USB Type-C — это не только усовершенствование зарядного порта девайса, но и прекрасная возможность заменить разъем 3,5 мм.
Что такое USB Type-C? Что это за формат? Сейчас мы в этом разберемся на примере универсального устройства Promate Unihub-C.
Читай также: Сбой запроса дескриптора USB устройства под управление Windows 8/10 — что делать?
Для начала немного теории. На сегодняшний день этот формат является активно продвигающимся на рынке разъемом для соединения с периферией и подзарядки девайсов.
Это могут быть не только смартфоны, но и некоторые модели ноутбуков. Главное отличие от других форматов – симметричный штекер . Он универсален и работает независимо от стороны подключения .
Разработка и сертификация были произведены группой компаний USB Implementers Forum.
В эту группу входят самые крупные производители электроники, такие как , Microsoft, Dell, HP, Intel и Samsung.
Многие производители поддержали нововведение, и уже активно начинают внедрять его в свои новые разработки .
USB Type-C – это новейший, но уже влившийся в ряд стандартных, формат, который становится все более актуальным.
С точки зрения физического вида, такой разъем отличается от стандартных конструкций форматов MicroUSB и MiniUSB, как более технологичные модификации.
Спецификация нового формата основана на 24-контактных разъемах для устройств USB .
Перечислим новые характеристики измененного формата:
- количество сигнальных выводов – 24;
- поддерживаемый формат USB – USB 3.1;
- режим реализации сторонних интерфейсов теперь поддерживается альтернативно;
- увеличена скорость передачи данных до максимальной – 10 Гбит/сек;
- потребление входного тока также увеличено, максимальный объем – 100 Вт;
- стандартные размеры – 8,34х2,56 мм.
Предыдущие типы USB
Читай также:
До создания USB 3.1, поддерживающего USB Type-C, использовались более ранние версии. Началось все с USB 1.0, но она не вышла на рынок устройств из-за неполноценной разработки.
Она была заменена более новой и актуальной версией – USB 1.1. Она стала первой стандартной версией , к которой быстро привыкли все пользователи.
Скорость обмена данными составляла всего 12 Мбит/сек, и максимальное потребление тока было 100 мА.
Читай также: ТОП-12 Лучших USB флешек на все случаи жизни: для музыки, фильмов и резервного хранения данных
После нее создали версию USB 2.0. Представлена она была в начале первого квартала 2000 года. В ней были увеличены основные параметры .
Так, скорость передачи возросла до 480 Мбит/сек. Также увеличено максимальное потребление тока – 1,8А на 2,5В.
Читай также: ТОП-12 Лучших карты памяти для смартфона, фотоаппарата и видеорегистратора | Обзор популярных моделей +Отзывы
USB 3.0 была представлена общественности в конце 2008 года и сразу завоевала доверие пользователей, так как принесла улучшений намного больше, чем ожидалось.
Для визуального отличия от других версий, ее сделали синего цвета. Скорость передачи данных возросла намного больш е – целых 5 Гбит/сек, но потребление тока увеличилось не сильно – 5В на 1,8А.
Читай также: Как снять защиту от записи с usb флешки — Решение основных проблем
Новейшая версия — USB 3.1. Она была разработана и выпущена на рынки устройств в 2013 году. Она получила самые максимальные улучшения на сегодняшний день.
Обновленная версия отличалась наибольшей скоростью передачи данных — до 10 Гбит/сек, а потребление энергии возросло до 100В.
Сравнение характеристик типов USB
Виды разъемов
Читай также: Популярные типы матриц мониторов: описание преимуществ и недостатков каждого типа, выбираем оптимальный вариант для ваших повседневных задач
Вряд ли многие пользователи помнят такой разъем, как USB Type-A. Тем не менее, такой разъем до сих пор используют в ПК .
В начале своего существования такой разъем имел большую популярность, а внешний вид USB почти не отличался от современных штекеров.
Популярность больше имел разъем USB Type-B Mini. Чаще всего, его используют в современных мобильных устройствах, фотокамерах и других девайсах.
