Type C: чем интересен и почему лучше microUSB. USB Type-C - что это? Тип разъёма, кабель Что такое usb type c

В 2015 году Apple выпустила свой первый гаджет, оснащенный новым и, на удивление, единственным портом USB Type-C. , в котором всего один порт, вызвал шквал недовольства среди фанатов компании.

А потом стерпелось, слюбилось, и Apple по сей день не только весьма успешно продает 12-дюймовую линейку ультрабуков, но и оснастила USB Type-C серию MacBook Pro, полностью отказавшись от классического USB 2.0/3.0, да и вообще каких-либо дополнительных портов.

Со дня выхода MacBook прошло уже почти три года, но у пользователей и по сей день возникают вопросы по эксплуатации новомодного порта USB Type-C. Особенно волнует вопрос подбора кабелей и аксессуаров.

В этом материале мы разберемся со всеми нюансами нового стандарта. Я постараюсь подать материал так, чтобы после его прочтения больше не возникало вопросов, а о портах USB Type-C в MacBook и MacBook Pro стало известно все.

Откуда появился USB-C и где закралась проблема

Сам USB-стандарт появился еще в 1994 году. USB 1.0 был задуман как универсальный порт для подключения к ПК всевозможного оборудования. Активно использовать его стали лишь в 2000-х.

USB 2.0 . Затем пришло время USB 2.0. Кабели USB 2.0 имеют строгую ориентацию и представлены двумя типами разъемов: USB Type-A и USB Type-B. С ростом популярности мобильных устройств позднее появятся еще два типа разъемов: USB Micro-B и USB Mini-B.

Данные передавались по двум кабелям, как правило, зеленого и белого цвета, а черный и красный отвечали за питание.

Максимальная скорость передачи данных по USB 2.0 составляет 480 МБит/с . Главный недостаток стандарта - слишком низкие токи (не более 500 мА ), что часто вызывало проблемы при подключении внешних накопителей.

USB 3.0 . Решив устранить недостатки USB 2.0, инженеры разрабатывают новый стандарт - USB 3.0. «Синий USB» стал значительно быстрее и способен был передавать данные на скорости до 5 Гбит/с .

Возможно это стало за счет появления четырех дополнительных линий связи, а, как результат, и роста максимального тока до 900 мА .

Осенью 2013 года были утверждены спецификации обновленного стандарта USB 3.1 Type-C. С тех пор жизнь перестала быть прежней.

Что вообще представляет из себя USB Type-C

Несмотря на то, что инженеры уже успели выпустить три итерации стандарта USB, перед ними по прежнему оставался открытым главный вопрос. Нужно было обеспечить нормальное питание.

Жалкого тока в 900 мА для подпитки той же батареи ноутбука на 8 – 10 тыс. мАч явно не хватит. К тому же, на рынке стали появляться более требовательные к питанию аксессуары, а тенденция производителей делать устройства тоньше и компактнее вынуждали отказываться от таких портов, как HDMI, Thunderbolt, классический USB, Ethernet.

Вместо 8-контактного USB 3.0 появляется 24-контактный USB 3.1 Type C. Почему их так много? Судите сами:

Новая спецификация USB Type-C открыла перед пользователям сразу ряд новых возможностей.

Во-первых, в USB Type-C есть новый стандарт USB PD, согласно которому данный порт и соответствующие кабели должны обеспечивать передачу тока мощность до 100 Вт в обе стороны.

Во-вторых, впечатляющие скорости передачи данных. В альтернативном режиме Thunderbolt 3 можно передавать данные на скорости до 40 Гбит/с. Разумеется, с определенными «если», но об этом ниже.

В-третьих, он умеет передавать видео с разрешением вплоть до 5К. Скорость тут с запасом и потребность в HDMI попросту отпадает.

Наконец, USB Type-C удобен тем, что «как его не воткни», он будет работать. Он двусторонний. Логичное продолжение Lightning-кабеля, но теперь не только для устройств Apple.

А что тогда установлено в MacBook и MacBook Pro?

Прежде, чем мы разберемся с выбором кабелей и USB Type-C аксессуаров, необходимо разобраться с теми USB Type-C портами, которые установлены в макбуках.

