【深度长文】都0202年了，USB-C口还是那么坑

Jonatha

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USB C口被寄予厚望，既是统一充电口，还是显示器和音频的数据传输口。它开创了一口应用全部场景的先河。尽管现在智能手机都默认使用C口，但是不幸的是，直到现在这个接口还是未实现当时的承诺。

甚至看似最基本的USB-C功能（为设备冲电）仍然存在兼容性的问题，专有标准互相冲突以及对于消费者信息的普遍缺乏从而无法很好地去提供购买建议。C口的数据传输速度也变得越来越复杂。

一个能够很好体现C口兼容性问题的现象：充电速度


当前的USB-C标准现状令人非常沮丧。  

对于使用不同的充电器的手机而言，即使它们具有相同的额定电流和电压，通常也不会达到相同的充电速度。此外，如果选择第三方C口的数据线来代替自带的过短的线有可能会导致手机失去快充功能。可以去选择那些第三方的支持高通快充或USB供电的C口充电器，而不是去选支持太多快充协议的。对于这个事儿，我们之前已经测了好几次了，结果发现，一旦你开始混用来自三星，华为，LG，Google和OnePlus等知名品牌的C口数据线和充电器，就会降低充电速度。

在2020年，大牌的旗舰产品仍然比其他制造商更喜欢用专有充电器。下图显示了与使用原装自带的数据线和充电器相比，混合使用数据线和充电器是如何大大降低充电速度的。由此得出的结论是，不同手机之间通过C口进行充电的速度差异很大。





我们测试的都是手机自带的充电器和数据线。

快充协议包括PD，QC 3.0。使用的是经过认证的100W的USB 3.0的线。好消息是，PD快充协议现在已经被各手机厂商接受并支持了，虽然还是会比一些自带的充电协议明显要慢一点儿。支持PD快充协议的手机在混用充电器和数据线的测试中表现会比那些只用专用的充电协议的手机好。三星Galaxy S20和一加8Pro就是个很好的例子。虽然在朝着好的方向发展，但是USB供电还是因为各种各样的标准而饱受困扰。

在USB PD 3.0的协议里加入了可编程充电就让三星Galaxy Note 10 Plus的45W快充搞得很尴尬。Note 10 Plus的45W快充需要的是USB　PD　3.0的可编程充电，而不是常规的PD快充协议。晕了吗？

USB供电－更广阔的前景　


我们还将继续在更多设备上探索对PD和QC协议支持方面的差异。我们将其与自带的充电器还有USB　2.4A接口在速度和设备支持方面进行了比较。你可以在下表中找到数据结果。用绿色显示快充支持良好，黄色表示还能用，红色表示完全不能用。总的来说，趋势是对于PD协议的支持已经超过QC 3.0了。虽然这里面有QC　4.0兼容PD协议的原因。

越来越多的笔记本电脑和平板电脑也开始支持PD快充。这意味着你所有的电子产品都可以用一个C口充电器充电。PD快充的速度通常在15W左右，而QC通常不到９W。这也暴露出了快充协议的问题。协议太多了，而且速度也各不相同。


不止于充电：C口的数据传输速度






和充电协议过于复杂一样，数据传输速度亦是如此。C口不仅兼容二代、三代USB的传输速度，有的接口还包括了雷电协议，这就很复杂了。而且不仅是要接口支持，有的时候还要数据线支持才能满足更高速度的需求。

USB 3.2的推出以及十分可笑的，Gen 1和Gen 2的分类让那些想精简命名方案的人脑壳疼。几天后，USB 4的推出把消费者们和开发人员对于USB联盟仅剩的信任，消耗殆尽。声称可以“让自己的命名一目了然”，因为它授权了USB-C连接器和USB PD支持，但仍带来了一系列令人困惑的问题，例如仅在某些设备上提供雷电3接口。即便如此，要使USB 4设备推广开来，还需要很长的时间才行。  不幸的是，消费者只能自己搞清楚这些问题，以找出哪些设备支持哪些协议。