С его помощью устройства можно без затруднений подключить к ПК для передачи данных. Однако изменена была только физическая форма, а стандарт оставили прежним – USB 2.0.
Чтобы хоть как-то сделать габариты смартфонов и других мобильных устройств минимальными, формат оптимизировали до Type-B Micro.
Этот формат разъема применяется в 99% смартфонов и планшетов на базе . Даже самые первые смартфоны имеют данный разъем.
Следующим шагом была оптимизация USB до версии 3.0, в которой, как мы уже говорили, были применены значительные улучшения, позволяющие ускорить работу.
Устройства, использующие USB Type-C
Устройства, поддерживающие данный формат, появляются в большом количестве.
В будущем планируется перевести все устройства Android на такой формат. Это ускорит процесс зарядки устройства и скорость передачи данных между девайсом и ПК.
Компания Google объявила о том, что уже сейчас их фирменные девайсы будут иметь разъемы такого формата.
Таким образом, получается, что устройства этой компании уже не так просто будет зарядить или подключить к ПК, потому что формат Type-С еще не до конца сформировался на рынке.
Приобрести переходной USB-шнур можно только в комплекте с самим устройством, так как найти его отдельно пока не так просто.
Не все магазины, которые чаще всего находятся от нас в шаговой доступности, способны закупить подобную периферию для продажи.
Из этого всего исходит – периферийные провода с разъемом Type-C можно будет приобрести пока только в специализированных магазинах, и только при условии их наличия.
Тем не менее, есть компании, которые уже наладили выпуск USB-хабов с поддержкой Type-C . Например, устройство Promate — uniHub-C .
Такое устройство имеет сразу несколько выходов — USB 3.1 Type-C с зарядным портом, двумя USB 3.0 портами и 4K HDMI-портом.
Основные особенности
- Позволяет заряжать MacBook и в то же время быть подключенным к USB 3.0 и HDMI девайсам
- HDMI-адаптер позволяет подключить компьютер или ноутбук через USB 3.0 к телевизору или любому устройству, поддерживающее разрешение 4К.
- Подключение USB 3.0 любой стороной.
- Хаб способен работать с последним поколением компьютеров и смарт-устройств, поддерживающих USB Type-C порты.
- Напряжение USB — 5V, 900mA, скорость передачи данных — 5Gbps, поддержка ОС Windows 10/8/7 / Vista / XP, Mac OS X 10.2 (и выше)
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 достоинства 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
±20% кОм - 500 или 900 мА
22
±5% кОм - 1,5 А
10
±5% кОм - 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
кОм
▲ 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.Думаю многим будет очень полезна.Я не знаю, что за шнур у вас был и работал ли он раньше с QC3.0? Сколько в нем жил? «Нормальный USB» — это какой?
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.
Процесс массового внедрения интерфейса USB в ПК и периферийных устройствах начался в конце 90-х годов прошлого века. Прошло всего несколько лет, и USB стал фактическим стандартом для подключения периферийных устройств, практически вытеснив другие решения - такие как последовательный и параллельный порты, PS/2 и пр.
Более того: компьютерами и периферийным оборудованием дело не ограничилось. Удобство, простота подключения и универсальность интерфейса USB способствовали распространению данного решения и в других сферах - в частности, в мобильных устройствах, бытовой аудио- и видеоаппаратуре, автомобильной электронике и т.д.
Поскольку процесс совершенствования ПК, мобильных устройств и прочего оборудования идет постоянно, время от времени возникает необходимость в доработке интерфейса USB с целью улучшения ключевых характеристик (в частности, пропускной способности), расширения функциональных возможностей, внедрения разъемов новых типоразмеров и т.д. Всё это позволяет адаптировать существующее решение к изменяющимся потребностям индустрии.
Из наиболее заметных нововведений последних лет можно вспомнить внедрение режима SuperSpeed, появившегося в спецификации USB версии 3.0. Окончательный текст этого документа был утвержден в конце 2008 года, и в течение пары последующих лет данное решение получило широкое распространение.
Однако с тех пор уже прошло немало времени, и настало время очередных усовершенствований. В наступающем году ИТ-индустрию и нас с вами ожидает ряд без преувеличения революционных новшеств. Именно о них мы и расскажем в этом обзоре.
