تعرف على انواع الUSB وتاريخه وسراعتها

 

في هذا المقال سنتعرف معاً على كل ما يخص الUSB من اصدارات وتاريخ ظهور الUSB والاصدارات الخاصه بالUSB وايضاً فروق السرعات بينهم. لنبدء 🙂

دعنا نعرف اولا ماذا يعني USB

هذه الكلمة هي اختصار لـ Universal Serial Bus وتعني الناقل التسلسلي العالمي

اشكال منافذ ال USB المختلفة

 

 

صورة توضيحية أخرى

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

سنبدأ الان نبذه مختصره عن تاريخ الـ USB


أصبح منفذ (Universal Serial Bus, USB) جزءاً من كل حاسوب منذ أواخر التسعينيات، وعن طريقه يمكن وصل الماوس، ولوحة المفاتيح، والكاميرا الرقمية، والماسحة الرقمية، والحواسيب الجيبية، وماكينات الطباعه لكنه حتى عهد قريب لم يكن سريعاً بما فيه الكفاية ليعمل مع كاميرات الفيديو الرقمي، وسواقات التسجيل على الأقراص المدمجة، و السواقات الصلبة، ومنذ فترة قريبة أصبح منفذ USB2.0 منتشراً في حواسيب المفكرات بعد أن انتشر سابقاً مع الحواسيب المكتبية. ومعه انتقل معدل نقل البيانات إلى 480 ميغابت في الثانية بعد أن كان 12 ميجابت في الثانية مع USB1.1 ما يسّر انتشار كثير من الطرفيات.
تاريخ الUSB
وضعت التصورات ناقل USB منذ العام 1993 من قبل شركات مثل كومباك وديجيتال (DEC)، ومايكروسوفت و NEC. ومع حلول العام 1995 تم إنشاء مجموعة لمشغلي الـ USB وذلك لاستبداله بمنافذ الدخل والمخارج العديدة والمختلفة التي كانت منتشرة وقتها، خلال تقنية يسيرة الاستخدام.
صادقت الهيئة على مواصفات USB بحلول العام 1996، ومع العام 1998 أصبحت معياراً قياسياً ودعمته مايكروسوفت في نظامها ويندوز 98، في ذلك الوقت كانت الحواسيب تتمتع على الأقل بمنفذ واحد من نوع USB،وشقت هذه التقنية طريقها إلى معظم الأجهزة الطرفية.
يستطيع USB نقل بيانات بمعدل 12 ميجابايت في الثانية، أي أسرع بعشر مرات من المنفذ المتوازي (Parallel) وأسرع بحوالي 80 إلى 100 مرة من المنفذ التسلسلي (Com)، إلا أنه كان بحاجة لمعدل نقل أعلى ليستطيع التعامل مع كاميرات الفيديو الرقمي، ومهايئات الشبكة، والسواقات الخارجية سواء الصلبة منها أم الضوئية، والتي تعتمد على ناقل FireWire أو SCSI.
بدأت المجموعة مع حلول العام 1999 بالعمل على إصدارة أحدث منه تعمل بسرعة 480 ميجابايت في الثانية، ومع منتصف العام 2000 أصدر معهد IEEE مواصفات USB2.0، والذي يشار إليه أيضاً بعبارة Hi Speed ( لكيلا تختلط عليك الأمور، فإن عبارة Full Speed USB هي التسمية الجديدة لناقل USB1.1 الذي يعمل بمعدل 12 ميجابت في الثانية). أضافت شركة إنتل دعمها لمنفذ USB مع أطقم رقاقات اللوحات الأم، ودعمتها مايكروسوفت مع نظام ويندوز إكس بي مع حزمة الخدمات الأولى، وأصبحت معظم الحواسيب تعمل مع هذه التقنية وعلى أتم استعداد لاستقبال الطرفيات الجديدة للتواصل معها عبر منفذ USB2.0.

