Вам приходилось встречать человека, который с восторгом говорил: «В моем смартфоне есть Type-C»?

Дебаты о современности и пользе нового интерфейса ведутся достаточно долго. Одни считают его будущим, другие - утопией. Вся беда в том, что обе стороны имеют весомые доказательства своей правоты. Чтобы разобраться в ситуации, необходимо всесторонне изучить вопрос.

Развитие

Не все помнят первый разъем USB Type-A, который по сей день используется в новейших компьютерах, ноутбуках и планшетах. В далеких 90-х годах он имел такую же физическую форму, но другой стандарт - USB 1.1. Если говорить более подробно, были ограничения по скорости передачи данных.

В 2001 году был разработан стандарт 2.0, который является самым распространенным на сегодняшний день. Он обеспечил скорость передачи данных до 480 Мбит/с. В этот момент началась эпоха создания универсального и скоростного разъема для подключения.

Первым общепринятым разъемом, получившим большую популярность и распространение, стал Type-B Mini. Он успешно применяется в телефонах, фотоаппаратах, видеокамерах и позволяет подключить устройства к компьютеру. Однако не стоит считать это большим прорывом, так изменилась только форма, стандарт остался прежним - USB 2.0. Другими словами, скорость передачи не увеличилась.

Стремление минимизировать габариты гаджетов привело к созданию нового Type-B Micro. Он продолжает оставаться главным героем подавляющего количества современной техники, но не может предложить пользователям больших преимуществ.

Настоящим прорывом стала спецификация USB 3.0, которая кардинально поменяла взгляд на многие вещи. Новый интерфейс позволил увеличить скорость передачи данных до 5 Гбит/с. Изменения коснулись и внутреннего строения. В новом 3.0 представлена 9-контактная группа (в 2.0 было всего 4 контакта).

Последним шагом на пути к появлению Type-C стало принятие стандарта 3.1, который остается самым быстрым и эффективным в наши дни. Пользователи получили возможность передавать данные со скоростью до 10 Гбит/с. Новый стандарт также позволяет передавать заряд мощностью в 100 Вт.

Стандарт состоит из 24 пинов: два ряда по 12 штук. 8 пинов интерфейса USB 3.1 применяются для обмена данными с высокой скоростью. Пины B8 и A8 (SUB1 и 2) используются для передачи аналоговых сигналов в наушники (правый и левый), A5 и B5 (СС1 и 2) необходимы для выбора режима питания. Также есть выводы земли (GND) и питания (V+).

Преимущества Type-C

Он не так уж и необходим, а просто является очередной физической модификацией, получившей поддержку USB 3.1. Но не стоит спешить с выводами, так как есть целый ряд преимуществ, которые предлагает новый разъем:

• Безопасность . Разъем является двусторонним, т.е. можно подключать кабель в любом положении. Это обеспечивает полную безопасность и сохранность гаджета от поломок, которые сопровождаются загнутыми или сломанными контактами.
• Универсальность . Обеспечена полная совместимость со всеми стандартами старого поколения, начиная с USB 1.1.
• Независимость . Type-C, поддерживающий USB 3.1, может обеспечивать подключаемые устройства питанием до 100 Вт. Проще говоря, при подключении идет не просто полноценное энергоснабжение, но и подзарядка аккумуляторов других гаджетов, как от « ».
• Компактность . Разъем имеет очень маленькие габариты, поэтому активно используется в производстве современных и планшетов.

Недостатки

С технической точки зрения USB Type-C практически совершенен. Так почему он до сих пор не стал самым популярным? Почему производители не спешат оснастить им свою технику? Для технического оснащения нет никаких препятствий, однако есть весомые причины, которые тормозят этот процесс.

В первую очередь, он имеет уникальную физическую структуру, поэтому для подключения большинства гаджетов необходимы кабели-переходники, всевозможные разветвители и адаптеры. Если подключаемое устройство не поддерживает USB 3.1, такое подключение просто теряет смысл, так как не будет обеспечена максимальная скорость передачи данных и поддержка питания.

Большинство выпущенной компьютерной, мобильной, аудио- и видеотехники оснащено Type-A, Type-B Mini/Micro, которые не имеют поддержки USB 3.1 или даже 3.0. Массовый переход на USB Type-C снизит спрос на существующие товары, у которых он отсутствует. Независимо от желаний и надежд пользователей, производители осознанно отодвигают эффективную технологию и тормозят ее распространение.

Во-вторых, даже при наличии в двух подключаемых устройствах Type-C получение всех преимуществ может быть недоступно. Это связанно с несовершенной технологией обработки и передачи информации определенных категорий устройств. Например, можно синхронизировать смартфон и персональный компьютер/ноутбук через Type-C. Однако передача данных в обоих направлениях будет ограничена, так как максимальную скорость не сможет обеспечить винчестер.