Режим SuperSpeedPlus
Летом 2013 года была утверждена спецификация USB версии 3.1. Главным новшеством, которое узаконил данный документ, стал режим SuperSpeedPlus, позволяющий увеличить пропускную способность шины передачи данных интерфейса USB вдвое: с прежних 5 до 10 Гбит/с. Для совместимости с более старым оборудованием предусмотрена возможность работы и в режиме SuperSpeed (до 5 Гбит/с). Таким образом, подключение по USB 3.1 позволит (по крайней мере, теоретически) передавать данные на скорости свыше 1 Гбайт/с и практически дотянуться по этому показателю до интерфейса HDMI версии 1.4 (пропускная способность которого составляет 10,2 Гбит/с).
Что же это означает на практике? Полосы в 10 Гбит/с вполне достаточно для трансляции видео высокой четкости (Full HD) с частотой обновления кадров до 60 Гц либо стереоскопических записей в аналогичном разрешении с частотой до 30 Гц. Соответственно, USB 3.1 можно рассматривать как полноценную альтернативу специализированным интерфейсам (таким как DVI и HDMI) для трансляции видеосигнала высокого разрешения с ПК и мобильных устройств на мониторы, проекторы и другие устройства.
Разъем USB Type C
Одно из революционных нововведений, которое затронет сферу ПК, а также периферийных и мобильных устройств уже в ближайшее время - внедрение интерфейсного разъема USB нового типа. Разработкой спецификации штекеров и розеток USB Type C занималась организация USB 3.0 Promoter Group, а окончательный текст этого документа был утвержден в августе 2014 года. Конструкция разъемов USB Type C имеет ряд важных особенностей, о которых имеет смысл рассказать подробно.
Во-первых, штекеры и розетки USB Type C имеют симметричную форму. В розетке USB Type C пластиковый язычок расположен точно посередине, а контактные площадки на нем размещены с обеих сторон. Благодаря этому штекер в такую розетку можно подключать как в прямом, так в перевернутом на 180° положении. Это значительно упростит жизнь пользователей, которые наконец-то будут избавлены от необходимости определять правильную ориентацию штекера наугад (что особенно актуально при подключении кабелей к системному блоку, установленному под столом).
Во-вторых, спецификация USB Type C предусматривает использование симметричных кабелей, которые с обеих сторон оборудованы одинаковыми штекерами. Соответственно, розетки, устанавливаемые на хост-устройствах и на периферийном оборудовании, будут одинаковыми.
И в-третьих, у разъема USB Type C не будет мини- и микроверсий. Предполагается, что розетки и штекеры USB Type C станут едиными для настольных и портативных ПК, периферийного оборудования, бытовой аппаратуры, мобильных устройств, источников питания и т.д. Соответственно, для соединения устройств любых типов понадобится всего один унифицированный кабель.
Размеры розетки USB Type C составляют примерно 8,4х2,6 мм, что позволяет без проблем разместить ее в корпусе даже малогабаритных устройств. Предусмотрено несколько вариантов конструкции розеток для монтажа как на поверхности печатной платы, так и в специальном вырезе (последний вариант позволяет уменьшить толщину корпуса устройства).
Конструкция штекеров и розеток USB Type C рассчитана на 10 тыс. подключений и отключений - что соответствует показателям надежности разъемов USB ныне используемых типов.
Первая публичная демонстрация разъемов и кабелей USB Type C состоялась в рамках форума осеннего форума IDF 2014, который прошел в начале сентября в Сан-Франциско (США). Одним из первых серийно выпускаемых устройств, оборудованных разъемом USB Type C, стал анонсированный в середине ноября планшет .
Разумеется, физическая несовместимость разъема USB Type C с розетками более старых типов - не самая лучшая новость для конечных пользователей. Тем не менее, разработчики из USB 3.0 Promoter Group решились пойти на столь радикальный шаг ради того, чтобы расширить функциональные возможности интерфейса USB, а также создать задел на будущее. Для подключения новых устройств к оборудованию, оснащенному разъемами более старых типов, будут выпускаться кабели-переходники (USB Type C - USB Type A, USB Type C - USB Type B, USB Type C - microUSB и т.д.).
