الناقل التسلسلي العالمي في الاتصالات USB

الناقل التسلسلي العالمي (Universal Serial Bus)، حيث تستخدم (USB) لربط مجموعة متنوعة من الأجهزة المحيطية بأجهزة الكمبيوتر وتوفير مستويات محلية وصغيرة نسبياً لإرسال المعلومات، حيث توجد واجهات الـ”USB” في كل جزء من أجهزة الكمبيوتر الشخصية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، وتمتد إلى الأجهزة المحيطية والهواتف والكاميرات وذاكرة فلاش، حيث جمع الـ”USB” بين الراحة والأداء، وإنّها أصبحت الآن واحدة من أكثر واجهات الكمبيوتر استخداماً.

ما هو الناقل التسلسلي العالمي في الاتصالات USB؟

الناقل التسلسلي العالمي: هي واجهة بيانات تُستخدم مع أجهزة الكمببوتر، وذلك لتمكين الكمبيوتر من إرسال البيانات واستقبالها بالإضافة إلى توفير الطاقة لبعض الأجهزة المحيطية، مثل محركات الأقراص وذاكرة فلاش، حيث يعد الناقل التسلسلي العالمي الآن الشكل الأكثر شيوعاً لواجهة الكمبيوتر، وقد استحوذ على الأشكال الأخرى لمنافذ واجهة الكمبيوتر التي عادةً ما تكون أبطأ بكثير، وإنّ وجود نوع قياسي من منفذ الواجهة يزيد بشكل كبير من مرونة أجهزة الكمبيوتر؛ لأنّه ليس من الضروري وجود كبلات لمجموعة متنوعة من المنافذ المستخدمة.

يستخدم الناقل العالمي التسلسلي شكلاً تسلسلياً لنقل البيانات، ويسمح بحد أقصى “127” من الأجهزة المحيطية المختلفة بالاتصال بمنفذ واحد، كما يتطلب استخدام محور أو محاور لتمكين هذا الرقم من الاتصال، بحيث يوفر الناقل التسلسلي العالمي، وسيلة بسيطة وفعالة للغاية لتوفير الاتصال ونتيجة لذلك يتم استخدامه على نطاق واسع، وأيضاً يوفر الناقل التسلسلي العالمي آلية نقل بيانات تسلسلية سريعة بما فيه الكفاية لاتصالات البيانات، فمن الممكن أيضاً الحصول على الطاقة من خلال الموصل، ممّا يجعل من الممكن تشغيل الأجهزة الصغيرة عبر الموصل وهذا يجعله أكثر ملاءمة للاستخدام، خاصة “on-the-“.

يمكن اعتبار الناقل التسلسلي العالمي وسيلة اتصال فعالة، من حيث التكلفة وعالية الإنتاجية لشبكات المستشعرات وأنظمة التحكم متعددة النقاط أو أنظمة الحصول على البيانات، وخاصة لأغراض النماذج الأولية في نظام النموذج الأولي، وغالباً ما يتم تحديد جهاز كمبيوتر شخصي أو كمبيوتر، يعمل بنظام تشغيل للأغراض العامة كمضيف أو عقدة جذر لناقل الـ”USB” ويعمل كمجمع بيانات مركزي وواجهة مستخدم إشرافية، وجدول حركة مرور الشبكة، ومع ذلك ما يكون أداء الاتصال المحقق غير مرضي نظراً؛ لأن برامج تشغيل البرتوكول “USB” المدمجة في أنظمة تشغيل “Windows” أو “Linux” أو “macOS” لم يتم تحسينها لمثل هذه الأغراض المحددة.

• “USB” هي اختصار “Universal Serial Bus”.

إصدارات الناقل التسلسلي العالمي:

تم تطوير واجهة الـ”USB” نتيجة للحاجة إلى واجهة اتصالات ملائمة للاستخدام، وأيضاً واجهة تدعم معدلات البيانات الأعلى المطلوبة في صناعات الكمبيوتر والأجهزة المحيطية، حيث كان أول إصدار مناسب لمواصفات الـ”USB” هو الإصدار “0.7” حدث هذا في نوفمبر “1994”، وتبعاً لذلك في يناير “1996” بواسطة “USB 1.0″، وتم اعتماد “USB 1.0” على نطاق واسع وأصبح المعيار في العديد من أجهزة الكمبيوتر، وبالإضافة إلى العديد من الطابعات، لذلك اعتمدت مجموعة متنوعة من الأجهزة الطرفية الأخرى واجهة الـ”USB”، حيث بدأت شرائح الذاكرة الصغيرة في الظهور كطريقة ملائمة لنقل البيانات أو تخزينها مؤقتاً.

