Cara Kerja: Port USB

Semua komputer yang Anda beli hari ini menyertakan satu atau beberapa konektor Universal Serial Bus atau yang biasa kita kenal dengan USB. Konektor USB ini membuat kita dapat menyambungkan mice (mouse), printer, dan asesoris lain ke dalam komputer dengan cepat dan mudah. Sistem Operasi juga telah mendukung USB, sehingga instalasi driver perangkat menjadi cepat dan mudah juga. Dibandingkan dengan metode lain dalam menghubungkan perangkat ke komputer (termasuk Port paralel, Port serial dan kartu khusus yang dipasang di dalam casing komputer), perangkat USB ini sangat luar biasa mudah.

Kabel USB membuat kita dapat
menambahkan aksesoris ke komputer

Dalam artikel ini, kita akan melihat Port USB dari sudut pandang pengguna dan teknis. Kita akan mempelajari mengapa sistem USB sangat fleksibel dan bagaimana ia dapat mendukung begitu banyak perangkat dengan mudah –benar-benar merupakan sistem yang luar biasa.

Socket USB berbentuk kotak persegi.

Siapa pun yang telah menggunakan komputer belakangan ini mengetahui permasalahan yang berusaha diselesaikan oleh USB –di masa lalu, menghubungkan perangkat ke komputer benar-benar membuat sakit kepala.

Printer dihubungkan ke Port paralel, dan kebanyakan komputer hanya memiliki satu Port saja. Perangkat seperti media penyimpanan eksternal, yang membutuhkan koneksi berkecepatan tinggi terhadap komputer, akan membutuhkan Port paralel juga, sering kali dengan keberhasilan yang terbatas dan kecepatan yang rendah.

Modem menggunakan Port serial, namun begitu pula dengan beberapa printer dan perangkat-perangkat yang lain seperti Personal Digital Assistants (PDA) dan kamera digital. Kebanyakan komputer memiliki paling banyak dua Port serial, dan Port ini sangat lambat dalam beberapa kasus.

Perangkat yang membutuhkan koneksi yang lebih cepat, menyertakan kartu mereka sendiri, yang harus dipasangkan di dalam slot kartu di dalam casing  komputer. Sayangnya, jumlah slot kartu tersebut terbatas dan ada pula beberapa kartu yang sulit dipasang.

Tujuan kehadiran USB adalah untuk menghentikan hal-hal yang membuat sakit kepala ini. Universal Serial Bus memberikan standarisasi tunggal dan mudah digunakan untuk menghubungkan hingga 127 perangkat ke dalam komputer.

Hampir setiap periferal yang diciptakan saat ini hadir dengan versi USB. Beberapa perangkat USB yang dapat dibeli hari ini termasuk Printer, Scanner, Mice, Joystick, Flight yokes, kamera digital, Webcam, Scientific data acquisition devices, Modem, Speaker, Telephone, Video phones, media penyimpanan, koneksi jaringan.

Pada bagian berikutnya, kita akan melihat kabel dan konektor USB yang menjadikan komputer kita untuk dapat berkomunikasi dengan perangkat-perangkat tersebut di atas.

Kabel dan Konektor USB

Menghubungkan perangkat USB ke komputer itu mudah—Anda akan menemukan konektor USB di bagian belakang mesin komputer dan Anda tinggal colokkan konektor USB ke Port tersebut.

Jika perangkat itu adalah perangkat yang baru, sistem operasi akan mendeteksinya secara otomatis dan meminta disk driver. Jika perangkat telah terinstal, komputer akan mengaktifkannya dan memulai berkomunikasi dengan perangkat tersebut. Perangkat USB dapat dihubungkan dan dicabut kapan saja.

Konektor USB tipe "A"

Kebanyakan perangkat USB menyertakan kabelnya sendiri, dan kabelnya memiliki koneksi tipe “A”. Jika tidak ada, berarti perangkat tersebut memiliki soket yang menerima konektor USB tipe “B”.

Konektor USB tipe "B"

Penggunaan tipe “A” dan “B” pada USB untuk menghindari kebingungan:

• "A" kepala konektor “upstream” menuju komputer.
• "B" kepala konektor “downstream” yang dihubungkan ke perangkat tertentu.

Dengan menggunakan konektor yang berbeda pada upstream dan downstream, membuatnya mustahil dapat keliru. Kabel USB tipe “B” dapat dipasangkan pada semua perangkat yang juga memiliki Port USB tipe “B”. Begitu pula dengan tipe “A”.

USB Hub

Kebanyakan komputer yang tersedia hari ini memiliki setidaknya dua buah soket USB. Tetapi dengan begitu banyaknya perangkat USB yang tersedia di pasaran, kita akan dengan mudah kehabisan soket. Sebagai contoh, kita mungkin memiliki keyboard, mouse, printer, microphone, dan webcam yang semuanya beroperasi menggunakan teknologi USB, lalu pertanyaannya adalah, “Bagaimana saya menghubungkan seluruh perangkat itu?”

Solusi mudah untuk masalah ini adalah dengan membeli USB hub. USB standar dapat mendukung hingga 127 perangkat, dan USB hub adalah bagian dari standar tersebut.

