Почему новый стандарт USB действительно лучше, чем привычные всем USB-порты телефонов, планшетов или ноутбуков и у каких устройств уже есть разъемы USB Type-C? Редакция CHIP отвечает на все эти вопросы.
Сначала немного важной информации: обозначения USB Type-C и USB 3.1, как говорится, идут нога в ногу, поскольку обозначают фактически одно и то же. Когда используется числовое обозначение USB 3.1, речь обычно идет о скорости передачи данных.
Если встречаете название USB Type-C - обычно имеется ввиду непосредственно тип разъема для подключения устройств. Для начала давайте сравним предыдущий стандарт USB 3.0 с новым USB 3.1. Все подробности вы найдете в нижеприведенной таблице.
Сравнение USB 3.0 и USB 3.1
Лучшие устройства с USB Type-C
Какие устройства с разъемом USB Type-C вообще доступны в настоящий момент? Первым из них стал 12-дюймовый MacBook, в котором этот разъем вообще был единственным. Актуальные гуглофоны Nexus 6P и 5X тоже оснащены USB 3.1 - да и вообще все больше и больше производителей интегрируют в свои смартфоны порт нового стандарта.
В следующей таблице мы собрали для вас перечень самых интересных устройств с интерфейсом USB Type-C.
USB Type-C: у этих устройств он уже есть
Разъем USB больше не получится подключить неправильно
USB Type-C: штекер типа С (слева) можно использовать любой сторонойВот что делает разъем USB Type-C невероятно удобным: он является симметричным. Вам больше не придется думать о том, с какой попытки получится правильно вставить штекер в гнездо. Ранее такое свойство разъема было большим преимуществом продукции компании Apple, iPad или iPhone, а теперь оно становится доступным для широких масс пользователей. Этот кабель можно вставлять любой стороной.
Упомянем и еще одно существенное преимущество над стандартом USB 3.0: за счет увеличенной до 100 Вт максимальной передаваемой мощности, через USB 3.1 в будущем без дополнительного источника питания смогут подключаться различные периферийные устройства, например, мониторы или колонки. Сила тока 5 А также существенно сокращает время зарядки мобильного телефона.
В 2015 году была показана новая версия MacBook Air. На презентации Тим Кук, глава Apple, как обычно, рассказывал о новых функциях и возможностях устройства. Была в нем одна деталь, которая заинтересовала не только адептов Apple. Как вы могли догадаться, речь шла о совершенно новом разъеме USB Type-C.
Что это такое?
USB Type-C является эволюционной степенью развития формата универсальной последовательной шины (USB), о которой вы наверняка слышали и которая является едва ли не самой распространенной технологией в сфере мобильных и периферийных устройств.
Это именно эволюция, а не революция, хотя некоторые отдельные моменты можно назвать революционными. Так, USB Type-C позволяет передавать не только файлы, но и даже видео!
Сразу же хочется рассказать об обозначениях USB Type-C и USB 3.1. Они не означают одно и то же, хотя идут рука об руку: USB Type-C — это спецификация USB, USB 3.1 — по сути, числовое обозначение, под которым подразумевается скорость передачи данных. Грубо говоря, USB Type-C работает на технологии USB 3.1. К слову, скорость передачи данных очень высока — свыше 1200 Мбайт/с против 500 Мбайт/с у USB 3.0!
Сравните USB Type-C и USB Type-A:
А здесь показано сравнение USB Type-C и microUSB (один из самых популярных форматов, используемых в мобильной сфере):
В чем преимущество USB Type-C?
Как было написано выше, в скорости передачи данных. Но это не единственное преимущество данной технологии. Так, USB 3.1 имеет большую максимальную мощность, а это значит, что уже скоро можно будет подключать дополнительные устройства вроде колонок без дополнительного источника питания. Только представьте — взяли колонки на природу, подключили их с помощью USB Type-C и слушаете музыку!
Еще один громадный плюс — сила тока аж в 5А. Это позволяет значительно быстрее заряжать смартфон, планшет или любое другое устройство. Главное, чтобы это устройство поддерживало технологию быстрой зарядки.
