Tecnologia

USB: A re/evolução que tornou a conectividade universal

Já houve um tempo em que conectar dispositivos e periféricos era um verdadeiro desafio, com montanhas de cabos incompatíveis, portas misteriosas e muita frustração. Foi nesse cenário que surgiu uma solução eficiente e que hoje todo mundo usa: a conexão USB.

Mas você sabe o que está por trás dessas três letras que revolucionaram a forma como usufruímos dos avanços tecnológicos?

No bate-papo de hoje, vamos explorar o que é o USB, por que ele se tornou tão essencial e como ele moldou o mundo digital como conhecemos hoje

O que é USB?

É difícil imaginar nos dias de hoje, alguém que não saiba o que é USB, não é mesmo?

Mas justamente porque todo mundo acha que sabe, que alguns equívocos costumam ocorrer.

Há os que acham que USB é só um cabo. Há também os que acham que é o conector onde o cabo é conectado. Mas há também quem conhece um pouco mais, porém não sabe o suficiente para tirar as vantagens que essa tecnologia pode proporcionar.

O USB é a sigla para Universal Serial Bus, mas é muito mais do que uma simples porta de conexão ou cabo.

Ele representa um padrão muito bem definido e compreende um conjunto de especificações técnicas que definem como ocorre a conectividade entre diferentes dispositivos, permitindo que uma variedade de equipamentos diferentes, troquem dados e em vários casos, energia elétrica também.

A proposta é simples: padronizar a forma como os aparelhos se conectam, trocam dados e recebem energia, eliminando a confusão de múltiplos tipos de conectores e protocolos que existiam antes.

Foi graças ao USB, que a tecnologia se tornou mais acessível, intuitiva e plugável, literalmente, ou se preferir, hoje, o USB não é apenas uma tecnologia, mas parte frequente do nosso cotidiano digital, conectando discretamente tudo ao nosso redor.

Antes do padrão: o caos da conectividade

Antes do surgimento do USB, conectar dispositivos a um computador, frequentemente era visto como uma legítima odisseia, e pior, nem sempre com um final feliz.

Havia uma infinidade de cabos, com os mais diversos tipos de conectores e cada qual, com diferentes números de pinos. Do outro lado, não era raro ser necessário instalar uma placa no gabinete do PC que suportasse o padrão da conexão, só para conectar um periférico qualquer.

E se você acha que a saga terminava aí, é porque provavelmente só viveu na era do USB.

Era comum ainda precisar dos drivers, que podiam vir em um disquete, CD ou DVD, além de serem específicos para cada versão de sistema operacional. Às vezes, nem isso, e o usuário tinha que sair vasculhando a Web atrás do site do fabricante, torcendo para encontrar o arquivo certo, porque o sistema operacional simplesmente não reconhecia o dispositivo.

Se fosse um usuário de alguma distribuição Linux, podia esquecer, porque muitos nem consideravam os usuários desse sistema operacional.

A indústria de informática vivia uma espécie de “Babel tecnológica”, onde cada fabricante falava sua própria língua e tentava empurrar goela abaixo do consumidor o seu padrão exclusivo.

O resultado? Gastos adicionais, tempo perdido, muito trabalho e dores de cabeça, tudo isso só para ver o dispositivo funcionando junto ao seu computador.

Por ocasião do USB, era comum encontrar:

Portas seriais e paralelas, com formatos e velocidades as mais variadas;
Conectores PS/2, exclusivos para teclado e mouse, sem intercambialidade;
Interfaces proprietárias, que exigiam drivers específicos e cabos nem sempre fáceis de encontrar, como o firewire, usado pela Apple;
Dispositivos SCSI, que vinham com manuais quase indecifráveis aos leigos e que exigiam configurações manuais complexas ou nem sempre claras.

