您每天使用许多不同的电缆和连接器来连接、通信和为您的电子设备供电：HDMI、显示端口、Lightning (Apple)、Thunderbolt 等。 所有这些技术都是由不同的制造商开创的，因为它们的出发点各不相同。 然而，当您考虑或涉及电缆和连接器时，您通常会想到 USB 类型。 通用串行总线 (USB) 技术是许多不同类型的消费设备（包括计算机、平板电脑、游戏机和电话）的连接标准。 如今，受支持的设备带有一个或多个 USB 或连接器。
您每天使用许多不同的电缆和连接器来连接、通信和为您的电子设备供电：HDMI、显示端口、Lightning (Apple)、Thunderbolt 等。 所有这些技术都是由不同的制造商开创的，因为它们的出发点各不相同。 然而，当您考虑或涉及电缆和连接器时，您通常会想到 USB 类型。 通用串行总线 (USB) 技术是许多不同类型的消费设备（包括计算机、平板电脑、游戏机和电话）的连接标准。 如今，受支持的设备带有一个或多个 USB 或连接器。
USB 标准在 XNUMX 年前蓬勃发展，当时它的创建是为了改进即插即用配件。 键盘、鼠标、网络摄像头和许多其他外围设备通过电缆快速连接到计算机，电缆支持通信和供电。 它的使用和功能都很简单，所以当你将一个设备直接插入一个端口时，它就完全可以工作了。 然后可以在数据传输完成后或直到设备停止通信之前移除设备。 这里之所以将这项技术称为热插拔，是指设备可以在电源打开的情况下插拔。
有了新的 USB 标准，需要两个连接器来分离数据和电源的日子已经一去不复返了。 由于需要更多电源的设备也可以从 USB 线获取。 这使得另一组电子设备，如便携式驱动器、电话、平板电脑，甚至现在的笔记本电脑和显示器，都可以启动。
USB的演变
1995 年前，我们首先看到了 Intel、IBM、Microsoft、NEC 以及现已不复存在的 Compaq、Nortel 和 DEC 推出的通用串行总线。 这些公司于 XNUMX 年联合起来开始开发 USB，仅一年后，全球已有超过 XNUMX 种 USB 产品在开发这项技术。 在接下来的几年里，USB 开始成为消费电子市场上最流行的技术。
随着我们的技术以及我们与之交互的方式的发展，USB 规范和标准也在不断发展。 USB 标准目前由 USB 实施者论坛 (USB-IF) 维护。 该标准指的是不同的版本和传输速度，从 USB 1.x、USB 2.0、USB 3.x 到最新的 USB4。 总的来说，这些传输协议之间的主要区别在于传输速度。 USB 1.0 和 USB 2.0 是较旧的传输协议，速度较慢。 目前使用最广泛的是 USB 2.0 和 USB 3.0。 我们平时使用的笔记本、移动硬盘等一般结合USB 2.0和USB 3.0的设备。
USB 2.0 作为 PC 世界的接口标准已经确立了十多年。 然而，存储、视频应用程序、摄像机和更多电器等现代设备仍然需要更多带宽。 USB 480 提供的 2.0Mbps 速度不再那么快了。
| USB 标准的修订 | ||
| 版本 | 年 | 迅速的 |
| USB 1.0 | 1996 | 1.5、12Mbps |
| 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 |
为了克服速度不足的问题，2008 年推出了 USB 3.0，其规格比 USB 2.0 快十倍。 仅仅五年后，我们就看到了 USB 3.1 和 USB 3.2 的问世。 最后，去年推出了 USB4。 较新的版本不断增加甚至加倍通信速率。 事实上，USB 3.1 的速度是 3.0 的两倍。 随着其历史的发展，USB 接口已经从有限的 1.5 Mbps（1995 – USB 1.0）发展到可以达到 40 Gbps（2019 – USB4）的连接。
USB 连接器和插座
USB 通常被识别为电缆和连接器的类型，而不是协议本身。 许多电子设备都有自己的内置电缆。 例如，Apple 设计了 Lightning 连接器，用于为 iPhone 和 iPad 等低功率配件充电和连接。 然而，在 USB 领域，使用其他类型的标准连接器。 这些 USB 连接器已越来越多地取代其他类型作为便携式设备的充电电缆。 随着它们在设备中越来越受欢迎，其他连接器也变得越来越频繁，混淆了 USB 领域。 连接器（插头的末端）具有延长的连接销，可插入称为插座（插孔或端口）的配合插座中。 最常见的插座是 USB A 型、B 型、Mini-A、Mini-B、Mini-AB、Micro-B 和 Micro-AB。