واجهة الناقل التسلسلي العالمي يمكنها توصيل مجموعة متنوعة من الأجهزة المحيطية للكمبيوتر، وذلك مثل لوحات المفاتيح والفأره بأجهزة الكمبيوتر، ومع ذلك منذ تقديمه توسعت تطبيقات الناقل التسلسلي العالمي وتم استخدامه للعديد من الأغراض الأخرى بما في ذلك القياس والأتمتة، ولكن من حيث الأداء أتاح “USB 1.1” سرعة نقل قصوى تبلغ “12” ميجابت في الثانية ولكن مع إدخال “USB 2.0″، أصبحت السرعة القصوى “480” ميجابت في الثانية، والآن أثناء التشغيل سوف يكتشف مضيف الـ”USB” تلقائياً عند إضافة جهاز جديد.

بعد ذلك يطلب تحديد معلومات من الكمبيوتر ويقوم بتجهيز برامج التشغيل بشكل مناسب، ثم يسمح هيكل الناقل لما يصل إلى “127” جهازاً بالعمل بشكل متزامن على منفذ واحد، يتكون المنفذ التسلسلي الكلاسيكي جهازاً واحداً على كل منفذ ومن خلال إضافة محاور، فإنّه يمكن إضافة المزيد من المنافذ إلى مضيف الناقل التسلسلي العالمي وإنشاء اتصالات لمزيد من الأجهزة المحيطية، وأدى إدخال الـ”USB 3″ كلاً من “USB 3.0” و “3.1” إلى زيادة كبيرة في السرعة والوظائف، من حيث سرعات نقل البيانات “USB 3.0” وتصل إلى “5” جيجابت في الثانية لـ”USB 3.0″، وهو أسرع بنحو “10” مرات من معيار “USB 2.0” و “10” جيجابت في الثانية لـ”USB 3.1″.

1. موصلات الناقل التسلسلي العالمي :

يتضمن نظام الناقل التسلسلي على سلسلة من الموصلات، حيث أكبرها هو موصل الـ”USB” من النوع “A”، ولكن هناك أيضاً إصدارات مصغرة وميكرو بالإضافة إلى أنواع “A” و “B”، كما تم تقديم موصل جديد من النوع “C” لتوفير الأداء المطلوب لأحدث إصدار من الـ”USB”، ويتطلب “USB 3″ كابلاً بمواصفات أعلى، ويميز المصنعون موصلات الـ”USB 3” من النوع “A” عن نظرائهم من “USB 2″، وذلك باستخدام اللون الأزرق للطرف البلاستيكي الداخلي للأوعية والمقابس “Standard-A” وغالباً ما يتم تمييزهم بالكلمات “SuperSpeed”.

• “SS” هي اختصار “SuperSpeed”.

2. محاور الناقل التسلسلي العالمي USB hubs:

محاور الناقل التسلسلي العالمي، هي أجهزة تقوم بتوسيع منفذ الـ”USB” واحد بحيث يمكن توصيل العديد من أجهزة “USB” عدداً محدوداً من منافذ الـ”USB”، ولكنها تتطلب توصيل عدد متزايد من الأجهزة في وقت واحد، كما يتيح استخدام محور الناقل التسلسلي العالمي زيادة درجة الاتصال بشكل كبير، ممّا يسمح بتحقيق مستويات اتصال أكبر لمنفذ الـ”USB” للكمبيوتر الفردي، مع العلم نظام الـ”USB” سهل الاستخدام للغاية ولا يتطلب حقاً أي تعليمات لاستخدامه.

إرشادات استخدام الناقل التسلسلي العالمي USB:

1. قم بتوصيل الجهاز بإحكام:

تأكد من ربط الجهاز بإتقان حتى يتم الاتصال الصحيح؛ لأنه يتم الاحتفاظ  بمعلومات الناقل التسلسلي العالمي في المقبس عن طريق الاحتكاك، ثم تأكد من توصيله بالكامل حتى لا يسقط.

2. توخي الحذر عند توصيل التيار الكهربائي:

تأكد من أن القابس”plug” في الاتجاه الصحيح، ولكن في بعض الأحيان قد تحتاج إلى نظرة فاحصة للتأكد من أن قابس الناقل التسلسلي العالمي هو الطريق الصحيح خاصة مع الموصلات الأصغر” USB mini” و “USB micro”، وقد لا يكون من السهل دائماً معرفة الاتجاه الذي يجب أن يكون عليه.

3. إزالة USB بشكل صحيح.

4. كن على علم بالقيود الحالية:

يمكن لمنافذ الـ”USB” توفير قدر معين من التيار فقط، وقد تتطلب الأجهزة المحيطية مثل محركات الأقراص المضغوطة الخارجية أو حتى المعدات الأخرى مستويات عالية نسبياً من التيار، وقد لا تعمل إذا تم توصيلها عبر دونجل “Dongle” موسع، وقد يحتاجون إلى الاتصال مباشرة بمنفذ الكمبيوتر.

مزايا USB:

• سهولة الاستعمال.

• معدل البيانات المقبول للعديد من التطبيقات.

• نظام موصل قوي.

• مجموعة متنوعة من أنواع أو احجام الموصلات المتاحة.

• تكلفة منخفضة.

عيوب USB:

• نقل البيانات ليس بنفس سرعة بعض الأنظمة الأخرى.

• القدرة المحدودة والأداء العام.