USB je univerzální sériový standard přenosu dat, se kterým se setkáváme denně. Dnes má prakticky každé zařízení: počítač, telefon, tiskárna, modem, televize, externí disk jeden nebo více USB portů. USB konektor za svou popularitu vděčí jednoduchosti a univerzálnosti. Na přelomu století byla zadní část počítače vybavena mnoha různými konektory – DIN zástrčkami nebo paralelními porty, kdežto zavedení standardního USB umožnilo všechny doposud používané porty nahradit jedním, ke kterému jsme mohli připojit jakékoliv zařízení.
V průmyslu je standard USB také velmi často používán. Zde, stejně jako ve spotřebitelském průmyslu, zvítězila jednoduchost a univerzálnost. Všechny doposud používané standardy přenosu, umožňující komunikaci mezi různými strojními součástmi, ovládači, částmi výrobních linek, lze snadno nahradit jedním obecně používaným standardem. Nicméně abychom správně připojili různá zařízení, je vhodné znát základní typy konektorů a standardy přenosu USB.
Typy a standardy USB
Při uvažování o koncepci propojení dvou zařízení pomocí kabelu USB, musíme rozlišovat dva pojmy – typ konektoru a standard přenosu. Typ konektoru určuje přesně typ použité zásuvky a zástrčky USB. Standard přenosu naproti tomu určuje parametry, jako je datová propustnost a proudové zatížení. Je třeba rozlišovat mezi těmito dvěma pojmy, abychom se vyvarovali zbytečným nedorozuměním a zaměňování USB ve standardu 3.0 za konektor USB typu C, protože to nejsou totožné pojmy, což je častá chyba.
Standardy přenosu konektorů USB
Standard USB 1.x
Standard 1.0, který byl vydán v lednu 1996, se neobjevil v příliš mnoha zařízeních. Důvodem byla poměrně nízká přenosová rychlost a nemožnost používat žádné prodlužky a huby. Široce používaným standardem se stal teprve USB 1.1, který byl vydán o dva roky později.
Standard USB 2.0
Ačkoli existuje již téměř 20 let, je i nadále široce používán v nových zařízeních. Standard poskytuje maximální datovou propustnost na úrovni 480 Mbit/s (High speed). Porty USB 2.0 pracují v poloduplexním režimu, což znamená, že v daném okamžiku může odesílat informace pouze jedno zařízení, až po dokončení přenosu dat může zahájit odesílání dat druhé zařízení. Maximální délka kabelu u standardu 2.0 je 5 metrů.
Standard USB 3.0
Standard se objevil na trhu jako nástupce standardu 2.0. Nabízí datovou propustnost na úrovni 5 Gbit/s (Super Speed). Novinkou zde bylo použití plně duplexního režimu, ve kterém mohou obě zařízení současně vysílat a přijímat informace. Kromě toho se zvýšilo proudové zatížení konektoru. Maximální délka kabelu je 3 m, což je určitý návrat do minulosti, ke standardu 2.0. Poté, co se na trhu objevil USB 3.1, byl standard 3.0 přejmenován na USB 3.1 Gen 1.
Standard USB 3.1/3.2
Jedná se o pokročilou verzi USB 3.0, a poté 3.1. Nabízí přenosovou rychlost 10 Gbit/s (Super Speed+) v případě USB 3.1 a 20 Gbit/s (Super Speed+) v případě USB 3.2. Standard 3.2 je v podstatě totožný se standardem 3.1. Jediným rozdílem je použití ve standardu 3.2 vícepásmového přenosu, který umožnil zvýšení datové propustnosti konektoru. Po vydání standardu 3.2 byl standard USB 3.1 přejmenován na USB 3.2 Gen 2, zatímco USB 3.0 (USB 3.1 Gen 1) byl přejmenován na USB 3.2 Gen 1. A aby toho nebylo málo, je USB 3.2 také označován jako USB 3.2 Gen 2x2. Následující tabulka názorným způsobem uvádí názvosloví standardů USB.
| Nynější název | Předchozí název | |
|---|---|---|
| USB 3.0 | USB 3.2 Gen 1 | USB 3.1 Gen 1 |
| USB 3.1 | USB 3.2 Gen 2 | USB 3.1 Gen 2 |
| USB 3.2 | USB 3.2 Gen 2x2 | - |
Standard USB4
Specifikace standardu USB4 byla zveřejněna 29. srpna 2019. Je založena na přenosovém protokolu Thunderbolt 3 a rychlosti přenosu dat na úrovni 40 Gbit/s. Předpokládá se, že první zařízení vybavená USB4 konektory se objeví v roce 2021.
