La guida sulle tipologie di porte USB e cavi USB

Quali sono gli standard USB?

Le prese USB sono anche conosciute come “standard” e sono usate per connettere il computer a una miriade di periferiche. USB è acronimo di Universal Serial Bus ed è una delle componenti hardware più utilizzate nell’universo informatico.

Tipologia USB	Compatibilità	Video	Alimentazione	Velocità trasferimento dati
USB 1.1 (Full Speed)		No	No	12 Mbps
USB 2.0 (Hi-Speed)	USB 1.1	No	Host alla periferica	480 Mbps
USB 3.0 (SuperSpeed)	USB 1.1 USB 2.0	Si	Host alla periferica	5 Gbps
USB 3.1 (SuperSpeed)	USB 1.1 USB 2.0 USB 3.0	Si	biderezionale	10 Gpbs

USB 2.0

Quattro anni dopo il lancio sul mercato della USB (versione 1.0) si giunge alla creazione di una nuova versione, arrivano così, nei primi mesi del 2000 le USB 2.0, chiamate USB high speed. La grande novità introdotta fu l’innalzamento della velocità di trasferimento a 480 Mbit/s.

Una simile velocità permette all’USB di essere competitivo con lo standard Firewire 400 (IEEE 1394) che ha una velocità di trasferimento di 400 Mbit al secondo.

Nonostante il Firewire sia più veloce e stabile dell’USB 2.0, soprattutto con dispositivi per la riproduzione di contenuti video, la seconda tecnologia ha prevalso sulla prima.
La USB 2.0 nel tempo ha ricevuto molti aggiornamenti che ne hanno migliorato la funzionalità tramite l’ECN (Engeenering Change Notice, documenti che autorizzano e registrano i cambiamenti fatti a un prodotto o a un progetto in fase di sviluppo). Sono stati così introdotti nuovi connettori, l’USB OTG (On-the-go), il supporto alla ricarica di dispositivi e molto altro ancora.

USB 3.0

Dopo questi e molti altri aggiornamenti alla fine, nel 2007, arriva USB 3.0, novità introdotta da Intel che ne fece una prima dimostrazione all’interno dell’Intel Developer Forum. I primi prodotti commerciali basati su USB 3.0 sono arrivati sul mercato soltanto a partire dal 2009 – 2010.

La versione 3.0 ha mantenuto la compatibilità con le vecchie periferiche. Infatti, nonostante i nuovi connettori siano dotati di più piedini, buona parte degli stessi combacia con i connettori USB 2.0. La nuova tipologia di USB viene da subito definita come SuperSpeed, ovvero un bus che fornisce una quarta modalità di trasferimento a 4,8 Gbit al secondo che corrispondono a circa 600 MB/s, quindi fino a 10 volte superiore rispetto alle USB 2.0.

Per aggiungere i piedini supplementari dovuti alla modalità SuperSpeed, tutti i supporti di forma fisica per USB 3.0, le spine e i connettori sono stati modificati. L’USB 3.0 estende il tipo di trasferimento di massa in SuperSpeed, simile estensione ha permesso ad un host e a un dispositivo di creare e trasferire più flussi di dati su un singolo supporto.

Con la nuova tecnologia è venuto meno anche il limite relativo alla lunghezza dei cavi che ora, in teoria, possono essere di qualsiasi lunghezza, a patto di soddisfare tutti i requisiti definiti nella specifica. Alcune stime tuttavia indicano una limitazione intorno ai 3m/5m quando si usa superspeed.

Una USB 3.0 è facilmente riconoscibile in quanto ha il supporto interno dei contatti (detto interfaccia) di colore blu. I piedini in più del tipo A sono nascosti, ma pur sempre visibili ad un professionista. A volte può essere assente la colorazione blu e al suo posto può essere presente la sigla SS (SuperSpeed) vicino al simbolo universale dell’USB. USB 3.0 prevede 3 tipi di connettori: A – B e Micro.

USB 3.1

USB 3.1 è - come suggerisce il nome - l’evoluzione del 3.0 da cui le specifiche prendono origine per arrivare a miglioramenti come la velocità di trasferimento fino a 10 Gbps, quasi il doppio della tecnologia 3.0.

Interessanti sono i campi di applicazione dell’USB 3.1 che in sostanza permette di avere periferiche ancora più veloci. Una velocità che arriva fino a 10 Gbps è in grado di dar vita a sincronizzazioni di dispositivi esterni e interfacce desktop molto, ma molto più performanti.

La differenza si nota palesemente sulle memorie esterne, le quali ormai fanno le veci di quella che è l’archiviazione dati. Con lo standard 3.0 si ottengono ottimi risultati per trasferire dati, ad esempio, su hard disk esterni, ma risultati ancora migliori si ottengono con 3.1 con velocità di livello considerevole. Chiaro che poi la velocità di trasferimento è influenzata anche dalla qualità e velocità di un HD.

Con il SuperSpeed USB 3.1 a 10 Gbps è possibile sviluppare hardware di nuova generazione in grado di operare a qualità superiore e con una riduzione della latenza consistente. Subito infatti, le schede madri sono state dotate di USB 3.1 e moltissimi altri dispositivi sono stati presto aggiornati.

USB 4.0: Uno sguardo al futuro

Guardando al futuro invece, la tecnologia USB sta per fare un ulteriore passo in avanti con l’uscita della sua versione 4. Le specifiche tecniche del nuovo standard sono già state comunicate: si prevede una velocità di trasferimento superiore a 40 Gbps, dunque ci sarà un raddoppiamento della velocità prevista per l’eventuale uscita della tecnologia 3.2 (20 Gbps) non ancora sul mercato.