Да, новая технология доступна, она используется, но до полного перехода пока далеко. Нужно понимать, что в случае полного перехода на USB Type-C придется отправить на утилизацию всю устаревшую технику.

Редко бывает, что одна лишняя буква в названии стандарта грозит совершить революцию в мире интерфейсов передачи данных и гаджетов, но появление последней разновидности USB 3.1 Type-C похоже как раз тот случай. Что же нам обещает принести очередное обновление старого доброго USB интерфейса?

• Скорость передачи данных до 10 GBps
• Возможность запитывания от порта устройств с потребляемой мощностью вплоть до 100Вт
• Размеры коннектора сравнимые с micro-USB
• Симметричность разъёма - у него не существует верха и низа, а значит нет ключа, который часто приводит к повреждениям как самих разъёмов, так и подключаемых через них гаджетов
• С помощью данного интерфейса можно запитывать устройства с напряжением вплоть до 20 вольт
• Больше не существует разных типов коннекторов - А и В. На обоих концах кабеля стоят совершенно одинаковые разъёмы. Как данные так и питающее напряжение могут передаваться через один и тот же разъём в обоих направлениях. В зависимости от ситуации каждый разъём может выступать в роли ведущего или ведомого
• Нам обещают, что конструкция разъёма способна выдерживать до 10 000 подключений
• Возможно использование этого интерфейса для непосредственного подключения вместо некоторых других широко распространённых интерфейсов для быстрого обмена данными.
• Стандарт совместим сверху вниз как c обычным USB 3 интерфейсом, так и с его младшими братьями. Конечно не на прямую, но с помощью переходника через него возможно подключение скажем USB 2.0 диска

Под катом постараюсь разобрать тему по косточкам - начиная от конструкции разъёма и кабеля, и заканчивая кратким обзором профилей оборудования и новинок чипов для поддержки возможностей данного интерфейса. Я долго думал на какой площадке размещать статью, ведь все предыдущие касающиеся этой темы выходили на GT, но в моей публикации так много технических деталей, что она будет полезней не гикам, а потенциальным разработчикам, которым уже сегодня стоит начинать к нему присматриваться. Поэтому рискнул поселить статью тут.

Не буду касаться истории развития USB интерфейса, эта тема не плохо развита в данном комиксе в смысле истории в картинках

Электроника - наука о контактах

Для начала сравнительные фото сегодняшнего героя в компании заслуженных предков.

Коннектор USB Type-C немного крупнее привычного USB 2.0 Micro-B, однако заметно компактнее сдвоенного USB 3.0 Micro-B, не говоря уже о классическом USB Type-A.
Габариты разъема (8,34×2,56 мм) позволяют без особых сложностей использовать его для устройств любого класса, включая смартфоны и планшеты.

Сигнальные и силовые выводы размещены на пластиковой вставке пожалуй это самое слабое его место в центральной части разъёма. Контактная группа USB Type-C содержит 24 вывода. Напомню, что у USB 1.0/2.0 имелось всего 4 контакта, а разъемам USB 3.0 потребовалось уже 9 выводов.

Если внимательно присмотреться к рисунку слева, то видно, что контакты имеют разную длину. Это обеспечивает их замыкание в определённой последовательности. На рисунке в центре мы видим наличие защёлок, которые должны удерживать воткнутый кабель и обеспечивать тактильный щелчок в процессе соединения-рассоединения. На правом графике изображена зависимость усилия в процессе вставки-вынимания разъёма.

Пики, которые мы видим на нём - это моменты срабатывания защёлки.

Можно констатировать, что разработчики стандарта сделали если не всё, то почти всё, чтобы разъём стал максимально удобным и надёжным: он вставляется любым концом и любой стороной с ощутимым щелчком. По их мнению, он способен пережить эту процедуру более 10 тысяч раз.

Многоликий симметричный янус

Крайне приятной и полезной особенностью USB-C стал симметричный дизайн разъёма, позволяющий подключать его к порту любой стороной. Достигается это благодаря симметричному расположению его выводов.

По краям расположены выводы земли. Плюсовые контакты питания также расположены симметрично. В центре находятся контакты, отвечающие за совместимость с интерфейсом USB2 и младше. Им повезло больше всего - они дублируются и поэтому поворот на 180 градусов при соединении не страшен. Синим цветом помечены выводы, отвечающие за высокоскоростной обмен данными. Как мы видим тут всё хитрее. Если мы повернём разъём, то к примеру, выход TX1 поменяется местами с TX2, но одновременно и место входа RX1 займёт RX2.

Выводы Secondary Bus и USB Power Delivery Communication служебные и предназначены для общения между собой двух соединяемых устройств. Ведь им необходимо очень о многом друг другу рассказать, прежде чем начать обмен, но об этом позже.

