Nasze komputery, tablety, telefony i inne urządzenia mogą odtwarzać filmy za pomocą kabli USB. Ale czy zastanawiałeś się kiedyś, w jaki sposób dane wideo są przesyłane przez te kable i złącza? Jest to możliwe dzięki wielu dostępnym na rynku standardom transmisji wideo przez USB, ale czym różni się transmisja wideo przez USB i którego należy użyć?
Wyjaśnienie standardów wideo USB
Istnieje wiele standardów USB, z których każdy dostarcza wideo o różnych specyfikacjach.
USB 2.0
USB 2.0 wprowadzony na rynek w 2000 roku, z szybkością transferu 480 Mb/s, mocą ładowania 500 mA i rozdzielczością wideo do 1080p. Tymczasem poprzednicy, USB 1.0 i 1.1, zmagali się odpowiednio z 1,5 Mb/s i 12 Mb/s.
Jakość wideo uzyskana dzięki USB 2.0 zależy w dużej mierze od możliwości urządzenia do przesyłania strumieniowego. Na przykład, jeśli używasz zwykłej kamery internetowej obsługującej USB 2.0, jest mało prawdopodobne, że będziesz w stanie przesyłać strumieniowo w rozdzielczości lepszej niż 480p. Natomiast odtwarzanie wideo z zewnętrznego dysku twardego obsługującego USB 2.0 może uzyskać skompresowaną jakość wideo 1080p. Jednak nie oczekuj płynnego odtwarzania wideo z dość powolnego 480 Mb / s w porównaniu z nowoczesnymi standardami.
Dzięki kompatybilności wstecznej możesz podłączać urządzenia obsługujące USB 1.0 i 1.1, takie jak drukarki, myszy, klawiatury itp., do portów USB 2.0.
USB 3.0, USB 3.1 i USB 3.2
Nazwany „SuperSpeed USB”, USB 3.0 został wprowadzony w 2008 roku z szybkością transferu do 5 Gb / s i rozdzielczością wideo 1080p (natywnie). Jednak w przypadku wyższych rozdzielczości konieczne byłoby użycie innych opcji wyjścia wideo, takich jak HDMI, DisplayPort lub Thunderbolt. Może dostarczać do 900 mA przy napięciu 5 V do energochłonnych urządzeń, takich jak drukarki i zewnętrzne dyski twarde, i podobnie jak USB 2.0 jest również wstecznie kompatybilny.
Uwaga: istnieje prawdopodobieństwo, że niektóre starsze urządzenia USB mogą nie być kompatybilne z portami 3.0 i nie działać prawidłowo. Ale jeśli używasz głównie nowoczesnych urządzeń, nie powinieneś mieć takich problemów ze zgodnością.
Aby wyeliminować zamieszanie, nazwa USB 3.0 została później przemianowana na USB 3.1 Gen 1 po wydaniu USB 3.1.
Wprowadzony na rynek w 2013 roku i oznaczony jako „SuperSpeed USB Plus”, natywny interfejs USB 3.1 (obecnie nazywany USB 3.2 Gen 2) zapewnia jednopasmową przepustowość do 10 Gb/s. Pozwala na przesyłanie dwóch niezależnych strumieni danych tym samym kablem fizycznym. Obsługuje rozdzielczość do 4K lub wyższą, w zależności od możliwości używanego urządzenia i wyświetlacza. Może również dostarczyć do 100 W dla szybszego i wydajniejszego ładowania obsługiwanych urządzeń.
Wreszcie, natywny interfejs USB 3.2, wprowadzony na rynek w 2017 r., wykorzystuje jednocześnie dwa tory 10 Gb/s, z maksymalną szybkością transferu 20 Gb/s przez złącze USB-C (USB-C i USB 3.x są różne), rozdzielczość wideo do 4K przy 60 Hz i obsługa filmów 8K. Może również dostarczać do 100 W mocy do obsługiwanych urządzeń. Mamy więc teraz cztery warianty USB 3.2:
- USB 3.2 Gen 1x1 (dawniej USB 3.1 Gen 1): Maksymalna szybkość przesyłania danych 5 Gb/s na jednym pasie i obsługa rozdzielczości wideo 1080p przez microUSB, USB-A i USB-C.
