Porturi seriale USB și FireWire

Computerele moderne sunt dotate cu o varietate de porturi la care se conectează  o gamă largă de dispozitive externe, astfel că avem porturi: audio, video, COM, LPT, PS/2, RJ45, USB și FireWire. Dacă despre porturile seriale de tip COM am vorbit, de interes, pentru acest articol, sunt porturile seriale de tip USB și FireWire, așa că despre acestea vom discuta în continuare.

1. Comparație între portul USB și portul FireWire

În primul rând să vedem cum arată fizic porturile seriale USB și FireWire:

Unde:

  1. Port USB de tip A.
  2. Port USB de tip A.
  3. Port FireWire cu 6 fire.
  4. Port FireWire cu 6 fire.
  5. Port FireWire cu 4 fire, cunoscut în popor ca și Mini-FireWire.
  6. Port Mini-USB de tip B.
  7. Port Micro-USB de tip B.

Acum, că am văzut cum arată, să vedem și care sunt proprietăților porturile USB și FireWire, folosind diverse criterii de clasificare (cred că este cel mai util mod de a oferi informația):

  1. După denumire:
    • USB: Universal Serial Bus, sau Magistrală Serială Universală.
    • FireWire: logic, FireWire sau, pentru șmecheri, IEEE1394 (standardul după care este concepută). Cei de la Sony îi mai spun și i.Link (Legătură Inteligentă), respectiv Lynx (Texas Instruments).
  2. În funcție de anul conceperii/ designului:
    • USB: 1995, printr-o decizie colectivă a mai multor corporații din industria IT.
    • FireWire: 1995. Cei de la Apple lucrau la designul interfeței încă de la sfârșitul anilor 1980.
  3. După numărul de dispozitive conectate pe un singur port:
    • USB: 127 de dispozitive per controller USB, într-o arhitectură de tip arbore (vom vedea mai jos).
    • FireWire: până la 63 de dispozitive, într-o arhitectură de tip arbore (asemănătoare cu cea pentru USB, doar că mult mai puțin complexă).
  4. După viteza de transfer a datelor:
    • USB: Avem mai multe versiuni:
      • USB 1.0, a apărut în 1996 și are o rată de transfer de 12 Mb/s (1.5 MB/s). Viteza fixă l-a făcut să fie foarte puțin folosit.
      • USB 1.1, a apărut în 1998 și are două viteze:
        • 12 Mb/s (1.5 MB/s) pentru dispozitive externe ce aveau nevoie de rate de transfer mai mari, de genul hard disk-urilor externe.
        • 1.5 Mb/s (aproximativ 190 KB/s), pentru dispozitive externe ce necesită o rată de transfer scăzută, de genul mouse-ului pe USB.
      • USB 2.0, a apărut în 2001, cu rate de transfer multiple, de până la 480 Mb/s (60 MB/s).
      • USB 3.0, apărut în 2010, cu o rată de transfer de până la 400 MB/s.
    • FireWire: Avem mai multe versiuni:
      • FireWire 400 (IEEE 1394-1995), apărută în anul 1995, este versiunea inițială a acestui port serial. Are trei viteze de transfer:
        • S100,cu o viteză de transfer aproximată la 100 Mbit/s (pentru precizie, viteza este de 98,304 Mbit/s), adică o rată de transfer de 12,288 MB/s;
        • S200, cu o viteză de transfer aproximată la 200 Mbit/s (pentru precizie, rata de transfer este de 196,608 Mbit/s), adică o rată de transfer de 24,576 MB/s;
        • S400, cu o rată de transfer aproximată la 400 Mbit/s (la fel, pentru precizie trebuie să spunem că viteza de transfer este de 393,216 Mbit/s), adică o viteză de transfer de până la 49,152 MB/s.
      • FireWire 800 (IEEE 1394b-2002), apărută în anul 2002, suportă mai multe viteze de transfer, în funcție de mediul folosit (cablu FireWire, cablu Ethernet, fibră optică), protocolul suportând până la 3,200 Mbit/s (aproximativ 400 MB/s).
  5. După numărul de fire:
    • USB. avem două versiuni:
      • 4 fire, la USB-ul de tip A și B (mufele normale).
      • 5 fire, la Mini-USB și Micro-USB.
    • FireWire:
      • 4 fire, la Mini-FireWire. Mă rog, un FireWire având un circuit cu 4 fire este, cel mai probabil, făcut de Sony.
      • 6 fire, la FireWire S400 și S800.
      • 9 fire, la FireWire S1600 și S3200
  6. După scopul designului:
    • USB: după cum îi spune și numele, USB a fost conceput în scopul transferului universal de date. Îl au cam toate aparatele de fotografiat digitale.
    • FireWire a fost conceput în special pentru aplicații multimedia și aplicații speciale (militare, energie, etc). Mai toate camerele de filmat digitale de la Sony o au, ceea ce este minunat.
  7. După numărul de versiuni fizice:
    • USB: Are trei versiuni, în funcție de aplicație:
      • USB, folosit la computere, imprimante, memory stick-uri, hard disk-uri externe, floppy disk-uri și unități optice externe, aplicații speciale (captură audio – video, de exemplu).
      • Mini-USB, folosit la dispozitive de mai mici dimensiuni, de genul telefoanelor mobile, playerelor multimedia sau aparatelor de fotografiat digitale.
      • Micro-USB, folosit numai la telefoane mobile.
  8. Curiozități:
    • USB: Eu nu l-am văzut până în 2001. Sau, poate l-am văzut, dar nu l-am băgat în seamă, că la noi nu se găseau așa dispozitive.
    • FireWire: deși USB-ul are rata de transfer teoretică mai mare, niciun dispozitiv USB n-a reușit încă să-și folosească toată banda de transfer alocată. Adică USB-ul e mai rapid decât FireWire-ul cam degeaba. Plus că majoritatea dispozitivelor FireWire își folosesc toată banda de transfer.