USB Power Delivery 2.0
Одна из причин нынешней популярности интерфейса USB - возможность передачи не только данных, но и питания по одному кабелю. Это позволяет максимально упростить процедуру подключения и сократить количество используемых проводов. При работе с мобильными устройствами данное свойство интерфейса USB обеспечивает возможность передавать и синхронизировать данные с ПК, а заодно подзаряжать батарею гаджета, подключив всего один кабель. То же самое можно сказать и о маломощной периферии. Благодаря возможности передачи электропитания по интерфейсному кабелю мы давно избавлены от необходимости использовать внешние блоки питания для некоторых периферийных устройств - в частности, планшетных сканеров, маломощных акустических систем и т.п. За счет этого удалось сократить не только количество проводов на рабочем столе, но и занятых розеток под ним.
Впрочем, стремительное развитие мобильных устройств в последние годы привело к существенному изменению требований не только к пропускной способности шины данных, но и к параметрам электропитания, подаваемого по USB-соединению. Для зарядки маломощных устройств (таких как MP3-плееры или беспроводные гарнитуры) вполне достаточно тока в 500 мА (а это, напомним, максимальное значение для стандартных портов USB версий 1.1 и 2.0). Однако для нормальной зарядки современных смартфонов и планшетов требуются источники питания, способные выдавать ток величиной 2 А и более.
Аналогичная ситуация наблюдается и в сегменте периферийных устройств. Передаваемой по USB мощности вполне хватает для обеспечения электропитания 2,5-дюймового внешнего жесткого диска или настольного планшетного сканера с датчиком типа CIS. Однако снабжать электроэнергией небольшой струйный принтер или, например, ЖК-монитор, интерфейс USB даже версии 3.0 (а в ней максимальный ток был увеличен до 900 мА на порт) не позволяет.
С целью расширения возможностей интерфейса USB по обеспечению электропитания внешних устройств была разработана спецификация USB Power Delivery 2.0. Этот документ регламентирует подачу питания на устройства с потребляемой мощностью до 100 Вт, причем в любом направлении - как от хост-устройства к периферийному, так и наоборот. Например, ноутбук сможет получать питание от монитора, к которому он подключен по USB.
Разумеется, возможности подачи питания на внешние устройства ограничены конструктивными особенностями ПК или иного аппарата, выступающего в роли источника питания. Именно поэтому в спецификации USB Power Delivery 2.0 предусмотрены три профиля - для устройств с потребляемой мощностью до 10, 60 и 100 Вт. В первом случае напряжение питания составляет 5 В, а максимальный ток в цепи нагрузки может достигать 2 А. Второй профиль предусматривает использование напряжения питания 12 В, а третий - 20 В. Максимальный ток в цепи нагрузки в обеих случаях ограничен величиной в 5 А.
Необходимо отметить, что для питания мощной нагрузки необходимо, чтобы оба устройства поддерживали соответствующий профиль USB Power Delivery 2.0. Очевидно, что максимальная мощность будет ограничена возможностями аппарата, выступающего в роли источника питания. Есть и другие аспекты, которые необходимо иметь в виду.
В том случае, если ток в цепи питания не превышает 2 А, для соединения устройств можно применять разъемы USB любых ныне существующих типов. Подключение более мощной нагрузки возможно только через разъемы USB Type C (о которых уже было сказано выше) и соответствующие кабели. Также необходимо обратить внимание на то, что в отличие от разъемов USB Type C, конструкция стандартных кабелей рассчитана на максимальный ток в 3 А. Таким образом, для подключения более мощной нагрузки понадобится специальный кабель.
Внедрение спецификации USB Power Delivery 2.0 значительно расширит возможности по передаче питания по шине интерфейса USB. Реализация данного решения в перспективе даст позволит задействовать порты USB настольного компьютера для подзарядки не только смартфонов, планшетов и т.п. гаджетов, но также и мобильных ПК - нетбуков, ноутбуков и т.д. Кроме того, будет значительно расширена номенклатура периферийных устройств, которые могут получать необходимый для работы ток по шине интерфейса USB и, соответственно, обходиться без отдельных блоков питания. Этот список пополнят ЖК-мониторы, активные акустические системы и пр.
