Большинство пользователей, выбирая себе новый смартфон, планшет или лэптоп, обнаруживают в описании девайса незнакомый интерфейс. Называется он разъем USB Type-C. Что это за порт? О нем действительно знают немногие. Хотя USB Type-C обещает стать новым трендом и постепенно внедриться на все устройства, которые оснащаются классическим USB. Ведь он предлагает повышенную скорость и улучшенную функциональность. Хотите знать больше? С удовольствием более детально расскажем вам об USB Type-C и о том, зачем его постепенно внедряют во многие гаджеты.
В настоящее время практически все устройства оснащаются разъемом USB (точнее, USB type-A). От ПК до смартфонов и разнообразных накопителей с лэптопами. USB – это повсеместный и наиболее популярный стандарт.
Впервые в свет он появился аж в ноябре 1995 года. Сам стандарт назывался – USB 1.0. Широкого распространения он не получил. А вот его «брат» USB 1.1 в конце 90-х годов прошлого столетия стал присутствовать на задней панели почти каждого . Правда, производители периферийных устройств не сразу перешли на этот стандарт. Понадобилось пару лет, чтобы клавиатуры, мыши, принтеры и другие аксессуары начали комплектоваться USB-портом.
Наконец, в 2001 году разработали стандарт USB 2.0, который и по сей день является самым распространенным. Он обеспечил скорость передачи данных почти в 500 Мбит/с. Но настоящим прорывом стала спецификация USB 3.0. Ведь скорость передачи в рамках этого интерфейса составила 5 Гбит/с. Какие еще нововведения шли с ним? Появилось 5 дополнительных контактов, а максимальный ток увеличился с 500 мА до 900 мА.
Последним шагом на пути к появлению USB Type-C стало принятие стандарта 3.1. Произошло это в 2013 году. Как раз данный стандарт и ввел новый разъем Type-C (пришел на смену обычному Type-A), с поддержкой питания до 100 Вт и удвоенной скоростью передачи данных по сравнению с USB 3.0 (до 10 Гбит/с).
Подробнее об USB Type-C и его преимуществах
Так что же собой представляет USB Type-C? По сути, это новая модификация стандартного USB. Причем внешне этот разъем выглядит как более тонкий порт. Его габариты – всего лишь 8,34х2,56 мм. Это примерно 1/3 «старого» USB Type-A. То есть размеры очень близки к lightning в айфонах и micro usb в android смартфонах.
Форма коннектора при этом овальная и симметричная. За счет чего пользователям не надо угадывать, какой стороной вставлять флешку или конец кабеля в устройство, как было раньше. Это можно делать и вовсе не глядя, в темноте или одной рукой. Тем самым, USB Type-C очень удобен. А еще и безопасен. Ведь подключать коннектор можно в любом положении, не боясь сломать разъем.
Какие еще есть преимущества у USB Type-C? Их довольно много:
- Универсальность и совместимость . Может функционировать во многих режимах и поддерживать разные протоколы. То есть к такому разъему при желании легко подсоединить кабели HDMI, VGA, DisplayPort и другие варианты соединений ПК или ноутбука с периферией. Правда, потребуются специальные переходники. Ведь как еще «впихнуть» громоздкий и огромный коннектор от принтера или мыши в тонкий современный порт? К тому же, стандарт USB 3.1 хорошо совместим с предшествующими ему версиями USB. Для подключения старой периферии в порт Type-C требуется лишь адаптер-переходник.
- Компактность . За счет миниатюрных размеров может применяться в нетбуках, смартфонах, планшетах и в других всевозможных устройствах. При этом активно внедряя интерфейс USB Type-C, можно делать технику еще изящнее, тоньше и компактнее.