إيجابيات وسلبيات USB

أكثر النقاط إيجابية هي أنه منتشر في كل مكان، ففي العام 2002 شحن أكثر من 400 مليون جهاز يعمل من خلال USB مقابل 60 مليون جهاز بمنفذ FireWire، ووفقاً لشركة الأبحاث In-Stat/MDR ومعظم الطرفيات العاملة مع USB2.0 هي طرفيات سريعة، مثل السواقات الصلبة الخارجية من ماكستور، وسواقات الكتابة على الأقراص المدمجة من TDK وغيرها، وتعمل هذه التقنية أيضاً مع الطرفيات ذات السرعات الوئيدة مثل الماوس. تتمتع معظم الحواسيب الحديثة بعدة منافذ USB2.0 وفي الحد الأدنى منفذاً واحداً، ما يجعلك لا تكتفي بوصل دزينة من طرفيات USB2.0 وإنما آلاف الطرفيات العاملة بمنفذ USB 1.1 المتوفرة في الأسواق، وعند وصل طرفي من نوع USB 1.1 مع حاسوب له منفذ USB2.0 فإنه يتوافق معه عكسياً ويعمل بسرعة 12 ميجابت في الثانية.
تنخفض أسعار الطرفيات المعتمدة على USB2.0 عن نظيرتها المرتكزة إلى FireWire ولنضرب على ذلك مثلاً، يقل سعر سواقة صلبة خارجية لها منفذ USB2.0 بحوالي 20 دولاراً عن نظيرتها ذات FireWire، ويرجع سبب ذلك إلى اعتماد تقنية USB على مبدأ المضيف والخادم (host/slave) فعند وصل جهاز USB بالحاسوب (المضيف) فإنه يتحكم بمعدل نقل البيانات بينه وبين الجهاز الطرفي (الخادم). ويكون عتاد الدخل والخروج في الجهاز الطرفي أقل من حالة FireWire وبالتالي يكون الجهاز الطرفي المعتمد على USB أرخص سعراً لجهة التصنيع، إلا أن ذلك من جهة أخرى يعني أنه لا يمكن استخدام طرفيات USB من دون حاسوب، فمثلاً لا تستطيع وصل كاميرا رقمية مع تلفزيون رقمي مباشرة.

الاصدار USB1.1
أن سرعة انتقال المعلومات عبر الناقل USB تصل الى 12 ميجابيت/ ثانية ، أي بمعدل 100 مرة أسرع من الناقل التسلسلي serial و حوالي 4 مرات على الأقل من أقوى منفذ متوازي parallel .
وبالاضافة الى السرعة العالية، فإنه يمكن توصيل 127 جهاز على منفذ واحد من نوع USB مما يسهل استخدام العديد من الأجهزة في نفس الوقت، وبدون حدوث أي اختناقات، كما أن هذه الأجهزة تستخدم IRQ واحد فقط، والذي يحل مشكلة تضارب الأوامر.
ويتميز استخدام منفذ USB بسهولة تركيب وتثبيت الأجهزة، وإمكانية التبديل الفوري Hot-swapping ، حيث أنه يمكن تركيب و فك أي جهاز، واستبداله بجهاز آخر مختلف بدون أي عناء ، وحتى بدون تغيير الإعدادات واغلاق الويندوز واعادة التشغيل المعتادة.
ويدعم نظام التشغيل Windows 98\ME\2000 تكنولوجيا USB ، وأيضا الاصدار الأخير لنظام Windows 95 OS 2.1-2.5 ، ولكن لاتعمل على الإطلاق لدى Windows NT.
وتنتقل المعلومات على شكل مجموعات Packets وفي اتجاهين، بعكس المنافذ المتتالية والمتوازية والتي تنتقل فرادي، كما أنه مصمم ليعمل بسرعتين:
البطيئة مقدارها 1.5 ميجابت/ ثانية وتستخدم للأجهزة البسيطة مثل الماوس ولوحة المفاتيح وأداة التحكم للألعاب.
السريعة ومقدارها 12 ميجابت/ ثانية وتستخدم للأجهزة السريعة مثل الطابعات والماسحات الضوئية والكاميرات الرقمية.
مع ضرورة ملاحظة أنه لن يكون هناك فرق بين ماوس متصل بالجهاز عبر منفذ USB أو PS/2 ، لأن حركة وحجم انتقال المعلومات المطلوبة قليل جدا، فهو كالدراجة على طريق سريع، ولكن يظهر الفرق بوضوح عند استخدام منفذ USB في توصيل ماسحة ضوئية أو كاميرا رقمية مثلا، والتي تحتاج إلى نقل معلومات هائلة وبسرعة شديدة.