Увы, USB Promoter Group наколола очень много дров со спецификацией USB 3.1, наплодив несколько поколений портов и окончательно запутав пользователей.

Распутываем этот гордиев узел.

Итак, вот все поколения MacBook и соответствующие USB Type-C порты, установленные в них.

То есть стоит сразу же понимать, что если у вас 12-дюймовый MacBook, о поддержке Thunderbolt 3 можете забыть, а значит переплачивать за поддержку данной спецификации при выборе кабеля глупо.

MacBook 12″ поддерживает передачу видео по HDMI, VGA и DisplayPort (с соответствующими переходниками), а вот подружить его с Thunderbolt устройствами не выйдет.

С MacBook Pro 2016 и новее все намного интереснее. 13-дюймовые модели MacBook Pro вплоть до недавнего обновления имели лишь (те, что слева) с поддержкой Thunderbolt 3.

В 2018 году уже все четыре порта в моделях с TouchBar полностью поддерживают передачу данных на полной скорости. У 12-дюймовых MacBook все осталось без изменений.

Выбираем правильный кабель для конкретных задач

Выбор USB Type-C кабеля напрямую зависит от задачи, которую вы преследуете. Спецификация эта весьма обширна, и ей присущи определенные ограничения.

1. Для зарядки

USB Type-C поддерживает мощность подзарядки вплоть до 100 Вт. В комплекте с макбуками поставляется соответствующий зарядный кабель со вшитым контроллером, ограничивающим максмальную мощность зарядки.

С 12-дюймовым MacBook поставляется кабель с максимальной мощностью зарядки до 61 Вт. С MacBook Pro 13 и 15 дюймов 87 Вт соответственно.

А это значит лишь одно: если вы подключите 61-ваттный кабель к 87-ваттной зарядке и попробуете зарядить MacBook Pro 15"", скажем, 2018 года выпуска, то зарядка будет проходить на мощности в 61 Вт. То есть в полтора раза медленнее.

Это актуально и для других сертифицированных производителей зарядных кабелей.

А можно ли подключать MacBook к зарядке с повышенной мощностью ? Можно. Вместо комплектного блока питания на 29 Вт можете запитать его зарядником от 15-дюймового MacBook Pro на 87 Вт. Это не страшно, но чуда не будет и MacBook не зарядится быстрее.

И да, это не вредно. MacBook возьмет ровно столько, сколько ему можно. К слову, с iPad история такая же.

Чтобы окончательно решить вопросы с зарядкой и получить кабель «на все случаи жизни», можно остановить выбор на оригинальном 2-метровом кабеле USB-C за 1 490 руб.

2. Для передачи видеосигнала вроде HDMI

Вы решили подключить к MacBook или MacBook Pro внешний монитор или телевизор. Разбираемся, что использовать для передачи видеопотока в связке с USB Type-C.

Первое и главное - определите, каким портом ввода оснащен внешний монитор или ТВ.

Для HDMI . Есть универсальный вариант, который не только добавит макбукам стандартный USB 2.0/3.0 порт и HDMI, но и продублирует USB Type-C. Стоит 5 490 руб .

Для VGA . Аналогичное, но более архаичное решение для VGA за те же 5 490 руб .

Для Thunderbolt 3 . На рынке уже есть несколько моделей Thunderbolt 3-дисплеев (12-дюймовые MacBook проходят мимо). 0,8 метров такого кабеля обойдется в 3 190 руб.

Этот же вариант можно использовать и для зарядки (вплоть до 100 Вт). Переплатив 2 тыс. руб и купив вместо зарядного USB Type-C кабеля этот, вы получите действительно универсальный шнурок, поддерживающий передачу данных на скорости до 40 Гбит/с.

Важно . Не гонитесь за длиной. Двухметровый и полуметровый кабели с поддержкой Thunderbolt 3 - это разные вещи.

Но, тут стоит внести определенную ясность.

3. Для подключения устройств USB 2.0/USB 3.0

Пожалуй, единственный случай, когда с переходниками нет никаких проблем. Тот же стандартный USB Type-C -> USB переходник за 1 490 руб. способен выдавать до 5 Гбит/с.

Именно на это и рассчитан порт USB Type-C в семействе 12-дюймовых MacBook.