- Возможность питать другие устройства. Как мы уже отмечали, в USB 3.1 увеличили максимальную передаваемую мощность до 100 Вт (при наличии спецификации USB Power Delivery!). Для сравнения – средний ноутбук требует около 60 Ватт. То есть через USB Type-C его можно будет спокойно зарядить (что уже реализовано на новом макбуке и на «хромбуке» Pixel от Google). Тогда как порт USB 2.0 обеспечивает передачу тока лишь максимум в два с половиной ватта. Этого хватает максимум для неполной и длительной подзарядки слабенького смартфона. Выходит, что при подключении через USB Type-C различных периферийных устройств можно обойтись без дополнительного источника питания, ограничившись одним шнуром.
- Высокая скорость . При использовании стандарта USB 3.1 достигается скорость передачи данных в 10 Гбит/с. Это действительно отличный показатель. Хоть до рекорда далеко. Ведь он не так быстр, как интерфейс Thunderbolt 2, реализованный в моделях макбук айр и про, где скорость доходит до 20 Гбит/c.
Что же получается? Выход в свет USB Type-C предполагает полную замену устаревших технологий юсб-соединения. Для этого этот интерфейс и был разработан. Его «миссия» – сделать так, что чтобы всевозможные варианты типа мини или микро юсб не понадобилось выпускать вовсе. Также новый стандарт призван сделать универсальными и все шнуры, которые служат для зарядки девайсов. Идея хорошая, но насколько она реализована сейчас?
Есть ли недостатки?
Имеются у USB Type-C недостатки? Без них не обошлось. Специалисты относят к минусам следующее:
- Физическая конструкция разъема и штекера из-за небольших размеров получилась довольно хрупкой. Хотя многочисленные испытания показали, что механический ресурс разъема USB Type-C составляет порядка 10 000 подключений. А это ничуть не меньше, чем у юсб 2.0.
- Еще один недостаток – для полноценной работы с «юсб тайп си» требуются переходники. Иначе многие устройства через данный интерфейс просто не подключить.
- USB Type-C должен работать лишь с кабелями, аксессуарами и гаджетами, способными выдерживать определенный уровень напряжения. Иначе велик риск того, что шнур и/или устройство подвергнется возгоранию. Нечто подобное случилось с флагманской моделью самсунг галакси ноте 7, при пользовании которой неоднократно фиксировались случаи взрывания устройства. Поэтому для подключения через USB Type-C не стоит приобретать дешевые изделия из Китая. Только надежные проверенные бренды.
Для справки! Если вам нужен шнур не только для подключения, но и для подзарядки, то следует проверить, поддерживает ли он USB Power Delivery. В свою очередь, для соединения через HDMI, MHL или DisplayPort понадобится USB-C кабель с функцией альтернативного режима.
Есть ли разница между USB Type-C и USB 3.1?
USB Type-C – это то же самое, что USB 3.1? Конечно, нет. Правильно говорить так: USB 3.1 является основным протоколом передачи данных для Type-C. Причем последний – это просто геометрическая форма. Не более. В ней можно поместить USB 2.0, и его «потомка» – 3.0. Гипотетически ничего не мешает реализовать в рамках данного порта и штекера «почтенного старичка» USB 1.1.
Кстати, некоторые производители так и делают. Взять тот же планшет нокиа н1. Он комплектуется новым разъемом USB Type-C, но внутри него все та же знакомая и привычная нам логика шины USB 2.0.
Современные устройства с USB Type-C
Заметим, что девайсов с USB 3.1 в наши дни еще немного. Технология новая. Поэтому стандарт не успел внедриться и стать распространенным. Не так уж широко на рынке представлены и устройства с кабелем/разъемом USB Type-C.
Если говорить про смартфоны, то это:
- Google Nexus 6P
- Google Nexus 5X
- Microsoft Lumia 950 XL
- Meizu Pro 6
- Samsung Galaxy S8 и S8+
- LG Nexus 5X и пр.