А пока ещё об одной особенности. Порт USB Type-C изначально разрабатывался в качестве универсального решения. Помимо непосредственной передачи данных по USB, он может также использоваться в альтернативном режиме (Alternate Mode) для реализации сторонних интерфейсов. Такую гибкость USB Type-C использовала ассоциация VESA, внедрив возможность передачи видеопотока посредством DisplayPort Alt Mode.

USB Type-C располагает четырьмя высокоскоростными линиями (парами) Super Speed USB. Если две из них выделяются на нужды DisplayPort, этого достаточно для получения картинки с разрешением 3840×2160. При этом не страдает скорость передачи данных по USB. На пике это все те же 10 Гб/с (для USB 3.1 Gen2). Также передача видеопотока никак не влияет на энергетические способности порта. На нужды DisplayPort может быть выделено даже 4 скоростные линии. В этом случае будут доступны разрешения вплоть до 5120×2880. В таком режиме остаются не задействованы линии USB 2.0, потому USB Type-C все еще сможет параллельно передавать данные, хотя уже с ограниченной скоростью.

В альтернативном режиме для передачи аудиопотока используются контакты SBU1/SBU2, которые преобразуются в каналы AUX+/AUX-. Для протокола USB они не задействуются, потому здесь тоже никаких дополнительных функциональных потерь.

При использовании интерфейса DisplayPort, коннектор USB Type-C по-прежнему можно подключать любой стороной. Необходимое сигнальное согласование предусмотрено изначально.

Подключение устройств с помощью HDMI, DVI и даже D-Sub (VGA) также возможно, но для этого понадобятся отдельные переходники, однако это должны быть активные адаптеры, так как для DisplayPort Alt Mode, не поддерживается режим Dual-Mode Display Port (DP++).

Альтернативный режим USB Type-C может быть использован отнюдь не только для протокола DisplayPort. Возможно, вскоре мы узнаем о том, что данный порт научился, например, передавать данные с помощью PCI Express или Ethernet.

И этому дала, и тому дала. В общем… о питании.

Еще одна важная особенность, которую привносит USB Type-C – возможность передачи по нему энергии мощностью до 100 Вт. Этого хватит не только для питания/зарядки мобильных устройств, но и для работы ноутбуков, мониторов, а если пофантазировать, то и небольшого лабораторного источника питания.

При появлении шины USB, передача энергии была важной, но всё же второстепенной её функцией. Порт USB 1.0 обеспечивал всего 0,75 Вт (0,15 А, 5 В). Достаточно для работы мыши и клавиатуры, но не более того. Для USB 2.0 номинальная сила тока была увеличена до 0,5 А, что позволило получать от неё уже 2,5 Ватта для питания, например, внешних жестких дисков формата 2,5”. Для USB 3.0 номинально предусмотрена сила тока в 0,9 А, что при неизменном напряжении питания в 5В гарантирует мощность в 4,5 Вт. Специальные усиленные разъемы на материнских платах или ноутбуках способны были выдавать до 1,5 А для ускорения зарядки подключенных мобильных устройств, но и это “всего лишь” 7,5 Вт. На фоне этих цифр возможность передачи 100 Вт выглядит чем-то фантастическим.

Для того чтобы наполнить такой энергией порт USB Type-C служит поддержка спецификации USB Power Delivery 2.0 (USB PD). Если таковой нет, порт USB Type-C штатно сможет выдать на гора 7,5 Вт (1,5 А, 5 В) или 15 Вт (3А, 5 В) в зависимости от конфигурации. Для подробного описания этой спецификации в данной статье недостаточно места, да и всё равно я не сделаю это лучше, чем уважаемый stpark в своей замечательной статье .

Однако, совсем обойти эту архиважную тему не получится.

Для того, чтобы обеспечить мощность в 100 ватт при напряжении пять вольт потребуется ток в 20 ампер! Такое при габаритах кабеля USB Type-C возможно пожалуй только если изготовить его из сверхпроводника! Боюсь, что сегодня это будет обходиться пользователям дороговато, поэтому разработчики стандарта пошли по другому пути. Они увеличили напряжение питания до 20 Вольт. “Позвольте, но ведь оно выжжет напрочь мой любимый планшет” - воскликните вы, и будете совершенно правы. Для того, чтобы не пасть жертвой разъярённых пользователей, инженеры задумали хитрый трюк - они ввели систему силовых профилей. Перед соединением любое устройство находится в стандартном режиме. Напряжение в нём ограничено пятью вольтами, а ток двумя амперами. Для соединения с устройствами старого типа этим режимом всё и закончится, а вот для более продвинутых случаев, после обмена данными, устройства переходят в другой согласованный режим работы с расширенными возможностями. Чтобы познакомиться с основными существующими режимами глянем на таблицу.

