都2020年了，为什么TypeC还是一团乱？
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USB-C被认为可以满足我们未来所有电缆需求、统一电源以及具有显示和音频连接功能的数据传输的解决方案，开创了“一统天下”的时代。尽管现代智能手机默认提供了USB-C连接器，但不幸的是，该标准未能实现其最初的预期效果。 甚至看似最基本的USB-C功能(为设备供电)也仍然存在兼容性问题，专有标准冲突以及普遍缺乏指导导致消费者选购时面临信息混乱。USB-C上可用的数据速度也变得越来越复杂。关键问题在于，目前不同的USB-C设备支持的功能尚不清楚，但是USB-C标准的定义原则导致消费者认为它能够支持一切工作。 USB-C兼容性问题例子：充电速度 当前的USB-C标准令人非常沮丧。用不同的充电器为手机充电，即使它们具有相同的额定电流和电压，通常也不会产生相同的充电速度。此外，选择第三方USB-C电缆通常会导致失去快速充电功能。但可以选择支持高通快速充电或USB供电的第三方USB-C电源适配器，而不是众多专有标准之一。 过去，我们已经进行了无数次测试，结果发现，一旦开始混用电缆和充电器，三星、华为、LG、谷歌和一加等知名品牌的USB-C手机的充电速度都会降低。 即使是最新的旗舰产品，其支持的速度和标准之间也存在巨大差异。例如，如果您不采用内置电缆，一加8 Pro将无法以30W进行充电。如果随附的电缆断裂或丢失，充电效果就不佳。 谷歌表示，谷歌Pixel 4彻底拒绝使用华为电缆充电，可能是因为它们以某种方式破坏了官方USB-C规格。因此，不要指望能够使用您的朋友的USB-C适配器或USB-C连接器进行充电。 2020年旗舰产品喜欢专有充电器 下图展示了，与包装盒中提供的电缆和充电器相比，混用和匹配电缆和充电器是如何大大降低USB充电速度。得出的结论是，不同手机之间通过USB-C进行充电的速度差异很大。
图1：使用每部手机随附的充电器和电缆进行智能手机测试。使用经过认证的100W USB 3.0电缆进行USB PD、QC 3.0和USB 3.0测试。 好消息是，USB供电(PD)现在已很好地支持快速充电，尽管通常速度比内置充电器慢。如果支持，“快速充电”的速度会明显变慢。使用USB PD作为默认充电技术的手机在交换电缆和充电器时也比使用专有标准的手机性能更好。例如，查看三星Galaxy S20与一加8 Pro的比较。 虽然这是朝正确方向迈出的一步，但USB Power Delivery也很快遭受了标准碎片的困扰。 USB PD 3.0规范中引入了可编程电源(PPS)，这给三星Galaxy Note 10 Plus的45W快速充电带来了极大的困惑。现在，消费者不仅需要注意USB供电，还需要哪些设备使用PPS技术。 使用Note 10 Plus进行45W充电需要USB PD 3.0 PPS，而不是常规USB PD。是不是很困惑? USB Power Delivery前景更广阔 我们还将继续在更多设备上，探索Power Delivery和Quick Charge标准的充电支持方面的差异。我们将它们与盒装充电器的速度以及支持通用USB 2.4A端口进行了比较。您可以在下表中找到数据。
