Что такое тайп си для телефонов. Что такое usb type c: преимущества и недостатки

На протяжении последних лет компания Apple планомерно сокращала число портов в "макбуках". У 13-дюймового MacBook Pro, вышедшего в 2012 году, их было восемь (включая вход для наушников/микрофона и AC для питания), а у тонкого Air образца 2015 года с экраном 11" — уже четыре. , их осталось всего два: 3,5-миллиметровое аудиогнездо и универсальный USB Type-C, служащий одновременно для зарядки, передачи данных и подключения мониторов. Что представляет собой "USB будущего" и для чего он нужен, разбирались Вести.Hi-tech.

Что это?

USB Type-C — это новый супербыстрый коннектор, основанный на спецификациях USB 3.1 и 2.0. Он обладает массой достоинств перед "версиями" USB предыдущих поколений. Во-первых, разъем типа С симметричный, подобно Lightning-штекеру в i-устройствах, а значит, что пользователям больше не придется угадывать, какой стороной вставлять "флэшку" в компьютер — с Type-C это можно делать вообще не глядя. Более того, такой кабель еще и двусторонний: на обеих сторонах используются одинаковые коннекторы, что позволяет подключать его к устройству любым концом.

Во-вторых, габариты USB Type-C очень близки к Lightning в "айфонах" и microUSB (если точнее, USB 2.0 Micro-B) в Android-смарфонах. Компактность (~8,4х2,6 миллиметра) позволяет задействовать разъем в устройствах любого типа: от персональных компьютеров и ультратонких ноутбуков до смартфонов, планшетов и прочей электроники. В-третьих, USB Type-C совместим со стандартом USB 3.1 2-го поколения, а значит, скорость передачи данных по нему может быть очень высокой — до 10 гигабит в секунду (~1,25 гигабайт в секунду).

В-четвертых, USB Type-C — это универсальный коннектор, и это, пожалуй, его самое важное качество. Новый USB-разъем можно использовать для чего угодно: для подключения "флэшек", мониторов, внешних жестких дисков и других периферийных устройств, для зарядки (реализована совместимость со стандартом USB Power Delivery 2.0 с мощностью "подпитки" до 100 ватт), а также для передачи видео и другого мультимедийного контента.

USB Type-C — это то же самое, что USB 3.1?
Нет. Кабели и порты USB Type-C могут использоваться для USB 3.1, однако, в зависимости от хост-контроллера и устройств, могут быть совместимы только с USB 2.0 либо 3.0.

В спецификациях нового "макбука" говорится, что его порт Type-C совместим с USB 3.1 1-го поколения, а значит, максимальная скорость передачи данных по нему ограничена 5 Гбит/с. Пропускная способность стандарта USB 3.1 2-го поколения вдвое выше — 10 Гбит/с.

Что такое USB Power Delivery?
Стандарт USB PD позволяет устройствам отправлять и получать до 100 ватт электроэнергии по одному соединению, параллельно обмениваясь данными. Новейший ноутбук Apple, к примеру, способен выводить 4K-видео на внешний монитор по USB Type-C, одновременно заряжаясь по тому же порту. Что касается мощности, то 100 Вт более чем достаточно для зарядки высокопроизводительных лэптопов. Для сравнения, USB 2.0 (самый распространенный коннектор с смартфонах и планшетах) может передавать до 2,5 ватта, а большинству ноутбуков нужно 20-65 Вт.

Какие устройства поддерживают USB Type-C?
12-дюймовый "макбук" стал первым ноутбуком, но не первым устройством с USB Type-C. Впервые поддержка новейшего коннектора была реализована в . В нем Type-C используется для зарядки и передачи данных. Правда, в основе "нокиевской" имплементации порта лежит устаревший USB 2.0, а не USB 3.1 или USB PD.

Накопитель, облаченный в стильный алюминиевый корпус, выйдет в трех вариантах: с 500 ГБ, 1 ТБ и 2 ТБ памяти

Кабель для подключения винчестера LaCie к компьютеру

Первая материнская плата с Type-C от MSI

Уже скоро настанет черед смартфонов поддерживать USB Type-C. По словам инженера Google Адама Родригеса, его компания "очень привержена" новому разъему, и в "ближайшем будущем" мы увидим его в Android-устройствах и хромбуках.