Конечно, это не все. «Юсб тайп си» с полной поддержкой USB 3.1 есть на материнской плате MSI Z97A Gaming 6. Популярные материнки ASUS X99-A и ASUS Z97-A также поддерживают юсб версии 3.1. (только вот разъема Type-C у них нет).
Не составит труда встретить на прилавках компьютерных магазинов и флешки с новым портом. Например, компания SanDisk представила не так давно 32-гиговый накопитель с двумя разъемами: классическим USB Type-A и USB Type-C. И это не единичный пример. Так, в ассортименте известного производителя компьютерных комплектующих LaCie есть внешний жесткий диск для макбука с поддержкой USB 3.1 Type-C. Присутствует данный интерфейс и на Transcend JetFlash 890.
При этом формально первым девайсом, оснащенным портом USB Type-C, был планшет Nokia N1. «Поддержал» его затем и MacBook с 12-дюймовым дисплеем. Создатели «яблочного» ноутбука также решили познакомить общественность с новым USB Type-C, оснастив свою модель этим разъемом.
Получается, что USB Type-C – все еще редкость? По сути, да. Но постепенное внедрение этого интерфейса началось и это самое главное.
Почему USB Type-C все еще не обрел популярность?
Многие специалисты с уверенностью говорят, что однажды USB Type-C вытеснит многообразные варианты USB-портов, став единственным стандартом для разных устройств – ноутбуков, ПК, смартфонов, планшетов, плееров и пр. В будущем, скорее всего, этому разъему действительно удастся заменить и порт 3,5 мм для наушников, и HDMI-интерфейс, используемый в наше время для передачи видео.
Однако почему до сих пор USB Type-C не стал мегапопулярным и не получил широкое распространение? Все предельно просто. В случае полного перехода на данный стандарт придется отправить в утиль всю имеющуюся технику. Будь это смартфон, планшет, ПК, флешка и пр.
Что если использовать кабели-переходники, всевозможные разветвлители и адаптеры? Это не вариант. Если подключаемое устройство не поддерживает юсб 3.1, то соединение просто бессмысленно, ведь не будет достигнута максимальная скорость передачи данных и поддержка питания.
Поэтому нужно время, чтобы старые порты ушли в прошлое, а USB Type-C смог безболезненно заменить их. Сколько его потребуется? Наверное, пару лет. Ускорить процесс может только поддержка «больших» компаний, которые станут активно внедрять этот стандарт. При этом не исключено, что прогресс предложит нам в скором времени новый интерфейс, способный отправить USB Type-C на «пенсию» раньше положенного срока.
В своих материалах, посвященных выбору -, тонких ультра- и прочих буков я нет-нет, да и упоминал интерфейс USB Type-C, наличие которого – несомненное достоинство той или иной модели компьютера. Пусть и небольшое преимущество, несравнимое по значимости с , видеокартой и проч., но мы то ведь знаем, кто кроется в деталях, и именно эти маленькие плюсики и минусики и могут склонить чашу выбора в ту или иную сторону, повлияв на решение, какую модель предпочесть и какой ноутбук купить. Итак, USB Type-C — что это, с чем едят, в смысле, как и для чего его можно использовать и нужен ли он вообще. Разбираемся?
USB Type-C – что в имени тебе моем?
Историю появления и развития интерфейса USB я повторять не буду. Он стал настолько привычным, что даже принятое некогда кем-то решение сделать разъем несимметричным все еще бесит, но уже не сильно. Речь о том, что вставлять флешку или кабель в привычное USB-гнездо надо в определенном положении. Как часто вам удавалось с первого раза подключить устройство в разъем на задней стороне системного блока с первого раза? А со второго? Ну максимум с третьего.
Правда, нельзя не отметить, что разъем надежен, выдерживает большое количество подключений, способен хорошо противостоять (в разумных пределах, конечно) механическим нагрузкам. Но из этих качеств вытекает и недостаток – для компактных устройств в своем оригинальном виде (Type-A) он слишком громоздок.