4. Для максимальной скорости данных (5K и 4K 60Гц)

40 Гбит/с - столько максимально способен передавать USB Type-C gen 2 с поддержкой Thunderbolt 3. Но это при идеальных условиях.

Для обеспечения такой скорости длина кабеля не должна превышать 18 дюймов или 45 сантиметров . В противном случае скорость резко падает.

Но и тут все не так однозначно. Шнуры Thunderbolt 3 делятся на две категории: пассивные и активные . И на это следует обращать внимание, если для вас важна скорость.

Первые при длине в два метра передают данные со вдвое меньшей скоростью, то есть на уровне 20 Гбит/с, а то и меньше.

У активных есть специальный передатчик, контролирующий скорость передачи по всей длине кабеля. У таких шнурков скорость сохраняется.

День добрый, Geektimes! Все уже слышали про USB Type-C? Тот самый, который двухсторонний, быстрый-модный-молодёжный, заряжает новый макбук, делает волосы гладкими и шелковистыми и обещает стать новым стандартом подключения на следующие лет десять?

Так вот, во-первых, это тип разъёма, а не новый стандарт. Стандарт называется USB 3.1. Во-вторых, говорить нужно именно о новом стандарте USB, а Type-C лишь приятный бонус. Чтобы понять, в чём разница, что скрывается за USB 3.1, а что - за Type C, как заряжать от USB-кабеля целый ноутбук и что ещё можно сделать с новыми USB Type-C:

Коротко о главном

USB как стандарт появился почти двадцать лет назад. Первые спецификации на USB 1.0 появились в 1994 году и решали три ключевых проблемы: унификацию разъёма, по которому подключалось расширяющее функции ПК оборудования, простоту для пользователя, высокую скорость передачи данных на устройство и с него.

Не смотря на определённые преимущества USB-подключения перед PS/2, COM и LPT-портами, популярность пришла к нему не сразу. Взрывной рост USB испытал в начале двухтысячных: сначала к нему подключались камеры, сканеры и принтеры, затем флеш-накопители.

В 2001 году появились первые коммерческие реализации того USB, который нам привычен и понятен: версии 2.0. Им мы пользуемся вот уже 14-й год и устроен он сравнительно просто.

USB 2.0

Любой кабель USB версии 2.0 и ниже имеет внутри 4 медных проводника. По двум из них передаётся питание, по двум другим - данные. Кабели USB (по стандарту) строго ориентированы: один из концов должен подключаться к хосту (то есть системе, которая будет управлять соединением) и называется он Type-A , другой - к устройству, он называется Type-B . Разумеется, иногда в устройствах (таких, как флешки) кабеля нет вообще, разъём типа «к хосту» располагается прямо на плате.

На стороне хоста существует специальный чип: контроллер USB (в настольных компьютерах он может быть как частью системной логики, так и вынесен в качестве внешней микросхемы). Именно он инициализирует работу шины, определяет скорость подключения, порядок и расписание движения пакетов данных, но это всё детали. Нас больше всего интересуют разъёмы и коннекторы классического USB-формата.

Самый популярный разъём, которым все пользовались - USB Type-A классического размера: он расположен на флешках, USB-модемах, на концах проводов мышей и клавиатур. Чуть реже встречаются полноразмерные USB Type-B: обычно таким кабелем подключаются принтеры и сканеры. Мини-версия USB Type-B до сих пор часто используется в кардридерах, цифровых камерах, USB-хабах. Микро-версия Type-B стараниями европейских стандартизаторов стала де-факто самым популярным разъёмом в мире: все актуальные мобильники, смартфоны и планшеты (кроме продукции одной фруктовой компании) выпускаются именно с разъёмом USB Type-B Micro.

Ну а USB Type-A микро и миниформата наверное никто толком и не видел. Лично я навскидку не назову ни одного устройства с такими разъёмами. Даже фотографии пришлось из википедии доставать:

Скрытый текст

Все эти разъёмы объединяет одна простая вещь: внутри находится четыре контактных площадки, которые обеспечивают подключаемое устройство и питанием, и связью:

С USB 2.0 всё более-менее понятно. Проблема стандарта заключалась в том, что двух проводников для передачи данных мало, да и разработанные в середине первого десятилетия спецификации не предусматривали передачу больших токов по цепям питания. Сильнее всего от подобных ограничений страдали внешние жёсткие диски.

