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USB: O universal na sigla não é à toa 

O cabo USB (Universal Serial Bus) é uma daquelas invenções que as pessoas usam no seu dia a dia e nem percebem a sua importância. Muitos ainda enfrentam problemas com os diferentes tipos de cabo e suas funções. Mas se não fosse pela criação do USB, esses problemas seriam muito piores. Nos primórdios dos computadores, em meados de 1995, era muito difícil transferir arquivos e conectar os computadores com outros aparelhos. Por isso, a invenção do USB foi revolucionária e mudou para sempre o modo de conexão de dispositivos. Desde então, o cabo USB teve diferentes versões e atualizações. E sua história continuará a evoluir em busca do cabo com a melhor qualidade e rapidez de conexão. 

ORIGEM

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Tudo começou com um homem chamado Ajay Bhatt tentando conectar seu computador com uma impressora. Antigamente, esse processo era muito dificultoso e complexo. Para fazer essa conexão, era necessário: abrir a caixa, conectar uma série de cabos, instalar o software, entre outros procedimentos que demoravam muito. Com isso, Ajay Bhatt, arquiteto de plataformas e co-criador do USB, em conjunto com seus colegas na Intel, tiveram a ideia de simplificar este processo e fazer com que todos os dispositivos pudessem “falar a mesma língua” e se conectarem facilmente.

 

A ideia original veio da Intel, mas o cabo USB só se desenvolveu a partir do consórcio de empresas USB-IF (USB Implementers Forum). Um grupo de grandes empresas de tecnologia como Compaq, Microsoft, Digital, IBM e Northern Telecom, que tornaram realidade a ideia de padronizar um tipo de comunicação entre computadores e dispositivos como teclados, impressoras e scanners, enfim, universal. Ou seja, que se pudesse conectar diferentes dispositivos, com diversas taxas de transferência e velocidade sem precisar utilizar cabos e conectores diferentes para cada um deles. Por isso, criaram o cabo USB. O primeiro computador a sair com portas USB foi o iMac G3, da Apple, em 6 de maio de 1998, na versão 1.0. 

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Antes do surgimento do USB, sempre existiram dois tipos de comunicação eletrônica, a comunicação serial e paralela. Na comunicação serial, a transferência de dados entre dispositivo e computador ou entre dois dispositivos, é feita bit a bit. Cada bit (binary digit, a menor unidade de informação) é transmitido um por vez. Já nas comunicações paralelas, geralmente são transferidos 8 bits (também chamados de byte). A princípio, uma comunicação paralela onde são enviados vários bits ao mesmo tempo tende a ser mais rápida do que enviar um bit por vez, porém, enviar vários bits em paralelo provoca limitações na velocidade máxima de transmissão. Isso acontece por causa do fenômeno chamado de Crosstalk, que é basicamente a interferência que existe entre os bits. Quanto maior a velocidade do tráfego, maior é a interferência. Por isso, a ideia principal do USB era padronizar a comunicação serial e assim, aumentar muito a velocidade de transferência, ultrapassando a comunicação paralela.  

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Ajay Bhatt

EVOLUÇÕES 

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Segundo o professor e pesquisador de Pós-Doutorado na área de arquitetura de computadores na Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Marcos Leipnitz, os cabos USB 1.0, a primeira versão, lançada em 1996, têm quatro fios, um com 5 volts que é para energia do dispositivo que não tem alimentação própria, um fio D + utilizado para transmitir dados do dispositivo para o host (computador), um fio D − para transmitir do host (computador) para o dispositivo, e um fio do GND, que é a referência. A comunicação é feita em Half-Duplex, onde é possível transmitir e receber dados ao mesmo tempo, mas não na mesma direção. Em relação ao cabo, a versão 1.0 e a versão 2.0 que foi introduzida em 2001, utilizam o mesmo cabo e o mesmo conector. Mas existem vários tipos de conectores, o tipo USB-A, o mais comum, muito utilizado para conectar o computador com teclado, mouse e etc. O tipo USB-B, que são conectores mais quadrados e existem desde o USB 1.0. Eles utilizam a comunicação chamada Downstream, geralmente utilizada para conectar a saída da porta USB do computador com o monitor, e o monitor com outras portas USB, funcionando como o Hub. E outros conectores que foram surgindo ao longo do tempo como o micro USB e o mini USB, criados para dispositivos portáteis como iPads e celulares, porque os USB-A e USB-B são grandes demais para esse tipo de dispositivo. Depois, em 2014, surgiu USB-C. Que é um conector reversível, o mais utilizado atualmente. Pode ser conectado de um lado ou de outro enquanto o USB-A e o USB-B, têm um lado específico.  