Наконец, теперь штекер можно вставлять любой стороной — он является симметричным. Еще недавно такое удовольствие было доступно только для iPhone и iPad, а теперь — и для всех остальных устройств, которые используют технологию USB Type-C.
Какие устройства используют USB Type-C?
Многие. Это и ноутбуки, и планшеты, и смартфоны. Вероятно, в будущем переход на USB Type-C устройств на базе Android значительно ускорится, поскольку компания Google посоветовала производителям использовать именно данный интерфейс в своих будущих новинках.
Ноутбук от Google:
Начнем с того, что новый стандарт. USB Type-C. призван унифицировать разъемы на многих устройствах от кофеварок, фотоаппаратов, телевизоров и до смартфонов с компьютерами.
Только представьте мир в котором царит один стандарт. Вам не нужно брать с собой кучу переходников в поездку или думать есть ли необходимый кабель у знакомых дома, когда вы идете к ним в гости. В мире, где царит USB Type-C вы всегда сможете зарядить свой девайс, где угодно и когд а угодно.
Стандартизация это пожалуй самый главный козырь USB Type-C и его в итоге ощутят на себе практически все пользователи. Ну, а за то что разъём можно вставлять любой стороной отдельный респект инженерам разработавшим этот стандарт.
Более мощная зарядка
Зарядка вашего телефона с помощью кабеля от фотоаппарата или от компьютера — это ещё не самое крутое на что способен USB Type-C. Изначально в спецификации стандарта была заложена возможность пропускать через кабель огромное количество энергии вплоть до 100 Ватт мощности. Конечно же такой ток в смартфонах пока не нужен, но всё же приятно осознавать, что такой могучий потенциал уже заложен в стандарт USB-C.
Некоторым производителям уже сейчас удалось реализовать на базе Type-C свои стандарты быстрой зарядки. Например, Dash Charge от OnePlus может передавать до 5 вольт с силой тока 4 ампера, что равно 20 ватт мощности. Куалкомовская быстрая зарядка Quick charge 4 также работает на основе Type-C и выдает в пике порядка 18 ватт. Возможно, что в будущем какие-нибудь графеновые суперконденсаторы для того чтобы зарядиться за пару минут потребуют ток в 100 ватт и в таком случае за Type-C не заржавеет.
Вывод звука
На базе разъема Type-C можно реализовать огромное количество самых разнообразных интерфейсов от элементарного и банального аудио-разъема до продвинутого Thunderbolt 3 или pci express. Далеко за примерами ходить не будем. На рынке уже полно устройств у которых попросту отсутствует стандартный 3.5 мм mini jack. Его с успехом заменил цифровой интерфейс на базе USB Type-C.
Компания LeEco одна из первых показала публике преимущество данного способа передачи звука. Их технология CDLA позволяет передавать цифровой Hi-Fi звук без потерь и реализовывать крутейшие системы шумоподавления без дополнительного питания.
Передача видеосигнала через USB Type-C
Но производители смартфонов нашли и ещё одно интересное применение для Type-C. Ведь разъем может передавать не только звук, но и видео. Да еще и в тоже время подпитывать аппарат энергией. В итоге мы увидели ряд док-станций, которые превращают смартфон в полноценный системный блок.
Сначала эту идею реализовала Microsoft в своих lumia. Позже к ним добавились и устройства от HP Elite x3. Они все сильно ограничены в своей функциональности. Windows в режиме континуум не шибко балует пользователя возможностями, но всё же в таком режиме уже заметно удобнее браузить, работать с текстами и смотреть видосики на Ютубе. И вот совсем недавно с похожией станцией на рынок вышел .
Подводя итог на ум приходят мысли о будущем и о том как всё клёво будет, когда полноценный переход на USB Type-C всё же состоится. Но оглянувшись вокруг я понимаю, что это самое будущее уже наступило. Type-C можно встретить в самых неожиданных местах. В консолях, фотоаппаратах, телевизорах и камерах даже в некоторых недорогих ноутбуках. Осталось совсем чуток до полномасштабного перехода. Приходится только надеяться на то, что инженеры и производители не придумают какого-то нового.
