USB-C 和 USB 3.1分不清?这篇技术文章或许可以帮上忙

USB Type-C 介面以及 USB 3.1 标準的到来,理应为消费者提供更多便利。然而就目前来看,似乎这些新标準非但没有为消费者提供了更好的使用体验,反而带来了诸多隐忧。Google 的工程师 Benson Leung 最近就发现,市场上为数不少的 USB-C 传输线并没有完全符合最新的 USB 规範标準。

那幺,就让我们一起理清头绪,看看新技术的规範标準到底是怎样的。

标準的相关定义

首先,我们应该明白的是,虽然在一些网站或是产品介绍中,USB-C 和 USB 3.1 经常会一起出现,但实际上 USB-C 并不等同于 USB 3.1。

USB 3.1 是一个行业标準,该标準由英特尔等大公司发起。USB 3.1 最大的特点就是资料传输极为迅速,理论上速度可以达到 10Gbps。而 USB Type-C 则是一种连接器的规範,由 Type-C 插头和 Type-C 插座组成。

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在最新的 USB 3.1 标準中,有 3 种介面样式,一个是 Type-A(即 Standard-A,传统电脑上最常见的 USB 介面样式),一个是 Type-B(多是出现在电脑週边使用上),另外一个就是 Type-C(即上面提到的全新设计的介面样式)。

那幺我们应该就能很容易理解了。虽然 USB Type-C 是基于 USB 3.1 进行设计的,但这并不意味着使用这种连接方式的设备就一定都是支援 USB 3.1 标準的;而与我们所想的相反的是,对于较为老旧的 USB 3.0 Type-A 介面的设备来说,却是能够相容 USB 3.1 标準的。

那幺为什幺有些设备使用了不相容 USB 3.1 标準的 USB Type-C 介面呢?这幺做的意义何在呢?没错,就是为了方便——因为 USB-C 介面和苹果的 Lightning 介面一样,没有正反面之分,直接插进去就对了,舒服过瘾够痛快。

还有一个值得一提的是,每一代 USB 标準的更新,除了带来资料传输速度的加快以外,还会有扩展性的加强、电流传输速率的加快等内部技术的更新。

最初的 USB 标準由于并不具备电力供应能力,因此 USB 1.0 及 2.0 的供电功率仅为 2.5w(0.5A/5v)。虽然这足以为手机等小型电子设备供电,但是对于行动硬碟这种设备来说,显然远远不够。而且即便是为手机充电,就现在而言 2.5w 也显得不是那幺的充沛。而 USB 3.0 就因此应运而生,它的供电功率可达 4.5w(0.9a/5v)。USB-Type C 1.1 规範也带有自己的供电运行模式,在该规範下 USB-Type C 介面能够用于快速充电。

做为供电标準的一部份,新的电源管理系统介绍了採用新的双向资料通道所需的供电水準。这是为了确保其与传统设备的相容性,并减少因不符合要求的传输线而导致的设备损坏。

我们可以来看一下 USB 基础规範的对比图:

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USB 3.0 和 3.1 之间的主要区别就是:3.1 支援高达两倍于 3.0 的峰值资料传输速率。大多数设备都有可能会直接跳到 3.1,而开发者的任务就是确保他们的设备能够支援这两种最新的标準,同时确保其设备的向下相容性。

但是,当谈及到传输速率时,我们必须要从整体来去看待,因为这就和木桶定律一样,其中的任何一环没有达到标準都会直接影响到最终的速率。例如,把 USB 3.1 设备插到 USB 2.0 介面上,就会把传输速率限制在 480 Mbps。而在实际应用中,硬体同样会严重制约你的传输速率,比如硬碟本身。

所以我们可以简单理解为:USB-C 指的是双向的连接类型,而像「3.1」这样的版本号,指的是资料传输速度和其他规格,例如介面或是传输线的规格。然而,这两者无论哪个都没有严格界定 USB 供电规範或是峰值电流规範,而且关于设备或传输线的相容性也并未加以强调。

所以,这就产生了许多潜在的隐忧,而这种不确定的表述是十分危险的。而其中的部份原因就是这些人在制定标準的时候,试图在能够相容旧设备的基础上推进新技术。希望这个表格能够说明厂商详细了解不同版本的供电标準,能够生产出符合行业标準的产品。而这既是对其产品的负责,也是对使用者的负责。