过去几代产品的显著趋势是对USB Power Delivery的支持已超过Quick Charge 3.0。尽管部分原因是Quick Charge 4与Power Delivery的兼容性问题。笔记本电脑和平板电脑也越来越多地支持USB PD进行充电，这使得更有可能为所有小工具找到一个USB-C适配器。 USB PD广泛支持快速充电 USB Power Delivery的速度通常徘徊在15W左右，而Quick Charge 3.0通常低于9W。但是，结果混杂在一起，完美地突出了更广泛的问题。这里有各种各样的速度结果。智能手机通常还会在规格表中隐藏对这些标准的支持，即使如此，也无法保证消费者知道这些标准的含义。即使手机同时支持两种第三方标准，其充电速度也可能比使用盒装充电器时慢得多。 最终，关于智能手机充电速度的一致性信息仍然很少，消费者没有简便的方法可以知道手机是否可以使用任何给定的标准充电，或者充电的程度如何。当产品开始使用双向充电功能时(例如从笔记本电脑的USB端口为手机充电)，这一点变得更加不清楚。 USB-C的数据传输速度 充电仍然过于复杂，数据传输速度也是如此。 USB-C支持某些端口的2.x、3.x和Thunderbolt速度，这令人感到困惑。但是，还必须对电缆进行特定额定值，才能满足更高的速度要求。
USB 3.2的推出及其可笑的Gen 1和Gen 2给试图摆脱日益复杂的命名方案的人们带来了另一个障碍。几天后，USB 4的发布更是耗尽了消费者和开发人员的所有剩余理解。USB 4声称可以“最小化最终用户的困惑”，因为它要求提供USB-C连接器和USB PD支持，但仍提供了一系列令人困惑的可选功能，例如仅在某些设备上提供了Thunderbolt 3。即便如此，要使USB 4设备足够多地渗透到市场中来，还需要很长时间才能发挥作用。不幸的是，消费者仍然必须努力克服这种困扰，以找出支持的产品。 仅通过查看信息，无法判断USB-C电缆是否支持大电流充电或4.0数据速度。 USB数据命名方案无疑是一团糟。下表希望能帮助您梳理出每个规格为您提供的服务。
在支持“备用模式”和其他协议时，设备和电缆也存在问题。这些属于USB-C规范，而不是端口的数据速度规范。这些功能包括通过连接器提供的DisplayPort、MHL、HDMI、以太网和音频功能，所有这些功能都依赖于连接的设备和电缆来支持它们。这些不是端口规范的强制性部分，因为功能和需求在不同的设备之间显然有所不同。例如，USB 4引入了DisplayPort 4.1a和PCI Express数据支持，但您不需要电池组。 问题在于，不一定能够提供用户可能期望的某种产品功能。如果笔记本电脑缺少常规端口，则消费者可能会认为通过USB-C端口支持HDMI或以太网，但事实并非如此。更令人沮丧的是，功能可能仅限于设备上的特定Type-C端口。您可能有3个端口，但只有一个提供所需功能。 USB-C与许多功能兼容，但并非每个端口都支持所有功能。USB 4太少了，为时已晚，无法提供帮助。 USB-C使功能更加透明，而不是更少。它声称可以做所有事情，但仍不能保证产品可以真正使用所有这些功能。USB 4可能有助于统一某些功能兼容性，但是我怀疑它是否能够在USB-C 3.1和较旧的端口仍然存在的情况下消除混乱。 端口短缺是一个问题
缺少端口，使我们很好地解决了可逆USB端口的最大问题，至少对于智能手机而言。在手机领域，音频和电源的单个端口已经被证明是有问题的，消费者需要购买加密狗和集线器以解决不便之处。但是，这为兼容性问题开辟了一个全新的世界，例如集线器或加密狗是否支持相同的双向电源充电方法或标准，或者数据是否仍可以传递到另一台设备。 反复试验通常是弄清楚USB-C端口支持什么的唯一方法。 市场上许多最新的笔记本电脑也是如此。尽管这跟设备有关，但某些新型号在多个USB-C端口上具有充电、音频和其他功能。即使这样，为设备供电时，断开USB-C的电源插座可立即减少您的外围设备数量，考虑到大多数笔记本电脑一开始只有几个可用端口，这尤其令人沮丧。用户越来越多地被迫转向加密狗，以连接到在其他市场上仍然无处不在的传统端口。 部分原因是因为尽管USB-C已进入笔记本电脑市场，但在主流显示器和通用配件上仍然很少见。新端口所做的全部工作就是将某些组件从笔记本电脑中推出，再接到电缆的另一端。这并不完全是对消费者友好的举动。 为什么存在兼容性问题?