- USB 3.2 Gen 1x2: Maksymalna szybkość przesyłania danych 10 Gb/s na dwóch torach i obsługa rozdzielczości wideo 1080p+ tylko przez USB-C.
- USB 3.2 Gen 2x1 (dawniej USB 3.1 Gen 2): Maksymalna szybkość przesyłania danych 10 Gb/s na jednym pasie i obsługa rozdzielczości 4K i wyższych przez microUSB, USB-A i USB-C.
- USB 3.2 Gen 2x2: Maksymalna szybkość przesyłania danych 20 Gb/s na dwóch liniach, obsługuje rozdzielczość do 8K i może jednocześnie obsługiwać wiele strumieni wideo w wysokiej rozdzielczości tylko przez USB-C.
Wszystkie generacje USB 3.2 są wstecznie kompatybilne z USB 2.0.
USB 4.0
Wydany w 2019 r. interfejs USB 4.0 zapewnia przepustowość danych do 40 Gb/s, obsługę DisplayPort 2.0 (rozdzielczość wideo 8K przy 60 Hz) oraz złącza USB-C na obu końcach. Podobnie jak jego poprzednicy, jest wstecznie kompatybilny z urządzeniami z portami USB 2.0 wzwyż, a kable USB 4.0 umożliwiają podłączanie drukarek, zewnętrznych urządzeń pamięci masowej i innych urządzeń peryferyjnych. Mimo to tylko kilka urządzeń ma porty USB 4.0.
Jego najnowsza wersja, USB 4.0 w wersji 2.0, wydana w październiku 2022 r., zwiększa prędkość dwukierunkowego transferu do 80 Gb/s. Ponadto ta wersja może jednokierunkowo przesyłać dane z szybkością 120 Gb/s, zachowując jednocześnie inne funkcje modelu podstawowego. A USB 4 może obsługiwać wiele wyświetlaczy 4K przy 60 Hz lub pojedynczy wyświetlacz 8K przy 60 Hz.
Wyjaśnienie złączy USB i standardów wideo
Nie tylko standard USB wpływa na rodzaj oglądanych filmów. Rodzaj złącza USB na końcu kabla ma również wpływ na wideo, które można oglądać przez USB.
USB-A, USB-B i Micro-USB
Od 1996 roku złącze USB-A jest starszym złączem, jednym z najczęściej używanych do podłączania urządzeń peryferyjnych do urządzeń hosta. Ma prostokątne złącze z czterema stykami i nie obsługuje wyświetlania wideo z urządzeń peryferyjnych. Aby przesyłać strumieniowo wideo z innego urządzenia przez USB-A, musiałbyś użyć adapterów wideo, takich jak USB-A na DisplayPort lub USB-A na HDMI, o czym za chwilę. Typowe urządzenia, w których można znaleźć porty USB-A, to odtwarzacze multimedialne, komputery (komputery stacjonarne lub laptopy), konsole do gier itp.
Z drugiej strony USB-B, z prostokątnym złączem i różnymi pinami, jest mniej powszechnie obsługiwane, ale znacznie bardziej wszechstronne w podłączaniu urządzeń, takich jak drukarki. Jednak nie jest przeznaczony do obsługi wyświetlania wideo w nowoczesnych urządzeniach, ponieważ zwykle znajduje zastosowanie w przesyłaniu danych w zależności od używanego portu USB.
Micro-USB z pięcioma pinami jest znacznie mniejsze i bardziej kompaktowe niż USB-A i jest szeroko stosowane w starszych telefonach komórkowych. Może obsługiwać do 480 Mb/s i rozdzielczość wideo 1080p przy użyciu odpowiedniego adaptera.
USB typu C
USB typu C to cienkie, małe złącze USB z 24 stykami i owalnym wtykiem, które można włożyć do gniazda w dowolnej orientacji, ponieważ nie ma prawej strony do góry.
Wprowadzony na rynek w sierpniu 2014 r. USB-C jest kompatybilny ze standardami od portów USB 2.0 wzwyż. Kabel i złącze USB-C mogą przesyłać dane i filmy z prędkością nawet 10 Gb/s, obsługiwać rozdzielczości wideo 4K i 8K oraz zasilać urządzenia mocą do 100 watów. Należy pamiętać, że chociaż porty USB typu C mogą obsługiwać wyświetlanie wideo w alternatywnych trybach, takich jak DisplayPort, nie wszystkie porty obsługują wyjście wideo.