Новые стандарты постоянно заменяют старые. И вот настало время для действительно значительного перехода, ведь началось внедрение нового формата самого распространенного порта - USB. Давайте же выясним, что же принесет нам новоявленный Type-C.
На деле сам формат был утвержден уже довольно давно. В свое время мы даже на нашем сайте. Но путь стандарта в окончательные пользовательские устройства довольно непрост. Такие вещи как порты должны закладываться в производство на довольно раннем уровне, так что логично, что только сейчас начали появляться первые реальные гаджеты с обсуждаемым портом.
Первым более-менее крупным коммерческим устройством с USB Type-C на борту был планшет . Хоть он и был анонсирован еще в ноябре прошлого года, но в продажу в Китае поступил только . А буквально на днях сразу два крупнейших IT-гиганта анонсировали свои новые ноутбуки, которые также оборудованы новым стандартом USB. Это новый от Apple и новый от Google. И если в хромбуке новых портов два, которые сопровождаются двумя «старыми» USB, то в Макбуке он вовсе единственный, если не считать комбинированный 3,5 мм jack.
Выпуск устройств с новым стандартом портов такими крупными компаниями означает, что рынок периферии, ради которой и задумываются какие-либо порты, получит сильный толчок. Даже несмотря на то, что оба вышеупомянутых ноутбука будут весьма нишевыми устройствами.
Так что же можно будет делать с помощью нового стандарта USB? Для начала, давайте проясним матчасть. Новый разъем называется Type-C. Он маленький, тонкий и симметричный. Эдакая золотая середина между microUSB (он же Micro-B USB) и Lightning. Физические габариты его составят 8,4 мм на 2,6 мм.
Но при этом есть еще и новый стандарт USB 3.1 (это не то же самое, что разъем), который новым разъемом Type-C и поддерживается. В спецификациях был сделан большой шаг вперед. Если сравнивать с USB 3.0, то скорость передачи данных выросла в два раза, с 5 ГБит/с до 10 ГБит/с. Вместе с этим увеличилась и возможность передавать мощность. С помощью стандарта 3.1 можно передавать ток силой в 5 А при напряжении в 20 В. С помощью нехитрых вычислений это трансформируется в 100 Вт мощности. Для сравнения, USB 3.0 умел передавать 1,8 А при 5 В (9 Вт). Кроме этого USB 3.1 может передавать ток не только от хоста в получателю, но делать это в обе стороны, если это необходимо.
Теперь вернемся к вопросу, что же нам может дать новый стандарт USB. Как можно увидеть из спецификаций, теперь он действительно готов принять на себя абсолютно все функции, которые только можно принять. Когда человечество придумывало разъемы и штекеры, примерно в тот же момент должна была родиться мечта о том, чтобы в мире был всего один разъем и один штекер, для абсолютно любых целей. И сейчас эта мечта начинает обретать форму.
С помощью стандарта USB 3.1 можно передавать данные, подключать внешние дисплеи, подключать аудио-устройства, передавать заряд - т.е. новый стандарт имеет потенциал действительно заменить все существующие ныне порты.
Пусть новый 12″ MacBook и далает это несколько агрессивно, но он наглядно показывает, что одного порта вполне достаточно. Вернее, все наверняка в итоге поймут, что одного порта, наверное, мало (надо же как-то выгодно отличать второе поколение MacBook от первого, в конце концов), но вот одного вида портов - вполне. Особенно радует то, что теперь и зарядка будет универсальной. А это значит, что все ноутбуки можно будет зарядить ровно тем же кабелем, что и смартфон. Никаких больше проприетарных штекерочков, которые будут стоить как полноутбука, если их потерять. К тому же зарядные блоки станут меньше, аккуратнее и, опять же, будут подходить к любому устройству.
