USB Type-C,这一USB接口外形标准,以其小巧的体积脱颖而出,不仅适用于PC,更广泛用于手机等外部设备。它拥有4对TX/RX分线、2对USBD+/D-、一对SBU以及2个CC,再加上4个VBUS和4个地线,功能强大。
近期,USB Type-C的发展迎来了重要转折点。2022年10月4日,欧洲议会以绝对优势通过法案,规定自2024年秋季起,欧盟地区销售的智能手机、平板电脑、电子阅读器、数码相机、耳机、手持视频游戏机和便携式扬声器等电子设备,必须统一采用USB Type-C充电端口。到了2026年,这一标准还将扩展至笔记本电脑充电器。
此外,欧洲理事会也于2022年10月24日批准,自2024年起,欧盟范围内销售的手机、平板、数码相机等电子设备,必须统一使用Type-C充电接口。消费者在购买时将有机会自由选择是否另行购买充电器。而对于笔记本电脑,则享有40个月的过渡期。
2022年10月25日,苹果公司确认将遵循欧盟规定,自2024年起,其所有智能手机将统一采用USB-C充电接口。这一决策标志着Type-C接口在智能手机领域的进一步普及。
要深入了解Type-C的运作原理,我们首先需要明确其引脚定义。Type-C接口配备了4对TX/RX分线、2对USBD+/D-、一对SBU以及2个CC,再加上4个VBUS和4个地线,功能全面。此外,它还支持DP信号与USB 3.1信号的灵活切换,从而实现了多样化的数据传输需求。
在DP模式下,Type-C可以利用全部4对TX/RX差分线进行输出,最多可支持4条通道的DP输出,总输出带宽高达32.4Gbps。这一模式不仅支持5Kx3K 60帧视频的流畅播放,还能实现8K×4K 60帧视频的超高分辨率输出。同时,为了保持对USB2.0设备的兼容性,Type-C接口还保留了USBD+/D-信号,使得USB2.0甚至USB1.0设备也能通过Type-C接口实现正反面插入。
另外,Type-C接口还支持DP+USB2.0的混合模式。在DP交替模式下,DP信号可以被加载到原本用于USB3.1数据传输的2对“多余”差分线上,从而实现USB3.1与DP信号的同时传输。这种灵活多变的数据传输模式,使得Type-C接口成为了手机、平板等电子设备的理想选择。
Type-C接口还配备了2条CC线和2条SBU线。CC线在Power Delivery模块(简称PD)的通讯中扮演着重要角色,它首先用于判断设备插入的方向,即正插或反插。当设备正插时,主机通过CC1与设备进行通讯;若为反插,则使用CC2。值得注意的是,CC线采用单线协议进行通讯。而SBU线在DP功能激活后,会转化为DP协议中的AUX_P/AUX_N差分线,其极性可随正反插方向自动调整。这条线主要负责传输设备的DPCD、EDID等关键信息。
技术特性概览
2013年1月7日,USB3.0推广组织在美国消费电子展上宣布,预计2014年将有首批传输速率高达10GB/s的设备问世。这些设备将采用USB3.1标准,即Type-C接口。Type-C接口以其纤薄的8.3mmX2.5mm尺寸设计、正反插功能以及3A电流承载能力而脱颖而出。此外,它还支持USB PD技术,能提供最大达100W的电力,远超现有USB供电能力。
在USB接口类型中,Type-A因其广泛应用于电脑和电子配件而知名,如鼠标、U盘和数据线上。然而,随着技术的发展,更小巧的Type-C接口逐渐崭露头角。这种接口无方向性,可随意插拔,成为最新的USB外形标准。
苹果在新macBook上率先采用USB Type-C,将其强大的技术带入公众视野。USB Type-C不仅是一个接口规范,更代表着移动设备和PC中数据接口的未来。随着技术的不断成熟,越来越多的电子产品开始配置全Type-C接口,预示着这一技术将在未来占据更重要的地位。
事实上,USB Type-C接口的设计使其具有显著的优势,其中之一就是无需再担心插线困扰。其正反可插的特点,使得用户无需再担忧因插错方向或失误导致部件受损。更进一步的是,Type-C接口具有出色的兼容性,能够连接PC、游戏主机、智能手机、存储设备和拓展等各类电子设备,实现数据传输和供电的统一。例如,通过一条Type-C线,用户可以将两台显示设备紧密结合在一起使用。
此外,Type-C接口还支持USB3.1标准,该标准提供最大100W的供电能力,同时电压和电流也有所提升,进一步降低了编码损耗,从USB3.0的20%降低至3%。这意味着用户能够通过Type-C接口迅速传输数据和视频,或者实现快速充电。此外,该标准还允许用户使用手机为其他设备充电,极大地提升了便利性。对于显示器来说,使用Type-C进行数据传输时无需再另行连接电源线,有效解决了桌面线材混乱的问题。这一点甚至超越了高端的HDMI和DP接口。
2021年9月,USB-IF组织进一步提升了USB Type-C接口和线缆的标准,将其供电能力从100W提升至240W,预示着未来游戏本可能无需再配备单独的电源适配器。而在2022年4月21日,欧盟官员投票支持了一项长期以来的提案,该提案要求苹果及其它科技公司统一采用USB-C作为通用充电器,并引入了新的无线充电标准。
此外,据Omdia的《2021 USB Type-C Report》显示,在2020年,近80%的笔记本电脑和近半数的智能手机都配备了USB-C接口,且这两种设备的采用率预计将持续攀升。这些核心设备的广泛采用,不仅推动了其他卫星设备的普及,还为便携式桌上型显示器和通用坞站等新兴应用领域带来了更多可能性。作为最有可能提供全功能USB-C的核心设备,笔记本电脑和智能手机通过单线即可实现电源、数据和视听信号的全面传输。
2022年5月15日,知名苹果分析师郭明錤发布文章,预测在不久的将来,苹果旗下其他采用Lightning接口的产品,例如AirPods和Magic Keyboard,也将逐步转型为USB-C接口。他此前还透露,新款的iPhone预计将在2023年下半年摒弃Lightning接口,转而采用USB-C接口。
此外,2022年10月4日,欧洲议会以显著优势通过了一项法案,该法案要求对手机等便携智能电子设备的充电接口进行统一。根据法案规定,自2024年底起,所有新上市的手机、平板电脑、数码相机、便携式导航系统等便携智能设备都必须使用USB Type-C充电接口。而从2026年开始,USB Type-C更将成为笔记本电脑充电器的标准配置。
2022年10月25日,苹果公司正式宣布,将遵循欧盟的法规要求,自2024年起,其旗下所有智能手机产品将统一采用USB-C充电接口。