В чем недостатки USB Type-C?
Главный недостаток нового USB-разъема в том, что он несовместим с нынешними портами в ПК и ноутбуках. Чтобы создать подключение, к примеру, по microUSB, miniUSB или полноразмерному USB, понадобится покупать специальный адаптер или переходник. Ими придется пользоваться в течение "переходного периода" (возможно, год-два), пока новый коннектор не будет распространен повсеместно. Зато в будущем ноутбук, смартфон и планшет (причем производства разных компаний) можно будет заряжать всего одним проводом.

USB-C (Digital AV Multiport Adapter)

А пока, если вы хотите заряжать новейший ноутбук Apple, подключив к нему монитор и накопитель LaCie, вам понадобится потратить почти 80 долларов на реверсивный коннектор USB-C с HDMI-входом, USB 3.0 и портом питания. За такую же сумму в онлайн-магазине Apple можно купить VGA-адаптер USB-C. Переходник, который "превращает" USB Type-C в обычный порт USB 3.0, обойдется в $19.

Google тоже уже начала продавать аксессуары для новых портов. Кабель Type-C на DisplayPort стоит почти 40 долларов, Type-C на Type-A — $13.

Еще один недостаток USB Type-C в том, что он не отсоединяется так же легко, как привычный пользователям ноутбуков Apple магнитный коннектор MagSafe. Поэтому, если кто-то случайно заденет подключенный к новому "макбуку" провод, он потянет компьютер за собой, что чревато падением и повреждениями.

Наконец, USB Type-C не так быстр, как интерфейс Thunderbolt 2, реализованный в моделях MacBook Air и Pro. По "молниеносному" порту данные передаются со скоростью до 20 Гбит/c в обоих направлениях, тогда как по USB 3.1 1-го поколения (именно эта "версия" реализована в новом "макбуке") — до 5 Гбит/c.

Достоинства порта USB 3.1:
★ быстрый
★ мощный
★ универсальный

Достоинства разъёма Type-C:
★ долговечный
★ симметричный

Теперь гарантированно можно подключить USB кабель к устройству с первого раза.

⚠ Следует различать понятия «порт » и «разъём ». Разъём (гнездо) Type-C можно припаять хоть старому телефону (вместо micro-USB), но порт так и останется старым USB 2.0 - скорости заряда и передачи данных это не прибавит. Из удобств появится лишь симметричность и надёжность разъёма.

⚠ Таким образом наличие Type-C ещё ни о чём не говорит. Продаются модели смартфонов с новым разъёмом, но со старым портом . Перечисленные в этой статье «плюшки» к таким смартфонам не относятся.

Назначение контактов

Контакты разъёмов на схемах показаны с внешней (рабочей) стороны, если обратное не оговаривается особо.

Порт содержит 24 контакта (12 контактов на каждой стороне). «Верхняя» линейка нумеруется A1…A12, «нижняя» - B1…B12. По большей части линейки идентичны друг другу, что и делает этот порт равнодушным к ориентации штекера. Контакты каждой линейки можно разбить на 6 групп: USB 2.0 , USB 3.1 , Питание , Земля , Согласующий канал и Дополнительный канал . А теперь рассмотрим подробнее.

Собственно, USB 3.1. Линии высокоскоростной передачи данных: TX+, TX-, RX+, RX- (контакты 2, 3, 10, 11 ). Скорость до 10 Гб/с. В кабеле эти пары перекроссированы, и что для одного устройства является RX, другому представляется как TX. И наоборот. По особому распоряжению эти пары могут переквалифицироваться под другие задачи, например - под передачу видео.

Старый добрый . Линии низкоскоростной передачи данных: D+/D- (контакты 6, 7 ). Этот раритет включили в порт ради совместимости со старыми тихоходными устройствами до 480 Мб/с.

