Jak a za jakým účelem vzniklo rozhraní USB 2.0?
USB 2.0 je nejmodernější sériové rozhraní příští generace pro připojení periférií k osobním počítačům. Oproti jiným moderním sériovým rozhraním jako je FireWire alias IEEE 1394 je USB primárně a jedině pro spojení periferie a PC. Nehodí se pro sestavování skutečných sítí rovných s rovným (peer to peer), proto je také spíše výjimkou vidět USB kabel pro spojení dvou PC, zatímco pomocí FireWire kabelu lze relativně bez problémů zasíťovat dvě PC a s použitím hubu i více.
USB 2.0 je nástupce rozhraní USB 1.1. Nejenom že přidává tolik potřebnou rychlost, ale současně zachovává plnou zpětnou kompatibilitu se staršími rozhraními a možnost připojení, automatického rozpoznání a případného odpojení periferie za provozu (Plug and Play).
Proč je USB 2.0 označováno jako USB High-Speed?
USB Hi-Speed je jiné jméno pro USB 2.0. Cílem bylo při specifikaci nové technologie USB zachovat maximální zdání pokračování starého standardu, při zvýšení rychlosti. Snaha, která měla zabránit uživatelům v chápání USB 2.0 jako něčeho zcela nového, tak zcela nevyšla. Pojem USB Hi-Speed se etabloval stejně jako USB 2.0 - a v konečném efektu mate uživatele možná více nežli USB 2.0. Prakticky a jednoduše řečeno, cílem bylo etablovat starší standard USB 1.1 jako jednoduchý "USB Full Speed" a vysokorychlostní USB 2.0 jako "USB Hi-Speed". Potkáte-li se s kteroukoliv z těchto čtyřech variant, je to poměrně snadné: to jednodušší či nižší je vždy pomalá varianta, zatímco vyšší, ať již číslo či rychlost označují plnohodnotné rozhraní na nejmodernější úrovni, které byste při nákupu nového zařízení měli požadovat (ačkoliv ani toto neplatí vždy, pro některá použití prostě starší standard, alias USB 1.1 či USB Full Speed, bohatě vystačí - o tom více dále).
Kdo vlastně stál za vývojem USB 2.0
Všechno známé "firmy", aneb kdokoliv z branže, komu mohlo sjednocení rozhraní něco přinést. Intel, Microsoft, Compaq, Hewlett Packard a Lucent patří ke starším členům USB Promoter Group, která se stará o propagaci standardu a též jeho definici. Vedoucí úlohu zde má především Intel, a částečně svou roli zde hraje i Microsoft. Nováčky promotérské skupiny jsou nyní i Lucent a Philips.
Jak rychlé je vlastně ono vysokorychlostní USB 2.0?
Teoretický strop hrubé přenosové rychlosti je 480 Mbit/s, což překonává svého předchůdce rovnou 40ti násobně. Původní USB 1.1 má maximální přenosovou rychlost 12 Mbit/s. V prvních návrzích standardu, USB 2.0 mělo fungovat pouze s přenosovou rychlostí 240 Mbit/s, ale právě konkurence rychlého sériového rozhraní a jistý efekt image zapůsobil na Intel a tak se standard zpozdil, ale za to byl o celých 80 Mbit/s rychlejší než v té době běžná varianta FireWire IEEE1394 s rychlostí 400 Mbit/s.
Nic na tom nemění fakt, že než se od doby přijetí na podzim 1999 USB 2.0 stačilo masově rozšířit, rychlost FireWire stoupla na 800 či respektive 1600 Mbit/s v nejnovějších verzích a i srovnaní FireWire400 a USB 2.0 nedává jednoznačné výsledky. Problémem je zde, jak se podaří kterému rozhraní přeložit hrubý výkon do skutečného průtoku dat. Daleko více limitujícím faktorem je zde pak kvalita řadičů sběrnice nežli maximální kapacita definovaná ve standardu.
Co vlastně přináší USB 2.0 uživateli?
Především je to vyšší maximální i faktický průtok. Zatímco USB 1.1 se s 12 Mbit/s podaří zahltit poměrně rychle i běžným periferiím, USB 2.0 nabízí podstatně větší šířku pásma a tím umožňuje nasazení daleko širšího spektra periferií, které lze snadno a poměrně rychle připojit k běžnému PC či notebooku. Díky šířce sběrnice zpravidla ani vícero náročných periferií se neblokuje navzájem. Toto bývalo pravidlem u starších skenerů, jejichž snímací rychlost byla vyšší než přenosová rychlost sběrnice a tak se muselo čekat déle na načtení stránky. Stejně tak nastávaly problémy u vysokorychlostních tiskáren či zcela typicky u externích periferií jako jsou rychlé pevné disky, USB klíčenky, paměťová média a přepisovačky. Při maximální rychlosti cca 800 KB až 1 MB za sekundu se během překopírování obsahu 512 MB paměťové karty či vypálení CD či ještě lépe DVD média stihla udělat nejedna káva... Na druhé straně, díky bezproblémové kompatibilitě, USB 2.0 nijak neomezuje uživatele, co se týče používání starších periferií. V tomto aspektu je to jedno z uživatelsky nejpřátelštějších rozhraní v dějinách PC - skutečně se zde jedná o mírovou evoluci a ne o násilnou revoluci, na které jsou uživatelé počítačů a notebooků tolikrát zvyklí (viz například postupný přechod od sériových myší k myším s rozhraním PS/2 až k myším s USB, vždy spojený s nákupem nové myši - a to je ještě investice z těch řádově nejmenších).
Jaké jsou rozdíly mezi USB 2.0 a USB 1.1
Prakticky, rychlejší USB 2.0 poskytuje veškeré služby USB 1.1 a současně má možnost poskytovat vysokorychlostní mód. Což je právě zmíněných 480 Mbit/s. USB 2.0 též používá klasické kabely USB 1.1 pro připojení vysokorychlostních zařízení. Nicméně ne vždy to musí být zcela spolehlivé a vyplatí se pro vysokorychlostní zařízení důvěřovat kabelům certifikovaným pro USB 2.0.
Zcela neprůchozí je však kombinace vysokorychlostního zařízení s rozhraním USB 2.0 a nízkorychlostního hubu či počítačového adaptéru USB 1.1. V tomto případě operuje zařízení USB 2.0 v pomalém módu 1.1 na 12 místo 480 Mbit/s a vede to často k podstatnému omezení rychlosti a funkčnosti (přepisovačka, externí disky, skenery). Budou sice fungovat, ale výrazně pomaleji. Proto v řetězu zařízení, od periferie, přes hub, až po adaptér v PC musí být všechna zařízení vybavena rozhraním USB 2.0, pokud má být využit potenciál tohoto rozhraní. Proto platí, pomalejší periferie je OK, pomalejší hub či adaptér však nikoliv.
Pokud vůbec, tak kdy nahradí USB 2.0 starší verzi?
O masovém přechodu na nové rozhraní nemůže být řeč. Už jen z důvodu velmi dobré kompatibility mezi pomalejší a novou verzí není u mnoha zařízení důvod inovovat na výkonnější, ale dražší rozhraní. Jsou zařízení, kde vyšší rychlost nedává smysl. To jsou například všechny myši, joyisticky, klávesnice a částečně též třeba reproduktory či některé tiskárny.
Na druhé straně, existují zařízení, kde dává jen málo smyslu pomalejší USB - a přesto se používá, právě z cenových důvodů. Ale u těchto zařízení můžeme čekat rychlý posun směrem k USB 2.0. Jedná se například o webové kamery, digitální fotoaparáty, klasické digitální videokamery, pevné disky, přepisovačky, vysokorozlišivé skenery, barevné tiskárny, to vše jsou zařízení, která mohou jen získat použitím rychlejšího rozhraní.
A samozřejmě pak nové notebooky a PC. Obecně, vzhledem k plné zpětné kompatibilitě, koupit počítač či notebook bez novějšího standardu je výrazným prohloupením, které především v případě notebooku výrazně snižuje jeho hodnotu a použitelnost pro budoucnost. Zatímco do stolního PC lze pořídit rozšíření snadno a levně, v notebooku už je to na úkor funkčnosti - ačkoliv i zde již existují dostupné adaptéry, karta PCMCIA "čouhající" z notebooku zabere jednu cenou rozšiřující pozici a je poměrně nepraktická (zasunování a vyndávání při přenosu, možnost zničení, atp.). Proto nelze než doporučit i při nákupu staršího notebooku se pokusit o získání stroje s USB 2.0.
Jak lze rozlišit obě rozhraní?
V realitě by měly rychlejší periferie a huby nést logo USB HiSpeed (USB v modrém a Hi-Speed v červeném poli), často tomu tak není. Spíše problematické však bude přehlédnout důraz, který na rychlejší rozhraní kladou výrobci. Když už jej integrovali, tak jej patřičně využijí v reklamě a budou poukazovat na podstatně vyšší rychlost rozhraní USB 2.0, i když jejich zařízení nikdy 480 Mbit/s nevyužije. Proto je označení USB 2.0 či 480 Mbit/s zpravidla takřka nevyhnutelně zvýrazněné.
Zrychlí použití USB 2.0 mé starší periferie s USB 1.1?