USB 4 è progettato per trasferire fino a 100 Watt di potenza ai dispositivi collegati, permettendo di usare anche schede grafiche esterne, di alimentare 2 monitor 4k o un singolo 5k. Sono in fabbricazione cavi appositi, ma la tecnologia è già esistente e non dovrebbe tardare a giungere nelle mani dei consumatori.

Il vantaggio di USB 4 rispetto a tecnologie simili, come la Thunderbolt, sarà che i suoi costi risulteranno molto minori e che si potranno utilizzare su molti più tipi di dispositivi.

USB 4 (sempre di tipo C) non presenterà grandi stravolgimenti tecnici, ma innegabile sarà il miglioramento della velocità. Da un punto di vista della versatilità, i dispositivi USB 4 saranno retrocompatibili con quelli USB fino alla versione 2.0. Inoltre l’introduzione del formato USB 4 come standard faciliterà l’arrivo di molte periferiche più economiche rispetto a quelle disponibili come ad esempio quelle con connettività Thunderbolt.

Tipologie di Connettori dei cavi USB

L’USB è una tecnologia creata appositamente allo scopo di creare connessioni per molti tipi di dispositivi sfruttando un unico tipo di porta e un unico tipo di cavo. Se originariamente i cavi erano creati principalmente per trasportare informazioni, oggi, come abbiamo visto, sono sempre più usati anche per erogare energia.

Il cavo USB è tipicamente usato per la connessione di molte interfacce audio, laptop, smartphone e tablet. I moderni cavi oltre a trasferire dati e informazioni, sono anche in grado di funzionare da caricabatterie ed erogare a un dispositivo fino a 100W di potenza.

Andiamo ora a conoscere tutti i tipi di connettori e cavi USB oggi disponibili, vedendo per ciascuno le caratteristiche tecniche.

Consigli utili sui cavi USB

Nel corso di questa guida abbiamo analizzato molti aspetti dello standard USB scoprendo come si tratti di una tecnologia in costante evoluzione e che ha visto passi da gigante in prestazioni e velocità. Oggi difficilmente si potrebbe pensare a svolgere anche le più banali mansioni della vita quotidiana senza la tecnologia USB. Ecco quindi alcuni consigli utili che rispondono alle problematiche più comuni.

Come prolungare un cavo USB?

Il modo più semplice per estendere un cavo USB è usare una prolunga. Chiaramente prima di comprare una prolunga USB è bene saper riconoscere il tipo di USB che si necessita di prolungare.

In base alle tipologie sopra descritte bisogna riconoscere se l’attacco necessario è di tipo A – B – C e tenere conto che il limite massimo della lunghezza consigliata per una prolunga è di 5 metri, soprattutto per le connessioni a bassa velocità.

Per USB 3.0 si possono superare tranquillamente i 3 metri, ma in caso vi fosse la necessità di collegare dispositivi più distanti allora sarà necessario ricorrere a un HUB o ripetitori di segnale USB da posizionare a ogni 3 – 5 metri di collegamento, in ogni caso allungare un cavo USB oltre i 25 metri non consigliabile.

Come smaltire correttamente i cavi USB?

Allo stesso modo altra domanda frequente è dove buttare un cavo USB? Lo smaltimento dei rifiuti è sempre questione delicata. In particolare, il cavo USB può essere considerato un cavo elettrico come gli altri e quindi si tratta di un rifiuto di natura elettronica.

In Italia i rifiuti elettronici rientrano in una categoria specifica, la RAEE (rifiuti da apparecchiature elettriche ed elettroniche). La normativa che in Italia regola lo smaltimento di questo tipo di rifiuti e in particolare anche dei cavi elettrici come gli USB, è stata recepita dalla comunità europea ed è la direttiva 2011/65/CE (RoHS 2).

Detta normativa riguarda le restrizioni all’uso di sostanze pericolose nelle apparecchiature elettriche ed elettroniche al fine di contribuire alla salute umana e a uno smaltimento ecologicamente corretto. La direttiva intende per cavi:“cavi con una tensione nominale inferiore ai 250 volt che servono da collegamento o da prolunga per collegare AEE alla presa elettrica o per collegare tra di loro una o più AEE”.

In Italia ci sono 2 modi per disfarsi correttamente di questa tipologia di rifiuti:

• Recarsi nell’isola ecologica comunale (ne sono presenti 3600 in tutta Italia)
• Consegnare cavi o altri rifiuti elettrici e/o dispositivi usati presso i negozianti i quali sono obbligati a ritirarli in base al decreto ministeriale 65/2010.

Dunque, è necessario rispettare questa forma di raccolta differenziata, ma come noto non c’è una regola generale fissa che vada bene per tutti i luoghi (molte variazioni dipendono anche dalla legge regionale specifica).

Quindi, il consiglio è quello di andare a informarsi presso la propria sede comunale o sul sito della regione per sapere se vi sono norme specifiche per lo smaltimento di cavi elettrici, qualora questo non sia già stato specificato nella brochure fornita dalle autorità con le indicazioni sulla raccolta differenziata.

Ecco i comportamenti da evitare:

• Disfarsi dei RAEE nei sacchi neri dell’indifferenziata
• Ammassare RAEE in qualche luogo della casa e abbandonarli
• Mischiare i cavi con altri rifiuti