2. Conectarea în cascadă folosind portul USB

Spuneam mai sus că portul USB permite conectarea ierarhică, pe mai multe nivele. Întrucât conectarea ierarhică în cazul FireWire este mult mai simplă, acolo folosind în special repetoare de semnal, vom trata cazul conectării în cascadă (adică ierarhică, sau pe nivele) pentru portul USB.

Pentru aceasta, pornim de la următoarea schemă.

Discutând despre componența schemei, am certitudinea că veți înțelege și modelul de ierarhizare (conectare în cascadă) al dispozitivelor de pe USB. Este important să ținem minte, ca și regulă de bună practică, un lucru important: cu cât un dispozitiv are nevoie de o lățime de bandă mai mare, cu atât este mai bine ca acesta să fie la un nivel ierarhic cât mai mare.

Vom vedea și în explicația următoare unde avem elementele componente ale schemei și unde fiecare indentare spre dreapta a textului înseamnă un nivel mai mare, nivelul cel mai din stânga fiind nivelul zero, cu mențiunea că pentru a evita duplicatele, cablurile USB de pe același nivel au fost notate cu un singur număr, ca și cum ar fi același cablu USB (din schemă se vede clar, totuși, că nu este și că nu are cum să fie):

0. Computerul, sau nivelul 0. Ne interesează, pentru că el este nivelul de referință, în funcție de care se calculează adâncimea conexiunii, sau a sistemului.