Какой выход? Сделать то же, но меньше, в итоге появился Mini-USB, Micro-USB. Стало лучше? Да, но все равно как-то неудобно, для разных устройств нужны разные кабели или переходники, да и вставлять даже маленькие разъемы все равно надо определенным образом.
Так вот, Type-C – это новый стандарт разъема, который наконец то (чепчики вверх и пробки от шампанского в потолок) стал симметричным! Его компактность и универсальность позволяет заменить весь существующий «зоопарк» вариантов разъемов и, соответственно, кабелей. При этом разрабатывался он под новую спецификацию стандарта USB, который получил номер 3.1.
Основные характеристики стандартов 3.0 и 3.1 приведены в таблице.
| Версия | USB 3.0 | ||
| Макс. скорость передачи, Гб/с | 5 | 5 | 10 |
| Макс. ток, А | 0.9 | 5 | |
| Кодирование | 8b/10b | 128b/132b | |
| Длина кабеля, м | 2-3 | 1 | |
| Ресурс (количество подключений) | 1500 (Type-A) | 10000 | |
Добавим, что через Type-C можно (учитывая ток в 5 А) заряжать само устройство, подключать внешний монитор, периферийные устройства, накопители… Получается, что если в ноутбуке имеется такой разъем, значит, можно будет воспользоваться всеми этими благами?
— А то спустишь воду, а там может быть…
— Что там может быть?
— Все, что угодно, понял?
© «Особенности национальной рыбалки»
Не совсем так. Вы гарантированно получите новый компактный разъем и USB в нем. Я намеренно не указываю, какая версия протокола там может быть, ибо Type-C – это спецификация разъема и того, что в нем МОЖЕТ быть, а вот что используется в конкретной модели планшета или ноутбука – это уже зависит от производителя этого гаджета.
Type-C – возможности
Как уже стало, надеюсь, понятно, новый разъем – это уже больше, чем просто USB, причем, намного больше. В, если можно так сказать, «базовой» конфигурации он обеспечивает работу USB 3.1 со всеми преимуществами этой новой версии интерфейса.
Все остальные «плюшки» – это альтернативные режимы работы Type-C, которые определенным образом помечаются на корпусе устройства. Причем, изменения могут приводить как к расширению используемых возможностей, так и к тому, что USB 3.1 может быть заменен на 3.0 или даже на 2.0. Приведем те варианты, которые могут встретиться на данный момент, ибо возможности этого разъема еще далеко не исчерпаны.
| DisplayPort. Через Type-C можно подключить внешний дисплей с максимальным разрешением 3840 х 2400 точек. Такая возможность должна быть отмечена либо на корпусе ноутбука соответствующим значком, либо указана в спецификации на устройство. | |
 | HDMI. Появилась возможность подключения внешних устройств без адаптеров, напрямую при помощи HDMI версии 1.4. |
| Thunderbolt. Поддержка режима совместимости с протоколом Thunderbolt 3. | |
 | Power Delivery (PD). Спецификация нового стандарта, обеспечивающего передачу токов мощностью до 100 Вт в обе стороны, что позволяет заряжать ноутбук через этот порт, или, наоборот, запитывать подключенное через него внешнее устройство, например, внешний дисплей. На корпусе устройства такой разъем обычно помечается буками PD, нанесением значка в виде батарейки, хотя могут быть и другие варианты. Если поддержки PD нет, то максимальный выдаваемый ток будет составлять 1.5 или 3 А в зависимости от модификации. |
 | Поддержка протокола USB 3.1 Gen.1. Поддержка скорости работы до 5 Гб/с. |
 | Поддержка протокола USB 3.1 Gen.2. Поддержка скорости работы до 10 Гб/с. |
Какие функции поддерживает Type-C, установленный в конкретной модели ноутбука, отмечается на корпусе, или же прописывается в спецификациях.