Профиль 1 гарантирует возможность передачи 10 Вт энергии, второй уже – 18 Вт, третий – 36 Вт, четвёртый целых – 60 Вт, ну а пятый нашу заветную сотню! Порт, соответствующий профилю более высокого уровня, поддерживает все состояния предыдущих по нисходящей. В качестве опорных напряжений выбраны 5В, 12В и 20В. Использование 5В необходимо для совместимости с огромным парком имеющейся USB-периферии. 12В – стандартное напряжение питания различных компонентов систем. 20В предложено с учетом того, что для зарядки аккумуляторов большинства ноутбуков используются внешние БП на 19–20В.

Пара слов о кабелях!

Поддержка описываемого в статье формата в полном объёме потребует огромной работы не только программистов, но и производителей электроники. Потребуется разработать и развернуть производство очень большого количества компонентов. Самое очевидное это разъёмы. Для того, чтобы выдерживать высокие токи питающего напряжения, не оказывать помех передаче сигналов очень высокой частоты, да ещё при этом не выходить из строя после второго коннекта и не вываливаться в самый неподходящий момент, качество их изготовления должно быть радикально выше по сравнению с форматом USB 2.

Для совмещения передачи энергии большой мощности и сигналом с гигабитным трафиком, производителям кабелей придётся серьёзно напрячься.

Полюбуйтесь, как выглядит подходящий для нашей задачи кабель в разрезе.

Кстати, об ограничениях на длину кабелей при использовании интерфейса USB 3.1. Для передачи данных без существенных потерь на скоростях до 10 Гб/c (Gen 2) длина кабеля c разъемами USB Type-C не должна превышать 1 метр, для соединения на скорости до 5 Гб/c (Gen 1) – 2 метра.

Схемотехники производителей материнских плат, докстанций и ноутбуков долго будут ломать голову, как сгенерировать мощность порядка сотни ватт, а трассировщики, как подвести её к разъёму USB Type-C.

Производители чипов на низком старте.

Симметричное подсоединение и работа сигнальных линий в разных режимах потребует применения микросхем высокоскоростных коммутаторов сигналов. Сегодня уже появились первые ласточки. Вот, например, коммутатор от фирмы Texas Instruments, который поддерживает работу в устройствах как в режиме хоста так и ведомого устройства. Он способен коммутировать линии дифференциальных пар с частотой сигнала вплоть до 5ГГц.

При этом размеры чипа HDC3SS460 3.5 на 5.5 мм и в режиме покоя он потребляет ток порядка 1 микроампера. В активном же режиме - меньше миллиампера. Существуют и более продвинутые решения, например чипы производства NXP поддерживают частоту обмена до 10 ГГц.

Стали появляться и менеджеры питания, совмещённые с цепями защиты сигнальных линий от статики, например вот такое изделие от NXP

Оно предназначено для корректной обработки момента подключения разъёма, а так же размыкания цепи питания в случае неполадок. Данный чип уже поддерживает напряжение на VBUS до 30 вольт, а вот с максимальным коммутируемым током всё много хуже - он не должен превышать 1 ампера, что и понятно, учитывая габариты - 1.4 на 1.7 мм!

Безусловным лидером в этой области выступила Cypress, которая выпустила специализированный микроконтроллер с ядром ARM Cortex M0 поддерживающий все пять возможных для стандарта профилей питания.

Типичная схема включения для использования в ноутбуке даёт о нём некоторое представление, а подробнее с ним можно будет ознакомиться скачав даташит.

В отличие от чипа NXP он ориентирован на управление внешними силовыми ключами и поэтому может обеспечить коммутацию требуемых токов и напряжений, не смотря на свои малые размеры.

Внимание, Важная особенность для тех кто уже торопится заказать первые образцы - микроконтроллер не имеет USB интерфейса и не является полным и законченным решением. Он может служить только в качестве менеджера питания. В данный момент открыт предзаказ на поставку образцов и демонстрационных плат. Судьба этого микроконтроллера видимо будет во многом зависеть от того, снабдит ли фирма - производитель разработчиков референсными библиотеками для его использования в разных режимах.

Тот факт, что уже для него уже создано несколько демокитов сильно повышает вероятность последнего.

Лифт в небеса или Вавилонская башня.

Итак сегодня полностью сложилась революционная ситуация. Верхи не могут, а низы не хотят жить по старому. Всем надоела неразбериха с огромным количеством кабелей, зарядных устройств, блоков питания и их низкая надёжность.

Новый стандарт породил невиданную активность. Флагманы электронной индустрии - Apple, Nokia, Asus готовят к выпуску свои первые гаджеты с поддержкой USB Type-C. Китайцы уже штампуют кабели и переходники. На подходе докстанции и хабы с поддержкой высокой нагрузки по мощности. Производители чипов разрабатывают новые микросхемы и думают как бы запихнуть драйвер нового порта в микроконтроллер. Маркетологи решают куда воткнуть новый разъём, а инженеры чешут репу пытаясь реализовать многопрофильные устройства из уже имеющихся электронных компонентов.