1. Port USB din computer (0) la care, prin intermediul cablului USB (2) de nivel 1 se conectează hard disk-ul (3).

2. Cablu USB de nivel 1, care conectează hard disk-ul (3) la portul USB (1) al computerului (0).

3. Hard disk de nivel 1 conectat la computer (0) prin intermediul cablului USB (2) și al portului USB (1).

4. Port USB din computer (0) la care, pin intermediul cablului USB (5) de nivel 1 este conectat hub-ul USB (6).

5. Cablu USB de nivel 1 care conectează hub-ul USB (6) la computer (0) prin intermediul portului USB (4).

6. Hub USB de nivel 1, care conectează componentele de pe nivelul 2, prin cablul de USB (7) de nivel 2, respectiv camera web (8) și floppy disk-ul extern (9), la computer (0) prin intermediul calului USB (5) de nivel 1, la portul USB (4).

7. Cablu USB de nivel doi ce conectează dispozitivele de nivel 2, respectiv camera web (8) și floppy disk-ul extern (9) la hub-ul USB (6) ce realizează intermedierea conexiunii spre computer (0) prin cablul USB (5) conectat la portul USB (4).

8. Cameră web aflată pe nivelul ierarhic al doilea, conectată la hub-ul USB (6) aflat pe primul nivel ierarhic, prin intermediul cablului USB (7). Din hub-ul USB (6) aflat pe nivelul 1, conexiunea la computer (0) se face la portul USB (4) cu ajutorul cablului USB (5) conectat la acesta.

Camerele web normale, nu cele de tip SuperCam/ SuperWebcam, transmit în general cam un singur cadru de imagine pe secundă, care cadru nu ocupă, de obicei, mai mult de 64 de KB.

9. Unitate de floppy disk externă aflată pe nivelul ierarhic al doilea, conectată la hub-ul USB (6) aflat pe primul nivel ierarhic, prin intermediul cablului USB (7). Din hub-ul USB (6) aflat pe nivelul 1, conexiunea la computer (0) se face la portul USB (4) cu ajutorul cablului USB (5) conectat la acesta.

Lățimea de bandă necesară pentru o unitate de tip floppy disk este de doar 170 de KB de date pe secundă, deci atașarea acesteia la un port USB din cadrul hub-ului USB (6) nu afectează funcționarea acesteia.

10. Port USB la care este conectat, prin intermediul cablului USB (11), hub-ul USB (12), hub USB (12) la care sunt conectate mai multe dispozitive într-o cascadă multi-nivel.

11. Cablul USB de nivel 1 care intermediază legătura dintre hub-ul USB (12) și dispozitivele aferente acestuia (13, 15, 17, 18, 19, 21, 23, 24, 25, 27, 28, 29) la computer (0), prin intermediul portului USB (10).

12. Hub USB care, prin cablul USB (11), intermediază conectarea dispozitivelor aferente acestuia (13, 15, 17, 18, 19, 21, 23, 24, 25, 27, 28, 29) la computer (0) prin portul USB (10).

13. Cameră web, dispozitiv de nivel 2, conectată prin cablul USB (14) de nivel 2 la hub-ul USB (12) care, la rândul lui, realizează conexiunea cu computerul (0) prin intermediul cablului USB (11) conectat la portul USB (10).

14. Cablu USB de nivel 2 care intermediază conexiunea dintre hub-ul USB (15) și dispozitivele aferente acestuia (17, 18, 19, 21, 23, 24, 25, 27, 28, 29) la hub-ul USB (12) de nivel 1, care intermediază conexiunea la computer (0) prin cablul (11) conectat la portul USB (10).

15. Hub USB de nivel 2 care conectează dispozitivele aferente (17, 18, 19, 21, 23, 24, 25, 27, 28, 29) la computer conectându-se, prin cablul USB (14) de nivel 2,  la hub-ul USB (12) de nivel 1, ce se conectează la computer (0) prin cablul USB (11) de nivel 1 conectat la portul USB (10).

16. Cablu USB de nivel 3 ce conectează dispozitivele de nivel 3 (17, 18, 19) la hub-ul USB (15) de nivel 2, conectat la hub-ul USB (12) de nivel 1 prin cablul USB (14), hub-ul USB (12) de nivel 1 fiind conectat la computer (0) prin cablul USB (11) conectat la portul USB (10).