USB 3.0

Для улучшения характеристик стандарта была разработана новая спецификация USB 3.0, которая содержала следующие ключевые отличия:

Пять дополнительных контактов, четыре из которых обеспечивают дополнительные линии связи;
Увеличение максимальной пропускной способности с 480 МБит/с до 5 Гбит/с;
Увеличение максимального тока с 500 мА до 900 мА.

Кроме того, появилось ещё 4 разъёма, электрически и механически совместимые с USB Type-A версии 2.0. Они позволяли как подключать USB 2.0-устройства к 3.0-хостам, так и 3.0-устройства к 2.0-хостам или по 2.0-кабелю, но с ограничением по питанию и скорости передачи данных.

USB 3.1

С осени 2013 года приняты спецификации на обновлённый стандарт USB 3.1, который и принёс нам разъём Type-C , передачу до 100 Вт питания и удвоение скорости передачи данных по сравнению с USB 3.0. Однако стоит отметить, что все три новшества - это лишь части одного нового стандарта, которые могут быть как применены все вместе (и тогда девайс или кабель получит сертификацию USB 3.1), либо по отдельности. Например, технически внутри Type-C кабеля можно организовать хоть USB 2.0 на четырёх проводах и двух парах контактов. К слову, такой «финт» провернула компания Nokia: её планшет Nokia N1 имеет разъём USB Type-C, но внутри используется обычный USB 2.0: со всеми ограничениями по питанию и скорости передачи данных.

USB 3.1, Type-C и питание

За возможности по передаче действительно серьёзных мощностей отвечает новый стандарт USB PD (Power Delivery). Согласно спецификациям, для сертификации USB PD устройство и кабель должны обеспечивать передачу тока с мощностью до 100 Ватт, причём в обе стороны (как к хосту, так и от него). При этом передача электроэнергии не должна мешать передаче данных.

Пока существует только два ноутбука, полностью поддерживающие USB Power Delivery: новый макбук и Chromebook Pixel.

Ну а потом, кто знает, может, будем дома вот такие розетки ставить?

USB Type-C и обратная совместимость

USB как стандарт силён своей обратной совместимостью. Найдите древнюю флешку на 16 мегабайт, поддерживающую только USB 1.1, вставьте её в порт 3.0 и работайте. Подключите современный HDD в разъём USB 2.0, и если ему хватит питания - всё заведётся, просто скорость будет ограничена. А если не хватит - существуют специальные переходники: они используют цепи питания ещё одного порта USB. Скорость не увеличится, но HDD будет работать.

Та же история и с USB 3.1 и разъёмом Type-C, с одной лишь поправкой: новый разъём геометрически никак не совместим со старыми. Впрочем, производители активно начали производство как проводов Type-A <=> Type-C, так и всевозможных переходников, адаптеров и разветвителей.

USB Type-C и туннелирование

Скорость передачи данных стандарта USB 3.1 позволяет не только подключать накопители и периферию, заряжать ноутбук от сети через Type-C-кабель, но и подключить, скажем… монитор. Одним проводом. И USB hub с несколькими 2.0-портами внутри монитора. 100 Вт питания, скорость, сравнимая с DisplayPort и HDMI, универсальный разъём и всего один проводок от ноутбука к монитору, блок питания которого и дисплей обеспечит электричеством, и ноутбук зарядит. Разве это не прекрасно?

Что сейчас есть на USB Type-C

Так как технология молодая, на USB 3.1 девайсов совсем немного. Устройств же с кабелем / разъёмом USB Type-C немногим больше, но всё равно недостаточно, чтобы Type-C стал таким же распространённым и естественным, как Micro-B, который есть у любого пользователя смартфона.

На персональных компьютерах Type-C ждать можно уже в 2016, но некоторые производители взяли и обновили линейку имеющихся материнских плат. Например, USB Type-C с полной поддержкой USB 3.1 есть на материнской плате MSI Z97A Gaming 6 .

Не отстаёт и компания ASUS: материнские платы ASUS X99-A и ASUS Z97-A поддерживают USB 3.1, но, к сожалению, лишены разъёмов Type-C. Кроме того, анонсированы специальные платы расширения для тех, кому не хочется ни обновлять материнскую плату, ни отказываться от пары USB 3.1-портов.

