วันนี้เราไม่ควรพูดถึงพอร์ต USB แต่เกี่ยวกับพอร์ต และนั่นก็คือ Universal Serial Bus ได้กลายเป็นอินเทอร์เฟซสำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆ ทุกชนิด และเมื่อเวลาผ่านไป เราก็ได้เห็นตัวเชื่อมต่อต่างๆ สำหรับ USB ประเภทต่างๆ นั่นคือเหตุผลที่เราจะอธิบายพวกเขาทั้งหมดและใช้งานที่ไหน
ในตอนต้นของยุค 90 พอร์ตจำนวนมหาศาลในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆ กับพีซีทำให้เกิดความโกลาหลครั้งใหญ่ ด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องสร้างตัวเชื่อมต่อสากลที่จะลงเอยที่เรารู้จักในชื่อ USB บริษัทเจ็ดแห่งร่วมมือกัน: อินเทล, คอมแพค, ธ.ค., ไอบีเอ็ม, ไมโครซอฟท์, NEC และ Nortel เพื่อสร้างมาตรฐานใหม่
ประวัติ USB ที่รวดเร็วมาก
USB ถือกำเนิดขึ้นอย่างเป็นทางการในปี 1994 แต่ยังไม่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในพีซีจนถึงปี 1998 ข้อมูลจำเพาะนั้นอิงตามพอร์ต Atari SIO และได้พัฒนามาหลายชั่วอายุคนจนถึงทุกวันนี้ โดยมีแบนด์วิดท์สูงขึ้นและรองรับได้เร็วยิ่งขึ้น อุปกรณ์ต่อพ่วง ในรุ่นแรกที่มีความเร็วสูงสุด 12 Mbps จะใช้สำหรับคีย์บอร์ด เครื่องพิมพ์และเมาส์เท่านั้น ด้วย USB 2.0 ปริมาณงานตามทฤษฎีเพิ่มขึ้นเป็น 480 Mbps แม้ว่าปริมาณงานจริงจะอยู่ที่ 280 Mbps ซึ่งทำให้สามารถใช้ตัวเชื่อมต่อรุ่นที่สองสำหรับอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ต้องการแบนด์วิดท์ที่สูงกว่า เช่น กล้องจากวิดีโอ ซึ่งก่อนหน้านั้นเคยใช้ FireWire หรือ IEEE-1394
ขั้นตอนต่อไปคือ USB 3.0 ซึ่งให้ความจุ 5 Gbps ดังนั้นจึงแสดงถึงลำดับความสำคัญของพลังงาน ช่วยให้คุณใช้ฮาร์ดไดรฟ์ภายนอกได้ ตั้งแต่นั้นมาก็มีการเพิ่มแบนด์วิดท์เป็นสองเท่าหลายครั้งติดต่อกัน ตัวอย่างเช่น มีความเร็วเพียงพอที่จะส่งวิดีโอผ่านสาย USB การเปลี่ยนแปลงที่ก้าวหน้าทั้งหมดนี้ทำให้เกิดขั้วต่อ USB ประเภทต่างๆ
ประเภทของขั้วต่อ USB ที่มีอยู่
ต่อไป เราจะอธิบายความแตกต่างระหว่างตัวเชื่อมต่อ USB ประเภทต่างๆ ที่สามารถพบได้ในอุปกรณ์ต่างๆ ในตลาด เช่นเดียวกับในเมนบอร์ดพีซี
USB Type A และ Type B
พอร์ต USB ชนิดแรกที่ปรากฏในท้องตลาดและดังนั้นพอร์ตที่เก่าแก่ที่สุดสำหรับเวอร์ชัน 1.0 และ 2.9 จึงมีบรรทัดว่าง แต่จากเวอร์ชัน 3.0 จะใช้สีน้ำเงินเพื่อแยกความแตกต่างจากรุ่นก่อน หากคุณดูภาพด้านบนเส้นเหล่านี้ คุณจะเห็นว่าพอร์ตมี 4 เส้น หนึ่งในนั้นคือแหล่งจ่ายไฟ จากนั้นเราก็มีอีกพอร์ตหนึ่งสำหรับการต่อสายดินและพอร์ตข้อมูลสองพอร์ต
