Глобальная война стандартных разъемов для смартфонов подходит концу, а победителем в ней будет USB-C. Этот многофункциональный порт умеет практически все - он позволяет заряжать устройства, передавать данные, работать с аудио и видео, поддерживает подключение аксессуаров.
Европейский союз уже несколько лет пытается убедить производителей электроники перейти на единый стандарт, чтобы избежать неразберихи и путаницы, которые создают проприетарные разъемы. Вначале предпочтение отдавалось microUSB, но с появлением USB Type-C, или сокращенно USB-C, индустрия перешла на новый стандарт, как более эффективный и технологичный.
Благодаря постановлению ЕС, которое вступит в силу в конце 2024 г., USB-C станет обязательным для всей портативной электроники (с некоторыми исключениями для самых маленьких устройств, например смарт-часов).
Большинство производителей смартфонов с готовностью перешли на USB-C, как до этого перешли на microUSB. Единственным исключением является компания Apple, которая по-прежнему использует Lightning в своих iPhone, AirPods и EarPods, а все остальное, включая пульт дистанционного управления для нового Apple TV, перешло на USB-C.
Мы считаем, что Apple является хорошей иллюстрацией того, почему нужно переходить на USB. Lighting - это, по сути, порт USB 2.0, что означает медленную передачу данных при синхронизации файлов между iPhone и компьютером или при переносе фотографий в формате RAW с карты памяти на iPad.
Знаете ли вы, что на самом деле существует кардридер на базе Lightning, который работает на базе USB 3.0? Так что быстрая передача данных возможна, но, судя по всему, для Apple это непростая задача, а поддерживают ее только iPad Pro. И даже в этом случае Apple так и не выпустила видеоадаптер с разрешением выше 1080p.
Lightning также ограничен по мощности. Максимальная мощность зарядного устройства для iPhone составляет менее 30 Вт, в то время как зарядное устройство Apple USB-C для новых MacBook может выдавать 140 Вт. Это конечно много, но даже не близко к тому, на что способен USB-C. Давайте попробуем упорядочить ситуацию и разберем основные функции USB-C по порядку.
Передача данных
USB начинал свою жизнь как медленный порт передачи данных - USB 1.0 и 1.1, о которых сейчас почти не вспоминают, а вот USB 2.0 все еще жив. Всего у порта USB-C 24 контакта, по 12 с каждой стороны (точнее, 22 контакта, но не будем отвлекаться). Прямо посередине находится одна пара D+/D-, которая служит для передачи данных в обычном кабеле USB 2.0 и является обязательной для USB-C. Это гарантирует, что все кабели будут иметь подключение.
В USB 3 добавлены дополнительные пары кабелей для передачи данных - в разъеме USB-C их четыре. Если скорость передачи данных по USB 2 ограничена 480 МБ/с, то дополнительные кабели USB-C обеспечивают скорость передачи 10, 20, 40 и даже 80 ГБ/с.
Небольшое примечание: разъем USB-C используется не только в USB, но и в Thunderbolt. Это различие скоро должно исчезнуть, поскольку USB 4 основан на Thunderbolt 3, а новый USB 4 версии 2 - на Thunderbolt 4.
Еще одним интересным применением является передача данных в формате PCI-Express - по сути, это проводная версия слотов PCIe на материнской плате компьютера. Это позволило подключать внешние графические процессоры к ноутбукам с помощью кабеля.
Видео
Еще одно популярное применение USB-C - видеовыход. DisplayPort является наиболее распространенным вариантом использования, а USB-C в основном заменил старый порт DP. Что еще более важно, то кабель поддерживает передачу всего и сразу, не только данных или видео, но данные, видео и питание все-в-одном.
Это позволяет подключить одно устройство к концентратору, который добавляет стандартный порт HDMI, несколько портов USB A и C, кардридер, звук, микрофон и т.д. Такие концентраторы встроены в некоторые мониторы, что позволяет получить огромное количество портов, подключив к нему всего один кабель.
Конечно, это очень удобно для ноутбуков, но несколько производителей смартфонов предлагают режимы работы с рабочим столом - DeX от Samsung, Ready For от Motorola, есть подобное и у Huawei.
Есть и другие варианты, помимо DisplayPort, адаптеры MHL и HDMI. Некоторые из них являются активными адаптерами, преобразующими один стандарт в другой, но есть и простые варианты.
Аудио
Здесь мы быстро упомянем об аудио. Через USB можно запитать внешний ЦАП, к которому можно подключить наушники. Однако, как и в случае с видео, существует и пассивный вариант - режим Audio Adapter Accessory.
USB-C имеет множество контактов для работы, и некоторые из них могут быть переделаны под кабели, необходимые для разъема TRRS, поэтому с помощью простого пассивного адаптера можно подключить гарнитуру с микрофоном. Обратите внимание, что это чисто аналоговый режим, цифровые цепи в таком режиме отключены во избежание помех.
