USB経由でビデオをストリーミングできますか? すべての USB ビデオ伝送規格の説明

USB はとても便利ですが、ビデオのストリーミングに使用できますか?

コンピューター、タブレット、携帯電話、その他のデバイスは、USB ケーブルを使用してビデオを再生できます。 しかし、これらのビデオ データがどのようにケーブルやコネクタを通過するのか疑問に思ったことはありますか? 市場には数多くの USB ビデオ伝送規格があり、これを可能にしていますが、USB ビデオ伝送はどのように異なり、どちらを使用する必要があるのでしょうか?

USB 規格は数多くあり、それぞれが異なる仕様のビデオを配信します。

USB 2.0 は 2000 年に発売され、480 Mbps の転送速度、500 mA の充電電力、最大 1080p のビデオ解像度を備えています。 一方、以前の USB 1.0 と 1.1 は、それぞれ 1.5 Mbps と 12 Mbps で苦労していました。

USB 2.0 で得られるビデオの品質は、ストリーミング デバイスの機能に大きく依存します。 たとえば、USB 2.0 対応の通常の Web カメラを使用している場合、480p 解像度よりも優れたストリーミングができる可能性はほとんどありません。 対照的に、USB 2.0 をサポートする外付けハード ドライブからビデオを再生すると、最大 1080p の圧縮ビデオ品質が得られます。 ただし、最新の標準と比較してかなり遅い 480 Mbps でのスムーズなビデオ再生を期待しないでください。

また、下位互換性があるため、プリンタ、マウス、キーボードなどの USB 1.0 および 1.1 対応デバイスを USB 2.0 ポートに接続できます。

「SuperSpeed USB」と呼ばれる USB 3.0 は、最大 5Gbps の転送速度と 1080p のビデオ解像度 (ネイティブ) を備えて 2008 年に導入されました。 ただし、解像度を高くするには、HDMI、DisplayPort、Thunderbolt などの他のビデオ出力オプションを使用する必要があります。 プリンタや外付けハードドライブなどの電力を大量に消費するデバイスに 5 ボルトで最大 900 mA を供給でき、USB 2.0 と同様に下位互換性もあります。

注: 一部の古い USB デバイスは 3.0 ポートと互換性がなく、正しく動作しない可能性があります。 ただし、主に最新のデバイスを使用している場合は、そのような互換性の問題に直面する必要はありません。

混乱を避けるために、USB 3.1 がリリースされた後、USB 3.0 は USB 3.1 Gen 1 に名前変更されました。

2013 年に発売され、「SuperSpeed USB Plus」というタグが付けられたネイティブ USB 3.1 (現在は USB 3.2 Gen 2 と呼ばれています) は、最大 10Gbps のシングル レーン帯域幅を備えています。 これにより、同じ物理ケーブル上で 2 つの独立したデータ ストリームを転送できます。 使用するデバイスとディスプレイの機能に応じて、最大 4K 以上の解像度をサポートします。 また、最大 100W を供給して、サポートされているデバイスをより高速かつ効率的に充電できます。

最後に、2017 年にリリースされたネイティブ USB 3.2 は、10 Gbps の 2 つのレーンを同時に使用し、USB-C コネクタ (USB-C と USB 3.x は異なります) 経由での最大転送速度は 20 Gbps、ビデオ解像度は 20 Gbps です。 60 Hz で最大 4K、および 8K ビデオをサポートします。 また、サポートされているデバイスに最大 100W の電力を供給できます。 現在、USB 3.2 には 4 つのバリエーションがあります。

USB 3.2 のすべての世代は USB 2.0 と下位互換性があります。

2019 年にリリースされた USB 4.0 は、最大 40 Gbps のデータ帯域幅、DisplayPort 2.0 (60 Hz で 8K ビデオ解像度) のサポート、両端の USB-C コネクタを備えています。 前世代と同様に、USB 2.0 ポートを備えたデバイスと上位互換性があり、USB 4.0 ケーブルを使用してプリンタ、外部ストレージ デバイス、およびその他の周辺機器を接続できます。 それでも、USB 4.0 ポートを備えたデバイスはわずかです。

2022 年 10 月にリリースされた最新バージョンの USB 4.0 バージョン 2.0 では、転送速度が双方向 80 Gbps に向上しました。 さらに、このバージョンでは、基本モデルの他の機能を維持しながら、120 Gbps で一方向にデータを転送できます。 また、USB 4 は、60 Hz で複数の 4K ディスプレイ、または 60 Hz で 1 台の 8K ディスプレイをサポートできます。

視聴できるビデオの種類に違いをもたらすのは USB 規格だけではありません。 ケーブルの端にある USB コネクタの種類によっても、USB 経由で視聴できるビデオが異なります。

1996 年以来、USB-A はレガシー コネクタであり、周辺機器をホスト デバイスに接続する際に最も広く使用されているコネクタの 1 つです。 4 つのピンを持つ長方形のコネクタがあり、周辺機器からのビデオ表示は本質的にサポートされていません。 USB-A 経由で別のデバイスからビデオをストリーミングするには、USB-A to DisplayPort または USB-A to HDMI などのビデオ アダプターを使用する必要があります。これについては後で説明します。 USB-A ポートを備えた一般的なデバイスには、メディア プレーヤー、コンピューター (デスクトップまたはラップトップ)、ゲーム コンソールなどが含まれます。

