرفه برای دریافت و ارسال داده به صورت هم‌زمان وجود دارد و انتقال داده تا 5 گیگابیت یا 640 مگابایت را پشتیبانی می‌کند. نخستین دستگاه‌های تایید شده که این فناوری را مورد استفاده قرار دادند مادربوردهای ایسوس Asus و گیگابایت تکنولوژی بودند. شرکت دل DELL هم از آوریل 2011 از این یو اس بی  در دستگاه های اینسپایرون و سری XPS از این نسخه بهره گرفت.
USB 3.1: یو اس بی 3.1 که به آن اَبَرشتاب افزوده ( = سوپرسرعت پلاس ) ((SuperSpeed+ هم می گویند در ژولای 2013 ساخته شد و آخرین نسخه این پروتکل هست. این تکنولوژی قادر به انتقال داده تا 10 گیگابیت هست که آن را در کنار اولین نسل از تندربولت  Thunderbolt اپل قرار می دهد.

سازگاری نسخه های یو اس بی

همگی نسخه‌های پورت‌های یو اس بی، قابلیت سازگاری با نسخه های پیشین و پسین را دارند، یعنی از نسخه های قبلی و بعدی خودشان پشتیبانی می کنند. برای مثال وسائل طراحی شده با نسخه های 1.1  و 2.0 بر روی پورت های 3.0 کار خواهند کرد. منتها باید توجه داشت که دستگاه های دارای نسخه‌های پایین‌تر، با سرعت اصلی خودشان کار خواهند کرد هر چند یو اس بی 3.0 قادر به انجام کار در سرعت ها بالاتر باشد. به طور مشابه، اگر یک وسیله دارای یو اس بی 3.1 را به پورت 2.1 وصل کنید، حداکثر سرعت انتقال دستگاه به سرعت پورت 2.0 محدود خواهد بود.

انواع کابل USB طول و نوع

کابل های یو اس بی طول‌های متنوعی دارند از 3 فوت (91 سانتی متر) تا کمی بیش از 16 فوت (487 سانتی متر). طول حداکثری یک کابل یو اس بی 16 فوت و 5 اینچ (5 متر) برای دستگاه‌های پرسرعت و 9 فوت و 10 اینچ (3 متر) برای دستگاه‌های کم سرعت می‌رسد. در واقع برای دستگاه‌های پُرشتاب نباید طول کابل USB بیش از 3 متر و برای دستگاه‌های معمولی نباید طول کابل بیش از 5 متر باشد. دلیل وجود این محدودیت‌ها، زمان انتقال داده و ریسک از دست دادن داده‌ها در استفاده از کابل های طولانی‌تر است. با این حال با استفاده از کابل افزایش طول USB که در یک سر دارای کانکتور مادگی USB A و در سر دیگر دارای کانکتور نری USB A است و هاب یو اس بی می‌توان دو کابل را به خوبی به هم متصل کرد و فاصله میان دستگاه‌ها را افزایش داد.

همچنین انواع مختلفی کابل وجود دارد. همان طور که قبلا اشاره شد سرعت‌های انتقال داده برای یو اس بی ها (2.0 و 3.0) متفاوت است. به طور مشابه، انواع مختلفی از کابل یو اس بی برای هماهنگی با این سرعت ها وجود دارد. همچنین کابل های طولانی کننده‌ای ( کابل افزایش طول ) وجود دارد که می شود به یک سر کابل متصل کرد و آن را طولانی‌تر کرد. به هر حال، هنوز باید حواس‌تان به این باشد که طول کابل حاصله از میزان حداکثر مجاز بیش‌تر نشود، مگر این که از یک یو اس بی هاب استفاده کرده باشید.

تاریخچه استفاده از USB در کامپیوترها

منبع: Computer Hope / تاریخچه