Em outras palavras, o cenário era caótico. Essa falta de padronização gerava uma série problemas comuns aos usuários:

Incompatibilidade entre as mais diferentes marcas e modelos;
Instalação complicada, demorada e pouco intuitiva. Se alguma coisa faltasse, nem era concluída;
Usuários leigos ou pouco familiarizados com informática, tinham que recorrer a suporte ou assistência especializada;
Risco de danos físicos por conexões erradas ou forçadas.

Era, literalmente, um cenário onde cada fabricante puxava a corda para o seu lado, para seus interesses, com o consumidor perdido em meio à confusão e a disputa que era travada.

Historicamente, sempre se defendeu a adoção de um padrão global que colocasse fim a isso.

Foi então que finalmente, surgiu um padrão universal, capaz de simplificar a vida de todos. O USB nasceu com a ousada proposta de ser único, versátil e plug-and-play, ou seja, bastava conectar e usar.

A criação e chegada do USB

No início da década de 1990, enquanto usuários ainda lutavam com cabos incompatíveis e drivers “milagrosos”, um grupo de engenheiros e empresas que tinham mais respeito pelos consumidores, começou a trabalhar em uma solução que prometia acabar com esse ambiente de caos.

A ideia era criar um padrão único, simples e universal para conectar os periféricos ao computador.

Quem estava por trás da iniciativa?

O USB (Universal Serial Bus) foi desenvolvido por um consórcio de gigantes da tecnologia, incluindo:

Intel – liderou o projeto tendo como representante, o engenheiro Ajay Bhatt, considerado o “pai do USB”;
Microsoft – garantiu que o Windows oferecesse suporte nativo ao novo padrão;
Compaq, IBM, DEC, NEC e Nortel – colaboraram para garantir compatibilidade ampla.

Ajay Bhatt, em particular, foi um dos nomes mais importantes. Ele tinha ciência da frustração dos usuários e acreditava que a tecnologia deveria ser mais acessível e intuitiva, mas até então, era justamente o contrário que se via.

Com isso em mente, sua proposta era criar um conector que funcionasse para tudo, que fosse fácil de usar e que eliminasse a necessidade de configurações complexas.

O primeiro padrão USB 1.0 foi lançado em 1996, com velocidade de até 12 Mbps, o que na época, era suficiente para fazer funcionar bem teclados, mouses, impressoras e scanners.

Para outros tipos de periféricos, como as webcams daqueles tempos, a velocidade máxima de 12 Mbps era suficiente para transmissões de vídeo em baixa resolução e baixa taxa de quadros, como QVGA (320×240) ou até VGA (640×480) em condições ideais, com cerca de 15 fps.

É bem pouco para os padrões atuais, mas era aceitável na ocasião e de acordo com a velocidade das conexões de Internet, levando em consideração que as webcams da década de 1990 e início dos anos 2000, não exigiam muito mais do que isso.

Em resumo, o USB 1.0 não impedia o uso de webcams ou outros periféricos que poderiam exigir taxas de transferência de dados mais elevadas, mas limitava o seu desempenho. Foi suficiente para dar os primeiros passos na comunicação por vídeo e isso já era revolucionário para a época.

A aceitação e estabelecimento do padrão USB, veio com a adoção em massa nos anos seguintes:

Conceito plug-and-play – bastava conectar o dispositivo e o sistema operacional o reconhecia automaticamente;
Conector único – um só tipo de entrada / conexão para múltiplos periféricos;
Alimentação elétrica – o USB podia fornecer energia, eliminando a necessidade de fontes externas para muitos dispositivos;
Expansão fácil – por meio de hubs USB, era possível conectar vários dispositivos simultaneamente.

A medida que mais e mais fabricantes aderiram ao novo padrão, a transformação foi rápida e profunda. Em poucos anos, o USB se tornou o padrão dominante, substituindo portas seriais, paralelas, PS/2 e até mesmo a polêmica FireWire, em muitos casos.

A evolução dos padrões USB

À medida que a indústria de informática abraçava a ideia e adotava o USB como padrão para conectar hardware, o padrão começou a evoluir. Novas versões surgiram com o tempo, cada uma trazendo melhorias que refletiam as necessidades e os avanços de um mundo que estava se transformando digitalmente mais rapidamente.

