La specifica USB 3.0 è anche conosciuta come la specifica SuperSpeed USB che introduce dei cambiamenti rispetto alle versioni precedenti. E’ simile alla USB 2.0, ma con molti miglioramenti e un'implementazione alternativa. Precedenti concetti USB come endpoint e quattro tipi di comunicazione (bulk, control, isochronous e interrupt) vengono conservati, ma il protocollo e l'interfaccia elettrica sono diversi. In USB 3.0, per esempio, è utilizzata l'architettura dual-bus per consentire una piena compatibilità per dispositivi USB 2.0 (full speed, low speed e high speed). Il nostro percorso sulla tecnologia USB 3.0 ci porterà ad analizzare, dopo una breve panoramica sull'evoluzione dell'Universal Serial Bus, le varie tipologie di cavi presenti in commercio e le caratteristiche generali. A conclusione cercheremo di mettere in risalto le principali differenze con il nuovo bus USB 3.1 denominato SuperSpeed plus.
1. Introduzione
Come suggerisce il nome, Universal Serial Bus (USB) è un'architettura di bus esterno per il collegamento di periferiche USB ad un computer host. L'USB è stato formato nel 1994 da un gruppo di 7 società quali Compaq, IBM, Intel e Microsoft. In precedenza, l'obiettivo di questa standardizzazione era quello di consentire la convenienza di dispositivi esterni al PC sostituendo la moltitudine di connettori posti sul retro. Ma con l’avanzamento della tecnologia che ha portato ad un rate di trasmissione dati più veloce, la tecnologia USB si è progressivamente evoluta ed è diventata un link per una miriade di dispositivi. USB 1.0 è stato rilasciato nel gennaio 1996, con solo una velocità di trasferimento dati di 1,5 Mbps. Passando per USB 1.1 con una velocità di trasferimento dati massima di 12 Mbps introdotta nel settembre 1998. La specifica USB 2.0 è stata lanciata nel mese di aprile del 2000 ed è stata standardizzata dalla USB-IF (Implementers Forum, Inc) al termine del 2001. In questo caso, Hewlett-Packard, Intel, Lucent Technologies (ora Alcatel-Lucent), NEC e Philips hanno portato insieme l'iniziativa di sviluppare una velocità di trasferimento dati superiore, con la specifica di 480 Mbps, 40 volte più veloce rispetto alla specifica originale USB 1.1.
Le specifiche USB 3.0 (SuperSpeed) sono state rilasciate nel novembre 2008 con una velocità di trasferimento dati ancora maggiore (fino a 5Gbps), un discreto power management per la gestione dell’energia e, soprattutto, retrocompatibilità con USB 2.0. A gennaio 2013 è stato annunciato anche il rilascio della USB 3.1 (SuperSpeed+) con un corrispondenre nuovo connettore. La USB 3.1 supporta 5 profili, quali: profilo 1: 5 V a 2 A (10W); profilo 2: 5V a 2.0A (10W) e 12V a 1.5A (18W); profilo 3: 5V a 2.0A (10W), 12V a 3A (36W); profilo 4: 5V a 2.0A (10W), 12V, 20V a 3A (18W, 60W); profilo 5: 5V a 2.0A (10W), 12V, 20V a 5A (60W, 100W).
La specifica estende la esistente definizione di protocollo, hub, layout meccanico ed elettrico del SuperSpeed, mantenendo la compatibilità con gli attuali protocolli di classe 3.0 così come con dispositivi esistenti USB 2.0. Offre 10 Gbps come velocità di trasferimento dati e una migliore codifica dei dati che porta a una maggiore efficienza di potenza (Figura 1).
Figura 1: Sistema SuperSpeed USB |
2. Cavi USB SuperSpeed
I cavi USB 3.0 hanno due ulteriori coppie di fili differenziali schermati (SDP) per un totale di 8 cavi di segnale. I cavi USB 3.0 devono essere schermati per evitare interferenze elettromagnetiche e massimizzare l'integrità del segnale. Ciò significa che [...]
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La thunderbolt arriva a 10Gb/s come la USB 3.1 ma la prima è più affidabile e può gestire fino a quattro dispositivi mentre per la usb ci vuole il solito hub.
Non capisco perchè gli sforzi del consorzio usb sono solo sulla velocità e non anche sull’affidabilità, compresa alimentazione. Tanto è vero che molti ancora utilizzano la RS232. Perchè nessuno ha pensato ad una usb industriale, meno veloce ma più sicura e con connessioni più lunghe del solito metro?
Dimenticavo, ottimo articolo.
la versione successiva della Thunderbolt dovrebbe superare i 10 Gb/s…almeno secondo la casa costruttrice. Sono contento che ti è paiciuto.
Il protocollo USB non è nato per l’ambiente industriale e quindi non potrà mai essere compatibile con tale ambiente. RS232, RS485 ed il CAN-BUS ad esempio sono protocolli più robusti adatti ai settori industrial, automotive, avionics etc.
Interessantissimo articolo, letto con piacere.
Una porta sicuramente superiore e caratteristiche migliori sono la firewire 400 ed 800 (questa nel mondo Windows è perfettamente sconosciuta) in quanto più affidabili e soprattutto intelligenti in quanto la ripartizione di banda era disponibile per gli utenti che effettivamente e se l’utente era uno solo veniva assegnata per intero all’ unico collegato. La porta USB invece ripartisce la banda in maniera uniformemente a tutte quelle porte teoricamente attive indipendentemente dal fatto che lo siano o no. Addirittura la firewire 800 riesce a fare concorrenza con la porta USB 3. La Thunderbolt2 è arrivata ai 20 Gb/s, ma soffre le limitazioni delle porte USB.