เมื่อพิจารณาว่า USB เป็นพอร์ตอนุกรมและไม่ขนานกัน หมายความว่ามันส่งสัญญาณ 1 บิตสำหรับสัญญาณนาฬิกาแต่ละอัน ดังนั้นเนื่องจากมีช่องทางการสื่อสารสองช่องทาง เราจึงสามารถอนุมานได้อย่างง่ายดายว่าพินส่งข้อมูลไปในทิศทางเดียวและในทิศทางเดียว อื่น ๆ ในทางตรงกันข้าม คุณจึงสามารถส่งและรับข้อมูลพร้อมกันกับอุปกรณ์ได้ USB Type B ในทางกลับกันมีรูปทรงสี่เหลี่ยมและถูกใช้สำหรับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องพิมพ์และสแกนเนอร์ นอกเหนือจากรูปแบบที่แตกต่างกันแล้ว ข้อมูลจำเพาะจะเหมือนกับ Type A ดังนั้นจึงใช้ขั้วต่อแบบ 4 พินที่มีการกำหนดค่าเหมือนกันทุกประการ
เริ่มต้นด้วยเวอร์ชัน 3.0 ของมาตรฐาน พอร์ต USB สองประเภทนี้เปลี่ยนการกำหนดค่าโดยเพิ่มพินเพิ่มเติมที่ด้านหลังพอร์ตเดียวกัน การเพิ่มสองตัวสำหรับการถ่ายโอนข้อมูล SSTX- และ SSTX + และอีกสองตัวสำหรับการรับข้อมูล SSRX- และ SSRX + จึงเป็นการขยายปริมาณข้อมูลที่ส่งต่อรอบสัญญาณนาฬิกา พอร์ตเพิ่มเติมเหล่านี้ช่วยให้คุณเพิ่มแบนด์วิดท์ได้สิบเท่าเมื่อเทียบกับรุ่นที่สองของมาตรฐาน
Mini-USB และ Micro-USB ประเภทสำหรับอุปกรณ์ขนาดเล็ก
ความเฟื่องฟูในโทรศัพท์มือถือ ผู้ช่วยดิจิตอลส่วนบุคคล เครื่องเล่น MP3 และกล้องดิจิตอลตัวแรกที่เริ่มขึ้นในปลายทศวรรษ 1990 และต้นทศวรรษ 2000 ทำให้เกิดความต้องการที่ชัดเจน ต้องใช้ขั้วต่อ USB ชนิดที่เล็กกว่าที่เคยใช้ก่อนหน้านี้
ตัวเชื่อมต่อตัวแรกของเหล่านี้คือ Mini-USB ซึ่งเพิ่มพินเพิ่มเติมให้กับสี่ตัวที่ใช้แล้วในประเภทที่เหลือ พินใหม่เกี่ยวข้องกับโหมด OTG หรือ On the Go ซึ่งทำหน้าที่ทำเครื่องหมายว่าอุปกรณ์นั้นอยู่ในตำแหน่งรองในด้านการจ่ายพลังงาน
หลายปีต่อมา และเนื่องจากความต้องการพลังงานและพอร์ตข้อมูลสำหรับสมาร์ทโฟน ทุกครั้งที่มีขนาดเล็กลงและบางลง ขั้วต่อ USB อีกประเภทหนึ่งก็ถูกสร้างขึ้น ซึ่งเรารู้จักกันในชื่อ Micro-USB ซึ่งไม่มีอะไรมากไปกว่าพอร์ต USB เวอร์ชันที่เล็กกว่าซึ่งใช้ในโทรศัพท์และแท็บเล็ตจำนวนมาก แต่เนื่องจากไม่สามารถชาร์จได้เร็วพอ พอร์ตจึงค่อยๆ ถูกแทนที่
มีสาย Micro-USB ประเภทที่สามที่เรียกว่า Type B ซึ่งตามสีฟ้าระบุว่าใช้สำหรับอุปกรณ์ที่มีความเร็วการถ่ายโอน USB 3.0 เป็นต้นไป แม้ว่าจะมีรูปร่างที่แตกต่างกันไปก็ตาม จึงไม่เข้ากันกับตัวเชื่อมต่อรุ่นเก่า ไมโครยูเอสบีรุ่นก่อน ตามที่คุณอาจอนุมานได้ มันเพิ่มพินเพิ่มเติมที่เพิ่มเข้ากับตัวเชื่อมต่อ Type A และ Type B ด้วย แต่ในที่สุดพอร์ต USB ประเภทนี้ก็เลิกใช้แล้วโดยสิ้นเชิง
