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Normes USB: USB 1, USB 2, USB 3, USB 4 - capacités et comparaisons

Normes USB: USB 1, USB 2, USB 3, USB 4 - capacités et comparaisons

Comme tout standard à succès, USB, Universal Serial Bus a suivi le rythme de la technologie et le standard a été mis à jour avec USB 1, USB 1.1, USB2, USB3 puis USB 3.1, USB 3.2 puis USB 4.

Chaque norme USB successive a ajouté plus à la technologie, améliorant et affinant les performances.

L'utilisation de l'USB étant si répandue, la rétrocompatibilité dans la mesure du possible est très importante, ainsi qu'un futur chemin de mise à niveau.

Il est parfois utile de comparer USB1, USB 2 ou USB2 vs USB3, etc. en examinant les différentes capacités et spécifications de chaque version USB.

Forum des développeurs USB

Afin de garantir que l'USB est une norme de l'industrie et non une norme pour un fabricant en particulier, la norme USB est développée et maintenue par l'USB Implementers Forum, USB-IF.

Il s'agit d'une société à but non lucratif qui a été fondée par les entreprises qui ont développé la norme USB et qui souhaitent maintenant l'utiliser et la développer.

Certaines des sociétés membres de l'USB-IF comprennent des sociétés telles que Hewlett Packard, Intel, LSI Corporation, Renesas, Microsoft, etc.

Le Forum des développeurs USB développe et maintient les normes USB, y compris l'USB sans fil, et exécute un programme de conformité pour maintenir la qualité des produits USB et assurer la compatibilité entre les appareils.

Normes USB filaires

En examinant tour à tour chacun des standards USB, il est possible de voir les performances de chacun et de comparer USB1 vs USB 2, USB2 vs USB3 et ainsi de suite.

Il est également possible de regarder les performances des différentes versions d'USB 3, de comprendre la notation et de comparer les performances, par exemple de USB3.0 (Gen1) vs USB 3.1 (Gen2) et aussi de regarder ce que Superspeed, Superspeed + et le aiment et comment ils fonctionnent.

  • USB1.1: Il s'agissait de la version originale de l'USB, Universal Serial Bus et a été publié en septembre 1998 après que quelques problèmes avec la spécification USB 1.0 publiée en janvier 1996 aient été résolus. Il fournissait une interface maître / esclave et une topologie en étoile à plusieurs niveaux qui était capable de prendre en charge jusqu'à 127 appareils et un maximum de six niveaux ou hubs. Le maître ou appareil «hôte» était normalement un PC avec les esclaves ou «appareils» reliés via le câble.

    L'un des objectifs de la norme USB était de minimiser la complexité de l'appareil en permettant à l'hôte d'effectuer le traitement. Cela signifiait que les appareils seraient bon marché et facilement accessibles.

    Les taux de transfert de données de l'USB 1.1 sont définis comme:

    • Faible vitesse: 1,5 Mbps
    • Pleine vitesse: 12 Mbps

    La méthode de codage des données pour cette version de l'USB est Unicode.

    La longueur du câble pour USB 1.1 est limitée à 5 mètres et la spécification de consommation électrique permet à chaque appareil de prendre jusqu'à 500 mA, bien que cela soit limité à 100 mA lors du démarrage.

    L'USB 1.1 n'autorise pas les câbles d'extension ou l'inclusion de moniteurs pass-through (en raison de limitations de synchronisation et de puissance).

  • USB 2.0: La norme USB 2.0 est un développement de l'USB 1.1 qui a été publié en avril 2000. La principale différence par rapport à l'USB 1.1 était l'augmentation de la vitesse de transfert de données jusqu'à un débit «High Speed» de 480 Mbps. Cependant, il convient de noter que même si les périphériques sont étiquetés USB 2.0, ils peuvent ne pas être en mesure d'atteindre la vitesse de transfert maximale.

    La méthode de codage des données pour cette version de l'USB est Unicode.

    En plus des améliorations de la capacité de données, l'USB 2 a également vu une augmentation de la fourniture d'énergie à 1,8 A. Cela a permis à l'USB de fournir une charge pour les smartphones qui se chargeaient de plus en plus plus rapidement et aussi pour les périphériques plus gourmands en énergie tels que les disques externes, etc. Par rapport à l'USB 1, cela a fourni une amélioration bien nécessaire de la capacité actuelle.

  • USB 3.0: La norme USB3 a été démontrée pour la première fois lors du forum des développeurs Intel en septembre 2007. La caractéristique principale est ce que l'on appelle le bus SuperSpeed, qui fournit un quatrième mode de transfert qui donne des taux de transfert de données de 4,8 Gbit / s. Bien que le débit brut de l'USB3 soit de 4 Gbit / s, les taux de transfert de données de 3,2 Gbit / s, soit 0,4 Go / s de plus après la surcharge du protocole, sont jugés acceptables dans la norme. La norme est également rétrocompatible avec USB 2.0.