ويتكون USB من ثلاثة أجزاء وهي :
Host الجزء المركزي للناقل وهو عبارة عن أداة التحكم الموجودة ضمن لوحة الرقاقات أو في البطاقات الإضافية، ويعمل كوسيط بين مكونات USB الأخرى.
Hub وهو عبارة عن موزع لتوصيل أكثر من جهاز على منفذ واحد Host ويسمى root hub ، ويمكن توصيل موزعات إضافية أخرى عليه.
Function وهو الجهاز المعد للتوصيل على منفذ USB.

يرجى ملاحظة أن منفذي USB المتوفر في أغلب الكمبيوترات الحديثة ، هي جزء من USB hub ، ويعني ذلك أن هذين المنفذين يتقاسمان سرعة نقل المعلومات والتي تساوي 12 ميجابت/ ثانية .
ويتم توصيل الأجهزة بطريقة تسلسلية daisy-chain أو من خلال موزعات Hub إضافية.
ويمكن اضافة USB للكمبيوتر القديم والمجهز للعمل بتكنولوجيا USB، ولكن لم يتم وضع منفذ له ، بإضافة بطاقة PCI خاصة.
كما أنه يتوفر في الأسواق، محول خاص USB Converter Kit يسمح بتوصيل بعض الأجهزة ذات منفذ تسلسلي أو متوازي مثل الموديم الخارجي أو الطابعات وغيرها، الى منفذ USB، و ينصح باستخدام هذه الطريقة عند استنفاذ جميع المنافذ المتوفرة أو لاشغال IRQ واحد فقط ..
ويقوم منفذ USB بتوفير تيار كهربي بمقدار 500mA من مصدر طاقة الكمبيوتر الى الأجهزة الموصولة به مثل الماسحات والكاميرات وغيرها، مما ينفي الحاجة الى استخدام مصادر طاقة أخرى ، مع ضرورة النظر بعين الاعتبار الى كمية التيار المطلوب لهذه الأجهزة، خصوصا عند توصيلها تسلسليا، لمنع حدوث تلف لها ، ويمكن استخدام موزع hub مزود بمصدر طاقة منفصل.

الاصدار الثاني  USB 2.0
في 27/4/2000 تم الإعلان عن تطوير نوع جديد من تكنولوجيا تسمى USB 2.0 بسرعة مقدارها 480 ميجابت/ ثانية ،أي أسرع 40 مرة عن السابق، مما يؤدي إلى زيادة سعة انتقال المعلومات ويقلل الاختناقات في حالة توصيل العديد من الأجهزة على ذات المنفذ.
ويمتاز بنفس خواص USB 1.1 الأخرى من حيث امكانية استبدال وتثبيت الأجهزة بدون اعدادات او اعادة تشغيل، كما أنه متوافق مع نظام USB 1.1 القديم .
ويستخدم نفس نوع التوصيلات والأسلاك، كما أن الأجهزة المصممة بتكنولوجيا USB 2.0 تعمل جنبا إلى جنب مع الأجهزة المعدة للعمل بنظام USB 1.1 .

