Tipos de USB, entenda tudo sobre eles

O termo USB significa “Universal Serial Bus”, surgiu em meados dos anos 90, com grandes fabricantes de eletrônicos e empresas de tecnologias se unindo para criar um novo padrão para transferência de dados e de energia que pudesse ser utilizado por diversos equipamentos diferentes, facilitando a conexão entre eles. Entenda os tipos de USB e para que servem.

Quantos tipos de USB existem?

As conexões USB são divididas em tipos A, B e C. Tipo-A e Tipo-B são subdivididos em subcategorias mini-USB e micro-USB. O mini-A e o mini-B foram descontinuados após a introdução do micro-USB porque o micro-USB tinha metade do tamanho das mini variações, mas era igualmente capaz.

Além dos tipos de USB existem também váriações dos mesmo que garantem mais velocidade na transmissão de dados, veja os exemplos na tabela abaixo:

USB 2.0

Os tipos de USB 2.0 oferecem uma velocidade de 480 Mbps na transmissão de dados, muito superior aos 12 Mbps oferecidos na versão 1.1, permitem conectar mais de um dispositivo à mesma porta USB, seu uso plug & play facilita a utilização dos equipamentos conectados, além disso conta com “Hot Swap” que elimina a necessidade de desligar os dispositivos antes de desconectá-los.

USB 3.0

A primeira versão USB 1.1 alcança taxas de transmissão de no máximo 12 Mbps (megabits por segundo). No entanto 2.0 oferece até 480 Mbps. Ainda assim, o número de conexões de alta velocidade só aumenta, com vídeos, músicas, fotos e jogos em alta definição ou resolução. 

É cada vez mais comum a oferta de dispositivos, como smartphones, que demandam essas necessidades. Assim, em 2008, o USB 3.0 surgiu para melhorar esta questão de velocidade de dados. 

A principal característica de USB 3.0 é a velocidade de até 4,8 Gbps (5 Gbps, arredondando), que corresponde a dez vezes mais que a velocidade do USB 2.0. 

Em relação a alimentação elétrica, o USB 2.0 trabalha com corrente de até 500 miliamperes e tensão de 5 volts, enquanto que USB 3.0 suporta até 900 miliamperes e 5 volts. Isso significa que as portas USB 3.0 alimentam dispositivos que consomem mais energia, como certos HDs externos que, com o USB 2.0, exigiriam fontes de alimentação externas, dedicadas. 

USB 3.0 continua oferecendo vantagens das versões anteriores, como Plug and Play, possibilidade de conexão de mais de um dispositivo na mesma porta, hot-swap (capacidade de conectar e desconectar dispositivos sem a necessidade de desligá-los) e compatibilidade com equipamentos das versões anteriores.

Os conectores de ambos os padrões são bastante parecidos, mas não iguais. Os conectores USB 3.0 possuem contatos para os fios adicionais que estão presentes na parte do fundo. Caso um dispositivo USB 2.0 seja utilizado, este usará apenas os contatos da parte frontal do conector.

Conector USB 3.0 A

Tipos de USB 3.0 trabalham com 09 fios, já o padrão anterior utiliza 04: VBus (VCC), D+, D- e GND. O primeiro é o responsável pela alimentação elétrica. Já o segundo e o terceiro são utilizados na transmissão de dados. E o quarto atua como “fio terra”. Assim, o padrão mais atual suporta taxas de transmissão de dados mais altas.

Além daqueles utilizados no USB 2.0, no novo padrão há outros também. Os seguintes fios: StdA_SSRX- e StdA_SSRX+ para recebimento e dados. E os StdA_SSTX- e StdA_SSTX+ para envio. Além do GND_DRAIN como “fio terra” para o sinal.

É possível conectar dispositivos com tipos de USB 2.0 ou 1.1 em portas USB 3.0.  Mas nesse caso, a velocidade de transmissão de dados será a de 2.0. 