Плюс питания - Vbus (контакты 4, 9 ). Стандартное напряжение 5 вольт. Ток выставляется в зависимости от потребностей периферии: 0,5А; 0,9А; 1,5А; 3А. Вообще, спецификация порта подразумевает передаваемую мощность до 100Вт, и в случае войны порт способен питать монитор или заряжать ноутбук напряжением 20 вольт!

GND - «Земля»-матушка (контакты 1, 12 ). Минус всего и вся.

Согласующий канал (или конфигурирующий) - СС (контакт 5 ). Это главная фишка USB type-C! Благодаря этому каналу система может определить:

— Факт подключения/отключения периферийного устройства;
— Ориентацию подключенного штекера. Как это ни странно, но разъём не абсолютно симметричен, и в некоторых случаях устройству хочется знать его ориентацию;
— Ток и напряжение, которое следует предоставить периферии для питания или заряда;
— Необходимость работы в альтернативном режиме, например, для передачи аудио-видео потока.
— Кроме функций мониторинга этот канал в случае необходимости подаёт питание на активный кабель.

Дополнительный канал - SBU (контакт 8 ). Дополнительный канал обычно не используется и предусмотрен лишь для некоторых экзотических случаев. Например, при передаче по кабелю видео, по SBU идёт аудиоканал.

Распиновка USB 3.1 Type-C

«Полосатым цветом» здесь изображены контакты неизолированного провода.

Странным решением было отмаркировать провода D+ и D- не как в USB 2.0, а наоборот: D+ белый, D- зелёный.

Серой обводкой помечены провода, чей цвет по словам Википедии не регламентирован стандартом. Автор вообще не нашёл каких-либо указаний на цвета проводов в официальной документации .

Распайка коннекторов Type-C ▼

Схема типового кабеля USB-C «вилка-вилка»▼

Технология питания/заряда USB PD Rev.2 (USB Power Delivery)

У кабеля USB-C нет таких понятий как «коннектор-A» или «коннектор-B» - коннекторы теперь во всех случаях одинаковы.

Роли устройства обозначены новыми терминами:

DFP - активное, питающее устройство (как бы порт USB-A )
UFP - пассивное, приёмное устройство (как бы порт USB-B )
DRP - «двуличное», динамически изменяющее свой статус устройство.
Кроме того, заряжающее устройство называется Power Provider , заряжаемое - Power Consumer .

Распределение ролей осуществляется установкой на контакте CC определённого потенциала с помощью того или иного резистора:

Активное устройство (DFP V bus .
Номинал резистора сообщает потребителю, на какой ток он может рассчитывать:
56 kΩ - 500 или 900 мА
22 kΩ - 1,5 А
10 kΩ - 3 А

Переходники с USB 2.0 (3.0) на USB-C, служащие для подключения новых смартфонов к старым ПК или ЗУ распаяны по схеме DFP, то есть, показывают себя смартфону как активное устройство ▼

Пассивное устройство (UFP ) определяется по резистору между контактами CC и GND .
Номинал резистора: 5,1 kΩ

Переходники с USB-C на USB-OTG распаяны именно по схеме UFP, то есть, имитируют потребляющее устройство ▼

⚠ Технологию USB PD Rev2 в которой по контакту CC согласуются ток и напряжение заряда не следует путать с технологией Quick Charge (QC), где по контактам D− и D+ согласуется только напряжение заряда. USB PD Rev2 поддерживается только в USB 3.1.
QC поддерживается без привязки к версии порта.

Переходник USB-micro-USB-C

Распайка платы переходника Type-C to USB 3.0 OTG с разных сторон ▼

Аналоговый звук через Type-C

Стандартом предусмотрена возможность передачи аналогового звука через цифровой порт. Эта возможность реализована в смартфонах HTC серии U, HTC 10 Evo, Xiaomi Mi, LeTV. Автор будет признателен, если читатель пополнит этот список.

Для работы в этом режиме служат аналоговые гарнитуры с вилкой Type-C. Для подключения классической предусмотрены переходники.