USB-C ตัวที่จะมาแทนที่ประเภทอื่น
เรากำลังเผชิญกับความล้ำหน้าที่สุดของทั้งหมด และตัวที่ลงเอยด้วยการแทนที่ประเภทที่เหลือเมื่อเวลาผ่านไป โดยไม่ต้องไปไกลกว่านั้นในมาตรฐาน USB 4.0 คือตัวเชื่อมต่อมาตรฐาน และด้วยขนาดและรูปร่างของมัน ในที่สุดมันจะมาแทนที่ประเภทอื่นๆ ของท่าเรือด้วยเวลา เนื่องจากมีมาตรการที่เหมาะสมและเนื่องจากสามารถแก้ปัญหาการชาร์จอย่างรวดเร็วในกรณีของ Micro-USB USB Type C ปรากฏตัวครั้งแรกพร้อมกับรุ่นที่สามของมาตรฐาน ดังนั้นจึงไม่มีเวอร์ชัน 2.0 และรุ่นก่อนหน้า
หากเราดูการกระจายของพิน USB Type C เราจะเห็นว่ามันเป็นตัวเชื่อมต่อ USB Type A สองตัวในหนึ่งเดียว เราต้องเริ่มหมุดรับส่งข้อมูล TX1-, TX1 +, TX2 + และ TX2- ที่ส่งข้อมูลในทิศทางเดียวและคู่กัน RX1-, RX1 +, RX2 + และ RX2- ที่จะทำหน้าที่รับข้อมูล ดังนั้นมันจึงใช้งานได้จริงราวกับว่ามันเป็นพอร์ต USB 4 พอร์ตในยูนิตเดียวที่มีกราวด์และพินเพาเวอร์ที่สอดคล้องกัน แม้ว่าจะไม่ใช่หมุดข้อมูลเพียงหมุดเดียว เนื่องจากเรามีหมุด D- และ D + ที่ส่งด้วยความเร็วเท่ากันกับมาตรฐาน USB 2.0 และใช้เมื่อมีหมุดสื่อสารที่เหลือ
เหตุผลก็คือสามารถใช้ USB Type-C เพื่อส่งวิดีโอในโหมด DisplayPort Alternate หรือ Alt DP ได้ ซึ่งสาย TX และ RX ของสายเคเบิลถูกใช้เพื่อส่งออกวิดีโอ เหลือเพียงพิน D และ D + สำหรับการส่งข้อมูลในโหมดการถ่ายโอนดังกล่าว ซึ่งทำให้เป็นตัวเชื่อมต่อในอุดมคติสำหรับเชื่อมต่อชุดหูฟังเสมือนจริง
อนาคตของประเภทตัวเชื่อมต่อ USB
แม้ว่าความแปลกใหม่ที่สำคัญที่สุดก็คือความสามารถในการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ต้องการพลังงานสูง หากพอร์ต Type A USB 3.2 สามารถจ่ายไฟได้ 15 W คู่ Type C ของมันสามารถจ่ายไฟได้มากถึง 100 W และคาดว่าด้วยรุ่นที่สี่ของมาตรฐานเราจะสูงถึง 240 W มากเกินพอที่จะแทนที่พอร์ตพลังงานของคอมพิวเตอร์ แล็ปท็อปและอุปกรณ์จำนวนมากที่เราใช้ที่บ้าน เช่น โทรทัศน์ที่เรามีในห้องนั่งเล่น
เป็นไปได้มากกว่าที่ในอนาคตเราจะไม่เห็นจอภาพที่เชื่อมต่อโดยตรงกับกระแสไฟ แต่จะใช้พลังงานจากพอร์ต USB Type C เดียวกันกับที่ใช้รับข้อมูล สิ่งที่ตรงกันข้ามอาจเกิดขึ้นได้และเราจบลงด้วยการมีเครื่องเล่นวิดีโอเกมที่ไม่มีแหล่งจ่ายไฟในตัวและส่งสัญญาณวิดีโอไปพร้อม ๆ กันเนื่องจากโทรทัศน์เป็นตัวป้อน