ATENÇÃO: para interconectar dois dispositivos via USB 3.0 e aproveitar a sua alta velocidade, com toda a certeza, o cabo também precisa estar nesse padrão.

O USB 3.0 também conta com conectores diferenciados para se adequar a determinados dispositivos. Um deles é o conector tipo B, utilizado em aparelhos de porte maior, como impressoras ou scanners. Em relação ao tipo B do padrão USB 2.0, a porta USB 3.0 possui uma área de contatos adicional na parte superior. 

Isso significa que nela podem ser conectados tantos dispositivos USB 2.0 (que aproveitam só a parte inferior) quanto USB 3.0. No entanto, dispositivos 3.0 não podem ser conectados em portas B 2.0.

Conector USB 3.0 B

O conector micro-USB, muito utilizado em smartphones, também sofreu modificações. No padrão USB 3.0 — com nome de micro-USB B —, passou a contar com uma área de contatos adicional. Esse, ainda assim, diminui a sua praticidade. Mas foi a solução encontrada para dar conta dos contatos extras.

Conector micro-USB 3.0 B

Portas micro-USB B não tiveram boa aceitação pela indústria. De modo geral, os fabricantes de smartphones, deram preferência às portas USB-C.

Conector micro-USB 3.0 em smartphones

O conector dos tipos de USB 3.0 B pode contar com uma variação que utiliza um contato a mais para a alimentação elétrica. E dessa forma, o outro associado a este que serve como “fio terra”, permitindo o fornecimento de até 1.000 miliamperes a um dispositivo.

Quanto ao tamanho dos cabos, não há um limite definido. Recomenda-se, no máximo, até 3 metros para total aproveitamento da tecnologia. Mas essa medida pode variar de acordo com as técnicas empregadas na fabricação.

USB 3.0 faz transmissão de dados bidirecional. Ou seja, entre dispositivos conectados, é possível o envio e o recebimento simultâneo de dados. No USB 2.0, é possível apenas um tipo de atividade por vez. Uma espécie de “pesquisa contínua”, onde o host precisa enviar sinais constantemente. Para saber qual deles necessita trafegar informações.

Os tipos de USB 3.0 também conseguem ser mais eficientes no controle do consumo de energia. Para isso o host: o qual é a máquina na qual os dispositivos são conectados e realizam a comunicação com os aparelhos de maneira assíncrona. Aguardando estes indicarem a necessidade de transmissão de dados. 

Entretanto, nos tipos de USB 2.0, os dados transmitidos acabam indo do host para todos os dispositivos conectados. No USB 3.0, essa comunicação ocorre somente com o dispositivo de destino. Tanto o host quanto os dispositivos conectados podem entrar em estado de economia em momentos de ociosidade.

Como saber rapidamente se uma porta é USB 3.0 (ou USB 3.1)?

Em equipamentos como os laptops, é comum encontrar duas portas: USB 2.0 e uma USB 3.0. Boa parte dos fabricantes segue a recomendação de identificar os conectores USB 3.0. Nas portas USB 2.0, de fato, os conectores são pretos ou brancos.

USB 3.1 ou USB 3.2 Gen 2×1?

Em 2013, o USB Implementers Forum (USB-IF) anunciou as especificações finais do USB 3.1. Também chamado de SuperSpeed USB 10 Gbps é uma variação do USB 3.0. Que se propõe a oferecer taxas de transferência de dados de até 10 Gbps (o dobro). 

Há diversas aplicações que podem usufruir dessa velocidade. É o caso de monitores de vídeo que são conectados ao computador via porta USB, por exemplo. Vale destacar que o USB 3.1 é compatível com: conectores, cabos e dispositivos das especificações anteriores.

O padrão 3.1 possui muito mais velocidade do tráfego de dados. Porém, o padrão do nome foi alterado e o USB 3.1 agora é conhecido como USB 3.2 Generation 2. Mantém as mesmas características, embora os novos nomes tenham tornado a interpretação mais confusa. Ao ver algum notebook que tenha portas USB 3.2 Gen 2, lembre-se que se trata do mesmo padrão do USB 3.1.