Альтернативные режимы
Еще одно важное новшество, которое станет доступным с переходом к использованию разъема USB Type C, - поддержка функциональных расширений (Functional Extensions). Частным случаем функциональных расширений являются так называемые альтернативные режимы (Alternate Modes, AM). С их помощью производители смогут задействовать физическое соединение интерфейса USB для реализации специфических возможностей и функций тех или иных устройств.
Например, альтернативный режим Audio Adapter Accessory Mode позволяет задействовать физическое соединение интерфейса USB для трансляции аналогового звукового сигнала на наушники, внешние акустические системы и прочее оборудование. К устройству, оборудованному разъемом USB Type C и поддерживающему режим Audio Adapter Accessory Mode, можно будет подключить наушники или внешнюю АС через специальный переходник, оборудованный 3,5-мм гнездом mini-jack.
Поддержка альтернативных режимов является одним из свойств USB-устройств нового класса - USB Billboard Device Class. Производителям, которые собираются разрабатывать собственные альтернативные режимы, необходимо получить уникальный идентификатор (SVID) от организации USB-IF.
В 2014 году организация Video Electronics Standards Association (VESA) разработала спецификацию альтернативного режима DisplayPort Alternate Mode. Данное решение позволяет задействовать две пары проводников USB-кабеля (TX+/TX– и RX+/RX–) для трансляции несжатого цифрового AV-потока. При этом сохраняется возможность передачи данных (в режимах Low Speed, Full Speed и Hi-Speed по паре D+/D–), а также питания по тому же интерфейсному кабелю. Таким образом, соединив два устройства, поддерживающие режим DisplayPort Alternate Mode, вы сможете транслировать звуковой и видеосигнал, передавать данные в обе стороны на скорости до 480 Мбит/с, а также подавать электропитание - и всё это по одному кабелю!
Устройства, поддерживающие DisplayPort Alternate Mode, можно будет подключить и к аппаратуре, не оснащенной портами USB Type C (в частности, мониторам, телевизорам и т.д.). Спецификация данного режима предусматривает варианты подсоединения к интерфейсам DisplayPort, HDMI или DVI через специальные переходники.
В ноябре 2014 года консорциум MHL сообщил о разработке альтернативного режима MHL Alternate Mode, который позволит транслировать несжатый звуковой и видеосигнал (в том числе высокой и сверхвысокой четкости) с мобильных устройств, оборудованных разъемом USB Type C, на внешнее оборудование (мониторы, телевизоры, проекторы и пр.) по стандартному USB-кабелю. В разработке спецификации приняли участие специалисты компаний Nokia, Samsung Electronics, Silicon Image, Sony и Toshiba.
Внедрение альтернативных режимов позволит значительно расширить функциональные возможности интерфейса USB и до предела упростить процедуру соединения устройств различных типов.
Заключение
Завершая данный обзор, еще раз перечислим наиболее важные новшества, процесс внедрения которых в серийно выпускаемые устройства, оборудованные интерфейсом USB, начнется уже в ближайшее время.
Описанный в спецификации USB версии 3.1 режим передачи данных SuperSpeedPlus позволит увеличить максимальную пропускную способность этого интерфейса до 10 Гбит/с. Конечно, это меньше, чем у HDMI 2.0 и Thunderbolt 2 (которые, напомним, обеспечивают передачу данных со скоростью до 18 и 20 Гбит/с соответственно). Впрочем, 10 Гбит/с вполне достаточно для передачи несжатого видеосигнала высокой четкости с частотой смены кадров до 60 Гц. Кроме того, представители USB-IF заявили, что в последующих версиях USB вполне возможно увеличение пропускной способности до 20 Гбит/с - благо, в конструкции новых разъемов USB Type C и соответствующих кабелей заложен определенный запас для дальнейшего развития.