الإصدار الثالث USB 3.0
وقد ظهر مؤخرا فهو يعد من أسرع أنواع ال USB على الإطلاق فهم يطلقون عليه (Super Speed) , حيث أن سرعته تبلغ 4.8 جيجا فى الثانية الواحدة والتي كانت بالميجابايت فى النوعين الأقدم , ولكن ما يزال تحت التطوير وتم ادماجه مع بعض الأجهزة الحديثة ولكن لا يتوفر كثيرا لسعره , وايضا لان المنفذ يختلف كثيرا على النوعين الأقدم فلا يمكن تركيب فلاشة USB 1.1 و USB 2.0 على USB 3.0 لذلك لم يتم استخدامه كثيرا وقت ظهوره ولكن في الوقت الحالي أصبح هو المفضل لدى معظم المستخدمين بسبب سرعته في نقل البيانات التي كما ذكرنا مسبقا انها تبلغ 4.8 جيجا بايت في الثانية

صورة توضح فرق السرعة بين كلاً من  USB1.1  و USB2.0 و USB3.0 

 

صورة توضح الفرق الزمني لكلا من USB1.1 و USB2.0 و USB3.0

حقائق عن USB
أقصى حد لطول الكبل مع USB2.0 هو 5 متر
أقصي حد لطول الكبل مع USB1.1 هو 3 متر
أقصى عدد التفرعات المتصلة تسلسلياً هو 5
أقصى عدد الأجهزة المتصلة تسلسلياً هو 127
يغذى بتيار 100 ميلي أمبير كحد أدنى و 500 ميلي أمبير كحد اعلى يعني 5 فولت

 

معلومه تهمك 
1. لا تقم ابدا بنزع الجهاز الموصول بمنفذ الـ USB مباشرة لانه سوف يتلف مع مرور الوقت والسبب في ذلك انه يوجد ما يسمى منطقة أمان الأجهزة وهي المسئولة عن حماية الأجهزة من التلف لهذا تجد انك بعد وصل أي جهاز USB في جهاز الكمبيوتر وتحديدا في منفذ USB أنه ظهر لك رمز صغير في شريط المهام بجوار الساعة ويعنى أن هذا الجهاز في حالة اتصال من خلال الدرايف المعرف الخاص به وعندما تقوم بنزعه مباشرة مع مرور الوقت فسيحدث أحد ثلاثة أمور إما تلف جهاز الـ USB او تلف الدرايف ( البرنامج ) الخاص به أو تلف المنفذ الخاص بالـ USB .
لهذا يجب استخدام الطريقة الصحيحة والآمنة لنزع أي جهاز USB من المنفذ وهي الضغط بالماوس الأيمن على نفس ايقونة الجهاز المتصل ( إزالة الأجهزة بأمان ) ثم اختيار إيقاف . وبالتالي تستطيع نزع جهاز الـ USB بأمان بدون مشاكل بإذن الله .
2. في كثير من الأحيان في معظم أجهزة الكمبيوتر نجد عدة مخارج الـ USB سواء أمامية أو خلفية وخاصة مع الكمبيوترات الشخصية المكتبية قد تصل الى 4 او 5 مخارج USB لذا تأكد جيدا من عملها أما بفحصها لدى محل صيانة كمبيوتر او تستطيع عمل ذلك بنفسك اذا كان لديك خلفية وخبرة في هذا المجال وذلك بتتبع الأسلاك الموصلة لها إلى مكان توصيلها على اللوحة الأم .
لأنه في كثير من الأحيان يتم وصل بعض الأسلاك بطريق الخطأ في احد المنافذ على اللوحة الأم وهو غير مخصص للـ USB وبمجرد ان تقوم بوصل جهاز الـ USB فستجده سوف يسخن ومن ثم يحترق لأن مقدار الطاقة التي يحتاجها اي جهاز USB لا تتعدى 100 – 500 ميلي أمبير . لذا تأكد جيدا من كل منفذ .

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *