Порты и разъемы

Понятие порта в компьютере многозначно. Самое общее определение: порт — это соединение (физическое или логическое), через которое принимаются и отправляются данные. Обмен данными между любыми устройствами возможен только при наличии утвержденного стандарта на интерфейс.

В состав аппаратного обеспечения порта входит специализированный разъём, предназначенный для подключения оборудования определённого типа. Часто этот специализированный разъем и называют портом, например USB-порт, но есть разъемы, которые портами называть не принято, например, RJ11.

Как правило, каждый порт имеет обозначение, которое размещается рядом с разъемом.

Порты, используемые в ноутбуках:

• * USB-порт;
• * IEEE 1394 (FireWire) ;
• * Порт eSATA и комбинированный порт USB/eSATA;
• * Сетевой порт Ethernet;
• * Последовательный порт RS-232;
• * Порты для подключения внешних мониторовVGA, DVI, S-Video, HDMI, DisplayPort;
• * Порт для док-станции и порт репликатор;
• * Порты для модулей расширения PCMCIA, ExpressCard.

В промышленных ноутбуках можно встретить параллельный порт LPT.

Порт USB.

Технология.

USB -Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина.

Датой рождения USB можно считать ноябрь 1995 года, когда была запущена первая версия USB 1.0. Данная версия практически не использовалась, но характеристики её легли в основу массового стандарта USB 1.1, лишенного некоторых ошибок и «детских болезней» первоначальной версии стандарта.

Характеристики USB 1.0/1.1 следующие:

• · Режим высокой пропускной способности (Full-Speed): 12 Мбит/с
• · Режим низкой пропускной способности (Low-Speed): 1.5 Мбит/с
• · Горячее подключение устройств «на лету» (Hot Swap)
• · Максимальная длина кабеля: до 5 м
• · Максимальное количество подключаемых устройств: до 127
• · Возможность подключения устройств с разной пропускной способностью к одному контроллеру USB
• · Напряжение питания устройств USB: 5 В
• · Максимальный, отдаваемый шиной ток: 500 мА

Ныне используется USB версии 2.0, спецификация которой была выпущена в апреле 2000 года. Основное новшество версии два-ноль — это введение нового режима скорости Hi-Speed, обеспечивающего пропускную способность до 480 Мбит/с.

К портам USB подключаются: мыши, клавиатуры, принтеры, сканеры, модемы, кардридеры, флэш-накопители, фотоаппараты, сотовые телефоны, плееры, жёсткие диски, оптические дисководы и др.

Два разъема USB 2.0.

Существуют несколько типов разъемов USB: тип A, тип B, mini USB и micro USB.

Для подключения периферийных устройств к шине USB используется четырёхпроводной кабель, при этом два провода (витая пара) используются для приёма и передачи данных, а два провода — для питания периферийного устройства.

Благодаря встроенным линиям питания USB позволяет подключать периферийные устройства без собственного источника питания.

Современные ноутбуки оснащаются портами стандартов USB 2.0 и USB 3.0.

Спецификация USB 3.0, появившаяся в 2008 году, обеспечивает более высокую скорость передачи данных до 4,8 Гбит/с, что на порядок больше 480 Мбит/с, которые может обеспечить USB 2.0.

В USB 3.0 увеличена сила тока c 500 мА до 900 мА, что позволяет подпитывать от одного хаба большее количество устройств, сами устройства во многих случаях смогут избавиться от отдельных блоков питания.

Разъёмы и кабели обновлённого стандарта физически и функционально со-вместимы с USB 2.0.

Порт IEEE 1394.

IEEE 1394 — высокоскоростной последовательный порт для цифровых видеоустройств.

Компания Apple продвигает стандарт IEEE 1394 под маркой FireWire, компания Sony — под маркой i.LINK.

IEEE 1394 применяется для подключения видеокамер, цифровых фотоаппаратов и других мультимедийных устройств, а также принтеров, сканеров, внешних жестких дисков.

Основные преимущества по сравнению с USB 2.0 — более высокая скорость передачи, большая стабильность, большая длина кабеля до оконечного устройства.

В ноутбуках, обычно, устанавливают разъем IEEE 1394a без питания — 4 pinдва провода для передачи сигнала и два для приема.

Порт eSATA.

eSATA — External Serial ATA (Advanced Technology Attachment — присоединение по передовой технологии) — последовательный интерфейс для подключения внешних устройств, поддерживающий режим «горячей замены». Стандарт eSATA предусматривает подключение внешних жестких дисков, оптических дисков, RAID-массивов. Скорость передачи данных гораздо выше, чем у USB 2.0 или IEEE 1394.

Разъем eSATA.

Недостатки eSATA:

• * максимальная длина кабеля не превышает 2 метров;
• * жёсткие диски, подключаемые через eSATA, потребуют дополнительного источника питания — это могут быть как разъёмы USB или 1394, так и розетка.

С недавнего времени многие производители оснащают свои ноутбуки комбинированным портом USB/eSATA, который поддерживает подключение устройств как по стандарту USB, так и по стандарту SATA.

Комбинированный разъем USB/eSATA.

Порт Ethernet.

Порт Ethernet предназначен для подключения ноутбука к компьютерной сети с помощью сетевого кабеля через разъем RJ45 (RJ-45).

Технология Ethernet описывается стандартами IEEE группы 802.3.

Существует несколько стандартов технологии Ethernet. Стандарты различаются скоростью передачи данных и передающей средой.

В ноутбуках обычно устанавливают порт Ethernet 10/100/1000, который поддерживает стандарты 10BASE-T, 100BASE-TX и 1000BASE-T для расстояний до 100 м.

Стандарт 10BASE-T позволяет передавать данные со скоростью 10 Мбит/с. Для передачи используется 4 провода кабеля витой пары категории 3 или категории 5.

По стандарту 100BASE-TX скорость передачи данных составляет 100 Мбит/c. Стандарт применяется для построения сетей топологии «звезда». Задействована витая пара категории 5, поддерживается дуплексная передача данных.

Стандарт 1000BASE-T — гигабитный (Gigabit, Geth) Ethernet позволяет передавать данные со скоростью до 1 Гбит/с. Стандарт предусматривает использование витой пары категорий 5e.

Разъем RJ45.

Последовательный порт RS-232.

RS-232 (англ. Recommended Standard) — стандарт последовательной асинхронной передачи двоичных данных между двумя устройствами на расстоянии до 15 метров.

Порт RS-232 в последнее время не часто встречается в бизнес-ноутбуках, но может быть полезен в промышленных ноутбуках.

Он используется для реализации систем сбора данных в реальном времени, подключения научного оборудования, управления другими устройствами.

Для подключения оборудования, работающего по стандарту RS-232, ноутбуки оснащаются 9-штырьковым разъёмом DB-9 (D-sub).

Разъем RS-232.

Порт D-SUB (VGA).

VGA (англ. Video Graphics Array) — аналоговый интерфейс, предназначенный для подключения внешнего дисплея или проектора через 15-контактный разъём DB-15 °F (D-sub).

Разъем D-SUB (VGA).

В настоящее время VGA считается устаревшим и вытесняется цифровыми интерфейсами DVI, HDMI и DisplayPort.

Порт DVI.

DVI (англ. Digital Visual Interface — цифровой видеоинтерфейс) — стандарт на интерфейс и соответствующий разъём, предназначенный для передачи видеоизображения на цифровые устройства отображения, такие как жидкокристаллические мониторы и проекторы.

Технология.

DVI был предложен компанией Silicon Image. Стандарт предназначен для скоростной передачи высококачественного цифрового видеосигнала на монитор без преобразования. Он использует протокол TMDS (Transition Minimized Differential Signaling — дифференцированная передача сигналов с минимальным перепадом уровней): три канала для передачи видео-потоков и дополнительных данных с пропускной способностью до 3.4 Гбит/с на канал с возможностью передачи 24 битов на пиксель. Интересно, что максимальное выводимое разрешение зависит от длины кабеля и его качества. Например, кабелем 4.5 м можно вывести изображение 1920×1200 точек, а кабелем 15 м — лишь 1280×1024 точки.

Разъем DVI несложно опознать — это 24-контактный разъем с характерным дополнительным блоком контактов, которые отвечают за вывод аналогового сигнала в формате VGA. Этот блок дает возможность использовать простой переходник DVI-VGA, поставляемый в комплекте с современными видеокартами. Однако аналогового блока может и не быть, ведь стандарт предусматривает три типа разъемов:

• · DVI-I — универсальный, с передачей аналогового и цифрового сигналов
• · DVI-D — разработан для передачи только цифрового сигнала
• · DVI-A — «динозавр», которого встретить почти нереально, предназначенный для передачи только аналогового сигнала

Разъем DVI-D.

Именно DVI-D чаще всего можно встретить на ноутбуках, устанавливаемый на пару с портом VGA.

Также существует два варианта разъемов DVI: Dual Link и Single Link. Single Link DVI обеспечивает разрешение экрана до 1920×1200 точек; Dual Link DVI позволяет выводить изображение с разрешением 2048×1536 и выше — более четких мониторов пока просто не существует, либо они непомерно дороги. Опознать тип разъема несложно: Single Link лишен шести контактов посередине разъема.

Разновидности разъемов DVI.

На ноутбуке с вероятностью 99% вы найдете именно Dual Link DVI.

Порт S-Video.

Разъем S-Video.

Аналоговый порт S-Video служит для подключения ноутбука к телевизору.

Порт HDMI.

HDMI (англ. High-Definition Multimedia Interface — мультимедиа интерфейс высокой чёткости) — интерфейс, позволяющий передавать цифровые видеоданные высокого разрешения и многоканальные цифровые аудиосигналы с защитой от копирования.

Разъем HDMI в ноутбуке используется для подключения к жидкокристаллическому телевизору или проектору.

Основное различие между HDMI и DVI состоит в том, что разъём HDMI меньше по размеру, а также поддерживает передачу многоканальных цифровых аудиосигналов.

Разъем HDMI.

DisplayPort.

DisplayPort — современный интерфейс, предназначенный для подключения к компьютеру аудио и видеоаппаратуры.

DisplayPort имеет пропускную способность вдвое большую, чем DVI, низкое напряжение питания и низкие посторонние наводки.

В настоящее время существуют два типа разъёмов: полноразмерный DisplayPort и уменьшенный Mini DisplayPort, разработанный компанией Apple. Размеры разъёма Mini DisplayPort в 10 раз меньше, чем у стандартного разъёма DVI.

Технология, реализованная в DisplayPort, позволяет передавать одновременно как графические, так и аудио сигналы.

Основное отличие от HDMI — более широкий канал для передачи и большая скорость передачи данных.

Разъм DisplayPort ноутбука Lenovo ThinkPad W510.

Порт для док-станции Док-станция (dockstation) — это специальная «подставка под ноутбук», предназначенная для подключения к ноутбуку набора различных портов, разъемов и интерфейсов.

Док-станция обычно устанавливается на стационарном рабочем месте, к ней можно подключить монитор, мышь, клавиатуру, сетевой кабель, принтер. В ней может находиться встроенный блок питания, дисковод CD/DVD.

Ноутбук устанавливается на док-станцию, и через специальный разъем все его интерфейсы соединяются с интерфейсами док-станции, облегчая тем самым подключение ноутбука к внешним устройствам.

Док-станция не только существенно расширяет набор интерфейсов, но и делает более удобным переход из офисного режима использования ноутбука в мобильный.

При использовании док-станции нет необходимости каждый день, уходя домой, терять время на то, чтобы отсоединить ноутбук от сети и периферии. Всё, что нужно сделать, — извлечь его из док-станции.

