Порт USB type C. Переваги і особливості

Озирніться навколо себе і швидше за все Ви побачите принаймні кілька пристроїв, що використовують Universal Serial Bus (USB). В середньому, близько 3 мільярдів портів USB поставляються щороку, що робить його на сьогоднішній день найуспішнішим типом підключення периферійних пристроїв в світі. З початку свого існування тип підключення USB кілька разів вдосконалювався (1.0, 2.0, 3.0) що з кожним разом покращували його пропускну здатність. та настав час більш кардинальніших змін. Результатом цього став новий порт USB Type-C .

Підписуйтесь на наш Telegram-канал

Зміст:

1. Що таке USB Type-C
2. Конструкція та зручне підключення
3. Швидкість передачі даних
4. Сумісність. Труднощі «перехідникового» періоду
5. Передача енергії. Агрегат на 100 Вт
6. Підсумки

Що таке USB Type-C

USB Type-C – це новий стандартних роз’єм для живлення передачі даних. Роз’єм USB-C був розроблений USB Implementers Forum, групою компаній, що розробили і сертифікували стандарт USB.

Вона налічує понад 700 компаній, в тому числі Apple, Dell, HP, Intel, Microsoft і Samsung. Розроблена майже в той самий час, що і специфікація USB 3.1, але відрізняється від неї. USB Type-C Specification 1.0 тим, що визначає невеликий роз’єм для пристроїв USB .

Починаючи з 2015 року, USB-C широко адаптований і використовується в багатьох смартфонах і ноутбуках. Можливість двохсторонньої передачі даних і енергії USB Type-C дозволить значно скоротити суму проводів, без яких в даний час неможлива робота пристрою.

Конструкція та зручне підключення

Конектор USB Type-C трохи крупніше звичного USB 2.0 Micro-B, однак помітно компактніше здвоєного USB 3.0 Micro-B, не кажучи вже про класичний USB Type-A.

Габарити роз’єму (8,34 × 2,56 мм) дозволяють без особливих складнощів використовувати його для пристроїв будь-якого класу, включаючи смартфони / планшети з мінімально розумною товщиною корпусу.

Конструктивно роз’єм має овальну форму. Сигнальні і силові виходи розміщені на пластиковій стійці в центральній частині. Контактна група USB Type-C включає 24 виведення. Це набагато більше, ніж у роз’ємів USB попереднього покоління. На потреби USB 1.0 / 2.0 виділялося всього 4 контакти, а роз’єми USB 3.0 мають 9 виходів.

Перша очевидна вигода USB Type-C – симетричний роз’єм, що дозволяє не замислюватися над тим, яким боком під’єднати штекер до розетки. Одвічна проблема пристроїв з USB-конекторами будь-якого формату тепер нарешті вирішена. При цьому рішення задачі досягається не банальним дублюванням всіх контактних груп. Тут використовується певна логіка автоматичного узгодження і комутації.

Ще один приємний момент – з обох сторін кабелю розташовуються ідентичні роз’єми. Тому, використовуючи USB Type-C, не потрібно вибирати, яким боком провідника приєднувати провідне і ведене пристрою.

Зовнішня оболонка конектора не має ніяких отворів або вирізів. Для його фіксації в роз’ємі використовуються внутрішні бічні засувки. Штекер повинен досить надійно утримуватися в роз’ємі. Люфтів, подібних до тих, що можна було спостерігати у USB 3.0 Micro-B, тут бути не повинно.

Багатьох, напевно, хвилює фізична надійність нового коннектора. Згідно заявленим характеристикам, механічний ресурс роз’єму USB Type-C складає близько 10 000 підключень. Точно такий же показник характерний і для порту USB 2.0 Micro-B.