Аналоговый звук передаётся по каналам Data−, Data+, SBU1 и SBU2. Смартфон переходит в этот режим, если в вилке гарнитуры или переходника между контактами A1-A5 и B1-B5 установлено сопротивление менее 0,8…1,2 кОм . Вместо резистора доводилось видеть просто перемычку.

Видео через USB-C

Для передачи видео через USB 3.1 разработан режим «DisplayPort Alternate Mode».
См. перечень устройств , поддерживающих этот режим.
В режиме «Display Port» назначение контактов порта меняется - две пары TX2/RX2 превращаются в видеоканал, а звуком занимается SBU1/2 ▼

Обсуждение: 243 комментария

Друг!
Имеется dev.плата ROC-RK3328-CC, питается по micro usb, в спецификациях написано питание до 12v 2a (да, по microusb).
Так же этот же microusb имеет функцию OTG. Хотел бы перепаять microusb female на type-c female.. Каким способом лучше всего распаять чтоб сохранить функциональность? Я так понимаю, резисторы и конденсаторы не понадобятся? Заранее спасибо)

Ответить

1. Ответить

Приветствую. Не подскажете, есть ли возможность через USB-C передавать сигнал от стереомикрофона?

Ответить

1. Мне такой способ не известен, но он должен быть, так как стереомикрофоны со штекером type-c всё же продаются: http://www.boya-mic.com/wap/stereomicrophonesystem/1085.html
   Полагаю, аналоговый стереосигнал передать не получится. Потребуется внешняя type-c звуковая карта со стереовходом под аналоговый микрофон. Разумеется, необходимо, чтобы приёмное устройство поддерживало внешнюю карту.

   К какому устройству вы желаете подключить стеремикрофон?

   1. Правда, не подскажу, насколько он хорош и правда ли там стерео. Рекомендую поискать отзывы и удостовериться в совместимости микрофона с вашим смартфоном. Я-то не пользуюсь внешними микрофонами.

      Ответить

Добрый день. Имею электронный стабилизатор для экшен камер Zhiyun Evolution Z1 и была камера garmin virb ultra 30, и все было хорошо пока я не поменял камеру на Gopro hero 7. Этот кабель (на фото со штекером мини USB) используется для подключения камеры к аккумулятору стабилизатора и её зарядке, при этом съемка может вестись очень долго (я ни разу не разрядил аккумуляторы полностью, хотя снимали почти без перерыва в многочасовых поездках на авто).
Сейчас, когда я поменял камеру оказалось, что в камере для зарядки используется разъем USB-C. В комплекте со стабилизатором такого кабеля нет. Искал переходник mini usb – usb-c. Оказалось это большая редкость, есть пара вариантов только на aliexpress. Обращался к производителю, ответа не получил.
Вопрос: возможно ли перепаять штекер мини usb (на фото) на штекер usb-c?
Спасибо.

Ответить

Порт USB Type-C является преемником оригинального порта micro USB, сегодня его уже можно встретить в смартфонах 2017 года, а также внешних аккумуляторах, наушниках и прочих девайсах. Galagram рассказывает, почему новый Type-C лучше обычного micro USB, а также какие бонусы получают обладатели техники с новым стандартом портов.

3 ключевые преимущества USB Type-C

Он заряжает гаджеты быстрее

Форум «USB Implementers Forum», который является отраслевой ассоциацией стоящей за развитием порта, провела работу над ошибками в своем творении micro USB и создала USB Type-C с лучшими спецификациями. Зарядные устройства с новым портом работают быстрее и обычно заряжают смартфоны с мощностью 15 Вт. Это в пять раз быстрее, чем большинство зарядных устройств, использующих старый порт. А главное — это не создает лишнюю нагрузку на ваш аккумулятор.

Зарядка в обе стороны

Оба конца кабеля не только выглядят одинаково, они также могут выполнять одни и те же действия с двух сторон, что означает, что вы можете определить, в каком направлении течет ток. В некоторых случаях это приводит к забавным результатам, когда ваш смартфон начинает заряжать блок питания.

Если у вас осталось много заряда батареи, вы можете помочь другу, зарядив его смартфон используя всего лишь Type-C кабель. Для этого подключите оба смартфона таким кабелем и направьте ток в нужную сторону, это все!