Пока не ясно только одно. Что мы получим в результате? Удобный и надёжный разъём, который заменит львиную долю интерфейсов и найдёт повседневное применение, или вавилонское столпотворение, ведь ситуация может начать развиваться по не самому благоприятному сценарию:

Пользователи могут окончательно запутаться в многочисленных спецификациях и кабелях, которые будут выглядеть с виду совершенно одинаково, но при этом будут сертифицированы только под определённые профили. Попробуй разберись с ходу со всеми этими маркировками.

Но даже если получится, то это вряд ли решит проблему - китайцы без зазрения совести легко поставят на любой шнур любой значок. А если надо, то до кучи на каждую сторону одного кабеля разные, их не смутит даже если они будут взаимоисключающими.

Рынок наводнится невероятным количеством переходников разного калибра и сомнительного качества.

Пытаясь подключить одно устройство к другому никогда в результате не будешь знать к какому результату этот процесс приведёт и из-за чего коннект либо вовсе отсутствует, либо всё жутко глючит. То ли один из гаджетов не поддерживает нужный профиль, то ли поддерживает но не слишком корректно, то ли вместо качественного кабеля попалась его грубая китайской подделка. А что прикажете делать, если вдруг на вашем ноутбуке выйдет из строя единственный оставшийся на нём разъём?

До новых встреч.

P.S. Новый стандарт уже приводит к появлению весьма экзотических устройств. Так анонсирован кабель 100 метровой длины, который вроде бы никак не вписывается в стандарты. Вся фишка в том, что он активный. На обоих своих концах кабель имеет преобразователь сигналов USB3 интерфейса в оптический. Сигнал передаётся по оптике и на выходе конвертируется назад. Естественно он не передают энергию, а только данные. При этом каждый из преобразователей на его концах питается от разъёма к которому подключен.
Думаю, что в скором времени для подтверждения подлинности уважающие себя фирмы начнут вставлять в кабели активные метки. Проблема хабов породит невиданную активность у разработчиков и производителей DC-DC преобразователей. Как справедливо заметил уважаемый пользователь

Последние изменения и улучшения технологии USB расширяют выбор интерфейсов для пользователей. Вначале форум по внедрению USB (USB Implementers Forum) переименовал интерфейс USB 3.0 в USB 3.1 Gen 1. При этом технические характеристики интерфейса остались прежними. Затем форум представил USB 3.1 Gen 2 и новый тип физического разъема, который получил название — USB Type C. Мы решили пролить свет на ситуацию вокруг этих стандартов и разъемов.

Технология USB 3.1

В настоящее время технология USB 3.1 Gen 1 (бывш. USB 3.0) поддерживается как стандарт новейшими операционными системами MacOS, Linux и Windows. Интерфейс обеспечивает максимальную теоретическую пропускную способность 5 Гбит/с и актуальную до 3,4 Гбит/с и до 900 мА тока для устройств. В отличие от USB 2.0 версия 3.1 работает в полнодуплексном режиме, другими словами, возможна одновременная отправка и прием данных.

USB 3.1 Gen 2 предлагает пользователям пропускную способность вдвое больше, чем Gen 1: 10 Гбит/с. USB 3.1 Gen 2 не является стандартом для Intel или AMD, но может поддерживаться сторонними драйверами и контроллерами. И хотя Gen 2 получил небольшие изменения протокола, он поддерживает обратную совместимость с Gen 1.

Сфера применения USB 3.1

Итак, технология USB 3.1 предоставляет пользователю значительно увеличенную производительность по сравнению с USB 2.0. При использовании съёмных накопителей будет обеспечена более быстрая передача данных: больших видеофайлов и изображений. USB 3.1 обеспечит поддержку высоких разрешений и частоты кадров для камер, используемых в системах машинного зрения на производственных линиях. Соответственно, и PTZ камеры, используемые как в системах видеонаблюдения, так и в системах видеоконференцсвязи без использования аппаратного кодека, могут поддерживать разрешение 1080p60 и выше. Несомненно, это улучшает качество и уменьшает стоимость систем для видеоконференций, а также позволяет пользователям подключать свои собственные устройства к Skype и WebEx.

Схема расположения выводов USB 3.1

Как и USB 3.0, USB 3.1 получил дополнительные контакты для поддержки SuperSpeed. Контакты D+ и D- остались прежними, включая (power) и (ground). Для обслуживания шины SuperSpeed были добавлены две дополнительные витые пары, которые и обеспечивают двунаправленную передачу данных SuperSpeed: StdA_SSRX+ and StdA_SSRX- (прием) и SSTX+ and StdA_SSTX (передача).