Mais um lembrete: além do computador, seu pen drive também deverá ter o padrão USB 3.1 para funcionar! Atualmente o USB 3.2 é chamado de USB 3.2 Gen 2×2. E ele possui duas vias de transferência (Velocidade de transmissão de 20 GBps.). Elas fazem com que a velocidade de transmissão seja o dobro do antigo USB 3.1. 

USB TIPO-C

Mais compacto, já que se trata de conectores e entradas menores que o USB Tipo-A. Não se trata de uma nova versão na forma de transferência dos arquivos.Mas sim, no conector presente nas extremidades do cabo.

O novo conector tornou a tecnologia ainda mais eficiente. E trouxe vantagens práticas que agradaram muito aos usuários. Possibilita o aumento da velocidade e unifica a porta de conexão dos aparelhos. 

Um conector USB-C padrão tem até 24 pinos (12 em cada face). É por isso que é possível encaixá-lo de qualquer lado. Quatro pares de pinos respondem pela alimentação elétrica e aterramento. Os outros quatro pelas transmissões de alta velocidade.

Mesmo com a simplificação das conexões que o padrão USB trouxe, ainda existiam vários tipos de porta. Como micro USB: muito utilizado em smartphones. E USB tipo-A: encontrado em computadores e outros eletrônicos. Em relação ao tamanho do conector e a porta, o USB Tipo-C está entre o Micro USB e o USB tipo-A, conhecido como o USB tradicional.

Outra vantagem do USB-C está em suas dimensões reduzidas. O conector tem apenas 8,4 milímetros de largura por 2,6 milímetros de altura. Assim, a sua implementação em tablets, smartphones e notebooks ultrafinos, por exemplo, é facilitada. O USB Tipo-C tem sido bastante usado em notebooks compactos e smartphones atuais. Além disso é o Alternate Mode (em tradução livre, Modo Alternativo). Com o recurso, fabricantes podem criar funcionalidades adicionais para cabos e entradas no padrão. De igual forma, o USB tipo C também pode ser usado em conjunto com outras tecnologias. Um exemplo vem da VESA (Video Electronics Standards Association). 

A entidade compatibilizou as versões mais recentes da tecnologia DisplayPort com o USB-C. Assim, um dispositivo (como um laptop) que tiver uma entrada que combine ambos os padrões (USB e DisplayPort) poderá transmitir vídeos para uma TV ou monitor em resolução 4K ou superior.

O USB Tipo-C oferece muitas vantagens, algumas delas são:

• Aumento para até 10 GB/s da velocidade da transmissão;
• Mais praticidade, já que o conector USB Tipo-C é reversível, então você não precisa encontrar a posição correta para o encaixe;
• Unificação nos tamanhos das portas, o que elimina a necessidade de ter cabos diferentes para conectar aparelhos maiores e menores.

USB Power Delivery

Muitos dispositivos são carregados a partir de portas USB. Contidas em laptops, carros e até mesmo em tomadas de parede. O USB tornou-se uma tomada de alimentação. Para muitos dispositivos pequenos, como telefones celulares por exemplo. Assim, as portas USB são úteis para transferir dados e fornecer energia aos dispositivos de forma simples.

O USB Power Delivery oferece:

• Níveis de energia até 100 Watts;
• Otimização do gerenciamento de energia em vários periféricos;
• Possibilidade de novos casos de uso de maior potência; 
• Um monitor de vídeo, com alimentação na parede, para alimentar ou carregar um laptop enquanto ainda está exibindo imagens.

USB 3.2: a confusão dos nomes

Os tipos de USB 3.0, o USB 3.1 e o USB 3.2 são parecidos entre si, mas não iguais. A principal diferença entre eles está na velocidade máxima teórica — 5 Gbps, 10 Gbps e 20 Gbps, respectivamente. Apesar disso, o USB Implementers Forum passou a promover essas versões com o mesmo nome.