Typy USB konektorů
V uplynulých letech bylo vytvořeno více než deset typů USB konektorů. Některé z nich jsou známé jejich použitím v konkrétních zařízeních, například standardní konektor typu A se běžně používá v počítačových myších, klávesnicích nebo flash discích. USB typu B je již poměrně dlouho známé hlavně z tiskáren a USB Micro B se používá v mobilních telefonech. V současné době je většina typů USB konektorů již oficiálně vyřazena. Na trhu zůstávají pouze USB C a USB A, přičemž ten druhý už nebude používán ve standardu USB4.
Konektor USB A
Když hovoříme o rozhraní USB, pravděpodobně si představíme klasický obdélníkový konektor USB typu A. Používá se od počátku existence standardu. Nejčastěji jej najdeme v počítačích a nabíječkách mobilních telefonů. Modrá barva plastových prvků konektoru znamená, že podporuje standard 3.0 až 3.2.
Konektor USB B
Je znám především použitím v tiskárnách a skenerech. Konektor podporující standardy 3.0 a 3.1 má také plastové prvky v modré barvě. Výjimkou je mikro B zástrčka. Nemá modré prvky, ale odlišuje se vzhledem a připomíná trochu dva spojené mikro B konektory.
Konektor USB AB
Verze konektorů AB se vyskytovaly pouze v podtypech mini a micro a podporovaly standard 2.0. V současnosti se již používají velmi ojedinělé.
Kabel USB typu AB: CAB-USBAB0.5
Konektor USB C
Dle oznámení tvůrců, má v budoucnu nahradit všechny dosud používané typy konektorů. Zástrčka tohoto typu má symetrický tvar, takže již nebude problém s jejím připojením. Vzhledem k tomu, že konektor typu C není zpětně kompatibilní, mohli v něm konstruktéři zavést několik zajímavých funkcí. Jednou z nich je USB Power Delivery, který umožní nabíjet jakékoliv zařízení proudem až 5 A při napětí 20 V. Navíc USB C se vyznačuje dvojnásobným zvýšením rychlosti přenosu dat. Za zmínku stojí rovněž, že konektory typu C používá také standard Thunderbolt 3, který má datovou propustnost až 40 GB/s. V současné době se s konektory typu C můžeme setkávat stále častěji. Zpočátku se objevovaly hlavně ve smartphonech, ale nyní je již najdeme i v noteboocích, stolních počítačích nebo přenosných discích. Pokud chceme do svého zařízení umístit USB port, měli bychom se zajímat právě o konektory typu C, protože tyto budou v budoucnu standardem.
Využití USB konektorů v průmyslu
Existuje poměrně hodně důvodů, proč stojí za to implementovat řešení založená na USB konektorech v moderním průmyslu. Jedním z nich mohou být ekonomické důvody, protože zástrčky a zásuvky tohoto typu nejsou v současné době příliš drahé. Proto, je-li to možné, vyplatí se používat USB kabely na všech možných místech, což v budoucnu umožní snížit náklady.
Dalším důležitým aspektem je oblíbenost USB mezi potenciálními zákazníky. Pokud vyrábíte zařízení vybavené akumulátorem, který je třeba čas od času nabíjet, je vhodné umístit v pouzdře vyhrazený k tomuto účelu USB port. Prakticky všichni mají doma nabíječku s USB kabelem, tudíž potenciální zákazník nebude muset kupovat vyhrazenou nabíječku a bude moci použít tu, kterou má doma.
Princip 5S se uplatňuje v mnoha společnostech, zejména těch, které pocházejí z Japonska. Stručně řečeno cílem 5S je zlepšení bezpečnosti na pracovištích v kombinaci se zvýšením produktivity. Jedním z prvků 5S je standardizace, která může také být důvodem používání USB konektorů. Pokud máte ve firmě hodně zařízení, která musí být navzájem propojena, pak podle filozofie 5S byste měli použít co nejméně typů kabelů. Většina zařízení je v současné době vybavena USB porty, takže zavedení standardizace může být mnohem jednodušší.
Kromě použití USB kabelů se vyplatí věnovat pozornost jejich optimálnímu využití. Musíme pečlivě zvážit, na jaké vzdálenosti bude přenos dat probíhat, a jaké bude množství zasílaných dat. Po získání všech potřebných informací si budete moci vybrat vhodné USB kabely podporující příslušný standard přenosu.