USB Type C

Новый тип физического разъема привносит значительные качественные изменения, которые выделяют его на фоне USB 3.1 Gen 1 и Gen 2. Type C поддерживает передачу данных со скоростью до 40 Гбит/с (альтернативный режим Thunderbolt 3) и тока с мощностью до 100 Ватт. Многие уже оценили форму разъема: его можно вставлять любой стороной. И коннектор, и соединитель получились довольно компактными и намного более прочными, чем альтернативы, например, micro USB. Кабели получили маркировку электронным чипом для правильного использования и предотвращения ситуаций, когда он не совместим или передаётся слишком большая мощность на устройство, которое ее не поддерживает. Type C обратно совместим с USB 2.0, 3.1 Gen 1 и 3.1 Gen 2.

Type C может как потреблять, так и обеспечивать питание. Один и тот же порт может использоваться как для подключения флеш накопителя, так и для зарядки ноутбука. Кроме этого, зарядка от Type C таких устройств, как смартфоны и планшеты, происходит быстрее.

Альтернативные режимы

USB Type C может работать в так называемых альтернативных режимах, которые позволяют передавать через разъем и кабели не только USB данные. При этом задействуются другие физические протоколы, и с каждым из них обеспечивается передача тока с мощностью до 100 Ватт.

• Альтернативный режим DisplayPort – поддержка передачи видео с разрешением до 4Kp60 4:4:4 с версией DisplayPort 1.3. Одновременная передача USB 3.1 Gen 2 и USB 2.0.
• Альтернативный режим Mobil High-Definition Link (MHL) — поддержка передачи видео с разрешением до 4Kp60 (1 линия) или до 8Kp60 (4 линии) с использованием MHL 1.0, поддержка USB 2.0 и 3.1 в зависимости от конфигурации.
• Альтернативный режим Thunderbolt 3 – поддержка до двух дисплеев с разрешением до 4Kp60, передача PCIe 3.0, DisplayPort, USB 2.0 и 3.1, в зависимости от конфигурации.
• Альтернативный режим HDMI – поддержка спецификации HDMI 1.4b (4Kp30, 4Kp60 4:2:0), без поддержки одновременной передачи USB 3.1 в любой конфигурации.

Тенденции вокруг USB-C

Особенности и преимущества USB Type C, безусловно, отразятся на увеличении присутствия разъема в мобильных устройствах и ноутбуках. Среди устройств с данным типом разъема ожидаются флеш накопители, различные док-станции, мониторы и адаптеры для устаревших интерфейсов. К 2019 году ожидается поставка до двух миллиардов самых разных устройств.

Сегодня я расскажу вам о различных USB type-C кабелях. И постараюсь развеять сомнения о их целесообразности. На обзоре присутствуют кабеля компании Orico, которые предназначены для подключения вашего устройства с новомодным разъёмом к компьютеру или другому устройству с USB 2.0 и USB 3.0 портами.

Разъём USB type-C только набирает популярность и многие его не просто «в глаза не видели», но и не понимают какие новшества за ним стоят. На основе чего распространяются мнения типа «всё сгорит» и «зачем мне ещё один разъём?».

Я постараюсь рассказать своими словами. Остальные же могут найти спецификацию «USB Type-C Specification Release 1.1.pdf». .

В тексте я использую слово «разъём» как обобщающее слово для понятий «коннектор», «гнездо», «соединитель», «порт» и т.д.

Исторические сведения

А теперь на пальцах. Давным давно, в одной далёкой, далёкой галактике была разработана спецификация передачи данных под названием «USB» v1.0. Потом USB 1.1 нанёс ответный удар. USB 2.0 пошёл в массы. А уж USB 3.0 хоть и не повсеместно, но успешно обосновался в различных устройствах. Стандарт USB 3.1 внёс уточнения и поправки. И, самое главное, у каждого стандарта имелась кучка соответствующих разъёмов. По разъёму на разные типы устройств с разным предназанчением и частичной обратной совместимостью - USB type-A, USB micro-A, USB Micro-B SuperSpeed.
Именно накопившееся разнообразие и неполная совместимость внесли путаницу, неудобства и породили много шуток. Так вот, новый стандарт USB type-C стал «новой надеждой». Он не вносит изменений в стандарт передачи данных (но на самом деле добавляет). Это стандарт разъёма, который объединяет достоинства разъёмов всех предыдущих USB стандартов и избегает их недостатков.

Свойства USB type-C

Основные ново введения:
- один разъём для всего (для принтеров, смартфонов, флешек … мониторов!)
- разъём зеркальный (не нужно гадать каким боком его вставлять)
- малые габариты (он чуть больше чем micro USB)
- разъём очень надёжно фиксируется в гнезде (ура!)
- должен выдерживать до 10 000 подключений
- в разъёме реализована поддержка стандартов USB 1.0 – USB 3.1
- он предлагает устройствам самостоятельно решать кому быть ведущим\ведомым и источником\потребителем питания
- кабель может быть пассивным и активным (с электроникой внутри)

Основные старо введения:
- стандарт не определяет длину провода, её уже определили в стандартах передачи данных
- разъём выдерживает до 5А, но это описано в стандартах BC1.2 и Power Delivery

Далее можно рассказать о интеграции DisplayPort, передаче звука и прочем. И я постараюсь это сделать в следующих обзорах, но пока что давайте рассмотрим на реализацию трёх USB type-C кабелей с обратной совместимостью.