Сам же разъём для подключения док-станции, как обычно, находится на днище ноутбука и в тех случаях, когда необходимости в нём нет, закрывается небольшой шторкой, предохраняющей от засорения.

Док станции выпускаются, как фирмами изготовителями ноутбуков, так и сторонними разработчиками.

Как правило, у каждого производителя есть собственный вариант разъёма для подключения док-станции.

Разъём для подключения док-станции Sony VAIO SZ2.

Порт-репликатор Порт-репликатор (Port replicator), как и док-станция, служит для подключения к ноутбуку различных портов, разъемов и интерфейсов, но возможности его меньше.

Порт-репликатор позволяет иметь всегда готовое подключение к большому монитору, клавиатуре, принтеру, внешнему факс-модему, мыши, мощным стерео-колонкам и др. что сохраняет разъемы этих подключений на более длительный срок от возможных поломок и сокращает время подключения.

Порт-репликаторы выпускаются, как фирмами производителями ноутбуков (некоторые даже идут в комплекте с ноутбуком) или же сторонними производителями — универсальные порт-репликаторы.

Производители обычно имеют собственные варианты разъёмов для подключения порт-репликатора.

Порт PCMCIA.

PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) — спецификация на модули расширения, разработанная ассоциацией PCMCIA.

Карты расширения, изготовленные в соответствии с этой спецификацией обычно называются PC-карты (PC Card).

Основные типы карт расширения: Type I, Type II и Type III.

Все карты расширения имеют размер 85,6 мм в длину и 54 мм в ширину.

Карты Type I имеют 16-разрядный интерфейс и используются для расширения памяти. Толщина карты Type I- 3,3 мм. Разъем имеет один ряд контактов.

Карты Type II оснащаются либо 16-, либо 32-разрядным интерфейсом. Толщина карты- 5 мм. Они поддерживают устройства ввода-вывода, что позволяет использовать их для подключения периферийных устройств. Разъём имеет два ряда контактов.

Карты Type III поддерживают 16- или 32-разрядный интерфейс. Они имеют толщину 10,5 мм, что позволяет устанавливать на карту стандартные разъёмы внешних интерфейсов и избавиться таким образом от дополнительных кабелей. Разъем имеет четыре ряда контактов.

Разъем PCMCIA представляет собой щель шириной 54 мм, которая закрыта либо откидной шторкой, либо пластиковой заглушкой.

Порт ExpressCard.

Стандарт ExpressCard для карт расширения был разработан ассоциацией PCMCIA на смену стандарту PC Card.

Новый стандарт был создан на базе новой скоростной последовательной шины PCI Express. Стандарт ExpressCard не только более производительный, чем PC Card, но и более универсальный. Через ExpressCard можно подключаться к шине USB.

Карты ExpressCard бывают двух типов, отличающихся по ширине: 34 мм и 54 мм.

Соответственно и разъемы бывают двух типов ExpressCard/34 и ExpressCard/54. При этом карты 34 мм можно устанавливать как в разъем ExpressCard/34, так и в разъем ExpressCard/54.

Через разъемы ExpressCard подключают ТВ-тюнеры, звуковые карты, карты Wi-Fi, флеш-накопители (они часто подключаются через USB-составляющую интерфейса ExpressCard), модемы для работы в сотовых сетях и др.

Разъем ExpressCard/54 (вверху) Разъем RJ11.

Разъм RJ11.

Разъем RJ11(RJ-11 Registered jack) — разъем модема ноутбука. Используется для подключения к Интернету через модем по телефонной линии.

Аудиоразъемы.

Разъемы для наушников и микрофона.

Разъем для Кенсингтонского замка Кенсингтонский замок (Kensington lock) — небольшое отверстие в корпусе ноутбука, предназначенное для прикрепления ноутбука специальным тросиком с замком к любому к неподвижному или тяжелому прдмету аналогично тому, как пристегивают велосипеды противоугонным тросом. Применение Кенсингтонского замка позволяет снизить риск кражи защищаемого ноутбука.

Разъем для Кенсингтонского замка.