电缆的质量、额定值和长度会影响USB-C端口上可用的功能。有些电缆甚至违反标准! 电缆质量也在这里发挥作用，因为某些充电标准将检测电缆可以处理的功率并设置适当的充电速度。在我们之前的示例中，华为的技术要求5A额定值才能全速充电(但会破坏规范并且不能与Pixel 4配合使用)。这就是为什么来自第三方的较长电缆无法始终提供与手机随附的较小电缆相同的速度的原因。 如果这还不够复杂，那么高速数据和实时视频传输的引入就会带来新的问题。当长距离传输时，非常快的信号会遭受衰减和时钟抖动的影响，这意味着数据可能会丢失。为了解决这个问题，电缆也可以采用无源或有源产品。有源电缆包括转接驱动器，用于恢复信号幅度并防止长距离信号质量下降。如此长的电缆用于极高的数据传输速度(例如，通过Thunderbolt发送4K 60fps视频或数据)需要有源组件，而基本的充电和数据传输可以用不到两米长的标准无源电缆解决。 如果DisplayPort、MHL、HMDI和Thunderbolt带有“三叉戟”SuperSpeed USB徽标，则支持不超过2米的无源USB Type-C电缆，而对于带有SuperSpeed 标签的电缆，则不超过1米。如果需要更远的距离，则需要使用活动电缆;如果要达到40Gbps的速度，则必须注意Thunderbolt徽标。其他USB类型的无源适配器电缆不支持以下任何一种模式。
功能兼容性问题还涉及采用的端口和设备，可以将其配置为多种选择的充电速度、传统标准和替代模式。USB-C是一个比其前代产品更复杂的端口，需要大量的软件和硬件输入才能正常工作。 USB-C产品的起点是Power Delivery协议。这不仅涉及充电，还在于端口如何通过使用连接器的附加引脚传达对HDMI和DisplayPort等附加功能的支持。所有备用模式都使用“功率传递结构的供应商定义的消息(VDM)”来发现、配置、输入或退出这些模式。最重要的是，如果您的设备不支持Power Delivery，则它也不支持其他任何功能。不幸的是，功率传输电路比准系统电路更复杂更昂贵，并且复杂度会随着端口数量的增加而增加。 随着蓝牙的全面使用，USB-C音频基本上已经失效。 即便如此，这并不意味着每个Power Delivery端口或设备都将支持所有功能。由设备制造商决定是否包括必要的多路复用器和其他IC，以及Power Delivery组件和常规端口连接，以支持以太网、显示和其他备用模式。下图仅显示了扩展单个USB-C端口的功能集所需的一些不同组件。
仅当产品想要将多个信号(例如视频或音频)路由和管理多个USB端口时，端口电路才变得更加复杂。信号路由变得越来越复杂和昂贵，因此制造商将功能限制为仅一个或两个端口。 即使提供电源，也需要使用USB-C的复杂电路，以适应可逆连接器类型，适应电源选项范围以及适应向上、向下以及双向充电端口与数据选项之间的选择。为了降低成本和复杂性，并不是笔记本电脑或PC上的所有USB-C端口都能发挥所有作用。USB 4旨在通过强制提供一些功能来提供帮助，但是，如果设备混合使用并匹配新旧标准以节省成本和复杂性，则似乎不太可能提供帮助。 USB-C仍然一团糟
同时，产品开发人员也面临着同样令人沮丧的情况。支持全部高级USB-C功能是一项复杂的工程壮举，远远超过了前几代USB。此外，越来越多的组件和连接器增加了开发成本和部署时间。虽然现在有更多集成的IC和USB 4可以简化兼容性，但最新规范中的众多选项和功能使实现变得既昂贵又费时。 并非所有USB-C端口或电缆都相等。尽管进行了统一努力，但USB 4无法解决兼容性问题。 USB 4是统一USB-C端口的混合尝试，它当然不能单独解决问题。更好的标签可以帮助消费者识别哪些电缆和产品支持哪些功能，但到目前为止，命名方案和徽标都不友好。强制性的电缆和端口着色(例如USB 3.0端口的情况)可能会有所帮助，但这有点违反了这种尺寸适合所有解决方案的全部目的。需要一个甚至更严格执行的标准来帮助消费者了解兼容性，这将有所帮助。 不幸的是，与我在2018年首次研究该问题时相比，USB-C生态系统在2020年的问题更加复杂。USB3.2和USB 4的发布使该标准变得更加复杂，而没有让最终用户清晰了解产品支持信息。虽然支持USB Power Delivery的增长是一个好兆头，但PPS的推出已经阻碍了合并单一充电标准的希望。USB规范每年都会变化，因此消费者无法跟上。 也许多年以后，我仍然看不到摆脱这种混乱局面的明确方法。 |
电缆兼容性可能是USB-C问题中最令人沮丧的问题，其源于对较慢设备的传统支持以及视频数据等高速用例的引入。USB 2.0仅具有用于数据和电源的四引连接器，而3.0电缆可将其增加到八个。因此，通常用于充电的USB-C连接A电缆有2.0、3.0和3.1标准，这会影响它们可以处理的数据量和电量。USB Power Delivery向后兼容，因此是使用较旧的电缆类型和速度为设备充电的最佳选择，但是专有标准的普及意味着消费者很少真正知道自己所得到的。
表：该表显示了哪种电缆类型支持哪些备用模式协议。
图：仅支持许多高级USB-C功能的众多配置中的一种。
USB-C的复杂性无疑是毫无用途的。尽管一根电缆支持所有功能的想法听起来很有用，但现实很快就变成了专有产品与合格产品，不同电缆质量和功能以及不透明功能支持的复杂结合。结果是使用起来看起来很简单的标准，但是由于没有明确说明为什么某些电缆和功能无法跨设备使用的原因，因此很快导致消费者感到沮丧。