Внедрение поддержки спецификации USB Power Delivery 2.0 позволит значительно увеличить максимальную мощность электропитания, передаваемого по USB-соединению. Соответственно, будет расширена номенклатура периферийных и мобильных устройств, которые смогут получать питание по интерфейсному кабелю. Повсеместное внедрение данного решения позволит заметно сократить количество используемых кабелей и внешних блоков питания, уменьшить количество занятых розеток и более эффективно использовать электроэнергию.
Появление устройств класса USB Billboard Device Class с поддержкой альтернативных режимов откроет совершенно новые возможности. При этом каждый производитель сможет создавать собственные режимы для аппаратов тех или иных типов с учетом их специфики.
Безусловно, одним из революционных изменений, которое затронет сферы ПК, периферийных и мобильных устройств, бытовой аппаратуры и пр., станет внедрение разъема USB Type C, который (как предполагается) придет на смену штекерам и розеткам USB ныне используемых типов. С одной стороны, переход к единому разъему для устройств всех типов позволит значительно упростить жизнь пользователей и сократить до минимума количество необходимых кабелей. Но, с другой стороны, индустрии и пользователям предстоит пережить очень непростой и болезненный процесс смены поколений. Прежние решения отличались максимальной совместимостью: конструкция обычных штекеров USB Type A и Type В позволяет без проблем подключать их в соответствующие розетки версии 3.0. Теперь же для соединения устройств разных поколений придется использовать дополнительные приспособления.
В спецификации USB 3.1 предусмотрена обратная совместимость с более ранними версиями интерфейса. Однако с появлением серийных устройств, оборудованных разъемом USB Type C, пользователи неизбежно столкнуться с необходимостью приобретения переходников и адаптеров, обеспечивающих возможность подключения новых аппаратов к более старому оборудованию с розетками USB Type A, Type В и других типов. Учитывая, что в настоящее время ежегодно выпускается порядка 4 млрд устройств, оснащенных интерфейсом USB, данная проблема будет весьма актуальна в течение как минимум пяти-шести ближайших лет.
Также необходимо отметить, что в полной мере реализовать потенциал интерфейса USB версии 3.1 и разъема USB Type C на практике можно будет лишь тогда, когда у пользователей накопится хотя бы минимальное количество оборудования, оснащенного этими новинками. Очевидно, что в случае взаимодействия двух устройств разных поколений функциональные возможности и максимальная пропускная способность интерфейса будут ограничены характеристиками контроллера USB более старого аппарата.
По мнению экспертов известного тайваньского ресурса DigiTimes, серийные модели ПК, а также мобильных и периферийных устройств, оборудованных интерфейсом USB 3.1 и разъемами USB Type C, поступят в продажу уже в первой половине 2015 года. В свою очередь, ведущие разработчики операционных систем и ПО уже заявили о готовности выпустить обновления для реализации поддержки USB 3.1 в своих продуктах.
Свежий лэптоп MacBook от Apple оснащён единственным портом USB Type-C . Но этот форм-фактор - не собственный стандарт корпорации. USB Type-C - новый тип универсального порта, стандартизированный международным консорциумом USB-IF . А со временем он распространится на все устройства, которые в наши дни оснащаются классическим (если не сказать «старым») более крупным коннектором USB.
С многообразием современных Apple MacBook можно ознакомиться на страницах Байона:
Разъём USB
Type-C плотно переплетается с другими новыми стандартами: скоростным USB 3.1 и «электрическим» USB Power Delivery, чья задача - подавать достаточную мощь тока для питания различных устройств.
В статье мы расскажем и об отличиях USB Type-C от USB 3.1 и о том, чем схожи между собой стандарт USB Power Delivery и порт Type C.
Type-C - новая форма порта USB
По физической своей сути, разъём USB Type-C представляет собой более тонкий порт. Сам разъём может поддерживать уже существующие стандарты USB 3.1 и USB Power Delivery (для краткости - USB PD). Фактически, 3.1 и PD - «логические» разновидности USB, а Type-C - лишь размер, форма и вид порта.
