您每天使用許多不同的電纜和連接器來連接、通信和為您的電子設備供電：HDMI、顯示端口、Lightning (Apple)、Thunderbolt 等。 所有這些技術都是由不同的製造商開創的，因為它們的出發點各不相同。 然而，當您考慮或涉及電纜和連接器時，您通常會想到 USB 類型。 通用串行總線 (USB) 技術是許多不同類型的消費設備（包括計算機、平板電腦、遊戲機和電話）的連接標準。 如今，受支持的設備帶有一個或多個 USB 或連接器。
您每天使用許多不同的電纜和連接器來連接、通信和為您的電子設備供電：HDMI、顯示端口、Lightning (Apple)、Thunderbolt 等。 所有這些技術都是由不同的製造商開創的，因為它們的出發點各不相同。 然而，當您考慮或涉及電纜和連接器時，您通常會想到 USB 類型。 通用串行總線 (USB) 技術是許多不同類型的消費設備（包括計算機、平板電腦、遊戲機和電話）的連接標準。 如今，受支持的設備帶有一個或多個 USB 或連接器。
USB 標准在 XNUMX 年前蓬勃發展，當時它的創建是為了改進即插即用配件。 鍵盤、鼠標、網絡攝像頭和許多其他外圍設備通過電纜快速連接到計算機，電纜支持通信和供電。 它的使用和功能都很簡單，所以當你將一個設備直接插入一個端口時，它就完全可以工作了。 然後可以在數據傳輸完成後或直到設備停止通信之前移除設備。 這里之所以將這項技術稱為熱插拔，是指設備可以在電源打開的情況下插拔。
有了新的 USB 標準，需要兩個連接器來分離數據和電源的日子已經一去不復返了。 由於需要更多電源的設備也可以從 USB 線獲取。 這使得另一組電子設備，如便攜式驅動器、電話、平板電腦，甚至現在的筆記本電腦和顯示器，都可以啟動。
USB的演變
1995 年前，我們首先看到了 Intel、IBM、Microsoft、NEC 以及現已不復存在的 Compaq、Nortel 和 DEC 推出的通用串行總線。 這些公司於 XNUMX 年聯合起來開始開發 USB，僅一年後，全球已有超過 XNUMX 種 USB 產品在開發這項技術。 在接下來的幾年裡，USB 開始成為消費電子市場上最流行的技術。
隨著我們的技術以及我們與之交互的方式的發展，USB 規範和標準也在不斷發展。 USB 標準目前由 USB 實施者論壇 (USB-IF) 維護。 該標準指的是不同的版本和傳輸速度，從 USB 1.x、USB 2.0、USB 3.x 到最新的 USB4。 總的來說，這些傳輸協議之間的主要區別在於傳輸速度。 USB 1.0 和 USB 2.0 是較舊的傳輸協議，速度較慢。 目前使用最廣泛的是 USB 2.0 和 USB 3.0。 我們平時使用的筆記本、移動硬盤等一般結合USB 2.0和USB 3.0的設備。
USB 2.0 作為 PC 世界的接口標準已經確立了十多年。 然而，存儲、視頻應用程序、攝像機和更多電器等現代設備仍然需要更多帶寬。 USB 480 提供的 2.0Mbps 速度不再那麼快了。
| USB 標準的修訂 | ||
| 版本 | 每年 | 速度 |
| USB 1.0 | 1996 | 1.5、12 Mbps |
| USB 2.0 | 2000 | 1.5、12、480 Mbps |
| USB 3 | 2008 | 5Gbps |
| USB 3.1 | 2013 | 10Gbps |
| USB 3.2 | 2017 | 20Gbps |
| USB4 / 迅雷 3 | 2019 | 40Gbps |
為了克服速度不足的問題，2008 年推出了 USB 3.0，其規格比 USB 2.0 快十倍。 僅僅五年後，我們就看到了 USB 3.1 和 USB 3.2 的問世。 最後，去年推出了 USB4。 較新的版本不斷增加甚至加倍通信速率。 事實上，USB 3.1 的速度是 3.0 的兩倍。 隨著其歷史的發展，USB 接口已經從有限的 1.5 Mbps（1995 – USB 1.0）發展到可以達到 40 Gbps（2019 – USB4）的連接。
USB 連接器和插座
USB 通常被識別為電纜和連接器的類型，而不是協議本身。 許多電子設備都有自己的內置電纜。 例如，Apple 設計了 Lightning 連接器，用於為 iPhone 和 iPad 等低功率配件充電和連接。 然而，在 USB 領域，使用其他類型的標準連接器。 這些 USB 連接器已越來越多地取代其他類型作為便攜式設備的充電電纜。 隨著它們在設備中越來越受歡迎，其他連接器也變得越來越頻繁，混淆了 USB 領域。 連接器（插頭的末端）具有延長的連接銷，可插入稱為插座（插孔或端口）的配合插座中。 最常見的插座是 USB A 型、B 型、Mini-A、Mini-B、Mini-AB、Micro-B 和 Micro-AB。