Большая проблема нового стандарта - отсутствие прямой обратной совместимости со старыми устройствами. Но все не так плохо, как многие думают. Возможен вариант кабелей с Type-C на одном конце и «старым» USB Type-A на другом. Естественно, при этом будут недоступны все плюшки 3.1, а будет лимитировано меньшим стандартом в цепи, но работать все будет и это положительный момент. Уже сейчас есть переходники. Тот, что от Apple, например, стоит $79, но это вовсе не значит, что все будет так плохо и китайцы оперативно не подтянутся.
Вряд ли все производители сейчас возьмут и поголовно решат отказаться от старых портов, но чем быстрее мы перейдем на новые, тем лучше. Спросите пользователей продукции Apple, жалеют ли они о переходе на Lightning? Уверен, что нет, хотя для многих он и был болезненным. Кстати, очень интересно, какой порт будет в новых iPad и iPhone, Lightning или все же USB-C?
В итоге мы имеем стандарт, который имеет все шансы напрочь убить всех конкурентов. Вполне возможно, что уже в самом ближайшем будущем нам будет достаточно одного тоненького кабеля, чтобы делать абсолютно все с абсолютно любым устройством. И это замечательно.
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.
В режиме «Display Port»
назначение контактов порта меняется - две пары TX2/RX2 превращаются в видеоканал, а звуком занимается SBU1/2 ▼
Обсуждение: 304 комментария
Снова забыл по приветствовать… Здравствуйте!
Ответить
Запрос на повышение зарядного напряжения потребитель подаёт цифровым способом, а не просто подачей напряжения. Эмулировать запрос можно с помощью специального контроллера, поддерживающего технологию USB PD, но это уже выходит за рамки моей компетенции.
Ответить
Вопрос! Если мне нужно получить от устройства через type-c напряжение 12v кроме резистора на 5,1Ком между CC1 и gnd и CC2 и gnd что еще нужно? Где-то видел что на D+ и D- подать некоторое напряжение
Ответить
Type-C всего лишь физический разъем. 12В можно получить если зарядка поддерживает протокол USB PD или QC.
В первом случае все сложнее, там общение идет по протоколу, разные уровни, нужна специализированная микросхема. Ну и естественно разъем у зарядки должен быть Type-C, то есть получается нужен кабель Type-C-Type-C.
Во втором случае с QC все проще, напряжения на D+ и D-. Но просто резисторами тоже не выставить, но можно сделать самостоятельно QC триггер на какой нибудь AVR. Или уж смотреть готовый триггер на алиэкспресс.
Ответить
Thanks, for the great work.
I am a little bit confused if you can help me.
I have a USB C port which will connect with the phone. Now I have two other ports. One is USB A port which will connect with a pheripheral device and 2nd is a USB C port which will connect with a Wall charger. Now I want to know the connection and resistors value for both functions. Like if I connect a pheripheral device then phone behave as a power sourcing device along with data but when I connect a wall charger then phone recieve power and charge. Note: I don’t want to use both at the same time but if it is possible that would be great. thanks for help
Ответить
Д.день, уважаемый Rones. Спасибо за ваш сайт и желание делиться с нами (читателями) своими знаниями. Вопрос такой: имею «маковский» 85-ваттный блок питания с выходом под USB-C разъем. Мак умер — блок остался, хочу расширить область его использования. Блок-то очень хороший — маленький и мощный. В спецификации написано, что потребителю может быть выдано 5-9-12-20вольт. Тупо подключил первый попавшийся шнурок USB-C/USB-2, включил в сеть. Померял напряжение на крайних контактах USB-2 — 0,1вольта. Как мне сообщить процессору блока питания, что мне нужно 5 вольт и все остальные вольты из спецификации? После прочтения вашей статьи дошло, что процессор узнаёт о том какое напряжение требуется потребителю, опрашивая линии кабеля и измеряя их калиброванные сопротивления и/или напряжение между линиями. Если моё предположение верно, то какие дополнительные сопротивления между какими линиями нужно припаять, чтобы получить, например, 5 вольт питания через вилку USB-2? Как получить другие напряжения?
Ответить