Наиболее привычный коннектор USB относится к категории USB Type-A . Даже при переходе с «древнего» стандарта USB 1.1 на долгожителя 2.0 (и на быстрый 3.0, который принято помечать синим цветом), коннектор оставался одним и тем же. В своё время он казался миниатюрным, но спустя годы развития техники выглядит он весьма массивно. Другой его недостаток - возможность подсоединения к устройству исключительно одной определённой стороной. Поэтому до присоединения разъёма к порту необходимо убедиться в его правильном положении.
Но шина USB привлекательна и для других устройств! А крупный порт USB классического форм-фактора физически нельзя разместить на тонких гранях смартфонов, игровых контроллеров, цифровых камер и всех прочих гаджетов, куда так и просится этот стандарт передачи данных. Так рождались многочисленные стандарты коннекторов, включая распространённые ныне «micro» и «mini».
Разнообразные разъёмов и коннекторов класса Universal Serial Bus
«Зоопарк» различных типоразмеров USB-портов близится к закрытию. Причина этому - новый стандарт USB Type-C , на чьей стороне громадное преимущество: миниатюрные геометрические размеры порта. Его габариты составляют приблизительно одну треть «старого» USB Type-A . Новый форм-фактор можно разместить в любом устройстве. Больше никаких коллекций проводов: и для внешнего жёсткого диска, и для зарядки смартфона потребуется лишь один-единственный кабель. При этом крохотный порт способен как разместиться в корпусе мобильного устройства, так и служить источником электроэнергии даже для «прожорливых» периферийных устройств. С обеих сторон кабель оканчивается одинаковыми коннекторами USB Type-C.
Никуда не денутся разнообразные по форме и цветам красавцы-«зарядки», но кабель будет стандартным.
Единый стандарт Type-C
Всё верно: единый стандарт, и сразу столько «вкусностей». Есть и ещё кое-что: «Тайп Си» (такова английская транскрипция названия) привлекателен ещё и своей двусторонней природой. Вставлять коннектор в этот разъём можно любой стороной. Не придётся больше рассматривать направленность «шнурка», чтобы аккуратно вставить его в порт.
Пока USB Type-C лишь начинает своё победоносное шествие, поэтому дата-кабели - непременный атрибут любого компьютерного «хозяйства».
Рекомендуем ознакомиться с нашими товарами этой категории: кабели USB
Типоразмер USB класса Type-C может работать в различных режимах-«протоколах». На практике это выражается в том, что к одному-единственному порту можно подключать ещё и кабели HDMI, VGA, DisplayPort или другие виды соединений компьютера с периферией. Цифровой мультипорт-адаптер USB-C от Apple - отличный образец вышесказанного. Данный адаптер позволяет подсоединять к компьютеру видеовыходы HDMI или VGA, крупные коннекторы USB старого стандарта Type-A , и, конечно, родные для него входы USB Type-C . Куча всевозможных USB, HDMI, DisplayPort, VGA и прочих разъёмов, которыми сейчас украшаются большинство ноутбуков по всем боковым граням, можно заменить лишь одним типом порта. Нечто подобное в последние годы произошло с мобильными компьютерными колонками - они всё чаще подключаются к компьютеру через USB, а не через специфические порты.
Стандарт электропитания USB Power Delivery
В близком родстве с
Type-C состоит и другой свежий стандарт консорциума - USB PD. Что такое USB Power Delivery?
Многие мобильные устройства - смартфоны, планшеты, карманные компьютеры, способны заряжаться от компьютера при соединении с ним через USB. Порт класса USB 2.0 обеспечивает передачу тока вплоть до 2,5 Ватт - достаточно для неспешной подзарядки, но о более требовательных устройствах не приходилось и думать: средний ноутбук, к примеру, требует до 60 Ватт.