仅通过外观完全无法搞清楚C口的数据线是否支持快充或者4.0数据传输的协议。USB数据命名方案无疑是一团糟。下表希望能帮助你搞清楚哪个接口能干什么。



说到支持“替代模式”和其他协议时，设备和数据线也存在问题。这些属于C口的规范，而不是端口的数据传输速度的规范。这些规范包括显示接口，MHL接口，HDMI接口，有线网线接口和音频接口，所有这些功能都依赖于连接的设备和数据线。这些不是接口规范所强制的部分，因为接口功能和需求在不同的设备上时完全不同的。例如，USB 4引入了DisplayPort 4.1a和PCI Express数据支持，但你一般是不需要外接显卡的。

其中的问题在于，设备不一定会有用户希望在产品中使用的某些功能。如果笔记本电脑缺少某些常用接口，那么消费者可能会认为C口是支持HDMI或网线的，但事实上并非如此。更无奈的是，设备上可能只有特定的C口提供特定的功能。你可能有3个C口，但是只有一个提供你想要的功能。USB-C接口兼容许多功能，但并非每个端口都支持所有功能。

USB 4的数量太少了也来得太晚了，对于其发展帮不上什么忙。USB-C把这些功能搞得更复杂了，而不是更清楚。  它声称可以做所有事情，但是仍然不能保证产品可以真正使用这些功能。USB 4可能有助于这些情况的统一，但我怀疑它很难在USB-C 3.1和较旧的端口仍然存在的情况下消除这些混乱。大量旧设备的存在以及标准协议的混乱意味着C口的未来还未到来。即使把接口的信息清楚的展现出来，对于消费者来说，只能能用就行。

接口数量不足是个问题




这对于我们来说也是个问题，至少对于智能手机来说：接口真的不足。音频和电源同一个接口已经被证明是有问题的，消费者需要购买转接器和拓展设备以解决不便之处。市场上许多最新的笔记本电脑也是如此。在为设备充电时，占用了C口充电口会减少你外接设备的数量，考虑到大多数笔记本电脑只有几个可用接口，这就让人很难受了。许许多多的用户不得不使用拓展坞，以连接到那些传统接口。尽管C口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属于少见的。

为什么兼容性是个问题？




数据线的兼容性问题可以说是USB-C最令人头大的问题。USB 2.0仅具有用于数据和电源的四针触电，而3.0接口增加到八个。因此，通常用于充电的C to A数据线可以有2.0、3.0和3.1三种标准，这会影响它们处理的数据量和充电时的电流量。PD快充协议是向下兼容的，因此是使用较旧的数据线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。数据线质量也起着重要作用，因为某些充电协议会检测电缆可以处理的功率并设置适当的充电速度。在我们之前展示的例子中，华为的技术要求5A额定值才能全速充电（但会破坏规格并且不能给Pixel 4用）。

数据线的质量，额定值和长度比C口更影响那些功能。有些数据线甚至违反标准！如果这还不够复杂的话，那么高速数据传输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，数据线也可以采用无源或有源形式。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。  

非常长的数据线用于极高的数据传输速度（例如通过雷电接口发送4K 60fps的视频或数据）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和雷电接口带有“三叉戟” SuperSpeed USB的标志，则支持通过不超过2米的无源USB Type-C数据线，而对于带有SuperSpeed +标志的数据线，则支持的长度不超过1米。如果需要更远的距离，则需要使用有源电缆；如果要达到40Gbps的速度，则必须注意雷电接口的标志。其他类型的USB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到接口和设备的问题，可以将其配置为多种选择的快充协议，传统协议和替代模式。  

USB-C是一个比其之前的产品更复杂的接口，需要大量的软件和硬件配合才能正常工作。USB-C产品的起点是PD协议。这不仅涉及充电，还在于接口如何通过使用转接器的附加针脚传达对HDMI和DisplayPort等附加功能的支持。所有替代模式都使用PD协议的供应商定义的消息（VDM）来发现，配置，输入或退出这些模式。问题在于，如果你的设备不支持PD协议，那么它也不支持其他任何功能。