一方、長方形のコネクタとさまざまなピンを備えた USB-B は、サポート範囲はそれほど広くありませんが、プリンタなどのデバイスの接続においてははるかに多用途です。 ただし、通常、使用されている USB ポートに応じてデータ転送に使用されるため、最新のデバイスでビデオ表示をサポートするように設計されていません。

5 つのピンを備えた Micro-USB は、USB-A よりもはるかに小さくコンパクトで、古い携帯電話で広く使用されています。 適切なアダプターを使用すると、最大 480 Mbps および 1080p のビデオ解像度をサポートできます。

USB Type-C は、24 ピンを備えた薄くて小さい USB コネクタで、楕円形のプラグ端があり、表向きがないため、どの向きでもレセプタクルに挿入できます。

2014 年 8 月に市場に導入された USB-C は、USB 2.0 ポート以降の規格と互換性があります。 USB-C ケーブルとコネクタは、データとビデオを 10 Gbps の速度で転送し、4K および 8K ビデオ解像度をサポートし、最大 100 ワットのデバイスに電力を供給できます。 USB Type-C ポートは DisplayPort などの代替モード経由でビデオ表示をサポートできますが、すべてのポートがビデオ出力をサポートしているわけではないことに注意してください。

標準の USB Type-C ケーブルには両端に対称コネクタがありますが、Type-A ポート経由でビデオやデータを転送したり、Type-C デバイスに電力を供給したりするための Type C - Type A コネクタもあります。 現在、市場にあるほとんどの Android スマートフォンは、電力転送とデータ転送の両方に USB Type C を使用しています。 接続と充電に Type-C USB を使用する他のデバイスには、Chromebook、ラップトップ、Apple MacBook、スマートウォッチ、ヘッドフォン、イヤフォンなどがあります。

2006 年 5 月に発売された DisplayPort は、主に PC などの表示デバイスをビデオ ソースに接続し、オーディオなどの他のデータ形式を伝送するために設計されたデジタル ビデオおよびオーディオ インターフェイスです。 実際、上記のすべての USB 規格よりも多くの電力をより高速に伝送できます。

DisplayPort には、独自のコネクタを備えた最大 50 フィートまで伸びる特​​別な細いケーブルがあり、標準の DisplayPort バージョンまたは小型の Mini DisplayPort があります。 そのポートは、モバイル デバイス、テレビ、ラップトップ、PC 用の高性能グラフィックス カード、ノートブック、プロジェクターなどのハードウェアにあります。

DisplayPort のビデオ出力は、DisplayPort Alt Mode と呼ばれる USB-C コネクタから行うことができます。 Thunderbolt、ビデオ グラフィックス アレイ (VGA)、およびデジタル ビジュアル インターフェイス (DVI) もサポートできます。 ただし、HDMI および USB 4.0 ケーブルからのプロジェクト ビデオを使用するには、アダプターが必要です。

DisplayPort 1.0-1.1a は、さまざまな周波数でさまざまなビデオ解像度を使用して、最大 10.8 Gbps の帯域幅に到達できます。 DisplayPort 1.2 は 21.6Gbps の最大帯域幅を実現し、120Hz で最大 4K ビデオをサポートします。一方、DisplayPort 1.4 は最大 32.4 Gbps の帯域幅で、60Hz で 8K ビデオをサポートできます。 ただし、最新バージョンの DisplayPort 2.0 は、4 レーン全体で 77.37 Gbps の転送速度の帯域幅を備え、60 Hz で 8K および 16K のビデオ解像度をサポートします。

Thunderbolt は、さまざまな外部周辺機器やデバイスをコンピュータに接続してデータを送信するのに役立つハードウェア インターフェイスです。 双方向であり、オーディオ データとビデオ データを同時に受信および転送できます。

Thunderbolt には、アップグレードに応じて 1、2、3、4 の 4 つのバージョンがあります。 たとえば、Thunderbolt 3 には帯域幅 40 Gbps の USB-C コネクタがあり、最大 100 W の電力を供給できます。 サポートできるのは 4K モニター 1 台のみで、USB 4 とも互換性があります。Thunderbolt 4 は、Thunderbolt 3 の帯域幅、40 Gbps の転送速度を維持し、4K ビデオ解像度のディスプレイ モニター 2 台または 8K ディスプレイ 1 台をサポートできます。

Thunderbolt は、Apple MacBook Pro、VR ヘッドセット、キーボード、PC などのデバイスと互換性があります。 タブレット、iPhone、iPad (iPad Pro を含む)、Intel 搭載 Windows ラップトップ、外付けハードドライブ、一部のデスクトップ、その他の USB-C 充電対応デバイスも充電できます。

USB 標準は、ビデオ送信などのデータ転送に新時代の到来をもたらしました。 既存のシステムが継続的にアップグレードされていることにお気づきでしょう。 USB 4 および USB 4 バージョン 2.0 は、USB プロトコル規格の最新版です。 USB 4 バージョン 2.0 は、最大 80 ～ 120 Gbps でデータを転送できますが、近い将来、このバージョンは、よりエキサイティングなものによって廃止されるでしょう。

Oluwademilade は、あらゆるテクノロジーに焦点を当てた MUO スタッフ ライターです。 2019 年以来、彼はいくつかの Web サイトに寄稿しており、著名なメディアやテクノロジー業界の専門家が彼の執筆を認めています。 Oluwademilade は、書くことのほかに、読書、ベースギターの演奏、旅行が好きです。