Połączenie USB

Połączenie USB (Universal Serial Bus) w odniesieniu do drukarek, kserokopiarek i urządzeń wielofunkcyjnych (MFP) reprezentuje jeden z najbardziej rozpowszechnionych i standardowych interfejsów przewodowych, który umożliwia bezpośrednią komunikację tych urządzeń peryferyjnych z komputerem osobistym (stacjonarnym lub laptopem) lub, w niektórych specyficznych przypadkach, z innymi urządzeniami pełniącymi rolę hosta (np. niektóre serwery druku, routery z funkcją udostępniania drukarki, czy bezpośrednio z nośnikami pamięci USB, jeśli drukarka posiada port USB Host). Połączenie USB zrewolucjonizowało sposób podłączania urządzeń peryferyjnych, zastępując starsze, często bardziej skomplikowane i wolniejsze interfejsy, takie jak porty równoległe (LPT) i szeregowe (Serial Interface). Jego głównymi zaletami są prostota obsługi (dzięki mechanizmowi Plug and Play), uniwersalność, wystarczająca dla większości zastosowań prędkość transferu danych oraz możliwość zasilania niektórych mniejszych urządzeń (choć w przypadku typowych drukarek, ze względu na ich wysokie zapotrzebowanie na energię, jest to rzadko wykorzystywane jako główne źródło zasilania). Pomimo dynamicznego rozwoju połączeń sieciowych (Ethernet, Wi-Fi), połączenie USB nadal pozostaje standardowym wyposażeniem praktycznie każdej nowej drukarki i MFP, oferując niezawodną i prostą metodę bezpośredniej komunikacji.

Standard USB przeszedł znaczącą ewolucję od momentu swojego debiutu w połowie lat 90. XX wieku, co zaowocowało kolejnymi generacjami oferującymi coraz wyższe prędkości transferu danych i nowe funkcjonalności. W kontekście drukarek najczęściej spotykane były lub są następujące wersje:

  • USB 1.1 (Full Speed): Oferujący maksymalną teoretyczną prędkość 12 megabitów na sekundę (Mb/s). Był to pierwszy standard USB, który zyskał szeroką popularność w drukarkach, zapewniając znaczące ułatwienie w porównaniu do portów LPT.
  • USB 2.0 (High Speed): Wprowadzony około 2000 roku, przyniósł ogromny skok wydajności, oferując maksymalną teoretyczną prędkość 480 Mb/s. Szybko stał się dominującym standardem w drukarkach, kserokopiarkach i MFP na wiele lat, ponieważ jego przepustowość była (i w wielu przypadkach nadal jest) w zupełności wystarczająca dla większości zadań drukowania i skanowania, w tym dla dokumentów kolorowych i grafiki o wysokiej rozdzielczości. Większość obecnie używanych drukarek z portem USB korzysta właśnie z tego standardu lub jest z nim wstecznie kompatybilna.
  • USB 3.x (SuperSpeed/SuperSpeed+): Obejmuje standardy takie jak USB 3.0 (5 Gb/s), USB 3.1 Gen 1 (5 Gb/s), USB 3.1 Gen 2 (10 Gb/s), USB 3.2 Gen 1 (5 Gb/s), USB 3.2 Gen 2 (10 Gb/s) i USB 3.2 Gen 2×2 (20 Gb/s). Chociaż oferują one znacznie wyższe prędkości niż USB 2.0, w przypadku typowych drukarek korzyści z tak dużej przepustowości są często ograniczone przez inne czynniki, takie jak prędkość samego mechanizmu drukującego, moc obliczeniowa procesora w drukarce, czy czas potrzebny na przygotowanie danych przez sterownik. Niemniej jednak, nowsze modele drukarek mogą być wyposażane w porty USB 3.x, co zapewnia maksymalną kompatybilność z nowoczesnymi komputerami i pewną “przyszłościowość” interfejsu.
    Ważne jest również rozróżnienie typów złączy USB. Drukarki, jako urządzenia peryferyjne, są zazwyczaj wyposażone w port USB typu B (USB Device Port). Jest to charakterystyczne, kwadratowe gniazdo, do którego podłącza się kabel USB prowadzący do portu USB typu A w komputerze. Niektóre nowsze drukarki mogą również wykorzystywać bardziej uniwersalne i odwracalne złącze USB-C.