Распаковка

И только теперь рассмотрим полученную посылку. На обзор попали

Каждый из них упакован в кулёчек, в картонную коробочку и ещё в один кулёчек. Две из трёх коробочек помялись при транспортировке. Все кабели имеют длину ровно 1 метр, толщину 3 мм (кроме LCU-10-BK, он 4 мм). Провода немного жестковаты и с удовольствием возвращаются в своё старое положение.

Распиновка

Что привнесла универсальность в обратную совместимость?
В стандартах USB 2.0 – USB 3.1 Роли ведущий \ ведомый определяются через форму разъёма.
В стандарте USB type-C роли ведущий \ ведомый определяются через подтягивающий резистор к земле или питанию. Так что подключение одного лишь кабеля говорит USB type-C устройству чего можно ожидать на другом конце.

Тестовый стенд

Сам стенд выглядит следующим образом.


Я на нём уже тестировал различные кабели, так что есть с чем сравнивать. Зарядное достаточно мощное и имеет хорошую стабильность по напряжению на выходе. Используемый тестер может нагружать зарядное током заданной величины и сохранять все данные измерений.

В таблицу внесены результаты измерений кабелей при разных токах.

* столбец Direct показывает напряжения без какого-либо кабеля. Остальные столбцы нужно сравнивать с Direct и друг с другом.
* серый столбец ECU10bk показывает результат включения USB type-C разъёма другой стороной.
* остальные серые столбцы содержат данные о некоторых ранее измеренных мной кабелях.

Резюме

Пока что устройств с новым разъёмом очень мало и статья предназначена тем счастливчикам,
которые ищут подобные «мостики» между поколениями.

* Разъём USB type-C показал себя во всей красе. Он легко вставляется, крепко удерживается и с усилием вынимается. И имеет зеркальное расположение контактов.

* самый популярный кабель ECU-10-BK (USB type-C to USB type-A) показал хорошие результаты. Он может безболезненно пропустить через себя около 2А. Но да, он не дотягивает до своих метровых сородичей.

* немного специфический кабель LCU-10-BK (USB type-C to micro USB 3.0) внезапно показал полностью идентичные результаты при разной толщине кабеля и разных разъёмах. Даже странно как-то.

* что случилось с кабелем MCU-10-BK (USB type-C to micro USB 2.0) не могу сказать. Возможно, это просто брак.

P.S. проверка скоростных характеристик будет, но в другом обзоре.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Планирую купить +8 Добавить в избранное Обзор понравился +22 +29

Надежный стандарт порта Universal Serial Bus (Универсальная последовательная шина) является одним из наиболее часто используемых на планете. Но Форум USB разработчиков, компендиум, образованный такими компаниями, как Intel, Microsoft, Apple, HP чтоб следить за развитием этого стандарта, не почивает на лаврах. Последняя версия стандарта , а также новые устройства и компьютерные компоненты, придерживающиеся ного стандарта, которые только начинают поступать на рынок. Так в чем она отличается (и лучше) от более старых версий USB 2.0 и 3.0? И в чем разница между 3.1, 1 и 2 поколений?

Азы USB портов.

Прежде всего, является стандартом, и не следует путать с формой портов в вашем компьютере или кабелях, которые подключаются к нему. устройства и компьютеры могут использовать оба разъема на концах кабеля, в то время как USB Type-A - прямоугольный штекер, который используется большинством устройств, USB Type-B - разъем квадратной формы, который в основном используется для принтеров, внешних жестких дисков. Более мелкие разъемы, как mini USB и micro USB могут быть не совместимы, поэтому иногда используется разъем USB Micro Type-B, как на телефонах, подобных Galaxy Note 3. Это позволяет увеличить скорость передачи данных в спецификации USB 3.0, но до сих пор позволяет использовать более старые micro USB кабели для стандартной зарядки и передачи данных.

USB 3.0 / 3.1 также совместим с , последним дизайном разъема, который только начинает входить в оборот благодаря устройствам, как новый MacBook, Chromebook Pixel второго поколения, а также смартфон OnePlus 2. Этот реверсивный штекер отличается от , хотя производители могут выбрать для поддержки оба сразу, что безусловно, возможно. Например, 2015 MacBook и Chromebook второго поколения поддерживают стандарт на своих портах , в то время как OnePlus 2 использует стандарт USB 2.0, несмотря на порт .