Ne, ve většině případů nelze o zrychlení mluvit. Jedinou výjimkou je zapojení více hubů za sebou, kdy v případě více zřetězených hubů musel poslední člen sdílet s ostatními celkových 12 Mbit/s a velmi rychle docházelo k ucpání sběrnice. Při použití hubu USB 2.0 má každý další připojený hub USB 1.1 k dispozici plnou šířku sběrnice 12 Mbit/s. Lze to přirovnat k použití gigabitového switche v Ethernetové síti a k němu připojených 100Mbit hubů - každý z těchto připojených hubů bude mít k dispozici opět plnou šířku 100 Mbit/s bez omezení.
Na jakou maximální délku lze připojit zařízení standardu USB 2.0?
Ačkoliv výrobci nabízejí i delší kabeláž, standard omezuje délku jednoho připojení na maximálně 5 metrů. Ovšem při zapojení vícero hubů do série (klasické kaskády) po pěti metrech od sebe, je možno překlenout například se šesti huby vzdálenost 35 metrů. Na kratší vzdálenosti než desítky metrů spíše než volit toto poměrně extrémní řešení (a pokud se nejedná o kritickou aplikaci), je možné zvážit volbu levnějšího způsobu propojení pomocí delšího kabelu - důkladné otestování je však na místě.
Které operační systémy podporují v současnosti plně USB 2.0?
Začněme u giganta. Microsoft podporuje plně USB 2.0 ve Windows 2000 a Windows XP. Jeho podpora však není obsažena na původní CD s operačním systémem, s výjimkou nejnovějších verzí je nutné si patřičné aktualizace operačního systému stáhnout z Internetu (například www.windowsupdate.com zjistí potřebu aktualizace USB 2.0 automaticky a nabídne ji). Windows Millenium Edition by snad mohlo dostat podporu, ale MS se k ní zatím nerozhoupalo. U starších verzí je nutno spoléhat čistě na podporu od dodavatele karty - není to však marné, i pod Windows 98 SE lze prý spolehlivě rozchodit USB 2.0, nemusí to však platit pro každý řadič a periferii.
Lze použít starší USB 1.1 kabely s novými periferiemi USB 2.0?
Na konec jsme si nechali poměrně specifickou záležitost. Pokud kabel odpovídá standardu USB 1.1, pak je možné jej použít i pro přenos USB 2.0. Naneštěstí, na rozdíl od periferií, pouze menší část kabelů je certifikována pro USB 1.1. Necertifikované kabely, které jsou na trhu v přesile, pak mohou způsobovat problémy při vysokorychlostních přenosech, na které je výrobce nestavěl.
Většina výrobců proto raději se svými periferiemi dodává originální kabely certifikované pro použití s USB 2.0, které jsou plně dimenzovány na tyto vyšší rychlosti. Proto se i při koupi dalšího kabelu vyplatí dbát na certifikaci, nicméně za tyto kabely si jejich výrobci rádi nechají připlatit až neodůvodněný "bonus".
Kde se USB 2.0 uchytilo? A kde ne?
Začněme u negativ. Zatím se USB 2.0 neprosadilo u interních součástí PC s výjimkou čteček paměťových karet. Dokonce i archaická disketa nadále komunikuje pomocí svého specifického kabelu, ačkoliv by USB přišlo levněji. Na opačném konci spektra nekompatibilních zařízení se nachází ultrapřenosné "hračky" jako jsou digitální videokamery. Právě audiovizuální svět zatím vzdoruje fenoménu USB a zdá se úspěšně. Zatímco každá digitální kamera disponuje nějakou verzí FireWire rozhraní, USB se zde uchytává jen velmi, velmi pomalu.
Zcela jinak vypadá situace na straně klasických periferií stolního PC a ještě více notebooku. Zde se USB etablovalo jako plnohodnotná náhrada interních vysokorychlostních sběrnic PCI. Právě v noteboocích pak USB nahrazuje omezenou rozšiřitelnost vnitřností maximální možnou škálou periferií externích. Od myší, přes klávesnice, digitální fotoaparáty, tiskárny, skenery, externí disky, přepisovačky, paměťové klíčenky až po zatím nezmíněné faxmodemy, síťové adaptéry, Bluetooth, bezdrátové síťové adaptéry, MP3 přehrávače, dálková ovládání, mobilní telefony. Díky až 500 mA energie dodávané přes USB lze dokonce některá zařízení i napájet či rovnou dobíjet (mobilní telefony, PDA, atp.) přes toto rozhraní, současně s jeho běžným používáním. Ačkoliv v dalších oblastech možného použití naráží na schopného a v mnoha aspektech schopnějšího konkurenta jménem FireWire, i nyní lze říci, že evoluce jménem USB 2.0 je teprve na začátku. Ale už si stačila získat mnoho příznivců, pro svou univerzálnost a všestrannost nejčastěji právě mezi uživateli notebooků.