USB 2.0 (2000)

Velocidade – até 480 Mbps, ou seja, 40 vezes mais rápido que o USB 1.0. Isso foi um salto importante e garantiu que novos periféricos agora pudessem ser conectados aos computadores, usando essa interface;
Impacto – permitiu a conexão e o uso de pendrives, webcams e até unidades de armazenamento externas (ex: HDs) com desempenho razoável para os patamares médios da época;
Popularização – tornou-se um padrão em praticamente todos os computadores e dispositivos da década de 2000, sendo que os fabricantes de PCs começaram a incluir mais conectores / saídas USB.

USB 3.0 (2008)

Velocidade – até 5 Gbps, outro ganho importante na velocidade, que agora era mais de 10x superior ao USB 2.0;
Diferencial – mais melhoria importante foi a introdução de canais de dados separados para envio e recebimento simultâneo;
Conector – o formato do conector padrão foi mantido, mas ganhou uma diferenciação visual, adotando a cor azul para ser facilmente distinguível dos anteriores;
Retrocompatibilidade – garantia de funcionamento com cabos e portas USB 2.0, mas com a velocidade inferior da versão 2.0.

USB 3.1 e 3.2 (2013–2017)

Velocidade – da mesma forma que nas versões anteriores, houve ganho na velocidade máxima de transmissão de dados, sendo de até 10 Gbps (3.1 Gen 2) ou até 20 Gbps (3.2 Gen 2x2);
Confusão de nomenclatura – as versões começaram a se misturar com nomes como “Gen 1”, “Gen 2”, “Gen 2x2”, o que confundiu muitos usuários;
Energia – essas versões também incorporaram o suporte ao carregamento mais rápido (USB Power Delivery), que permite ajustar dinamicamente a voltagem e a corrente conforme a necessidade do dispositivo, o que possibilitou carregar smartphones mais rapidamente, alimentar notebooks e tablets diretamente via USB-C e reduziu a dependência de carregadores proprietários.

USB-C (2014)

Formato reversível – essa mudança importante, acabou com a dúvida de “qual lado é o certo” ao encaixar cabo e conector;
Universalidade – a universalidade foi ampliada, fazendo com que a conexão sirva para transferência de dados, de vídeo, áudio e energia, tudo por meio de um só cabo;
Design – o design mais compacto do conector acompanha a miniaturização dos aparelhos, ideal para dispositivos menores e mais finos como celulares, tablets e ultrabooks;
Adoção lenta – apesar das vantagens, levou alguns anos para se tornar padrão, mas hoje é amplamente adotado.

USB4 (2019)

Velocidade – nessa versão, a velocidade de transferência de dados (largura de banda), pode atingir ótimos 40 Gbps, o que amplia ainda mais as possíveis utilizações;
Integração – houve integração com Thunderbolt 3 (conexão de alta velocidade desenvolvida pela Intel / Apple, que utiliza o conector USB-C para transferir dados a até 40 Gbps, fornecer energia (até 100W!) e transmitir vídeo. Portanto, é compatível com monitores 4K, eGPUs, docks, entre outros dispositivos;
Padronização – visa simplificar a bagunça e confusão criada pela variedade de nomes anteriores;
Exclusividade – não existe USB4 com conector antigo, do tipo A, apenas do Tipo C.

Tipos de conectores USB

Apesar de o padrão USB ter evoluído em velocidade e capacidade, os formatos físicos dos conectores também passaram por transformações e isso, por algum tempo, acabou indo na contramão da padronização universal.