17. Cameră web, dispozitiv de nivel 3, conectată la computer (0) întâi prin cablul USB (16) de nivel 3 și hub-ul USB (15) de nivel 2, continuând cu cablul USB (14) de nivel 2 și hub-ul USB (12) de nivel 1, conectat la computer (0) prin cablul USB (11) de nivel 1 conectat la portul USB (10).

18. Hard disk extern, dispozitiv de nivel 3, conectat la computer (0) întâi prin cablul USB (16) de nivel 3 și hub-ul USB (15) de nivel 2, continuând cu cablul USB (14) de nivel 2 și hub-ul USB (12) de nivel 1, conectat la computer (0) prin cablul USB (11) de nivel 1 conectat la portul USB (10).

19. Unitate de floppy disk pe USB, dispozitiv de nivel 3, conectată la computer (0) întâi prin cablul USB (16) de nivel 3 și hub-ul USB (15) de nivel 2, continuând cu cablul USB (14) de nivel 2 și hub-ul USB (12) de nivel 1, conectat la computer (0) prin cablul USB (11) de nivel 1 conectat la portul USB (10).

20. Cablu USB de nivel 3, care conectează hub-ul USB (21) de nivel 3 și componentele aferente acestuia (23, 24, 25, 27, 28, 29) la hub-ul USB (15) de nivel 2 ce, prin intermediul cablului USB (14) se conectează la hub-ul USB (12) de nivel 1, conectat la computer (0) prin intermediul cablului USB (11) conectat la portul USB (10).

21. Hub USB de nivel 3 ce realizează conexiunea dintre componentele aferente  (23, 24, 25, 27, 28, 29) la computer (0), întâi prin cablul USB (20) conectat la hub-ul USB (15) de nivel 2, conectat la hub-ul USB (12) de nivel 1 prin intermediul cablului USB (14) de nivel 2 și, în final, prin intermediul cablului USB (11) de nivel 1 la portul USB (10).

22. Cablu USB de nivel 4 ce realizează conexiunea dintre camera web (23) de nivel 4 și hub-ul USB (21), intermediindu-i acesteia conectarea la computer (0), prin conectarea la hub-ul USB (21) de nivel 3 și, prin cablul USB (20), la hub-ul USB (15) de nivel 2, conectat la hub-ul USB (12) de nivel 1 prin cablul USB (14) și apoi, prin cablul USB (11) la portul USB (10).

23. Cameră web, dispozitiv de nivel 4, conectată la hub-ul USB (21), care îi intermediază acesteia conectarea la computer (0), prin conectarea la hub-ul USB (21) de nivel 3 și, prin cablul USB (20), la hub-ul USB (15) de nivel 2, conectat la hub-ul USB (12) de nivel 1 prin cablul USB (14) și apoi, prin cablul USB (11) la portul USB (10).

24. Unitate externă de floppy disk pe USB, dispozitiv de nivel 4, conectată la hub-ul USB (21), care îi intermediază acesteia conectarea la computer (0), prin conectarea la hub-ul USB (21) de nivel 3 și, prin cablul USB (20), la hub-ul USB (15) de nivel 2, conectat la hub-ul USB (12) de nivel 1 prin cablul USB (14) și apoi, prin cablul USB (11) la portul USB (10).

25. Hub USB de nivel 4 ce intermediază conectarea dispozitivelor aferente  (27, 28, 29) la computer (0) prin conectarea la hub-ul USB (21) de nivel 3 folosind cablul USB (22) de nivel 4 apoi, prin intermediul cablului USB (20) la hub-ul USB (15) de nivel 2 și, mai departe, prin conectarea cablului USB (14) de nivel 2 la hub-ul USB (12) de nivel 1, conectat la computer (0) prin intermediul cablului USB (11) conectat la portul USB (10).