Główną funkcją połączenia USB jest umożliwienie transferu danych zadania drukowania z komputera do drukarki. Aplikacja na komputerze (np. edytor tekstu) wysyła dokument do systemu operacyjnego, który następnie, przy udziale sterownika drukarki, konwertuje go na format zrozumiały dla urządzenia i przesyła przez kabel USB do pamięci drukarki, gdzie jest on przetwarzany i ostatecznie drukowany. W przypadku urządzeń wielofunkcyjnych (MFP), połączenie USB służy również do transferu zeskanowanych danych z urządzenia do komputera, gdy proces skanowania jest inicjowany i kontrolowany z poziomu aplikacji na komputerze (np. poprzez interfejs TWAIN lub WIA). Komunikacja przez USB jest zazwyczaj dwukierunkowa, co oznacza, że drukarka może wysyłać do komputera informacje zwrotne, takie jak jej aktualny status (np. Gotowa, Drukowanie, Błąd), poziom materiałów eksploatacyjnych, komunikaty o błędach (np. zacięcie papieru, brak papieru), czy postęp realizacji zadania. Te informacje są często prezentowane użytkownikowi za pomocą specjalnego oprogramowania monitorującego (status monitor), będącego częścią klienckiego oprogramowania drukującego.

Jedną z największych zalet połączenia USB jest jego prostota instalacji, głównie dzięki mechanizmowi Plug and Play. W większości przypadków, po fizycznym podłączeniu drukarki kablem USB do komputera, system operacyjny automatycznie wykrywa nowe urządzenie i próbuje samodzielnie zainstalować odpowiednie sterowniki z własnej bazy danych, z usługi Windows Update, lub prosi użytkownika o wskazanie lokalizacji sterowników dostarczonych przez producenta (np. na płycie CD lub pobranych ze strony internetowej). Eliminuje to potrzebę skomplikowanej konfiguracji sieciowej, co jest szczególnie doceniane przez mniej zaawansowanych technicznie użytkowników lub w prostych instalacjach domowych.

Jednakże, połączenie USB ma również swoje ograniczenia. Najważniejszym z nich jest brak możliwości łatwego współdzielenia drukarki w sieci w standardowej konfiguracji. Drukarka podłączona przez USB do jednego komputera jest bezpośrednio dostępna tylko dla tego komputera. Aby umożliwić drukowanie z innych komputerów w sieci, konieczne jest skonfigurowanie jej jako drukarki udostępnionej na komputerze-hoście, a ten komputer musi być stale włączony i podłączony do sieci. Jest to rozwiązanie znacznie mniej elastyczne i wydajne niż w przypadku drukarki sieciowej z własnym adresem IP. Innym ograniczeniem jest maksymalna długość kabla USB, która dla standardu USB 2.0 wynosi około 5 metrów (choć można ją zwiększyć za pomocą aktywnych przedłużaczy lub koncentratorów USB). Ponadto, drukarki podłączone wyłącznie przez USB zazwyczaj nie oferują zaawansowanych funkcji sieciowych, takich jak zdalne zarządzanie przez interfejs webowy (EWS), centralne monitorowanie za pomocą protokołu SNMP, czy bezpośrednie drukowanie mobilne przez Wi-Fi.

Mimo tych ograniczeń i rosnącej dominacji połączeń sieciowych (Ethernet i Wi-Fi) w środowiskach biurowych, połączenie USB nadal pozostaje ważnym i powszechnie stosowanym interfejsem, szczególnie dla drukarek osobistych, domowych, w małych firmach, a także jako alternatywna lub awaryjna metoda połączenia w urządzeniach sieciowych. Wiele drukarek jest wyposażonych zarówno w port USB do bezpośredniego połączenia z komputerem, jak i w port sieciowy, dając użytkownikowi wybór preferowanej metody komunikacji.