USB-C 和 USB 3.1分不清?这篇技术文章或许可以帮上忙如何分辨传输线的好与坏

好吧,如果你还在耐心的继续看这篇文章,我们就可以开始谈一些和这些标準有关的、切合我们生活的一些事情了。让我们来揭露一下关于传输线和连接器的那点事。

对于那些使用 USB 来供电的设备,其电流是透过连接器的 CC 引脚来实现的,这在新的 2.0 标準中有详细介绍。这种充电器和设备之间的电流交换,能够提供高达 100W 的功率,在最极端的情况下,电流最高可达到 5A/20V。这个模式最有可能被笔记型电脑或其他更耗电的设备所使用,因为它能够支援更高的电压模式。

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重点来了。在连接器中,微控制器之间的讯号交换,能够按需提供正确的电压和电流设置,而如果这些微控制器之间没有讯号交换的话,就意味着这些高功率模式将不能被启动,但仍能够匹配使用所有的低功耗模式。这就意味着如果仅是在较低的功率下使用,如果只是做为智慧手机等设备的传输线的话,就可以去掉这些额外的技术成本。

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对基本的 USB-C 1.0、1.1 版本而言,5V 的设备可以最高提供 3A 的电流而无需使用 USB PD。和它们相比,透过 CC 引脚的电流电压被提高到了 5V,当开始通电后该数值将被持续监测,以确定电流符合设备所要求的输出功率。电流的大小是由上拉电阻器 Rp 来控制的,透过这一元件可以把电流设置为特定的值,如 0.9A、1.5A 或 3A。

对于 USB-C to USB-C 的连接而言,因为埠都是在同一标準建造的,所以这些较高的电流模式是可以承受的,而这就是我们常说的快速充电功能。然而,最近却传出有关传统电源供应器传输线出了问题,产生这些问题的主要原因,就是这些人把配有 USB Type-C 的新型手机或是笔记型电脑,插上了一个 Type-A 型的 PC 埠或充电器。

我们并不是担心这样做所带来的充电速度问题,而是担心设备之间的电流传输功率。由于 USB Type-C 标準明确规定了能够提供较高功率的电流传输,但却不能在高功率下相容旧的 Type-B 或其他标準连接器,所以,其实传输线的製造商都应该使用 CC 连接器以及 Rp 电阻,以确保设备不会尝试过多的从旧的充电器或设备获取电源供应器本身所无法承受的高功率供电。

下面的规格表显示哪些值可以被用于设置一个特定的 Type-C 充电模式。在下方的小字中,我们可以看到,一个 56kΩ 电阻应该可以与所有传统的传输线连接使用。而这就是在旧的设备连接到电流传输时,默认的做为限制的 USB 电源或 USB 电池充电的规範(在资料线能够支援快速充电的情况下)。

USB-C 和 USB 3.1分不清?这篇技术文章或许可以帮上忙如何选择正确的传输线USB-C 和 USB 3.1分不清?这篇技术文章或许可以帮上忙

希望大家读到现在,都能够对 USB Type-C 和 USB3.1 有所了解。

USB 3.1 提供了非常快的资料传输速度,但实际上只有当连接的传输线和传输线两端的设备都符合 3.1 标準的时候,才能够真正发挥其速度上的优势。请记住,虽然它们都必须符合 3.1 标準,但这并不表示它们都必须支援 USB Type-C 连接器。

而产生这个问题的核心原因是:目前没有一个很简单的方法能够来看出,消费者所想要购买的传输线中是否有电阻,电阻的设置是否正确。

不过我们可以确定的是,只使用购买设备时附赠的或是直接购买该设备生产商所售卖的传输线,是一个最稳妥的方式,但是请记住,该设备的传输线可能并不能与其他设备相容。

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不幸的是,大多数卖的传输线并没有可供参考的详细的参数说明,而这极有可能会产生误导。不过,我们可以尝试在生产商的官方产品页面,或是包装上看看能否找到 USB-IF 认证的相关描述。USB-IF 是一个专门测试传输线是否符合标準的非营利性组织。虽然不是每个厂商都会找它们认证,但该认证标準是可以做为传输线安全性和可靠性的一个标準。

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