26. Cablu USB de nivel 5 ce realizează conectarea dispozitivelor de nivel 5 (27, 28, 29) la computer (0), prin intermediul hub-ului USB (25) de nivel 4 conectat la hub-ul USB (21) de nivel 3 prin intermediul cablului USB (22), apoi prin cablul USB (20) de nivel 3 la hub-ul USB (15) și, de acolo, prin cablul USB (14) de nivel 2 la hub-ul USB (12) de nivel 1, conectat la computer (0) prin intermediul cablului USB (11) conectat la portul USB (10).

27. Unitate externă de floppy disk pe USB, dispozitiv de nivel 5, conectată la computer (0), prin intermediul cablului USB (26) de nivel 5 conectat la hub-ul USB (25) de nivel 4, conectat la rândul lui la hub-ul USB (21) de nivel 3 prin intermediul cablului USB (22), apoi prin cablul USB (20) de nivel 3 la hub-ul USB (15) și, de acolo, prin cablul USB (14) de nivel 2 la hub-ul USB (12) de nivel 1, conectat la computer (0) prin intermediul cablului USB (11) conectat la portul USB (10).

28. Cameră web, dispozitiv de nivel 5, conectată la computer (0), prin intermediul cablului USB (26) de nivel 5 conectat la hub-ul USB (25) de nivel 4, conectat la rândul lui la hub-ul USB (21) de nivel 3 prin intermediul cablului USB (22), apoi prin cablul USB (20) de nivel 3 la hub-ul USB (15) și, de acolo, prin cablul USB (14) de nivel 2 la hub-ul USB (12) de nivel 1, conectat la computer (0) prin intermediul cablului USB (11) conectat la portul USB (10).

29. Cameră web, dispozitiv de nivel 5, conectată la computer (0), prin intermediul cablului USB (26) de nivel 5 conectat la hub-ul USB (25) de nivel 4, conectat la rândul lui la hub-ul USB (21) de nivel 3 prin intermediul cablului USB (22), apoi prin cablul USB (20) de nivel 3 la hub-ul USB (15) și, de acolo, prin cablul USB (14) de nivel 2 la hub-ul USB (12) de nivel 1, conectat la computer (0) prin intermediul cablului USB (11) conectat la portul USB (10).

Sper că privind descrierea extrem de detaliată și de redundantă de mai sus, ați înțeles cum funcționează conectarea în cascadă/ ierarhie pentru dispozitivele USB. La fel, dând click pe legătura din paranteze veți fi dus la dispozitivul cu pricina.

Ca și notă personală, vă rog să nu mă întrebați cât mi-a luat să scriu articolul, dacă a fost revizuit de 35 36 de ori.

5 Comentarii

  1. Daniel 26 ianuarie 2016 la 09:54 - Raspunde

    Vreau sa va intreb daca se poate lega doua USB-uri in serie fara nici o componenta electronica intre ele?
    Am un netis wlan si vreau sa-i fac legaturi in interior.
    Sistemul meu suporta pana la 16 dar cei de la toshiba au pus doar doua!

  2. Daniel 26 ianuarie 2016 la 11:46 - Raspunde

    eu vroiam sa-i trag fire ca am facut electronica dar la PC nu stiu teoretica si vroiam sa-l am ca placa de retea si nu stiam daca se poate teoretic doua dispozitive (netis si mouse)alimentate la un singur USB fara hub

    • Robin Molnar 26 ianuarie 2016 la 11:51 - Raspunde

      Nu se poate pentru că USB are conexiune electrică, dar și logică. Adică, dacă lipești firele direct, se strică, pentru că nu se poate negocia metoda de transfer și direcția de transfer de date.

      Cu alte cuvinte, nu se poate.

  3. Daniel 26 ianuarie 2016 la 12:01 - Raspunde

    Asta vroiam sa stiu
    Ms. pentru raspuns

Lasa un raspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

Vreau să fiu părtaș la faptă. Poți, de asemenea, să fii părtaș și fără martori.

Acest site folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.