Швидкість передачі даних

Одна з переваг USB Type-C – можливість використання для передачі даних інтерфейсу USB 3.1, який обіцяє підвищення пропускної спроможності до 10 Гб / с. Однак, USB Type-C і USB 3.1 – це не рівнозначні терміни і точно не синоніми. У форматі USB Type-C можуть бути реалізовані можливості як USB 3.1, так і USB 3.0 і навіть USB 2.0. Підтримку тієї чи іншої специфікації визначає інтегрований контролер. Звичайно, з більшою ймовірністю порти USB Type-C будуть з’являтися на пристроях, що підтримують високу швидкість передачі даних, але це не догма.

Нагадаємо, що навіть при реалізації можливостей USB 3.1 можливі відмінності в максимальній швидкості передачі даних. Для USB 3.1 Gen 1 – це 5 Гб / с, USB 3.1 Gen 2 – 10 Гб / с. До речі, вже представлені Apple Macbook і Chromebook Pixel мають порти USB Type-C з пропускною спроможністю 5 Гб / с. Ну, а наочним прикладом того, що новий інтерфейсний роз’єм дуже варіативний, є планшет Nokia N1. Він також оснащений коннектором USB Type-C, але його можливості обмежені USB 2.0 з пропускною здатністю 480 Мб / c.

Важливо розуміти, що номінально порт USB Type-C може використовуватися для максимально продуктивного підключення на швидкостях до 10 Гб / c, але, щоб отримати таку пропускну здатність, її повинні забезпечувати відповідними ресурсами. Наявність USB Type-C не є показником реальних швидкісних можливостей порту. Їх варто попередньо уточнювати в специфікаціях конкретних продуктів.

Деякі обмеження також мають кабелі для підключення пристроїв. При використанні інтерфейсу USB 3.1, для передачі даних без втрат на швидкостях до 10 Гб / c (Gen 2) довжина кабелю з роз’ємами USB Type-C не повинна перевищувати 1 метр, для з’єднання на швидкості до 5 Гб / c (Gen 1) – 2 метри.

Сумісність. Труднощі «перехідникового» періоду

Якщо говорити про сумісність USB Type-C з пристроями, оснащеними портами USB попереднього покоління, то, підключити їх безпосередньо не представляється можливим через принципові відмінності конструкції конекторів. Для цього доведеться скористатися перехідниками. Їх асортимент обіцяє бути дуже широким. Звичайно, мова не тільки про конвертацію USB Type-C на формат інших типів USB. Перехідники для виведення зображення на екрани з традиційними портами DisplayPort, HDMI, DVI і VGA також будуть доступні.

З огляду на наявність всього одного USB Type-C, власнику MacBook напевно не обійтися без універсального більш функціонального конвертора. Apple представила два таких адаптера.

Один на виході має наскрізний порт USB Type-C, VGA і USB Type-A, другий варіант оснащений HDMI замість VGA. Google для нової системи Chromebook Pixel пропонує поодинокі перехідники з USB Type-C на Type-A (вилка / розетка), конвертер на DisplayPort і HDMI. Також окремо є блок живлення на 60 Вт.

Передача енергії. Агрегат на 100 Вт

Ще одна важлива особливість, яку має USB Type-C – це можливість передачі енергії потужністю до 100 Вт. Цього вистачить не тільки для зарядки мобільних пристроїв, але і для безпроблемної роботи ноутбуків, моніторів або, наприклад, «великих» зовнішніх накопичувачів формату 3,5 “.

При початковій розробці шини USB, передача енергії була другорядною функцією. Порт USB 1.0 забезпечував всього 0,75 Вт (0,15 А, 5 В). Досить для роботи мишки / клавіатури, але не більше того. Для USB 2.0 номінальна сила струму була збільшена до 0,5 А, що дозволило отримати вже 2,5 Вт. Цього часто вистачало для живлення, наприклад, зовнішніх жорстких дисків формату 2,5 “. Для USB 3.0 номінально передбачена сила струму в 0,9 А, що при постійній напрузі в 5 В вже гарантує потужність в 4,5 Вт. Спеціальні посилені роз’єми на материнських платах або ноутбуках здатні були видавати до 1,5 А для прискорення зарядки підключених мобільних пристроїв, але це все ще 7,5 Вт. На тлі цих цифр можливість передачі 100 Вт виглядає чимось фантастичним. Однак, щоб порт USB Type-C наповнився необхідними потужностями, потрібна підтримка специфікації USB Power Delivery 2.0 (USB PD). Якщо такої немає, порт USB Type-C штатно зможе видати 7,5 Вт (1,5 А, 5 В) або 15 Вт (3А, 5 В) в залежності від конфігурації.