为了进一步帮助区分 USB 的不同功能和版本，端口和插头通常采用颜色编码。 通常，颜色约定为：USB 1.0 为白色，USB 2.0 为黑色，USB 3.0 为蓝色，USB 3.1 为蓝绿色。 然而，更现代的设备可能有一个或两个 USB 端口，颜色为橙色、红色或黄色。 请务必注意，这些新颜色并不表示 USB 规范，如 2.0 或 3.0。 相反，这意味着端口的电源始终处于充电状态。 这些颜色还表明连接器在设备的睡眠或待机模式下不会关闭。 您通常会在 USB 3.0 或 3.1 端口上找到此功能。
随着 USB 3.1 的到来，我们看到了一种全新的不同连接器的兴起，即光彩夺目的 USB Type-C。 现在称为 USB-C。 这些插头和端口是矩形的，有四个圆角。 连接器共有 24 个引脚。 它使用 4 个电源和 4 个接地引脚、2 对高速 USB、4 对超高速数据屏蔽、两个边带使用引脚以及 2 个配置和控制引脚。 它是一种面向未来的连接器，可提供更好的功能，不仅可以实现更快的数据连接，还可以提供更大的功率。
| USB-C A 引脚布局 | USB-C B 引脚布局 | |||
| Pin | 名称 | 课程描述 | 名称 | 课程描述 |
| 1 | GND | 地面返回 | GND | 地面返回 |
| 2 | SSTXp1 | SuperSpeed 对 #1，TX，正极 | SSRXp1 | SuperSpeed 对 #2，RX，正极 |
| 3 | SSTXn1 | SuperSpeed 对 #1，TX，负极 | SSRXn1 | SuperSpeed 对 #2，RX，负极 |
| 4 | VBUS | 母线功率 | VBUS | 母线功率 |
| 5 | CC1 | 配置通道 | 业务单元2 | 边带使用 (SBU) |
| 6 | Dp1 | USB 2.0 对，位置 1，正极 | Dn2 | USB 2.0 对，位置 2，负极 [a] |
| 7 | Dn1 | USB 2.0 对，位置 1，负极 | Dp2 | USB 2.0 对，位置 2，正极 [a] |
| 8 | 业务单元1 | 边带使用 (SBU) | CC2 | 配置通道 |
| 9 | VBUS | 母线功率 | VBUS | 母线功率 |
| 10 | SSRXn2 | SuperSpeed 对 #4，RX，负极 | SSTXn2 | SuperSpeed 对 #3，TX，负极 |
| 11 | SSRXp2 | SuperSpeed 对 #4，RX，正极 | SSTXp2 | SuperSpeed 对 #3，TX，正极 |
| 12 | GND | 地面返回 | GND | 地面返回 |
USB-C：更上一层楼
从其物理方面开始，USB-C 指的是其特定类型的插头和这些电缆布线的一些规格。 第一个USB-C是遵循USB 3.1协议，让这个新规范能够达到更快的传输速度。 如上所述，您可以快速识别内部和连接端口通常为蓝色的USB 3.1。 由于 USB-C 比之前的版本更小，因此它非常适合更小且现在更扁平的设备，例如超极本、平板电脑、智能手机等。
USB-C 端口的关键在于它旨在真正通用。 拥有一个充电器可以为您的任何电子设备充电的想法是 USB-C 的另一重要之处。 它不是另一个旨在为新电缆耗尽口袋的新端口。 可向后兼容 USB 3.0 和 2.0 连接器。 但这种新型连接最酷的地方可能是它可以在没有向上或向下方向的情况下插入（类似于 Apple 著名的 Lightning）。 这个小而方便的功能允许您以任何方式连接 USB-C 连接器，而且它仍然可以很好地工作。
USB-C 接口自 2014 年推出以来已被大量采用。毫不奇怪，截至 31 年 2020 月 XNUMX 日，欧洲议会投票决定对通信设备充电器进行标准化，以减少电子垃圾的产生量。 这种标准化可能会导致一些硬件制造商采用 USB-C 接口或在欧盟面临罚款或分销限制。 谷歌过去曾表示，他们致力于 USB Type-C 规范。 他们提到它的消费者可以期待在许多 Chromebook 和 Android 手机中看到它。 Apple 还一直在调整其符合 USB-C 的产品，因为他们相信这将是端口的未来。