Передача данных со смартфона на смартфон

Вам просто нужно открыть проводник файлов на устройстве, куда вы хотите принять файлы. Это предустановленное приложение на смартфонах многих производителей, но в противном случае его просто можно найти в настройках.

Как устроен USB Type-C

USB (Universal Serial Bus) — это стандарт, определяющий кабель, разъемы и цифровой обмен данными. Первая его версия появилась в 1998 году и заменила интерфейсы ПК, которые были популярными в то время. Разъем USB Type-C появился в 2014 году. Он имеет больше пинов, чем его предшественник, и они расположены симметрично. В результате, неважно, в какой стороной вы вставляете кабель — он двухсторонний и работает одинаково.

Это двухсторонний порт на 24 пина

Между разъемами и версиями USB существует много отличий. Они имеют разные электрические характеристики, показатели мощности и скорости передачи данных. Разъемы USB A и B имеют только 4 контакта, тогда как USB 3.1 Type-C имеет 24 контакта (стандартная распиновка), которые необходимы для поддержки более высоких токов и более быстрой передачи данных. Кроме того, стандарт USB 3.1 увеличивает скорость передачи данных до 10 Гб/с, а также, у него есть инновационные способы зарядки устройств.

Спецификация порта Type-C требует, чтобы соединитель выдерживал 100.000 подключений в разъем, без признаков износа. Если вы подключаете порт к примеру два-три раза в день, кабель должен продержаться более 12 лет. Чтобы соответствовать этим требованиям и работать с увеличенным потоком мощности, кабели USB-C обычно делают толще классического micro USB кабеля.

Для чего нужен Type-C

Множество Android смартфонов до сих пор имеют micro USB порт. В большинстве случаев через него устройства заряжаются от напряжения 5V и тока 2A. Более быстрая скорость зарядки может быть достигнута только за пределами спецификации USB: Qualcomm Quick Charge, OnePlus Dash Charge, Oppo Vooc и Samsung Adaptive Fast Charge — это стандарты производителей, которые работают только на устройствах определенного бренда.

Передает мощность больше, чем micro USB

Порт Type-C обеспечивает питание до 100 Вт с использованием открытой, бесплатной, общепринятой системой питания, ограниченной только кабелем, источником питания или целевым устройством для зарядки. Чтобы свести к минимуму накопление тепла и износ электронных компонентов, устройства, совместимые с Type-C, постоянно согласовывают напряжение и ток друг с другом. Чтобы узнать их, найдите логотип USB на зарядном устройстве, который был принят в августе 2016 года.

Можно передавать HDMI и аудио сигналы

Разъемы Type-C могут заменить многие другие кабели. Процесс сертификации для многих сигналов и протоколов уже завершен. К ним относятся VGA, DVI или HDMI, где порт Type-C имитирует порт дисплея, включая преобразование протокола. Конечно, для этого требуется соответствующее аппаратное и программное обеспечение на устройстве, но это уже дело производителей техники.

Xiaomi и LeEco избавляются от 3.5 мм порта в пользу Type-C

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

Электроника - наука о контактах

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

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 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!

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.

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

Google и Apple недавно запустили новые мобильные компьютеры, хотя машины совершенно разные, но у них есть нечто общее: оба компьютеры имеют порты USB Type-C. Так что же такое USB Type-C? Давайте посмотрим.

Два наиболее известных устройства, в которых уже присутствует порт USB Type-C – новый Google Chromebook Pixel и новый Macbook. Однако USB 3.1 и разъемы Type-C станут стандартом в течении ближайших нескольких лет.

Каждый из нас, наверное, хорошо знаком с USB портом. Если у Вас есть компьютер, тогда, скорее всего, Вы пользовались USB-флеш-накопителем, или может быть подключили принтер к USB порту. Если у Вас есть смартфон работающий на Android, тогда Вы знаете, что USB порт можно использовать для подзарядки или переписывать данные с телефона и обратно. Порт USB присутствовал везде в течении долгого времени. Впервые он получил широкое применение, когда компании Microsoft в Windows 98и Apple включили поддержку для него, чтобы удалить порты клавиатуры и мыши. Это случилось почти 20 лет назад, и мало что изменилось с тех пор.