Щоб упорядкувати енергетичні можливості портів з USB PD, була розроблена система силових профілів, які передбачають можливі комбінації напруг і струмів. Відповідність Profile 1 гарантує можливість передачі 10 Вт енергії, Profile 2 – 18 Вт, Profile 3 – 36 Вт, Profile 4 – 60 Вт, Profile 5 – 100 Вт. Порт, відповідний профілю вищого рівня, підтримує і всі попередні по низхідній. В якості опорних напруг обрані 5В, 12В і 20В. Використання 5В необхідно для сумісності з величезною кількістю наявної USB-периферії. 12В – стандартна напруга живлення різних компонентів систем. 20В запропоновано з урахуванням того, що для зарядки акумуляторів більшості ноутбуків використовуються зовнішні системи живлення на 19-20 В.

Звичайно, добре, коли пристрій оснащений USB Type-C, що підтримує максимальний енергетичний профіль USB PD. Саме такий роз’єм дозволяє передавати до 100 Вт енергії. Очевидно, що порти з подібним потенціалом можуть з’явитися на деяких потужних ноутбуках, спеціальних док-станціях або материнських платах, де для потреб USB Type-C будуть виділені окремі фази внутрішнього блоку живлення. Мова про те, що необхідну потужність потрібно якось згенерувати і підвести до контактів USB Type-C. Та й для передачі енергії такої потужності потрібні активні кабелі.

Тут важливо розуміти, що не будь-який порт нового формату зможе забезпечити заявлену потужність в 100 Вт. Потенційна можливість для цього є, проте дане питання обов’язково має бути вирішене виробником на рівні схемотехніки. Також не варто плекати ілюзій на рахунок того, що вищевказані 100 Вт можна буде отримати, скажімо, від блоку живлення розміром з сірникову коробку і що тепер зарядкою від смартфона можна буде живити свій ігровий ноутбук і підключений до нього 27-дюймовий монітор. Все ж закон збереження енергії продовжує працювати, а тому зовнішня система живлення на 100 Вт з портом USB Type-C буде являти собою все такий же важкий брусок, як і раніше. В цілому ж сама можливість передачі енергії такої потужності за допомогою універсального компактного роз’єму – це, звичайно ж, плюс. Як мінімум, прекрасна можливість позбутися від різнобою оригінальних силових конекторів, якими особливо часто грішать виробники ноутбуків.

Ще одна корисна особливість USB Type-C – можливість зміни напрямку передачі енергії. Якщо дозволяє схемотехніка пристроїв, споживач може, наприклад, на певний час стати джерелом заряду. Причому для зворотного енергетичного обміну не знадобиться навіть перепідключення роз’ємів.

Підсумки

Необхідність в універсальному компактному роз’ємі, який можна було б використовувати для передачі даних, відео-аудіопотоків і електроенергії, назріла вже досить давно. З огляду на обопільний інтерес, як з боку користувачів, так і виробників обладнання, є всі передумови для того, щоб USB Type-С завоював ринок.

Компактні розміри, простота і зручність підключення поряд з широкими можливостями обіцяють конектору перспективи повторити успіх свого попередника. 10 Гб / c з можливістю подальшого масштабування, передача енергії потужністю до 100 Вт і картинка з розширенням до 5К. Непогано для старту! Ще один аргумент на користь USB Type-C – відкритий стандарт, що не вимагає від виробників ліцензійних відрахувань. Попереду ще багато роботи, але вже видно результат, заради якого варто пройти цей шлях.