USB-C：功能和兼容性
随着 Power Delivery 1.0 的推出，我们开始看到通过 USB 总线为更大的设备供电的能力。 该技术通过单根电缆提供更灵活的电力传输和数据，从而实现 USB 的最大功能。 USB-C 非常适合数据和电源。 USB-C 的第一个版本可以承载高达 10 瓦的功率和高达 4Gbps 的速度。 与其他人相比，这是一个相当大的进步。 这种强大的功能意味着您可以运行 XNUMXK 显示器，可以运行超快的 SSD RAID，甚至可以用它为笔记本电脑充满电。
| USB电源标准 | |||
| 规格 | 电流 | 电压 | 功率 |
| 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 |
其他协议正在使用 USB-C 作为新接口，例如 Thunderbolt3、DisplayPort、MHL 和 HDMI。 USB-C 上的视频输出允许通过使用 USB-C 备用模式将设备的本机视频流式传输到这些协议来平滑地输出视频。 这种替代方法是通过使用加密狗来实现的。 众所周知，苹果因从其 MacBook 系列中移除除 USB-C 之外的所有扩展端口而受到批评。 要求消费者携带将 USB-C 适配到他们需要的任何接口的加密狗。 对接站的使用很快就解决了这个问题。 扩展坞允许仅使用一个 USB-C 端口/Thunderbolt 端口将多个设备插入设备。
DisplayPort over USB 3.1 支持 4K (3840×2160) 甚至高达 5k (5120×2880)。 当所有 4 个 PCIe 通道都专用于视频输出时。
Oculus Quest 等 VR 耳机允许通过单个 USB-C 连接器从计算机流式传输整个 VR 体验。 而且，关于音频功能，USB-C 上的音频适配器支持设备类 3.0 规范（数字）或音频适配器配件模式（模拟）。 模式取决于电缆是有源适配器（内置 DAC）还是无源适配器（无 DAC）。
目前，一些手机厂商刻意提升使用USB-C接口的手机的传输速度。 这种观点可能会产生误导。 只有使用USB 3.1协议的Type-C接口传输速度更快。 由于备用模式，USB 电缆也应该有保护措施以防止损坏，这在早期并不总是如此。 不过，硬件和电缆都在变得越来越好，因此当它们用于可能不支持其最大功率消耗的不同电子设备时，电缆可以确保设备安全。
总之，这些是 USB-C 的一些主要用途和进一步用途：
- 扩展坞允许仅使用一个 USB-C 端口/Thunderbolt 端口将多个设备插入设备。
- 一些新的显示器基于 USB-C 连接器。 他们不再需要单独的 HDMI、DisplayPort 或 VGA 线缆。
在 StorageReview 上，我们概述了现在使用 USB-C 作为传输协议的几款显示器。 在这里寻找更多选择： https://www.storagereview.com/consumer
- Oculus Quest 允许通过单个 USB-C 连接器从计算机流式传输整个 VR 体验。
结论
USB-C 连接器为旧 USB 提供了一种紧凑而高效的替代品，同时不会忽视 USB 的目的。 由于 USB-C 成为几乎所有新硬件的标准配置，这也让连接更加方便。 来自投影仪、电话、网络适配器和您可以想象的任何数量的其他设备。 现在，设备可以轻松地通过这种坚固且通用的连接器供电，因为它使设备充电和数据传输变得快速而轻松，提供高达 100 瓦的功率。 有了这种能力，USB-C 电缆可以将超高清 4K 视频分辨率传送到 USB-C 和 HDMI 显示器。 这意味着分辨率是传统高清分辨率的 4 倍。
随着 USB4 的临近，苹果、谷歌和三星等行业领导者纷纷采用 USB-C。 这项技术也适用于不同的操作系统，如 iOS、Android、Windows 等。 我们终于可以专注于我们的创造力，而不是担心我们是否拥有正确的充电线。 由于能够将您的手机插入与平板电脑、笔记本电脑或耳机相同的充电器，USB-C 使我们能够减少包中的积木数量。
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