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詳解USB C以及USB 3.1,二者有什么區別

時間:2021-02-17    來源:本站    點擊:2651次   

[摘要]USB Type-C接口以及USB 3.1標準的到來,理應為消費者提供更多便利。然而就目前來看,似乎這些新標準非但沒有為消費者提供了更好的使用體驗,反而帶來了諸多隱患。Google的工程師Benson Leung最近就發現,市場上為數不少的USB-C數據線并沒有完全符合最新的USB規范標準。

詳解USB C以及USB 3.1,二者有什么區別


(文章來源:雷鋒網)


USB Type-C接口以及USB 3.1標準的到來,理應為消費者提供更多便利。然而就目前來看,似乎這些新標準非但沒有為消費者提供了更好的使用體驗,反而帶來了諸多隱患。Google的工程師Benson Leung最近就發現,市場上為數不少的USB-C數據線并沒有完全符合最新的USB規范標準。


首先,我們應該明確的是,雖然在一些網站或是產品介紹中,USB-C和USB 3.1經常會一起出現,但實際上USB-C并不等同于USB 3.1。USB 3.1是一個行業標準,該標準由英特爾等大公司發起。USB 3.1最大的特點就是數據傳輸極為迅速,理論上速度可以達到10Gbps。而USB Type-C則是一種連接器的規范,由Type-C插頭和Type-C插座組成。


在最新的USB 3.1標準中,有三種接口樣式,一個是Type-A(即Standard-A,傳統計算機上最常見的USB接口樣式),一個是Type-B(既Micro-B,目前主流Android智能手機使用的接口樣式),另外一個就是Type-C(即上面提到的全新設計的接口樣式)。


那么我們應該就能很容易理解了。雖然USB Type-C是基于USB 3.1進行設計的,但這并不意味著使用這種連接方式的設備就一定都是支持USB 3.1標準的;而與我們所想的正相反的是,對于較為老舊的USB 3.0 Type-A接口的設備來說,卻是能夠兼容USB 3.1標準的。


那么為什么有些設備使用了不兼容USB 3.1標準的USB Type-C接口呢?這么做的意義何在呢?沒錯,就是為了方便——因為USB-C接口和蘋果的Lightning接口一樣,沒有正反面之分,直接插進去就對了,舒服過癮夠痛快。還有一個值得一提的是,每一代USB標準的更新除了帶來數據傳輸速度的加快以外還會有擴展性的加強、電流傳輸速率的加快等內部技術的更新。


最初的USB標準由于并不具備電力供應能力,因此USB 1.0及2.0的供電功率僅為2.5w(0.5A/5v)。雖然這足以為手機等小型電子設備供電,但是對于移動硬盤這種設備來說,顯然遠遠不夠。而且即便是為手機充電,就現在而言2.5w也顯得不是那么的充沛。而USB 3.0就因此應運而生,它的供電功率可達4.5w(0.9a/5v)。USB-Type C 1.1規范也帶有自己的供電運行模式,在該規范下USB- Type C接口能夠用于快速充電。


作為供電標準的一部分,新的電源管理系統介紹了采用了新的雙向數據信道所需的供電水平。這是為了確保其與傳統設備的兼容性,并減少因不符合要求的數據線而導致的設備損壞。USB 3.0和3.1之間的主要區別就是:3.1支持高達兩倍于3.0的峰值數據傳輸速率。大多數設備都有可能會直接跳到3.1,而開發者的任務就是確保他們的設備能夠支持這兩種最新的標準,同時確保其設備的向下兼容性。


但是,當談及到傳輸速率時,我們必須要從整體來去看待,因為這就和木桶定律一樣,其中的任何一環沒有達到標準都會直接影響到最終的速率。例如,把USB 3.1設備插到USB 2.0接口上就會把傳輸速率限制在480 Mbps。而在實際應用中,硬件同樣會嚴重制約你的傳輸速率,比如硬盤本身。


所以我們可以簡單理解為:USB-C指的是雙向的連接類型,而像“3.1”這樣的版本號指的是數據傳輸速度和其他規格,例如接口或是數據線的規格。然而,這兩者無論哪個都沒有嚴格界定USB供電規范或是峰值電流規范,而且關于設備或數據線的兼容性也并未加以強調。 


