Использование портов USB для связи между компьютерами

Даже в век развития компьютерных сетей и сетевых технологий время от времени возникает задача переноса файлов с одного компьютера на другой, но встречаются машины, не связанные ни локальной, ни глобальной сетью. Производители компьютеров, как настольных, так и портативных, предусмотрительно оснастили свою продукцию набором интерфейсов ввода-вывода, предназначенных для подключения разнообразных периферийных устройств или собратьев-компьютеров.

Самыми популярными интерфейсами ввода-вывода являются последовательные (COM) и параллельные (LPT) порты.
К последовательным чаще подключаются устройства, которые должны не только передавать информацию в компьютер, но и принимать ее — например, мышь, модем, сканер. Всеми устройствами, которым необходима двунаправленная связь с компьютером, используется стандартный последовательный порт RS232C (Reference Standart number 232 revision C), который позволяет передавать данные между несовместимыми устройствами. Классическое соединение двух компьютеров выполняется нуль-модемным кабелем и обеспечивает скорость передачи данных не более 115,2 Кбит/с. Кабель для такого соединения несложно изготовить самостоятельно. Параллельные порты обычно используются для подключения принтеров и работают в однонаправленном режиме, хотя могут передавать информацию в обоих направлениях. Отличие двунаправленного порта от однонаправленного не только в толщине кабеля, но и в самом интерфейсе. Возможность переключения параллельного порта в двунаправленный режим можно проверить в настройках CMOS. Расширенный параллельный порт (ECP) обеспечивает скорость передачи данных не более 2,5 Мбит/с и является самым дешевым и доступным решением.

Портативные компьютеры и другие устройства иногда оснащаются инфракрасным IrDA-портом ввода-вывода. Современные мобильные устройства поддерживают скорость передачи данных до 4 Мбит/с, но даже у старых моделей с IrDA-портом скорость передачи достигала 1 Мбит/с. В настоящее время для настольных и портативных компьютеров разработано два высокоскоростных устройства с последовательной шиной, получивших название USB (Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина) и IEEE 1394, называемая также i.Link или FireWare.

Практически любой современный компьютер имеет разъемы подключения USB. В разработке этого стандарта принимали участие семь компаний: Digital Equipment, IBM, Intel, Compaq, NEC, Microsoft и Northern Telecom. На физическом уровне кабель представляет собой две скрученные пары проводников: по одной передаются данные в двух направлениях, вторая является линией питания (+5 В), обеспечивающей ток до 500 мА, благодаря чему USB позволяет применять периферийные устройства без блока питания. Скорость передачи данных составляет 12 Мбит/с — это даже выше 10 Мбит/с LAN. Но величина затухания сигнала в USB гораздо выше, поэтому расстояние между подключенными устройствами ограничивается несколькими метрами. USB-порты лишены несовместимости, которая иногда встречается у СOM- или LPT-портов. Все подключенные через USB устройства конфигурируются автоматически (PnP) и допускают горячее Hot Swap включение/выключение.

К одному компьютеру теоретически можно подсоединить до 127 устройств через цепочку концентраторов по топологии "звезда". На практике это число ниже — не более 16-17 — ограничительными факторами выступают сила тока и пропускная способность шины. Передача данных по шине может осуществляться как в асинхронном, так и в синхронном режиме.

Скоростные характеристики различных портов ввода-вывода: скорость передачи данных (Мбит/сек) USB — 12; IrDA — 4; LPT (ECP) — 2,5; COM — 0,115
Организовать связь между двумя компьютерами можно посредством стандартного комплекта ПО, встроенного в Windows. Это Direct Cable Connection (DCC) — прямое кабельное соединение по параллельному или последовательному порту. Но оно не всегда будет успешным из-за неполной аппаратной совместимости СOM- или LPT-портов в соединяемых машинах.

Для соединения двух компьютеров по USB нельзя использовать простой кабель USB A-A. Потребуется специальный кабель USB Smart Link, который оснащен оптронной развязкой и специальной микросхемой-контроллером, выполняющей функцию моста (bridge).

Установка и конфигурация драйвера осуществляется автоматически, после установки драйверов устройство сразу готово к работе, потребуется только установить программу — что-то вроде менеджера файлов. В комплекте с кабелем и драйвером обычно поставляется программа USB Link. Она позволяет передавать файлы от одного компьютера к другому, имеет простой интерфейс, который разделен на два окна: свой компьютер и удаленный. В правом нижнем углу программы есть два индикатора, зеленый цвет которых свидетельствует об установлении полнодуплексной связи. При запуске она автоматически производит поиск устройства USB Smart Link и пытается обнаружить удаленный компьютер и запущенную на нем аналогичную программу. После этого происходит полная синхронизация файловых систем на всех дисках обоих компьютеров. Программа работает в режиме Hot Swap, при отключении и подключении второго компьютера срабатывает автоматически. К сожалению, поставляемый драйвер стабильно работает и без проблем устанавливается только под операционной системой Windows 98 SE, но зато в этой "тарелке" обеспечивается высокая скорость передачи данных, а также простота настройки и подключения.