Компания SanDisk не так давно представила 32 Гб флеш-накопитель с двумя разъёмами: классическим USB Type-A и USB Type-C:

Разумеется, не стоит забывать про недавний MacBook с пассивным охлаждением и всего одним разъёмом USB Type-C. Про его производительность и прочие прелести поговорим как-нибудь отдельно, а вот про разъём - сегодня. Apple отказалась как от своей «волшебной» зарядки MagSafe, так и от других разъёмов на корпусе, оставив один порт для питания, подключения периферии и внешних дисплеев. Разумеется, если вам мало одного разъёма, можно купить официальный переходник-разветвитель на HDMI, классический USB и разъём питания (всё тот же Type-C) за… 80 долларов. :) Остаётся надеяться, что Type-C придёт и на мобильные девайсы Apple (и на этом зоопарк с проводами для смартфонов закончится окончательно), хотя шансы на такой апдейт минимальные: зря что ли разрабатывали и патентовали Lightning?

Один из производителей периферии - LaCie - уже успел выпустить для нового макбука стильный внешний накопитель с поддержкой USB 3.1 Type-C. Цена у него, правда, совершенно яблочная, но что поделаешь – за новые технологии и надпись PORSCHE DESIGN надо платить.

Кроме Apple заигрывают с USB 3.1 Type-C и в компании Google: новый ChromeBook Pixel помимо интересных характеристик получил и соответствующий порт.

Ну и, разумеется, не стоит забывать про девайс от компании Nokia. Их планшет N1 получил разъём Type-C одним из первых, правда, без поддержки функций USB 3.1.

Итоги

USB 3.1 наконец-то станет «королём» разъёмов. По нему можно подключить практически что угодно: внешний диск, дисплей, периферию, адаптер питания и даже массив из SSD-дисков. Пропускная способность и 100 Вт передаваемой мощности - серьёзная заявка на успех.

Представьте мир через 5 лет? Куда не приди - всюду и зарядка есть, и разъём подходит, и спрашивать не надо. И фотоаппарат подключить легко, и телефон, и вообще всё-всё-всё… И только в бухгалтерии как пользовались дискетами, так и будут пользоваться.

Наши предыдущие обзоры:
» Два месяца с LG G Watch R
» Эволюция мышей Razer на примере DeathAdder и Naga
» Изучаем TV-флагман компании Philips: Часть 1 | Часть 2

Спасибо за внимание!

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.

На протяжении последних лет компания Apple планомерно сокращала число портов в "макбуках". У 13-дюймового MacBook Pro, вышедшего в 2012 году, их было восемь (включая вход для наушников/микрофона и AC для питания), а у тонкого Air образца 2015 года с экраном 11" — уже четыре. , их осталось всего два: 3,5-миллиметровое аудиогнездо и универсальный USB Type-C, служащий одновременно для зарядки, передачи данных и подключения мониторов. Что представляет собой "USB будущего" и для чего он нужен, разбирались Вести.Hi-tech.

Что это?

USB Type-C — это новый супербыстрый коннектор, основанный на спецификациях USB 3.1 и 2.0. Он обладает массой достоинств перед "версиями" USB предыдущих поколений. Во-первых, разъем типа С симметричный, подобно Lightning-штекеру в i-устройствах, а значит, что пользователям больше не придется угадывать, какой стороной вставлять "флэшку" в компьютер — с Type-C это можно делать вообще не глядя. Более того, такой кабель еще и двусторонний: на обеих сторонах используются одинаковые коннекторы, что позволяет подключать его к устройству любым концом.

Во-вторых, габариты USB Type-C очень близки к Lightning в "айфонах" и microUSB (если точнее, USB 2.0 Micro-B) в Android-смарфонах. Компактность (~8,4х2,6 миллиметра) позволяет задействовать разъем в устройствах любого типа: от персональных компьютеров и ультратонких ноутбуков до смартфонов, планшетов и прочей электроники. В-третьих, USB Type-C совместим со стандартом USB 3.1 2-го поколения, а значит, скорость передачи данных по нему может быть очень высокой — до 10 гигабит в секунду (~1,25 гигабайт в секунду).