Порт USB 1.1 может передавать данные на скорости 12 Мбит/с, то есть 1,4 мегабайт в секунду. В те дни дискета имела объем 1,4 Мегабайта, так что это была высокая скорость. Порт USB 2.0 был выпущен в 2000 году, который теоретически мог пропустить 480 Мбит/с. Тем не менее, его фактическая средняя скорость примерно 280 Мбит/с, что составляет около 35 мегабайт в секунду.

Порт стандарта USB 3.0 был анонсирован в 2008 году и позволяет теоретических пропустить скорость до 5,0 Гбит/с. Однако фактическая достигаемая скорость составляет около 400 Мегабайт в секунду, неплохо, да?.

На настольных ПК для портов USB 1.1, 2.0 и 3.0 использовали один и тот же тип разъёма, а потом micro-B или mini-B на периферических устройствах (телефон, фотоаппарат, и т.д.).

Ситуация несколько изменилась с приходом портов USB 3.1. Как и следовало ожидать, порт USB 3.1 работает еще быстрее от своих предшественников, его скорость настолько быстрая, что он может быть использован для подключения 4K дисплеев. Это означает, что в будущем в ноутбуках и в ПК, мы не увидим HDMI или VGA разъемов, пользователи увидят новый тип портов. Иными словами, тип «A» и «B» уже история. Новый разъем называется USB Type-C. Так, что же дает нам новый порт USB Type-C, и почему этого не могут обеспечить Type-A и B?

Во-первых, новые разъемы USB Type-C – не большие. А это говорит о том, нам больше не понадобятся mini или micro порты, а значит – не будет путаницы с выбором нужного кабеля. Разъем Type-C достаточно мал для смартфонов и достаточно мощный для ПК, и даже для использования на серверах.

Во-вторых, порт USB Type-C может выдержать нагрузку мощностью в 100 Вт, это означает, что он может быть использован не только для зарядки смартфонов, но и для питания многих других устройств, которые раньше требовали другого источника питания (блока питания). В будущем для Вашего принтера, возможно, потребуется только один кабель – USB Type-C, который обеспечит как питание, так и передачу данных.

В-третьих, кабель Type-C является двухсторонним – теперь не имеет значения, как Вы его подключите. Нет больше необходимости присматриваться, какой стороной подключать кабель.

Наконец, в кабеле USB Type-C используется новый небольшой разъем на обоих концах, не будет больше использоваться тип «A» на одном конце, и тип «B» на другом. Теперь Вы действительно сможете подключать кабель как Вам угодно, и он будет просто работать!

Два наиболее известных устройства, в которых уже присутствует порт USB Type-C – новый Google Chromebook Pixel и новый Macbook. Однако USB 3.1 и разъемы Type-C станут стандартом в течении ближайших нескольких лет. Поскольку он обратно совместим, то для подключения устройств, работающих на предыдущих версиях USB портов, Вам понадобиться пассивный адаптер. Так, что компании, которые перейдут новую технологию, не будут отчуждать своих существующих клиентов.

Адам Родригес, менеджер по продукции Google заявил, что «Мы являемся сторонниками USB Type-C. В ближайшем будущем Вы увидите его во многих Chromebook и Android-устройствах». Стоит отметить, что разъем Type-C могут получить устройства, которые еще даже не поддерживают USB 3.1. Например, смартфоны среднего класса могут использовать новый разъем, фактически не имея поддержки нового стандарта USB. Это облегчит переход на новый тип разъемов, однако это может вызвать некоторое замешательство, когда порт не выдаст большой скорости, как ожидалось.

Последняя линейка портов Type-C (и USB 3.1) переняла все лучшее от любимого USB, и делает его еще лучше, обеспечивая универсальный размер разъема, который будет хорошо работать с обоими видами устройств – мобильными телефонами и персональными компьютерами.