所以,這就產生了許多潛在的隱患,而這種不確定的表述是十分危險的。而其中的部分原因就是這些人在制定標準的時候試圖在能夠兼容舊設備的基礎上推進新技術。希望這個表格能夠幫助廠商詳細了解不同版本的供電標準,能夠生產出符合行業標準的產品。而這既是對其產品的負責,也是對使用者的負責。


好吧,如果你還在耐心的繼續看這篇文章,我們就可以開始談一些和這些標準有關的切合我們生活的一些事情了。讓我們來揭露一下關于數據線和連接器的那點事。


詳解USB C以及USB 3.1,二者有什么區別


對于那些使用USB來供電的設備,其電流是通過連接器的CC引腳來實現的,這在新的2.0標準中有詳細介紹。這種充電器和設備之間的電流交換,能夠提供高達100W的功率,在最極端的情況下,電流最高可達到5A/20V。這個模式最有可能被筆記本電腦或其他更耗電的設備所使用,因為它能夠支持更高的電壓模式。 


那么重點來了。在連接器中,微控制器之間的信號交換能夠按需提供正確的電壓和電流設置,而如果這些微控制器之間沒有信號交換的話就意味著這些高功率模式將不能被激活,但仍能夠匹配使用所有的低功耗模式。這就意味著如果僅是在較低的功率下使用,如只是作為智能手機等設備的數據線的話,就可以去掉這些額外的技術成本。


對基本的USB-C 1.0、1.1版本而言,5V的設備可以最高提供3A的電流而無需使用USB PD。和它們相比,通過CC引腳的電流電壓被提高到了5V,當開始通電后該數值將被持續監測,以確定電流符合設備所要求的輸出功率。電流的大小是由上拉電阻器Rp來控制的,通過這一元件可以把電流設置為特定的值,如0.9A、1.5A或3A。


詳解USB C以及USB 3.1,二者有什么區別


對于USB-C to USB-C的連接而言,因為端口都是在同一標準建造的,所以這些較高的電流模式是可以承受的,而這就是我們常說的快速充電功能。然而,最近卻傳出了有關傳統適配器數據線的很多的問題,產生這些問題的主要原因就是這些人把配有USB-Type-C的新型手機或是筆記本電腦插上了一個Type-A型的PC端口或充電器。


我們并不是擔心這樣做所帶來的充電速度的問題,而是擔心設備之間的電流傳輸功率。由于USB Type-C標準明確規定了能夠提供較高功率的電流傳輸但卻不能在高功率下兼容舊的Type-B或其他標準連接器,所以,其實數據線的制造商都應該使用CC連接器以及Rp電阻,以確保設備不會嘗試去過多的從舊的充電器或設備獲取適配器本身所無法承受的高功率供電。


希望大家讀到現在后,都能夠對USB Type C和USB3.1有所了解了。USB 3.1提供了非??斓臄祿鬏斔俣?,但實際上只有當連接的數據線和數據線兩端的設備都符合3.1標準的時候才能夠真正發揮其速度上的優勢。請記住,雖然它們都必須符合3.1標準,但這并不是說它們都必須支持USB Type C連接器。


而產生這個問題的核心原因是:目前沒有一個很簡單的方法能夠來看出,消費者所想要購買的數據線中是否有電阻,電阻的設置是否正確。不過我們可以確定的是,只使用購買設備時附贈的或是直接購買該設備生產商所售賣的數據線是一個最穩妥的方式,但是請記住,該設備的數據線可能并不能與其他設備兼容。


不幸的是,大多數售賣的數據線并沒有可供參考的詳細的參數說明,而這極有可能會產生誤導。不過,我們可以嘗試在生產商的官方產品頁面或是包裝上看看能否找到USB-IF認證的相關描述。USB-IF是一個專門測試數據線是否符合標準的非營利性組織。雖然不是每一個廠家都會去找它們認證,但該認證標準是可以作為數據線的安全性和可靠性的一個標桿。


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