В-четвертых, USB Type-C — это универсальный коннектор, и это, пожалуй, его самое важное качество. Новый USB-разъем можно использовать для чего угодно: для подключения "флэшек", мониторов, внешних жестких дисков и других периферийных устройств, для зарядки (реализована совместимость со стандартом USB Power Delivery 2.0 с мощностью "подпитки" до 100 ватт), а также для передачи видео и другого мультимедийного контента.

USB Type-C — это то же самое, что USB 3.1?
Нет. Кабели и порты USB Type-C могут использоваться для USB 3.1, однако, в зависимости от хост-контроллера и устройств, могут быть совместимы только с USB 2.0 либо 3.0.

В спецификациях нового "макбука" говорится, что его порт Type-C совместим с USB 3.1 1-го поколения, а значит, максимальная скорость передачи данных по нему ограничена 5 Гбит/с. Пропускная способность стандарта USB 3.1 2-го поколения вдвое выше — 10 Гбит/с.

Что такое USB Power Delivery?
Стандарт USB PD позволяет устройствам отправлять и получать до 100 ватт электроэнергии по одному соединению, параллельно обмениваясь данными. Новейший ноутбук Apple, к примеру, способен выводить 4K-видео на внешний монитор по USB Type-C, одновременно заряжаясь по тому же порту. Что касается мощности, то 100 Вт более чем достаточно для зарядки высокопроизводительных лэптопов. Для сравнения, USB 2.0 (самый распространенный коннектор с смартфонах и планшетах) может передавать до 2,5 ватта, а большинству ноутбуков нужно 20-65 Вт.

Какие устройства поддерживают USB Type-C?
12-дюймовый "макбук" стал первым ноутбуком, но не первым устройством с USB Type-C. Впервые поддержка новейшего коннектора была реализована в . В нем Type-C используется для зарядки и передачи данных. Правда, в основе "нокиевской" имплементации порта лежит устаревший USB 2.0, а не USB 3.1 или USB PD.

Накопитель, облаченный в стильный алюминиевый корпус, выйдет в трех вариантах: с 500 ГБ, 1 ТБ и 2 ТБ памяти

Кабель для подключения винчестера LaCie к компьютеру

Первая материнская плата с Type-C от MSI

Уже скоро настанет черед смартфонов поддерживать USB Type-C. По словам инженера Google Адама Родригеса, его компания "очень привержена" новому разъему, и в "ближайшем будущем" мы увидим его в Android-устройствах и хромбуках.

В чем недостатки USB Type-C?
Главный недостаток нового USB-разъема в том, что он несовместим с нынешними портами в ПК и ноутбуках. Чтобы создать подключение, к примеру, по microUSB, miniUSB или полноразмерному USB, понадобится покупать специальный адаптер или переходник. Ими придется пользоваться в течение "переходного периода" (возможно, год-два), пока новый коннектор не будет распространен повсеместно. Зато в будущем ноутбук, смартфон и планшет (причем производства разных компаний) можно будет заряжать всего одним проводом.

USB-C (Digital AV Multiport Adapter)

А пока, если вы хотите заряжать новейший ноутбук Apple, подключив к нему монитор и накопитель LaCie, вам понадобится потратить почти 80 долларов на реверсивный коннектор USB-C с HDMI-входом, USB 3.0 и портом питания. За такую же сумму в онлайн-магазине Apple можно купить VGA-адаптер USB-C. Переходник, который "превращает" USB Type-C в обычный порт USB 3.0, обойдется в $19.

Google тоже уже начала продавать аксессуары для новых портов. Кабель Type-C на DisplayPort стоит почти 40 долларов, Type-C на Type-A — $13.

Еще один недостаток USB Type-C в том, что он не отсоединяется так же легко, как привычный пользователям ноутбуков Apple магнитный коннектор MagSafe. Поэтому, если кто-то случайно заденет подключенный к новому "макбуку" провод, он потянет компьютер за собой, что чревато падением и повреждениями.

Наконец, USB Type-C не так быстр, как интерфейс Thunderbolt 2, реализованный в моделях MacBook Air и Pro. По "молниеносному" порту данные передаются со скоростью до 20 Гбит/c в обоих направлениях, тогда как по USB 3.1 1-го поколения (именно эта "версия" реализована в новом "макбуке") — до 5 Гбит/c.

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

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

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

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