Питание
Базовый стандарт USB имеет довольно низкие ограничения по мощности (500 мАч для USB 2.0), однако большинство производителей не следуют этому стандарту, поэтому адаптеры мощностью 10 Вт встречаются довольно часто.
Конечно, производители хотят, чтобы их продукты выделялись на фоне других, и быстрая зарядка - один из способов сделать это, особенно сейчас, когда аккумуляторы смартфонов имеют емкость от 3 до 6 тыс. мАч. Это привело к появлению множества собственных решений, таких как Quick Charge от Qualcomm и VOOC от Oppo.
Однако стандартным методом является USB Power Delivery (сокращенно USB-PD). В первоначальной версии было предусмотрено несколько поддерживаемых напряжений и уровней тока - 2 А при 5 В, 3 А или 5 А при 12 или 20 В. Это давало Power Delivery довольно широкий диапазон - от 10 до 100 Вт.
Однако эти фиксированные значения требуют преобразования постоянного тока внутри телефона, чтобы снизить их до уровня, более подходящего для литиевого аккумулятора. В версии 2 USB-PD появилась еще пара вариантов - 9 В и 15 В, но этого оказалось недостаточно.
Редакция 3 позволяет устройствам общаться с зарядными устройствами и запрашивать определенное напряжение. Оно может варьироваться от 3,3 В до 21 В и может быть установлено с шагом 20 мВ. Зарядные устройства, поддерживающие эту функцию, имеют маркировку "Programmable Power Supply". Таким образом, именно зарядное устройство, а не телефон (литиевые аккумуляторы не любят, когда их нагревают), справляется с лишним теплом.
В последней ревизии USB-PD Extended Power Range добавлено больше фиксированных напряжений - 28, 36 и 48 В. Таким образом, максимальная мощность устройства составляет 240 Вт (48 В при 5 А), что достаточно даже для мощных ноутбуков (хотя телефоны уже близки к пределу 240 Вт). Также появилась новая опция Adjustable Voltage Supply, которая позволяет устройству плавно регулировать напряжение в диапазоне от 15 до 48 В с шагом 100 мВ.
Обратите внимание, что в целях безопасности такие мощные кабели требуют установки микросхемы, называемой "e-marker". Эта микросхема сигнализирует зарядному устройству и телефону (ноутбуку или другому устройству) о том, что кабель способен выдерживать повышенную мощность.
Проблемы
Как бы нам ни нравился USB-C, мы не считаем, что он идеален. Наша главная претензия заключается в том, что, хотя у него так много возможностей, не все устройства и не все кабели их поддерживают. Многие функции, о которых мы говорили выше, являются дополнительными и не обязательными.
Хуже всего то, что бывает очень трудно разобраться, какие устройства и какие кабели что поддерживают. USB-IF пытается исправить ситуацию с помощью новых этикеток, которые четко указывают, какой объем данных и мощности может передавать тот или иной кабель.
Это должно исправить и другую проблему - тотальную путаницу в схеме наименований. Знаете ли вы, что больше не существует USB 3.0? Его переименовали в USB 3.1 Gen 1. Но и его больше не будет, ведь теперь это USB 3.2 Gen 1.
Все стало еще более запутанным с такими названиями, как USB 3.2 Gen 2x2. К счастью, все это будет заменено гораздо более понятными обозначениями: USB 5 Гбит/с, USB 10 Гбит/с, USB 20 Гбит/с и USB 40 Гбит/с (и, предположительно, вскоре USB 80 Гбит/с). Вот так будет гораздо понятнее!
Что касается мощности, то она будет двух уровней - USB 60 Вт и USB 240 Вт. Маркировки 100 Вт не будет, поскольку разница между 100 и 240-ваттными кабелями настолько мала, что к моменту появления новой маркировки продавать 100-ваттные кабели уже не будет смысла.
Заключение
USB-C стал отличным решением для всего. Мы используем его для зарядки телефонов, ноутбуков, наушников, бритв, фонариков и практически всего остального, что имеет аккумулятор и помещается в рюкзак.
Он позволил нам создать удобные рабочие места за столами, где мониторы, клавиатуры, мыши и другая перефирия оживает с помощью одного кабеля. А если учесть, что новейшие стандарты позволяют передавать в разы больше данных, чем первоначальная спецификация, то развитие USB-C, вероятно, еще не закончено.
Будет ли когда-нибудь существовать USB-D? Возможно, но точно не в ближайшее время. Откажется ли мир от кабелей и перейдет на беспроводные технологии? Скорее всего, нет - это хотя и эффектный, но совершенно неэффективный способ зарядки. Да и для передачи данных он не подходит: Wi-Fi на частоте 2,4 ГГц уже очень перегружен в многоквартирных домах, да и на частоте 5 ГГц тоже становится тесновато, что подтолкнуло Wi-Fi Alliance к переходу на диапазон 6 ГГц.
В обозримом будущем USB-C - это единственный кабель и единственный стандарт, который будет править всеми.