Для примера рассмотрим ноутбук-трансформер Lenovo Yoga 910. Он оснащается двумя портами Type-C, причем один из них работает на USB 2.0 (кстати, вот пример того, что обязательного наличия USB 3.1 никто не обещал), а второй – 3.0 с поддержкой DisplayPort. Причем, функция поддержки режима зарядки через этот разъем помечена просто значком электрической вилки, без изысков вроде логотипа «PD» и т. п. То же касается и поддержки подключения монитора. Это понятно только из документации на ноутбук.
Другой пример – ультрабук Asus ZenBook 3 UX390UA, в котором, если не считать аудиоразъем, установлен всего один Type-C. Зато он может почти все: к нему подключается блок питания, через него можно вывести изображение на внешний дисплей, обмениваться данными с внешними носителями со скоростями, соответствующими интерфейсу USB 3.1 Gen.1. Кстати, обратите внимание на маркировку разъема на корпусе. Все четко, ясно и понятно.
Перспективы
В активной разработке сейчас находится спецификация следующей версии USB – 3.2, при этом будет использоваться Type-C, прорабатывается возможность работы с протоколами PCI Express и Base-T Ethernet. В общем, этот разъем – будущее, правда, продвигаемое пока что не столь активно. Причина – в огромном количестве устройств под старые разъемы, для подключения их придется покупать переходники и хабы.
Заключение. USB Type-C — что это, будущий властелин гаджетов?
Вполне возможно. Наличие единственного, универсального разъема – это, скорее благо. Возможность при помощи одного разъема подключить и питание, и флешку, и всякие другие устройства – заманчива. Есть только одно «но».
В случае, если через порт подключается питание, или с его помощью запитываются другие устройства, причем на больших мощностях, то следует обратить особое внимание на качество используемых проводов, адаптеров и хабов. Низкокачественные изделия фирмы «дядюшки Ляо» могут привести к неприятным последствиям в виде сгоревших устройств с последующим дорогостоящим ремонтом.
Высоких скоростей вам, дорогие читатели, и безопасного подключения!
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
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.
В начале своего пути, порт USB был призван объединить все прочие интерфейсы в одно, на это даже намекал его неизменный логотип, но время идет и сам универсальный порт разросся до множества плохо совместимых версий, что внесло еще больший хаос в отношения тех или иных гаджетов. И наконец, на горизонте появился Он. Великий и ужасный USB Type C. Знающие люди встречали его едва ли не аплодисментами, а простые пользователи только пожимали плечами. С этим равнодушием можно встретится и сегодня, мол, да, симметричный, да, подключать легче, что с того? На деле же разница получается огромной и если вы все еще задаетесь вопросом, что же лучше - Type C или microUSB, вам сюда.
Type C практичнее
Этот компактный порт заявил о себе как о новом сетевом стандарте и его внешность вполне соответствует такому высокому статусу. Симметричный, 24-пиновый порт сегодня можно встретить на смартфонах флагманского и среднего ценовых сегментах, ноутбуках, док-станциях, роутерах и огромном количестве другой техники. Он не занимает много места на корпусе и, да, его удобнее подключать. А еще вам теперь не придется таскать с собой энное количество блоков от разной техники.
Немалое значение имеет и обратная совместимость. Порт Type-C позволяет использовать любую технику от самой древней до суперсовременной без особенных ограничений.
Еще пару лет назад остро стоял вопрос поиска переходников и совместимых флешек, но сегодня и их на рынке пруд пруди.
Скорость передачи данных - до 10 Гб/с
В этом плане Type C - большой задел на будущее, ведь он предлагает пользователям скорость передачи данных до 10 Гб/с. Современным смартфонам такое, конечно, не нужно, а вот в будущем вполне может пригодится.
Тут, кстати, сразу надо покончить с неразберихой. Первый установленный на смартфон Type C (к слову, это был Nokia N1) поддерживал только протокол 2.0, тогда как более поздние устройства могли иметь и 3.0, и 3.1 с соответствующими скоростями передачи данных. Это ограничение навязывается производителем с оглядкой на современные реалии и будет неизменно возрастать.
