Наши компьютеры, планшеты, телефоны и другие устройства могут воспроизводить видео с помощью кабелей USB. Но задумывались ли вы когда-нибудь, как эти видеоданные проходят через эти кабели и разъемы? Многие стандарты передачи видео через USB на рынке делают это возможным, но чем отличается передача видео через USB и какой из них следует использовать?
Объяснение стандартов USB-видео
Существует множество стандартов USB, каждый из которых передает видео с различными характеристиками.
USB 2.0
USB 2.0, выпущенный в 2000 году, со скоростью передачи 480 Мбит/с, мощностью зарядки 500 мА и разрешением видео до 1080p. Между тем, предшественники, USB 1.0 и 1.1, боролись со скоростью 1,5 Мбит/с и 12 Мбит/с соответственно.
Качество видео, которое вы получаете с USB 2.0, в значительной степени зависит от возможностей вашего потокового устройства. Например, если вы используете обычную веб-камеру с поддержкой USB 2.0, маловероятно, что вы сможете транслировать видео с разрешением выше 480p. Напротив, при воспроизведении видео с внешнего жесткого диска, поддерживающего USB 2.0, качество сжатого видео может достигать 1080p. Однако не стоит ожидать плавного воспроизведения видео от довольно медленных 480 Мбит/с по сравнению с современными стандартами.
А благодаря обратной совместимости вы можете подключать устройства с поддержкой USB 1.0 и 1.1, такие как принтеры, мыши, клавиатуры и т. д., к портам USB 2.0.
USB 3.0, USB 3.1 и USB 3.2
USB 3.0, получивший название «SuperSpeed USB», был представлен в 2008 году со скоростью передачи до 5 Гбит/с и разрешением видео 1080p (изначально). Однако для более высоких разрешений вам потребуется использовать другие варианты видеовыхода, такие как HDMI, DisplayPort или Thunderbolt. Он может подавать до 900 мА при напряжении 5 вольт на энергоемкие устройства, такие как принтеры и внешние жесткие диски, и, как и USB 2.0, также обратно совместим.
Примечание: есть вероятность, что некоторые старые USB-устройства могут быть несовместимы с портами 3.0 и работать неправильно. Но если вы в основном используете современные устройства, вы не должны сталкиваться с такими проблемами совместимости.
Чтобы устранить путаницу, USB 3.0 позже был переименован в USB 3.1 Gen 1 после выпуска USB 3.1.
Запущенный в 2013 году и помеченный как «SuperSpeed USB Plus», родной USB 3.1 (теперь он называется USB 3.2 Gen 2) имеет однополосную пропускную способность до 10 Гбит/с. Это позволяет передавать два независимых потока данных по одному и тому же физическому кабелю. Он поддерживает разрешение до 4K или выше в зависимости от возможностей используемого устройства и дисплея. Он также может обеспечивать мощность до 100 Вт для более быстрой и эффективной зарядки поддерживаемых устройств.
Наконец, родной USB 3.2, выпущенный в 2017 году, одновременно использует две линии по 10 Гбит/с с максимальной скоростью передачи 20 Гбит/с через разъем USB-C (USB-C и USB 3.x разные), разрешение видео до 4K при частоте 60 Гц и поддержка видео 8K. Он также может обеспечивать мощность до 100 Вт для поддерживаемых устройств. Итак, теперь у нас есть четыре варианта USB 3.2:
- USB 3.2 Gen 1x1 (ранее USB 3.1 Gen 1): Максимальная скорость передачи данных 5 Гбит/с по одной линии и поддержка разрешения видео 1080p через microUSB, USB-A и USB-C.
- USB 3.2 поколения 1x2: максимальная скорость передачи данных 10 Гбит/с по двум линиям и поддержка разрешения видео 1080p+ только через USB-C.
- USB 3.2 поколения 2x1 (ранее USB 3.1 Gen 2): максимальная скорость передачи данных 10 Гбит/с по одной линии и поддержка разрешения 4K и выше через microUSB, USB-A и USB-C.
- USB 3.2 поколения 2x2: максимальная скорость передачи данных 20 Гбит/с по двум линиям, поддержка разрешения до 8K и одновременная обработка нескольких видеопотоков высокого разрешения только через USB-C.
Все поколения USB 3.2 обратно совместимы с USB 2.0.
USB 4.0
Выпущенный в 2019 году, USB 4.0 имеет пропускную способность до 40 Гбит/с, поддержку DisplayPort 2.0 (разрешение видео 8K при частоте 60 Гц) и разъемы USB-C на обоих концах. Как и его предшественники, он обратно совместим с устройствами с портами USB 2.0 и выше, и вы можете использовать кабели USB 4.0 для подключения принтеров, внешних устройств хранения и других периферийных устройств. Тем не менее, только несколько устройств имеют порты USB 4.0.
Его последняя версия, USB 4.0 версии 2.0, выпущенная в октябре 2022 года, увеличивает скорость передачи до 80 Гбит/с в обоих направлениях. Кроме того, эта версия может однонаправленно передавать данные со скоростью 120 Гбит/с, сохраняя при этом другие функции базовой модели. А USB 4 способен поддерживать несколько дисплеев 4K с частотой 60 Гц или один дисплей 8K с частотой 60 Гц.
Объяснение USB-разъемов и видеостандартов
Не только стандарт USB влияет на тип видео, которое вы можете смотреть. Тип USB-разъема на конце кабеля также влияет на качество видео, которое вы можете смотреть через USB.