    Le passage à l'USB 3 a vu un changement dans l'encodage des données d'Unicode à l'encodage 8b / 10b.

    Souvent, les ports USB des ordinateurs, etc. peuvent avoir le symbole USB avec 'SS' ajouté, c'est-à-dire SS USB. SS USB désigne USB 3, c'est-à-dire USB Super Speed.

  • USB 3.1: L'USB 3.1 est également connu sous le nom de SuperSpeed ​​+. L'utilisation de l'USB 3.1 double la vitesse de transfert de données par rapport à l'USB 3.0. Il fournit un transfert de données brutes de 10 Gbit / s et réduit également la surcharge de codage de ligne à seulement 3%. Pour ce faire, il modifie le schéma de codage en 128b / 132b.

    L'USB 3.1 augmente également la capacité de charge à 20 V, 5 A, avec la possibilité de la réduire à 5 V le cas échéant. Cela permet aux utilisateurs de charger des appareils beaucoup plus gros, y compris des ordinateurs portables, etc. Toutes ces avancées signifient que par rapport aux versions précédentes, l'USB 3.1 offre une augmentation significative de la vitesse et des fonctionnalités.

  • USB 3.2: La prochaine itération USB est USB 3.2. Il a été publié en septembre 2017. Il conserve les modes de données USB 3.1 SuperSpeed ​​et SuperSpeed ​​+ existants, mais introduit deux nouveaux modes de transfert SuperSpeed ​​+ sur le connecteur USB-C avec des débits de données de 10 et 20 Gbit / s (1,25 et 2,5 Go / s). L'augmentation de la bande passante est le résultat d'un fonctionnement à plusieurs voies sur les câbles existants qui étaient destinés aux capacités de bascule du connecteur USB-C.

    Un autre aspect clé de l'USB 3.2 était que l'USB-IF a introduit un nouveau schéma de dénomination pour les différentes variantes dans le but de simplifier le marketing, bien que la question de savoir si cela a semé la confusion est un sujet de débat. L'USB-IF a recommandé de marquer les trois variantes en tant que modes de transfert 5, 10 et 20 Gbit / s comme SuperSpeed ​​USB 5 Gbps (souvent appelé USB 3.2 Gen 1), SuperSpeed ​​USB 10 Gbps (USB 3.2 Gen 2) et SuperSpeed ​​USB 20 Gbps (USB 3.2 Gen 2x2), respectivement. L'USB-IF a opté pour la notation «2x2» pour la version la plus rapide, car la nouvelle norme double le nombre de voies de données dans un câble USB-C pour atteindre la vitesse de transfert de 20 Gbps.

  • USB 4: Pour garder une longueur d'avance sur le marché, l'USB-IF a introduit la spécification USB4 le 29 août 2019. La nouvelle norme offre plus de flexibilité et de fonctionnalités. Il est basé sur la spécification du protocole Thunderbolt 3 et en tant que tel, il prend en charge un débit de données jusqu'à 40 Gbps. Il est compatible avec Thunderbolt 3, et également rétrocompatible avec USB 3.2 et USB 2.0.

    USB 4 utilisera le connecteur de type USB-C car il est capable de s'adapter à la vitesse et au mode de fonctionnement de l'USB 4. Cela signifie que toute personne qui possède actuellement USB 3 avec un connecteur USB C pourra utiliser les ports USB 4, bien que pour utiliser la pleine vitesse, il est nécessaire d'avoir des ports et des périphériques USB 4 à fond.

  • USB sans fil Le concept de l'USB sans fil est que, comme son nom l'indique, il fournit une connexion sans fil sur laquelle les données peuvent être transférées. Cette norme USB n'a pas été aussi largement adoptée même si elle a été publiée en septembre 2010. Parfois, l'abréviation WUSB est utilisée, bien que l'USB-IF n'encourage pas l'utilisation de cette abréviation.

    L'USB sans fil utilise des fréquences dans la bande 3,1 - 10,6 GHz et fournit une bande passante de données de 53 - 480 Mbps sur une distance allant jusqu'à 3 à 10 mètres. La modulation utilisée est MB-OFDM.

Avec les exigences toujours croissantes pour des niveaux de transfert de données plus rapides et plus importants, ainsi que des niveaux accrus de commodité et de capacité, le concept de l'USB a évolué.

Les niveaux de fonctionnalités disponibles aujourd'hui sont énormes par rapport à la première version standard de la fin des années 1990. Depuis lors, un certain nombre de nouvelles versions de la norme USB ont été introduites, chacune offrant un niveau de performance supérieur.

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