Спецификации USB Power Delivery обеспечивают передачу тока вплоть до 100 Вт. Более того, направление тока может быть двусторонним, поэтому оба устройства, соединённых USB-кабелем, могут как отдавать, так и получать электричество. Одновременно с обеспечением электропитания возможна и передача данных. И новый MacBook, и «хромбук» Pixel от Google способны заряжать свои аккумуляторы при соединении по порту USB Type-C . Новый стандарт USB PD позволит забыть о многочисленных типах кабелей и разъёмов для питания ноутбуков. Любое устройство можно запитать от стандартного порта USB. Источником тока для лэптопа может быть любой новомодный «внешний аккумулятор». Можно присоединять ноутбук и к внешнему экрану - и этот дисплей будет делиться своим током с компьютером, одновременно показывая изображение, отсылаемое на него компьютером через небольшой порт USB класса Type-C .
Необходима лишь поддержка технологии USB Power Delivery. Обычный порт USB Type-C - не гарантия такого электрического всемогущества. Как Байон уже отмечал в начале статьи, Type-C - лишь новая геометрия этого разъёма; всё остальное будет зависеть от конкретного производителя данного устройства - захотят ли разработчики оснащать свои устройства с портами размера Type-C ещё и поддержкой USB PD.
Взаимоотношения USB Type-C и USB 3.1
USB 3.1 - очередная веха развития шины USB. Теоретическая пропускная способность USB 3.0 ограничена 5 гигабитами в секунду. Новая итерация, USB 3.1, увеличивает этот показатель вдвое - вплоть до 10 теоретических гигабит/сек. Этот красивый показатель соответствует скорости порта Thunderbolt первого поколения.
Чем отличаются USB Type-C и USB 3.1?
Первый (USB Type-C) - лишь геометрическая форма разъёма, не более. Внутрь этой «геометрии» можно встроить и старичка USB 2.0, и его потомка - 3.0, и их наследника 3.1. В принципе, ничто не мешает разместить в Type-C даже логику откровенно «музейного» USB 1.1.
Практический пример отличия USB Type-C от USB 3.1 - Android-планшет Nokia N1. Он оснащается новым разъёмом USB Type-C , однако внутри расположена логика шины 2.0 (да, даже не 3.0). Соответствующая у него и скорость передачи данных. Тем не менее, эти две технологии связаны друг с другом напрямую, пусть и не являются синонимами.
Обратная совместимость USB и новых технологий стандарта
С физико-геометрической точки зрения, разъём USB Type-C не совместим с предшественниками. А с логической точки зрения разработчики сохранили полную обратную совместимость. Иными словами, в тонкий новый разъём Type-C не удастся «впихнуть» обычный громоздкий коннектор от принтера или мышки. Не удаться и подключить современные флешку или внешний HDD, оснащённые кабелем Type-C , в классический привычный всем порт USB компьютерного формата.
А теперь вновь вернёмся к хорошему. Стандарт USB 3.1 полностью совместим с предыдущими версиями USB, поэтому для подключения старой периферии в порт USB Type-C требуется лишь простой адаптер-переходник. Устройства заработают, проблем не возникнет.
Как жить в эпоху USB Type-C ?
На практике, большинство новых компьютеров будут оснащаться как новыми портами USB Type-C , так и привычными USB Type-A - по крайней мере, в обозримом будущем. Такой процесс уже начался, в качестве примера возьмём всё тот же «хромбук» Pixel. Нет нужны менять старую периферию (принтеры, сканеры, флешки с мышками) на новые устройства с кабелями USB Type-C . И даже если ваш будущий компьютер будет ортодоксально оснащён исключительно портами USB Type-C (как в случае MacBook), решить проблему помогут недорогие и всё более распространённые адаптеры.
Итог: размышления Байона о USB Type-C
Своевременное и долгожданное обновление, этот новый разъём. Первопроходцы USB Type-C - разработчики MacBook, но эта технология уже скоро распространится далеко за пределы «яблочной вселенной». Со временем другие порты уйдут в прошлое, а переход к новой эпохе будет максимально безболезненным. Какого бы мнения читатели не были об Apple, на этот раз они дали дорогу новому стандарту, который пригодится всем и каждому.
Более того, порт USB Type-C может заменить собой интерфейс Lightning, которым пользуются лишь смартфоны и планшеты этой корпорации. У Lightning нет особых преимуществ над USB Type-C - он выгоден компании Apple лишь потому, что она получает за его использование лицензионные отчисления.