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“O USB 3.0 foi introduzido em 2008 e existe uma diferença no cabo, ele é retro compatível com o USB 1.0 e 2.0. Mas quando se colocar um cabo USB 2.0 em uma porta de USB 3.0, ele vai funcionar com as velocidades do 2.0 porque o 3.0 tem nove conectores no total, para fornecer uma velocidade de transferência maior, já o USB 2.0 não” alerta Marcos. 

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A principal mudança entre os novos tipos de USB, é na velocidade de transmissão de dados por exemplo: O USB 1.0, de 1996, funciona com 12 megabits por segundo, já o USB 2.0, de 2001, funciona com 480 megabits por segundo. O USB 3.0, de 2008, funciona com 5 gigabits por segundo, dez vezes maior que o anterior. O USB 3.1, de 2013, funciona com 10 gigabits por segundo, o dobro do antecessor. O USB 3.2, de 2017, funciona com 20 gigabits por segundo. O USB 4.0, de 2019, funciona com 40 gigabits por segundo e o USB 4.2, de 2022, funciona com 80 gigabits por segundo, o mais rápido até agora.  

CASO APPLE 

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Muitos confundem o cabo USB com o protocolo USB. Um protocolo de comunicação é a forma como os dois dispositivos se comunicam, assim como duas pessoas que conversam em português. O USB-C é comprovadamente o melhor e mais rápido tipo de cabo USB. No caso da Apple, existe uma tradição de reter a tecnologia que ela mesma desenvolve, para então, vender mais produtos e ter um controle maior sobre o que está produzindo e, por isso, foi a única empresa de tecnologia a se recusar a produzir o cabo USC-C. O cabo Lightning da Apple, por exemplo, muito utilizado no Brasil, precisa ser comprado diretamente da Apple. Já o cabo USB, pode ser comprado em qualquer fabricante, pois o protocolo é aberto para a utilização de qualquer um. Mas, recentemente, a União Europeia notificou a Apple determinando que a empresa adotasse o USB-C a partir de 2024. Por isso, o iPhone 15, último lançamento da marca, já contém o cabo USB-C. Mesmo sendo único no mercado, o cabo Lightning usava o protocolo USB 2.0, que transmite apenas 480 megabits por segundo, enquanto os demais cabos já estão com 40 e 80 GB por segundo. 

Marcos Leipnitz também explica que o carregamento de celulares e notebooks é outra história, e é utilizada a tecnologia de Power Delivery. Ao longo da evolução dos cabos USB, paralelamente, a capacidade de fornecer energia para dispositivos que não se auto alimentam também foi evoluindo. Existem, atualmente, padrões USB-C que fornecem até 100 Watts de energia, mas isso não tem nada a ver com a transferência de dados, é apenas uma capacidade de transferir energia pela porta e cabo USB já existente. 

 

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FUTURO 

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A tecnologia do cabo USB é consolidada há muitos anos e evolui constantemente. Especialistas em conjunto com o consórcio de empresas USB-IF, que hoje possui mais de 900 empresas, continuam a desenvolver cabos USB que transmitam dados quase que instantaneamente, oferecendo ao consumidor várias taxas de velocidades diferentes e mais rápidas. Ao ser perguntado sobre o futuro do cabo USB, o professor Marcos Leipnitz prevê: “É um padrão estabelecido há muito tempo, desde a década de 1990, então não vejo ele sumindo de vez. Porém, hoje há uma competição com os dispositivos que usam conexão Wireless (Sem Fio), mais cômodo do que o cabo. Mas o problema da comunicação Wireless é a constante interferência.” 

Mesmo com a concorrência com a conexão sem fio, o USB continua sendo usado predominantemente, especialmente quando conectados diversos dispositivos ao mesmo tempo. É apenas questão de tempo até que a versão USB 5.0 seja lançada. “A especificação Wireless está na versão 7.0, mas eu vejo o USB andando junto com as comunicações Wireless, perdendo espaço em alguns segmentos e ganhando em outros”, admite o professor.  

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