USB-A, USB-B и Micro-USB
С 1996 года USB-A является устаревшим разъемом, одним из наиболее широко используемых для подключения периферийных устройств к хост-устройствам. Он имеет прямоугольный разъем с четырьмя контактами и не поддерживает отображение видео с периферийных устройств. Для потоковой передачи видео с другого устройства через USB-A вам придется использовать видеоадаптеры, такие как USB-A на DisplayPort или USB-A на HDMI, о которых мы поговорим чуть позже. Обычные устройства, которые вы найдете через порты USB-A, включают медиаплееры, компьютеры (настольные или ноутбуки), игровые приставки и т. д.
С другой стороны, USB-B с прямоугольным разъемом и различными контактами менее широко поддерживается, но гораздо более универсален для подключения таких устройств, как принтеры. Однако он не предназначен для поддержки отображения видео на современных устройствах, поскольку обычно используется для передачи данных в зависимости от используемого порта USB.
Micro-USB с пятью контактами намного меньше и компактнее, чем USB-A, и широко используется в старых мобильных телефонах. Он может поддерживать скорость до 480 Мбит/с и разрешение видео 1080p при использовании подходящего адаптера.
USB-C
USB-C представляет собой тонкий, небольшой USB-разъем с 24 контактами и овальным концом вилки, который можно вставлять в розетку в любом положении, так как он не должен располагаться лицевой стороной вверх.
Представленный на рынке в августе 2014 года, USB-C совместим со стандартами портов USB 2.0 и выше. Кабель и разъем USB-C могут передавать данные и видео со скоростью до 10 Гбит/с, поддерживать разрешение видео 4K и 8K и питать устройства мощностью до 100 Вт. Имейте в виду, что хотя порты USB Type-C могут поддерживать отображение видео через альтернативные режимы, такие как DisplayPort, не все порты поддерживают вывод видео.
Стандартный кабель USB Type-C имеет симметричные разъемы на обоих концах, но есть также разъемы типа C на тип A для передачи видео или данных через порт типа A или питания устройства типа C. Большинство Android-смартфонов на рынке теперь используют USB Type C как для питания, так и для передачи данных. Другие устройства, использующие USB Type-C для подключения и зарядки включают Chromebook, ноутбуки, Apple MacBook, умные часы, наушники и наушники-вкладыши.
DisplayPort
DisplayPort, запущенный в мае 2006 года, представляет собой цифровой видео- и аудиоинтерфейс, в первую очередь предназначенный для подключения устройства отображения, такого как ПК, к источнику видео и передачи других форм данных, таких как аудио. На самом деле, он может нести больше энергии, чем все Стандарты USB упомянутые выше на более высоких скоростях.
DisplayPorts имеют специальные тонкие кабели длиной до 50 футов с уникальным разъемом, поставляемые в стандартной версии DisplayPort или меньшем Mini DisplayPort. Вы можете найти его порты на оборудовании, таком как мобильные устройства, телевизоры, ноутбуки, высокопроизводительные графические карты для ПК, ноутбуки, проекторы и т. д.
Видеовыход из DisplayPort может быть от разъема USB-C называется альтернативным режимом DisplayPort. Он также может поддерживать Thunderbolt, Video Graphics Array (VGA) и цифровой визуальный интерфейс (DVI). Однако для использования проецируемых видео с кабелей HDMI и USB 4.0 вам понадобится адаптер.
DisplayPort 1.0-1.1a может достигать максимальной пропускной способности 10,8 Гбит/с с различным разрешением видео на разных частотах. DisplayPort 1.2 может достигать максимальной пропускной способности 21,6 Гбит/с с поддержкой видео до 4K с частотой 120 Гц, а DisplayPort 1.4 с максимальной пропускной способностью 32,4 Гбит/с может поддерживать 8K. видео с частотой 60 Гц. Однако последняя версия, DisplayPort 2.0, имеет пропускную способность 77,37 Гбит/с, скорость передачи по четырем линиям, поддерживая разрешение видео 8K и 16K при 60 Гц.
Удар молнии
Thunderbolt — это аппаратный интерфейс, который позволяет подключать к компьютеру различные внешние периферийные устройства и устройства для передачи данных. Он двунаправленный и способен одновременно принимать и передавать аудио- и видеоданные.
Существует четыре версии Thunderbolt: 1, 2, 3 и 4, в зависимости от их обновления. Например, Thunderbolt 3 имеет разъем USB-C с пропускной способностью 40 Гбит/с и может обеспечивать мощность до 100 Вт. Он может поддерживать только один монитор 4K, а также совместим с USB 4. Thunderbolt 4 сохраняет пропускную способность Thunderbolt 3, скорость передачи 40 Гбит/с и может поддерживать два монитора с разрешением видео 4K или один дисплей с разрешением 8K.
Thunderbolt совместим с такими устройствами, как Apple MacBook Pro, гарнитурами виртуальной реальности, клавиатурами и ПК. Он также может заряжать планшеты, iPhone, iPad (включая iPad Pro), ноутбуки с Windows на базе процессоров Intel, внешние жесткие диски, некоторые настольные компьютеры и другие устройства с поддержкой зарядки через USB-C. устройства.
Стандартные протоколы USB трудно отслеживать
Стандарты USB открыли новую эру для передачи данных, таких как передача видео. Вы наверняка заметили постоянную модернизацию существующих систем. USB 4 и USB 4 версии 2.0 являются последними версиями стандартов протокола USB. USB 4 версии 2.0 может передавать данные со скоростью от 80 до 120 Гбит/с, и в ближайшем будущем вы увидите, что эта версия будет заменена чем-то более захватывающим.