為了進一步幫助區分 USB 的不同功能和版本，端口和插頭通常採用顏色編碼。 通常，顏色約定為：USB 1.0 為白色，USB 2.0 為黑色，USB 3.0 為藍色，USB 3.1 為藍綠色。 然而，更現代的設備可能有一個或兩個 USB 端口，顏色為橙色、紅色或黃色。 請務必注意，這些新顏色並不表示 USB 規範，如 2.0 或 3.0。 相反，這意味著端口的電源始終處於充電狀態。 這些顏色還表明連接器在設備的睡眠或待機模式下不會關閉。 您通常會在 USB 3.0 或 3.1 端口上找到此功能。
隨著 USB 3.1 的到來，我們看到了一種全新的不同連接器的興起，即光彩奪目的 USB Type-C。 現在稱為 USB-C。 這些插頭和端口是矩形的，有四個圓角。 連接器共有 24 個引腳。 它使用 4 個電源和 4 個接地引腳、2 對高速 USB、4 對超高速數據屏蔽、兩個邊帶使用引腳以及 2 個配置和控制引腳。 它是一種面向未來的連接器，可提供更好的功能，不僅可以實現更快的數據連接，還可以提供更大的功率。
| USB-C A 引腳佈局 | USB-C B 引腳佈局 | |||
| 置頂 | 名稱 | 產品描述 | 名稱 | 產品描述 |
| 1 | GND | 地面返回 | GND | 地面返回 |
| 2 | SSTXp1 | SuperSpeed 對 #1，TX，正極 | SSRXp1 | SuperSpeed 對 #2，RX，正極 |
| 3 | SSTXn1 | SuperSpeed 對 #1，TX，負極 | SSRXn1 | SuperSpeed 對 #2，RX，負極 |
| 4 | 客車 | 母線功率 | 客車 | 母線功率 |
| 5 | CC1 | 配置通道 | 業務單元2 | 邊帶使用 (SBU) |
| 6 | Dp1 | USB 2.0 對，位置 1，正極 | 2號 | USB 2.0 對，位置 2，負極 [a] |
| 7 | 1號 | USB 2.0 對，位置 1，負極 | Dp2 | USB 2.0 對，位置 2，正極 [a] |
| 8 | 業務單元1 | 邊帶使用 (SBU) | CC2 | 配置通道 |
| 9 | 客車 | 母線功率 | 客車 | 母線功率 |
| 10 | SSRXn2 | SuperSpeed 對 #4，RX，負極 | SSTXn2 | SuperSpeed 對 #3，TX，負極 |
| 11 | SSRXp2 | SuperSpeed 對 #4，RX，正極 | SSTXp2 | SuperSpeed 對 #3，TX，正極 |
| 12 | GND | 地面返回 | GND | 地面返回 |
USB-C：更上一層樓
從其物理方面開始，USB-C 指的是其特定類型的插頭和這些電纜佈線的一些規格。 第一個USB-C是遵循USB 3.1協議，讓這個新規範能夠達到更快的傳輸速度。 如上所述，您可以快速識別內部和連接端口通常為藍色的USB 3.1。 由於 USB-C 比之前的版本更小，因此它非常適合更小且現在更扁平的設備，例如超極本、平板電腦、智能手機等。
USB-C 端口的關鍵在於它旨在真正通用。 擁有一個充電器可以為您的任何電子設備充電的想法是 USB-C 的另一重要之處。 它不是另一個旨在為新電纜耗盡口袋的新端口。 可向後兼容 USB 3.0 和 2.0 連接器。 但這種新型連接最酷的地方可能是它可以在沒有向上或向下方向的情況下插入（類似於 Apple 著名的 Lightning）。 這個小而方便的功能允許您以任何方式連接 USB-C 連接器，而且它仍然可以很好地工作。
USB-C 接口自 2014 年推出以來已被大量採用。毫不奇怪，截至 31 年 2020 月 XNUMX 日，歐洲議會投票決定對通信設備充電器進行標準化，以減少電子垃圾的產生量。 這種標準化可能會導致一些硬件製造商採用 USB-C 接口或在歐盟面臨罰款或分銷限制。 谷歌過去曾表示，他們致力於 USB Type-C 規範。 他們提到它的消費者可以期待在許多 Chromebook 和 Android 手機中看到它。 Apple 還一直在調整其符合 USB-C 的產品，因為他們相信這將是端口的未來。