不幸的是，PD的电路系统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。随着蓝牙音频设备的普及，USB-C音频基本上已经绝迹了。即便如此，这并不意味着每个充电接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，以及充电组件和常规接口连接，以支持以太网，显示和其他替代模式。下图仅显示了扩展单个C口的功能所需的一些不同组件。



当产品想要将多个信号（例如视频或音频）路由和管理到多个USB接口时，接口电路会变得更加复杂。信号路由变得越来越复杂和昂贵，因此制造商只能将功能限制在一两个接口上。为了适应可逆连接器类型，电源选项范围以及向上，向下以及双向充电端口和数据选项之间的选择，即使提供电源也需要使用USB-C的复杂电路。

为了降低成本和复杂性，并不是笔记本电脑或PC上的所有C口都能发挥所有作用。USB 4旨在通过授权一些功能来提供帮助，但如果设备混用和兼容新旧标准以节省成本和减小复杂性，则似乎没什么用。

C口还是一团糟




USB-C的复杂性无疑是它失败的原因。尽管一根数据线就能支持所有功能的想法听起来很美好，但现实很快就变成了专用协议和通用协议的较量，变成了不同的数据线的质量和功能以及不透明功能支持的复杂结合。

结果是一个标准看上去简单易用但是消费者其实很懵，因为压根儿就没有明确说明为什么某些数据线和功能无法跨设备使用。同时，产品开发人员也很崩溃。  支持全功能C口是一项复杂的工程，远超前几代USB。  

此外，越来越多的组件和转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C口或数据线都是一样的。尽管为了统一做出了努力，但USB 4还是无法解决兼容性问题。USB 4是一次统一C口的尝试，但它还是不能独自把这些问题解决。     更好的标志可以帮助消费者识别哪些数据线和产品支持哪些功能-到目前为止，命名方案和标志对于随便看一眼的消费者来说并不友好。  

强制性的数据线和接口着色（例如USB 3.0接口的情况）可能会有所帮助，但这有点违反了它一个尺寸适合所有解决方案的目的。需要一个更加严格执行的标准来帮助消费者了解兼容性。不幸的是，USB-C生态系统在2020年的情况比我在2018年第一次研究时更加复杂。USB3.2和USB 4的发布使标准变得更加复杂，而用户最终却不懂到底什么支持什么。  

虽然对于PD支持的增长是一个好兆头，但PPS的推出已经阻碍了业界在不久的未来想将单一充电标准合并的希望。   USB规格每年都会变化，因此消费者一直都很懵。这么多年过去了，我仍然看不到摆脱这种混乱局面的明确方法。

foxyy

我只用手机原配的线和头

suiwinder

太折腾了吧

不懂先生

标准要统一也有一定的难度

zhuoyifan

的确很难统一

xxzqj

都想做主！最后就都不是主！！都是猪！！！！

可能是他

统一一把，咸菜低于0.6m的c-c必须支持雷电3 ，dp4.1a，100w功率，1-2m的必须支持usb3.0+dp4.1a+65w，大于2m的必须支持45w及以下pd快充，usb2.0

咸菜与上述要求不一致的需采取有源货其他方式解决，否则不得销售

gilnumen

不是c口本身坑，是功能太多，厂家总想缩水几个。
要说usbc最高形式还是雷电3呢，然而就算intel处理器的笔记本雷电免费授权，也只是做成高端产品特供接口，高高在上。
usbc集成dp算基础功能吧？但是好多本也扣扣索索不给。
在退一步，pd充电也没啥吧？但是各种理由编出来也得给他砍了。笔记本多个pd充电宝，哪怕不能撑起满载，轻度使用也是续航翻倍大杀器，然而呢？一句“满载功耗太大，pd没啥用”就给缩水了。

yikka

好文！关于传输速度：从雷电3的40Gbps到USB2.0均有可能，虽然外观一模一样！亲测lenovoplus的typeC仅支持usb2.0！

完美赞戈

不统一,还是各种问题,

觉科苹果的接口还好用