Sebuah USB hub tipe "A" yang dapat menampung 4 konektor.

Sebuah hub biasanya memiliki empat Port baru, tetapi ada juga yang lebih. Cukup hubungkan hub ke komputer, lalu pasangkan perangkat yang kita miliki (atau hub lain) ke hub tersebut. Dengan menghubungkan beberapa hub bersamaan, kita dapat menyediakan lusinan Port USB dalam sebuah komputer.

Hub dapat dialiri arus listrik dan juga tidak. Pada penjelasan selanjutnya, dapat dilihat bahwa USB standar membolehkan suatu perangkat untuk mengambil arus dari koneksi USB-nya. Perangkat yang membutuhkan arus listrik yang besar seperti printer atau scanner memiliki Power supply  sendiri, namun perangkat yang hanya membutuhkan arus yang kecil seperti mice dan kamera digital akan mendapatkan arus listrik dari bus USB agar lebih sederhana. Arus listrik (hingga 500 mA pada tegangan 5 V untuk USB 2.0 dan 900 mA untuk USB 3.0) berasal dari komputer yang terhubung. Jika Anda memiliki banyak perangkat yang memiliki arus listrik sendiri (seperti printer dan scanner), maka USB hub tidak perlu diberi arus listrik. USB hub memiliki transformer  sendiri dan dapat menyediakan arus listrik untuk bus sehingga perangkat tambahan tadi tidak membebani arus listrik pada komputer.

Proses pada USB

Pada saat komputer dinyalakan, komputer akan memeriksa perangkat-perangkat yang terhubung pada bus dan memberikan alamat untuk masing-masing perangkat tersebut. Proses ini disebut enumeration –setiap perangkat juga akan melalui proses enumeration pada saat terhubung pada bus. Komputer juga mencari tahu dari masing-masing perangkat, apa tipe pengiriman data yang ingin dilakukan:

• Interrupt – Perangkat seperti mouse atau keyboard, yang akan mengirim data yang sangat kecil, akan memilih mode interrupt.
• Bulk – Perangkat seperti printer, yang menerima data dalam sebuah paket besar, menggunakan mode transfer bulk. Sebuah blok data dikirimkan ke printer (dalam potongan 64-byte) dan diverifikasi untuk memastikan datanya benar.
• Isochronous – Perangkat streaming (seperti speaker) menggunakan mode isochronous. Data stream antara perangkat dan komputer dikirim dalam real-time, dan tidak memiliki error correction.

Komputer dapat juga mengirimkan perintah atau parameter query bersama dengan kontrol paket.

Saat perangkat melalui proses enumeration, komputer akan menyimpan track dari total bandwidth yang diminta oleh perangkat isochronous dan interrupt. Perangkat-perangkat ini dapat menggunakan bandwidth hingga 90% dari 480 Mbps yang tersedia (USB 3.0 meningkatkan kecepatan itu hingga 4.8 Gbps). Setelah 90% digunakan, komputer akan menolak akses dari perangkat isochronous atau interrupt. Pengendalian paket dan paket untuk pengiriman bulk menggunakan bandwidth yang tersisa (setidaknya 10%).

Universal Serial Bus membagi bandwidth  yang tersedia ke dalam beberapa frame, dan komputer mengendalikan frame-frame tersebut. Frame-frame ini berisi 1.500 bytes, dan sebuah frame baru dimulai setiap milidetik. Selama proses pembuatan frame, perangkat isochronous dan interrupt mendapatkan sebuah slot, jadi bandwidth  yang dibutuhkan telah terjamin. Bulk dan kontrol transfer menggunakan betapapun ruang yang tersisa.

Fitur-fitur USB

Di dalam kabel USB: terdapat dua kabel untuk Power—+5 volt (merah) dan ground (cokelat)—dan kabel berpilin (kuning dan biru) yang berfungsi untuk membawa data. Kabel-kabel tersebut juga memiliki pelindung.

Universal Serial Bus memiliki fitur-fitur berikut ini:

• Komputer bertindak sebagai host.
• Hingga 127 perangkat yang dapat dihubungkan ke komputer, baik langsung maupun melalui USB hub.
• Sebuah kabel USB dapat berukuran panjang 5 meter; dengan hub, perangkat dapat mencapai hingga 30 meter (sama seperti 6 kabel).
• Dengan USB 2.0, bus  memiliki maksimum data rate 480 Mbps (10 kali lebih cepat dibandingkan dengan USB 1.0).
• Kabel USB 2.0 memiliki dua kabel Power (+5 volt dan kabel ground) dan kabel sepasang berpilin (twisted pair) untuk membawa data. USB 3.0 memiliki 4 kabel tambahan untuk pengiriman data. Bila USB 2.0 hanya dapat mengirim data ke satu arah di waktu yang sama (downstream atau upstream), USB 3.0 dapat mengirimkan data ke dua arah sekaligus.
• Pada kabel Power, komputer dapat mengalirkan arus listrik hingga 500 mA pada tegangan 5 volt. Kabel USB 3.0 dapat menyuplai arus hingga 900 mA.
• Perangkat dengan arus kecil (seperti mice) dapat mengambil arus langsung dari bus. Perangkat dengan arus yang besar (seperti printer) sudah memiliki catu daya sendiri dan hanya sedikit arus yang diambil dari bus. USB hub bisa saja memiliki catu daya sendiri untuk menyediakan arus listrik kepada perangkat yang terhubung ke hub.
• Perangkat USB mendukung fitur Hot-swap, yang berarti kita dapat menghubungkan ke bus dan mencabutnya setiap saat. Kabel USB 3.0 kompatibel dengan Port USB 2.0. Hanya saja kita tidak akan mendapatkan kecepatan transfer yang sama seperti pada Port USB 3.0, namun data dan arus listrik masih dapat dikirimkan.
• Kebanyakan perangkat USB dapat dimasukkan ke mode “tidur” (sleep) oleh komputer pada saat komputer memasuki mode Power-saving.
• Perangkat yang terhubung melalui Port USB akan membawa data dan arus listrik.