USB-C：功能和兼容性
隨著 Power Delivery 1.0 的推出，我們開始看到通過 USB 總線為更大的設備供電的能力。 該技術通過單根電纜提供更靈活的電力傳輸和數據，從而實現 USB 的最大功能。 USB-C 非常適合數據和電源。 USB-C 的第一個版本可以承載高達 10 瓦的功率和高達 4Gbps 的速度。 與其他人相比，這是一個相當大的進步。 這種強大的功能意味著您可以運行 XNUMXK 顯示器，可以運行超快的 SSD RAID，甚至可以用它為筆記本電腦充滿電。
| USB電源標準 | |||
| 規範 | 電流測試棒 | 電壓 | 電力 |
| USB 2.0 | 500mA | 5VDC | 2.5W |
| USB 3 | 900mA | 5VDC | 4.5W |
| USB 3.2 | 1,500mA | 5VDC | 7.5W |
| USB4 / 迅雷 3 | 5,000mA | 20VDC | 100W |
其他協議正在使用 USB-C 作為新接口，例如 Thunderbolt3、DisplayPort、MHL 和 HDMI。 USB-C 上的視頻輸出允許通過使用 USB-C 備用模式將設備的本機視頻流式傳輸到這些協議來平滑地輸出視頻。 這種替代方法是通過使用加密狗來實現的。 眾所周知，蘋果因從其 MacBook 系列中移除除 USB-C 之外的所有擴展端口而受到批評。 要求消費者攜帶將 USB-C 適配到他們需要的任何接口的加密狗。 對接站的使用很快就解決了這個問題。 擴展塢允許僅使用一個 USB-C 端口/Thunderbolt 端口將多個設備插入設備。
DisplayPort over USB 3.1 支持 4K (3840×2160) 甚至高達 5k (5120×2880)。 當所有 4 個 PCIe 通道都專用於視頻輸出時。
Oculus Quest 等 VR 耳機允許通過單個 USB-C 連接器從計算機流式傳輸整個 VR 體驗。 而且，關於音頻功能，USB-C 上的音頻適配器支持設備類 3.0 規範（數字）或音頻適配器附件模式（模擬）。 模式取決於電纜是有源適配器（內置 DAC）還是無源適配器（無 DAC）。
目前，一些手機廠商刻意提升使用USB-C接口的手機的傳輸速度。 這種觀點可能會產生誤導。 只有使用USB 3.1協議的Type-C接口傳輸速度更快。 由於備用模式，USB 電纜也應該有保護措施以防止損壞，這在早期並不總是如此。 不過，硬件和電纜都在變得越來越好，因此當它們用於可能不支持其最大功率消耗的不同電子設備時，電纜可以確保設備安全。
總之，這些是 USB-C 的一些主要用途和進一步用途：
- 擴展塢允許僅使用一個 USB-C 端口/Thunderbolt 端口將多個設備插入設備。
- 一些新的顯示器基於 USB-C 連接器。 他們不再需要單獨的 HDMI、DisplayPort 或 VGA 線纜。
在 StorageReview 上，我們概述了現在使用 USB-C 作為傳輸協議的幾款顯示器。 在這裡尋找更多選擇： https://www.storagereview.com/consumer
- Oculus Quest 允許通過單個 USB-C 連接器從計算機流式傳輸整個 VR 體驗。
結論
USB-C 連接器為舊 USB 提供了一種緊湊而高效的替代品，同時不會忽視 USB 的目的。 由於 USB-C 成為幾乎所有新硬件的標準配置，這也讓連接更加方便。 來自投影儀、電話、網絡適配器和您可以想像的任何數量的其他設備。 現在，設備可以輕鬆地通過這種堅固且通用的連接器供電，因為它使設備充電和數據傳輸變得快速而輕鬆，提供高達 100 瓦的功率。 有了這種能力，USB-C 電纜可以將超高清 4K 視頻分辨率傳送到 USB-C 和 HDMI 顯示器。 這意味著分辨率是傳統高清分辨率的 4 倍。
隨著 USB4 的臨近，蘋果、谷歌和三星等行業領導者紛紛採用 USB-C。 這項技術也適用於不同的操作系統，如 iOS、Android、Windows 等。 我們終於可以專注於我們的創造力，而不是擔心我們是否擁有正確的充電線。 由於能夠將您的手機插入與平板電腦、筆記本電腦或耳機相同的充電器，USB-C 使我們能夠減少包中的積木數量。
參與 StorageReview
電子通訊 | YouTube | 播客 iTunes/Spotify | Instagram | Twitter | Facebook | RSS訂閱