É confuso mesmo. Por um tempo, o grupo promoveu o USB 3.0. Para “USB 3.1 Gen 1” e o USB 3.1 como “USB 3.1 Gen 2” (‘gen’ = generation, geração).

Com o anúncio de USB 3.2, as denominações mudaram:

• USB 3.0 mudou nome para USB 3.2 Gen 1;
• USB 3.1 mudou nome para USB 3.2 Gen 2;
• USB 3.2 mudou nome para USB 3.2 Gen 2×2.

O ‘2×2’ é uma referência à implementação de dois conjuntos de vias de transferência de dados. Dados esses que permitem ao USB 3.2 (ou USB 3.2 Gen 2×2) atingir a taxa de 20 Gbps. Por que chamar tudo de USB 3.2? Provavelmente, a princípio, trata-se de uma estranha estratégia de marketing do USB-IF.  

Pelo menos as denominações comerciais são mais claras. Podemos continuar usando os nomes USB 3.0 e USB 3.1. Mas é importante saber dessas denominações “USB 3.2 Gen”. Para não errar ao comprar um dispositivo compatível com uma dessas versões.

USB 4.0

Apesar de o USB 4 ter sido anunciado em 2019, o progresso na criação de dispositivos compatíveis tem sido lento. Em 2020, os fabricantes foram afetados pela pandemia e poucos dispositivos foram feitos até agora. Mas, dispositivos estão sendo feitos!

Benefícios do USB4

USB4 é mais rápido, mais funcional e terá compatibilidade aprimorada com Thunderbolt 4. A velocidade máxima de transferência atual do USB 3.2 é de 10 Gbps. USB4 possui 20 Gbps e 40 Gbps. Por que duas opções de velocidade de transferência? 

A maioria das pessoas não precisa transferir dados em alta velocidade. Afinal, a maior parte do nosso trabalho é feito na nuvem, atualmente. No entanto, se você tiver arquivos grandes, é importante ter a versão de 40 Gbps.

DisplayPort 2.0

USB4 permite que você use a conexão USB-C para conectar um monitor, a um computador ou outra fonte. E usa DisplayPort 2.0 (modo alternativo) para fornecer vídeo de alta qualidade. Esse modo permite que a conexão tipo-C transmita vídeo em 8K HDR.

Por conseguinte, você poderá conectar duas telas com dois cabos USB/TB separados. Este é um processo denominado encadeamento em série. Se os monitores tiverem as portas corretas, você poderá ter dois monitores 4K por meio desse tipo de conexão.

Compatibilidade dos tipos de USB

As novas especificações USB serão totalmente compatíveis com Thunderbolt 4. 

O logotipo USB4 adequado é um arco sobre o número 40 ou 20 (dependendo da versão que o usuário possui) seguido por um tridente de três pontas. 

USB4 e carregamento

Ele não aumentará as velocidades de carregamento diretamente. 

Implementação de novas especificações dos tipos de USB

Leva tempo para as empresas implementarem as novas especificações. Além disso, ambas as portas da conexão precisam ser USB4 ou Thunderbolt. Para se beneficiar de transferências mais rápidas, não apenas o cabo. Se houver uma porta mais antiga na conexão, ela será rebaixada para qualquer porta que seja capaz de fornecer.

Dessa forma um dispositivo que usa uma conexão USB4, pode exigir atualização de outras peças do kit também. Mais monitores terão portas USB-C no futuro. Se você transferir muitos dados para um disco rígido externo, pode considerar a compra de um novo disco rígido. Um que use uma porta Thunderbolt 3, Thunderbolt 4 ou USB4.

Ficou com alguma dúvida sobre os tipos de USB?

Por fim, caso tenha alguma dúvida sobre o tema abordado ou queira ajuda para desenvolver algum projeto entre em contato conosco, temos uma equipe especializada no ramo de áudio e vídeo pronta para atendê-lo da melhor forma possível.