I cavi – la loro presenza intorno a noi è così naturale che spesso non li notiamo nemmeno. Nonostante il costante impulso alla tecnologia wireless, i cavi svolgono ancora un ruolo essenziale nella nostra vita e vengono utilizzati per la comunicazione tra i dispositivi. Oggi vorremmo introdurre quelli basati sullo standard USB. Risponderemo a domande su come funzionano i cavi USB, quali tipi di cavi sono disponibili e perché i cavi USB hanno così tante terminazioni diverse.

Come sono stati prodotti i cavi USB?

Lo standard USB (Universal Serial Bus) è stato creato nel 1996. Era la risposta al problema della mancanza di una porta universale per la comunicazione di tutti i tipi di periferiche con un computer, ma allo stesso tempo è stato risolto un altro fastidioso problema. Alcuni lettori ricordano ancora i tempi dei primi telefoni cellulari, dove spesso anche modelli diversi della stessa marca avevano spine di ricarica diverse. Caricare un telefono per strada o a casa di un amico senza caricabatterie era semplicemente impossibile! Naturalmente ci è voluto un po’ di tempo prima che lo standard diventasse popolare.

Grazie ad esso, è possibile collegare al computer molti dispositivi diversi senza preoccuparsi di perdere una spina o un driver adeguato. La tecnologia USB è anche compatibile con lo standard Plug’n’Play. Ciò è dovuto ad una serie di soluzioni tecniche, ma le salteremo per non perdere la guida.

Cavo USB – diviso per larghezza di banda

A seconda della larghezza di banda, o semplicemente della velocità di trasferimento, si distinguono 3 tipi di cavo USB:

USB 1.1

Il primo tipo di cavo è stato migliorato rispetto alla versione 1.0. Introdotto nel 1998, ha permesso una larghezza di banda di 12 Mbit/s (1,5 MB/s).

USB 2.0

Il cavo USB 2.0 è stato lanciato nel 2000. È ancora il tipo più utilizzato in una grande varietà di dispositivi. Questa versione è stata chiamata High-Speed e, secondo le specifiche, raggiunge una velocità massima di 480 Mbps (60 MB/s).

USB 3.0

Lo standard USB 3.0 è stato rilasciato nel 2008 e ha portato un rivoluzionario aumento della velocità di trasferimento di 4 Gbps (500 MBps). Nel 2013 è stato aggiornato a 10 Gbps, e quattro anni dopo la larghezza di banda era di 20 Gbps nella versione 3.2.

Il prossimo passo nello sviluppo dello standard USB è lo standard USB Type C annunciato nel 2015, seguito dalla sua estensione a USB Power Delivery. Ulteriori informazioni su questo argomento sono contenute nel resto di questo articolo.

Cavo USB – tipi di connettore

Con l’evoluzione dello standard USB, esistevano molti tipi diversi di connettori. In questa sezione vi informeremo sui tipi e le tipologie più popolari e sul loro utilizzo.

Cavo USB-A

Si tratta di un connettore rettangolare standard e ben noto. È noto che teoricamente abbiamo il 50% di possibilità di collegarlo correttamente, ma i test effettuati dagli utenti negli ultimi decenni mettono la questione sotto una luce leggermente diversa.

Indipendentemente dallo standard è sempre la stessa spina, è anche retrocompatibile, quindi USB 1.1 funziona nella porta USB 2.0.

Cavo USB-B

Ha una forma completamente diversa, quasi quadrata, ed è utilizzato principalmente per dispositivi come scanner, stampanti e monitor. È ampiamente utilizzato nelle apparecchiature per ufficio, negli strumenti di misura e nell’industria.

Queste due tipologie sono state seguite da altre che hanno risposto allo sviluppo del mercato dei dispositivi mobili. Soddisfano il requisito fondamentale delle piccole dimensioni.

Mini cavo USB A e B

Una volta era una versione molto popolare, oggi è quasi sconosciuta. Se avevate una fotocamera digitale, un lettore MP3/MP4 o un dispositivo di navigazione (sì, prima non c’erano smartphone), allora vi siete sicuramente imbattuti in un tale collegamento.

Cavo Micro-USB A e B

Sicuramente il cavo USB più popolare al momento. Incontriamo questo tipo quasi ovunque: nei telefoni, nei lettori, nei tablet. Generalmente accettato da tutti i produttori ad eccezione di Apple. Considerando il numero di dispositivi in cui viene utilizzato il cavo, esso rimarrà a lungo sulla base.

Cavo USB C

L’ultima soluzione tecnologica. A giudicare dall’estensione crescente del suo utilizzo, detronizzerà il micro-USB nel tempo. I suoi vantaggi sono certamente una maggiore velocità di trasferimento dati, la capacità di erogare più potenza e una nuova forma simmetrica che non causa problemi durante l’inserimento del cavo. Con il cavo USB-C è possibile trasferire anche dispositivi audio, video e caricabatterie con requisiti di potenza più elevati. Questo standard è utilizzato dai Macbook e dai più recenti smartphone di fascia alta, tra cui il Samsung Galaxy S9 e l’Huawei P20. Lo standard USB-C è legato alla tecnologia Power Delivery, ma ne parleremo tra poco.

Cavo con spina per l’illuminazione

Un caso particolare di un cavo con tecnologia USB che non appartiene a questa famiglia è il cavo con connettore Lightning implementato da Apple.

La sua funzionalità si basa sullo stesso principio dei cavi sopra descritti, ma ha una diversa forma di connettore. Questa è l’eterna ricerca dell’alterità di Cupertino.

La ricarica in primo luogo

Anche se tutti gli standard, da 1.0 a USB-C utilizzano 5V come standard, si stanno ancora sviluppando miglioramenti nella velocità di carica utilizzando tensioni più elevate. Uno degli standard è la tecnologia Quick-Charge, sviluppata da Qualcomm, che consente la ricarica da 5V a 20V attraverso la porta USB. Ciò significa che i dispositivi dotati di un chip Qualcomm possono essere caricati fino a tre volte più velocemente dei caricabatterie da 5W utilizzati fino a poco tempo fa (QC 3.0 – 27W max). Questa tecnologia è ampiamente utilizzata dai produttori di smartphone come Samsung, Huawei, Xiaomi. Basta guardare quanto spesso i processori Snapdragon di Qualcomm vengono utilizzati nei telefoni.

Altre tensioni sono utilizzate anche dalla tecnologia che funziona con USB-C, chiamata Power Delivery. Permette anche l’uso di 20 V a 5 A, che dà una potenza di 100 W. Si tratta di un passo avanti, e lo sviluppo di questa soluzione eliminerà la diversità di alimentatori e connettori, che a sua volta renderà lo standard USB veramente universale e dominerà completamente il mercato dei dispositivi elettronici.