В течение в 2016 года и далее, ожидаются более полные материнские платы, ноутбуки, планшеты и смартфоны, оснащенные портами, благодаря своему небольшому размеру и зеркальному исполнению. Эти порты могут или не могут быть оборудованы или более поздними версиями, из-за расходов или совместимости аппаратных средств.

Жажда скорости (передачи данных) .

Самым большим улучшением стандарта является повышение пропускной способности передачи данных до 10 Гбит/сек. Новая спецификация SuperSpeed ​​USB во втором поколении обеспечивает улучшенное кодирование и эффективность передачи данных, удвоение скорости стандарта первого поколения (5 Гбит/сек ). Говоря с более практической точки зрения, содержание полностью загруженного 50 Гигабайтного диска Blu-Ray может быть передано через второго поколения всего за 38 секунд. Конечно, это при условии, что у вас есть необходимые порты и кабели на обоих концах, и что оба устройства считывания и записи могут передавать данные на этой скорости - самые быстрые накопители(например ) потребительского класса могут записывать данные только на часть этой скорости. Кроме того, второе поколение настолько новое, что в настоящее время существует очень мало устройств, поддерживающих его. Немного более старый стандарт, первого поколения поддерживает только скорость до 5 Гбит/сек , как и USB 3.0. USB 3.0 и первого поколения очень похожи, на самом деле - последний в основном отличается благодаря нескольким устройствам , которые поддерживают его. Кроме того, любое устройство USB 3.0, 3.1 первого или второго поколения предпочтительнее старого стандарта USB 2.0, чей потолок 480 Мбит/сек , что значительно медленнее всех последующих альтернатив.

Благодаря более высокой пропускной способности данных USB 3.0 и 3.1 могут быть использованы для передачи видео. Уже есть адаптеры, позволяющие ПК и Mac выдавать видео высокой четкости на монитор или телевизор через стандартный порт USB, а также новые версии позволяют более быструю и плавную передачу видео с более высоким разрешением. поддерживает спецификацию , выводящую видео со скоростью до 4К. Вполне возможно, что сможет заменить существующие стандарты и порты HDMI, DVI и DisplayPort, хотя это кажется маловероятным в краткосрочной перспективе.

Добавим энергии.

Современные устройства, такие как телефоны, планшеты и даже ноутбуки оснащаются более крупными и более эффективными батареями, так что необходимо как можно безопаснее получить для них нужное количество электричества. Новейшие технологии быстрой зарядки могут достигать до 15 Вт и заряжать устройства гораздо быстрее, чем более старого стандарта 2.1. Тем не менее, этого недостаточно, чтобы насытить жажду производителей.

USB 3.0 и 3.1 и поддерживает спецификации энергоснабжения USB, которая поддерживает максимум 20 вольт на 5 ампер в общей сложности до 100 Вт мощности. Это означает, что существует очень мало портативных устройств, которые не могут быть обеспечены этим стандартом - недавно выпущенные модели Macbook и Chromebook Pixel заряжаются через их USB порты со стандартным адаптером питания, используя 29 Вт и 60 Вт, соответственно.

Сравнение с Thunderbolt.

Вот где все становится запутанным. Фирменный стандарт Thunderbolt от Intel, который конкурирует с , иногда совместим с ним, используя те же кабели. Во-первых, давайте сравним скорость. Thunderbolt версия 3 может обрабатывать передачу данных со скоростью до 40 Гбит/сек, потенциально в четыре раза быстрее, чем второго поколения. Версии Thunderbolt 1 и 2 используются патентованный кабель, который не совместим с USB, так что некоторые компьютеры, как и Macbook Pro оснащены USB и Thunderbolt 3 портами.

Начиная с Thunderbolt 3, Intel перешли на порты, а также кабели и сделали стандарт, кросс-совместимый с . Это означает, что если производитель поддерживает его, то же устройство можно использовать как Thunderbolt и режимы работы для передачи данных, видео и питания. порт на 2015 Macbook совместим с первого поколения и Thunderbolt 3, а также адаптерами для стандартного кабеля USB Type-A и старых портов Thunderbolt.

В настоящее время Thunderbolt в основном используется на устройствах Apple и в специализированных областях для более высокой скорости передачи данных, таких как редактирование видео. В то время как MacBook и MacBook Pro линейка от Apple, вероятно, продолжит поддерживать его, порты USB, совместимые с и Thunderbolt 3 могут быть редкими на материнских платах ПК и ноутбуках.

Революция ?

Первого поколения уже доступен на многих материнских платах и нескольких портативных устройствах, и тем быстрее стандарт второго поколения появляется на портативных жестких дисках, корпусах и адаптерах. Пока набирает популярность у производителей как порт на ноутбуках и телефонах, первого и второго поколений, скорее всего, распространится намного быстрее через индустрию бытовой электроники. Уже сегодня вы можете приобрести флагманские телефоны с поддержкой стандарта второго поколения, а также ноутбуки и настольные компьютеры.

Vention, special for you!