Standardowy kabel USB typu C ma symetryczne złącza na obu końcach, ale są też złącza typu C do typu A do przesyłania filmów lub danych przez port typu A lub zasilania urządzenia typu C. Większość dostępnych na rynku smartfonów z systemem Android korzysta obecnie z portu USB typu C zarówno do zasilania, jak i przesyłania danych. Inne urządzenia korzystające z USB typu C do podłączania i ładowania obejmują Chromebooki, laptopy, MacBooki Apple, smartwatche, słuchawki i wkładki douszne.
DisplayPort
DisplayPort, wprowadzony na rynek w maju 2006 r., jest cyfrowym interfejsem wideo i audio przeznaczonym przede wszystkim do łączenia urządzenia wyświetlającego, takiego jak komputer PC, ze źródłem wideo i przenoszenia innych form danych, takich jak dźwięk. W rzeczywistości może przenosić większą moc niż wszystkie standardy USB wymienione powyżej przy większych prędkościach.
DisplayPorts mają specjalne cienkie kable o długości do 50 stóp z unikalnym złączem, dostępne w standardowej wersji DisplayPort lub mniejszej Mini DisplayPort. Możesz znaleźć jego porty na sprzęcie, takim jak urządzenia mobilne, telewizory, laptopy, wysokowydajne karty graficzne do komputerów PC, notebooki, projektory itp.
Wyjście wideo z DisplayPort może pochodzić ze złącza USB-C zwany trybem alternatywnym DisplayPort. Może również obsługiwać Thunderbolt, Video Graphics Array (VGA) i Digital Visual Interface (DVI). Aby jednak korzystać z projektów wideo z kabli HDMI i USB 4.0, potrzebujesz do tego adaptera.
DisplayPort 1.0-1.1a może osiągnąć maksymalną przepustowość 10,8 Gb/s przy różnej rozdzielczości wideo przy różnych częstotliwościach. DisplayPort 1.2 może osiągnąć maksymalną przepustowość 21,6 Gb/s z obsługą wideo do 4K przy 120 Hz, podczas gdy DisplayPort 1.4, z maksymalną przepustowością 32,4 Gb/s, może obsługiwać 8K filmy w 60 Hz. Jednak najnowsza wersja, DisplayPort 2.0, zapewnia przepustowość 77,37 Gb/s na czterech torach, obsługując rozdzielczości wideo 8K i 16K przy 60Hz.
Piorun
Thunderbolt to interfejs sprzętowy, który ułatwia podłączanie różnych zewnętrznych urządzeń peryferyjnych i urządzeń do komputera w celu przesyłania danych. Jest dwukierunkowy i może jednocześnie odbierać i przesyłać dane audio i wideo.
Istnieją cztery wersje Thunderbolt: 1, 2, 3 i 4, w zależności od ich aktualizacji. Na przykład Thunderbolt 3 ma złącze USB-C o przepustowości 40 Gb/s i może dostarczyć do 100 W mocy. Może obsługiwać tylko jeden monitor 4K i jest również kompatybilny z USB 4. Thunderbolt 4 zachowuje przepustowość Thunderbolt 3, prędkość transferu 40 Gb/s i może obsługiwać dwa monitory o rozdzielczości wideo 4K lub jeden wyświetlacz 8K.
Thunderbolt jest kompatybilny z takimi urządzeniami jak Apple MacBook Pro, gogle VR, klawiatury i komputery PC. Może również ładować tablety, iPhone'y, iPady (w tym iPad Pro), laptopy z systemem Windows z procesorami Intel, zewnętrzne dyski twarde, niektóre komputery stacjonarne i inne obsługiwane ładowanie przez USB-C urządzenia.
Standardowe protokoły USB są trudne do śledzenia
Standardy USB zapoczątkowały nową erę przesyłania danych, takich jak transmisja wideo. Na pewno zauważyłeś ciągłe aktualizacje istniejących systemów. USB 4 i USB 4 w wersji 2.0 to najnowsze odsłony standardów protokołów USB. USB 4 w wersji 2.0 może przesyłać dane z prędkością do 80 do 120 Gb/s, aw niedalekiej przyszłości ta wersja zostanie zniszczona przez coś bardziej ekscytującego.