Еще одно решение для соединения между собой двух компьютеров предоставляет PC-Link USB Bridge Cable Link-100. Это USB-кабель с разъемами типа А с обеих сторон и утолщением, в котором смонтирована плата на чипсете компании Prolific. Вместе с драйвером устанавливается программа PC-Linq — разновидность Link Commander. Работа и внешний вид программы аналогичны USB Link, но у нее есть преимущества в поддержке операционных систем Windows XP и Windows 2000.

Скорость обмена данными между компьютерами значительно превышает скорость соединения через последовательный и даже параллельный порт и сопоставима со скоростью работы локальной сети на 10 Мбит/с. Успешно решаются задачи регулярной перекачки как малого, так и значительного объема файлов, например, между портативным и настольным компьютером.

Разумеется, такой набор полезных функций может показаться недостаточным. А как же поддержка работы компьютерных игр, совместные сетевые ресурсы и доступ всех пользователей к одному каналу Интернет? Все это становится возможным с помощью другого устройства — модели Link-200. Она позволит организовать на основе USB-связи одноранговую сеть, к которой можно подключить до 16 компьютеров. Link-200 использует контроллер и драйверы от фирмы AnchorChips. Устройство представляет собой небольшую полупрозрачную коробочку с интегрированным в нее кабелем USB A. На другой стороне коробочка снабжена USB-разъемом типа B. В комплекте поставляется кабель A-B и дискета с драйверами.
Для построения сети используется топология типа "звезда". Один компьютер выполняет роль ведущего, а остальные находятся под его управлением. Это связано с тем, что сеть на основе EZ-Link имеет свою внутреннюю структуру из собственных цифровых имен и через драйверы, которые являются бриджами, подключаются к обычной сети. Есть возможность совместно использовать принтеры и другую периферию, как в обычной локальной сети. Также можно использовать этот кабель для подключения портативного компьютера к корпоративной сети. Для этого потребуется компьютер, уже подключенный к сети и имеющий свободный USB-порт. В данной конфигурации настольный компьютер будет работать как шлюз между корпоративной и USB-сетями.

Как обычно для USB-устройств, установка очень простая. Программа автоустановки установит необходимые драйверы и программное обеспечение EZ-Link manager. Если на вашем компьютере до этого не была установлена сеть, то вам придется ввести имя компьютера, под которым он будет виден в сети. После установки драйверов необходимо перезагрузить компьютер и только после этого подключить Link 200 к свободному порту. В настройках драйвера Link 200 в разделе Advanced можно изменить уникальный номер компьютера, под которым он виден в USB-сети на основе Link 200.

EZ-Link manager будет запускаться при каждой загрузке компьютера. Если компьютер не подключен к сети, иконка будет серой, а после подключения кабеля Link 200 к USB-портам двух компьютеров он автоматом определит наличие связи, активирует сетевое соединение, и иконка сменит цвет на синий. Работа с сетью на основе адаптеров Link 200 полностью идентична работе с обычной сетью: можно подключать сетевые диски и прочие сетевые ресурсы, запускать сетевые игры через протокол TCP/IP или IPX.

Таким образом, Link 200 дает возможность создать полнофункциональную сеть при минимальных затратах. Установка и настройка драйверов осуществляется очень просто. При сравнительно небольшой цене за комплект для соединения двух машин Link 200 создает серьезную конкуренцию обычным сетевым картам. К сожалению, данное решение пока работает только под Windows 98/95, но производители обещают выпустить драйверы и под Windows 2000.

Еще одно устройство, USBNet, позволяет соединить два компьютера, построив сеть без установки сетевых карт. Минимальные требования к компьютерам — Windows 98 и наличие USB. При использовании USBNet компьютеры в сети получают возможность совместного использования файлов, программ и периферийного оборудования: дисководов гибких и жестких дисков, CD-ROM, принтеров, сканеров, модемов. USBNet — это идеальное решение для небольших офисов, сетевых игр и небольших домашних сетей. Количество пользователей в такой сети может достигать 17. Скорость передачи данных до 5 Мб/сек. Устанавливается специалный протокол соединения USB, имеется поддержка TCP/IP и других сетевых протоколов. Устройство устанавливается как адаптер локальной сети.

USB Smart link позволяет соединять для работы не только PC и PC, но и PC/Mac, Mac/Mac. При подключении через USBLink достаточно установить драйвер устройства на оба компьютера и программу USB Bridge cable. С помощью этой программы можно переносить файлы и папки с одного компьютера на другой примерно так, как это происходит в любом из файловых менеджеров. Но копирование файлов можно производить только в одну сторону — одновременно не получится. Кстати, USBNet лишен этого недостатка. Драйвер устройства, все необходимые сетевые протоколы и службы доступа устанавливаются автоматически. Специфические протоколы, именуемые чаще всего USB-USB Bridge net, необходимо установить только на внешний компьютер, у которого есть подключение к локальной сети, причем установка произойдет автоматом — вам нужно лишь согласиться с запросом: да или нет. Недостаток USBNet — низкая скорость прокачки: при заявленных 5 Мбит/с чаще всего получается 3 Мбит/с. Но это компенсируется возможностью доступа не только к файлам, но и к приложениям второго компьютера, а также использование по сети принтера, сканера и других периферийных устройств. Различия в операционных системах и процессорах соединяемых компьютеров на их работу не влияют.