Hoje, existem diferentes tipos, cada um com características específicas e aplicações distintas:

USB Tipo A – de formato retangular, ainda presente na maior parte dos cabos, é o mais tradicional e foi criado desde o USB 1.0. Frequentemente é o tipo usado para conectar teclados, mouses, pendrives, HDs externos;
USB Tipo B – surgiu junto com os primeiros padrões USB (1.0 e 2.0) e foi projetado para conectar periféricos maiores a computadores. Ele tem um formato mais quadrado, com cantos chanfrados, sendo mais comum o seu uso com impressoras, scanners, dispositivos de áudio profissionais (como interfaces de som) e alguns HDs externos mais antigos. Está em desuso, sendo cada vez mais raro no dia a dia;
Mini-USB – quase uma relíquia tecnológica atualmente, o mini-USB surgiu como uma alternativa mais compacta ao USB-B, pensado para dispositivos portáteis que ainda exigiam uma conexão robusta. Ele tem um formato trapezoidal, com cinco pinos e foi amplamente adotado em câmeras digitais, alguns MP3 players, GPSs portáteis, controles de videogame (como o PS3) e alguns celulares antigos;
Micro-USB – esse formato era ainda menor e devido ao tamanho, foi comum que muitos usuários tivessem problemas para conectar dispositivos, por haver o “lado certo” para encaixe. Razoavelmente popular ainda, principalmente em smartphones até meados de 2020 e alguns outros periféricos pequenos;
USB Tipo C – marcou a chegada do conector reversível, acabando com os problemas de encaixe, é bastante compacto e poderoso, uma vez que aliado à versão, suporta dados, vídeo e fornecimento de energia elétrica. Projetado para funcionar com várias versões do protocolo USB, começando com USB 2.0, USB 3.1, e posteriormente USB 3.2 e USB4, destacando que essa última versão só é disponível no formato Tipo C.

Essa evolução toda, tem implicações práticas e benefícios aos usuários. Por exemplo, um notebook com saídas USB4 e, portanto de Tipo C, dispensa uma saída HDMI para conectá-lo a um monitor externo. Ou seja, um cabo a menos e a possibilidade de tornar ainda mais fino o notebook.

Outros usos do USB

Embora o USB tenha nascido como uma solução para conectar periféricos, sua evolução permitiu usos surpreendentes que inicialmente nem eram considerados, como por exemplo, como meio para uma rede de computador.

Sendo assim, com cabos especiais ou softwares dedicados, é possível:

Conectar dois computadores diretamente para transferência de dados;
Compartilhar dispositivos USB via rede local ou até pela Internet;
Usar adaptadores USB para integrar dispositivos a redes Ethernet;
Transformar roteadores Wi-Fi com porta USB em servidores de arquivos ou mídia.

Essas possibilidades se desdobram em diferentes formas de rede USB, cada uma com aplicações práticas e interessantes:

USB over IP / USB Server – graças a softwares como USB Network Gate ou FlexiHub, você pode transformar seu PC em um servidor USB. Isso permite que outros dispositivos na rede acessem periféricos USB remotamente, como por exemplo, impressoras, scanners ou HDs externos;
Adaptadores USB para Ethernet – existem adaptadores que permitem conectar dispositivos USB a redes com fio, funcionando como uma ponte entre o USB e a rede local e que pode ser particularmente útil no caso de um notebook que não tenha um conector RJ45, algo que não é incomum;
Conexão direta – por meio de um cabo USB especial, chamado USB bridge cable, é possível conectar dois computadores diretamente e transferir dados entre eles, em uma espécie de mini rede ponto a ponto.

Essa flexibilidade mostra como o USB é hoje mais do que um padrão técnico, mas um verdadeiro ícone da conectividade moderna e da evolução tecnológica. Graças a ele, deixamos para trás a bagunça dos cabos, a dúvida com os conectores incompatíveis e o garimpo interminável pelos respectivos drivers, e entramos na era da simplicidade: um único conector verdadeiramente universal.

A linha do tempo do USB reflete com precisão essa sua trajetória, marcada por maior largura de banda, mais versatilidade e integração crescente. Com o USB4 e os avanços que ainda virão, os usuários podem esperar um futuro de liberdade, praticidade e simplicidade cada vez maiores.