Зарядка - до 100 Вт мощности
Быстрые зарядки уже вовсю шагают по планете. Их разрабатывают разные производители и работают они по разному принципу, но суть одна - повысить мощность и сократить, таким образом, время зарядки гаджета. Если вы читали наш прошлый текст, то обратили внимание, что в современных технологиях быстрых зарядок цифры даже близко не приближаются к указанной. Однако в будущем и эта заоблачная, на первый взгляд, мощность будет использоваться. Данную технологию вы, возможно, встречали в Сети под именем USB Power Delivery. Именно её многие видят будущим стандартом быстрой зарядки.
Более того, порт Type C может не только заряжаться, но и заряжать другие приборы, что явно не преминут использовать в своих разработках сторонние производители.
Альтернативные режимы
Если до этого момента мы говорили исключительно о фирменных разработках, то теперь пора посмотреть и на сопутствующие технологии. Type C также позволит подключаться к мониторам с DisplayPort, MHL и HDMI.
Нельзя обойти вниманием и Thunderbolt 3, гарантирующим передачу данных и видео на высоких скоростях. Посредством данного интерфейса вы сможете последовательно подключить до 6 периферийных устройств (например, мониторов). Правда сложно себе представить ситуацию, когда это действительно необходимо.
Передача звука - аудиофильское качество
Если все указанные выше режимы мы оценивали в контексте задела на будущее, то это то, с чем даже рядовые пользователи сталкиваются уже сегодня. Мы говорим о массовой замене аудиоджека портом Type C. У разделенных портов, в данном случае, только одно (но очень серьезное) преимущество: можно использовать наушники даже тогда, когда смартфон заряжается. А вот по всем остальным пунктам аналоговый джек уступает цифровому USB-C. В последнем случае будут выше качество звука, лучше реализовано шумоподавление и эхоподавление. Не менее значима возможность перенести часть задач (и соответствующего оборудования) на гарнитуру, что также поможет избежать лишних шумов и расширить возможности гарнитуры в плане управления. Обратная сторона медали - наушники явно станут дороже современных простых “свистелок” или, иначе говоря, “свистелки” просто вымрут как вид.
А в будущем нас, по заявлениям разработчиков, ждут и более крутые штуки. Например, возможность отслеживать температуру тела во время занятий спортом при помощи наушников.
Док-станции
Именно многоплановость порта USB Type C сделала возможным использование докинговых станций для смартфонов. Подключение к доку дает возможность получить из смартфона почти полноценный настольный ПК. Не геймерского, конечно, уровня, но на мультимедийный точно потянет, благо мощи мобильных процессоров на это хватает с лихвой. На данный момент на рынке два устройства обладают такой функциональностью. Это HP Elite x3 , на который мы делали большой обзор и модели Samsung Galaxy S8 , S8+ и Note8 с их DeX Station. Учитывая с какой скоростью распространяется Type C, хочется надеяться, что аналоги появятся и у других производителей.
Как видим , миниатюрный порт Type-C это не только зарядка, как думают многие, но и море других возможностей. Именно за универсальность USB-C и ценят. Но море этих неоспоримых плюсов перечеркивает один жирный минус. Возможности порта всегда будут ограничены устройством-носителем и внешне опознать эти ограничения невозможно. То есть, Type C всегда выглядит одинаково, а чтобы выяснить что именно он будет “уметь” на том или ином девайсе, вам придется искать подробные спецификации. Причем сложности тут будут не только с наличием/отсутствием альтернативных режимов, но и с задействованными скоростями. Более того, совместимость двух устройств можно “убить” использованием неподходящего кабеля. Нехилая такая игра на внимательность получается. Единственное что радует, эти ограничения чем дальше, тем сильнее будут нивелироваться с развитием технологий.