USB 2.0 dan 3.0

Versi standar USB 2.0 diluncurkan pada April tahun 2000 yang merupakan upgrade untuk USB 1.1.

USB 2.0 (High-Speed USB) menyediakan bandwidth tambahan untuk multimedia dan aplikasi penyimpanan dan memiliki kecepatan transmisi data 40 kali lebih cepat dibandingkan dengan USB 1.1. Agar dapat melalui transisi yang mudah bagi konsumen dan pabrikan, USB 2.0 memiliki kompatibilitas dengan perangkat USB sebelum dan sesudahnya, dan dapat juga berfungsi dengan kabel dan konektor yang dibuat untuk USB sebelumnya.

Mendukung tiga mode kecepatan (1.5, 12, dan 480 Mbps), USB 2.0 mendukung penggunaan pada perangkat dengan bandwidth rendah seperti keyboard dan mice, dan juga perangkat dengan bandwidth tinggi seperti webcam resulusi tinggi, scanner, printer, dan media penyimpanan berkapasitas besar. Peluncuran USB 2.0 menjadikan industri PC terkemuka untuk membuat pengembangan periferal PC untuk melengkapi PC High-performance yang telah ada. Selain untuk meningkatkan fungsionalitas dan mendorong inovasi, USB 2.0 meningkatkan produktivitas aplikasi pengguna dan menjadikan pengguna untuk menjalankan beberapa aplikasi komputer pada salah satu atau beberapa periferal High-performance secara bersamaan.

Standar USB 3.0 (SuperSpeed USB) telah diresmikan pada 17 November 2008 [source: Everything USB]. Kecepatan yang dibanggakan pada USB 3.0 adalah 10 kali lebih cepat dari USB 2.0 pada 4,8 Gbps. Itu ditujukan untuk penggunaan seperti transfer data video High-definition atau menyalin seluruh isi hard drive ke drive eksternal. Seiring dengan pertumbuhan kapasitas hard drive, kebutuhan akan metode transfer data berkecepatan tinggi juga meningkat.

Adopsi untuk USB 3.0 ini lambat. Perusahaan chip harus mendisain perangkat keras motherboard yang mendukung USB 3.0. Pemilik komputer memiliki pilihan untuk membeli kartu ekspansi yang dapat dipasang pada komputer agar dapat mendukung USB 3.0. Akan tetapi dukungan hardware hanyalah bagian dari masalah –karena Anda juga membutuhkan dukungan dari sistem operasi. Meskipun Microsoft mengumumkan bahwa Windows 7 akan mendukung standar USB 3.0, perusahaan memasarkan sistem operasinya tanpa dukungan USB 3.0. Distribusi belakangan ini dari sistem operasi Linux mendukung USB 3.0.

Anda mungkin tidak berpikir kabel pengiriman data menciptakan kontroversi. Namun beberapa reporter, seperti penulis ZDNet Adrian Kingsley-Hughes, menduga bahwa salah satu alasan lambatnya adopsi USB 3.0 adalah karena Intel menunda produksi motherboard dengan dukungan USB 3.0 dengan tujuan untuk menjadikan produknya sendiri sebagai permulaannya [source: Kingsley-Hughes]. Produk tersebut adalah Light Peak, sebuah teknologi transfer data yang memiliki kecepatan initial 10 Gbps dengan kecepatan teoritis mencapai 100 Gbps. Sejak Intel adalah penguasa pabrikan chip, hanya beberapa komputer saja yang menggunakan motherboard yang dibuat oleh perusahaan lain mendukung USB 3.0.

Perwakilan dari Intel menyangkal klaim tersebut. Bagian eksekutif perusahaan mengatakan bahwa teknologi Light Peak bukan bertujuan untuk mengganti Port USB, dan baik Light Peak maupun USB 3.0 akan difungsikan bersama. Saat ini, kita dapat menemukan komputer dan asesoris yang bekerja sama dengan USB 3.0 di pasaran hari ini.

Jika artikel ini bermanfaat, silakan share.

_________________

Source: How Stuff Works

Posted in: Komputer