Их было шесть, потом стало восемь, а теперь – 12. Все о кабелях USB-C

В уже наверняка есть куча кабелей USB-C, и все они смотрятся вроде бы совершенно одинаково. Но если снаружи кабели выглядят одинаковыми, внутри у них может быть разное железо. И часто на них нет ни одной этикетки, чтобы узнать это. Разберемся, почему в начале было всего шесть стандартов USB-C, а теперь существует 12 стандартов.

Сразу заметим, что в статье идет речь только о кабелях USB-C male – USB-C male. Хотя такие кабели, как USB-A-USB-C, популярны, они достаточно просты. Они поддерживают передачу данных на уровне USB 2.0 или USB 3.0 и до 2 А тока, а штекер USB-C обычно закреплен как «хост, который будет подавать пять вольт», определяемый подтягивающим резистором. Еще есть такие кабели, как USB Type-C to DisplayPort, но они действительно являются адаптерами со значительным количеством активной электроники внутри.

Согласно спецификации USB-C, сначала существовало шесть типов кабелей USB-C – USB-C. Потом их стало восемь, а теперь – их двенадцать. И гораздо больше, если учесть все кабели, не соответствующие спецификациям.

Большинство этих кабелей подходят для таких простых задач, как зарядка и передача данных. Ситуации, когда требуется очень специфический кабель, будут достаточно редкими.

Разделяем USB-C на категории

Для начала есть два распространенных значения тока – 3 А и 5 А. Причем 3 А является минимальным для любого кабеля, а поддержка 5 А необязательна. Конечно, многие кабели могут быть рассчитаны на меньший ток, но большинство кабелей выдержат 3 А без проблем.

В прошлом году группа USB-C представила EPR, подняв максимальное напряжение с 20 до 48 В и требуя изменений в кабелях и разъемах, чтобы увеличить изоляцию между контактами питания и данными.

Это еще два типа кабелей USB-C: SPR (максимальное напряжение 20 В) и EPR (максимально 48 В). Однако кабелей EPR 3 A нет, поэтому путаницы поменьше.

Затем по меньшей мере четыре варианта скорости передачи данных. Ранее у вас были кабели USB Type C со скоростями только USB 2 или USB 3, а также кабели сертифицированные Thunderbolt. Теперь появился новый стандарт USB 3, требующий более высокой скорости и кабелей с большей спецификацией.

Кроме того, есть активные кабели USB-C, которые передают сигнал через перенастройки или оптоволокно для работы на большом расстоянии.

Еще не стоит забывать, что многие из характеристик USB-C не являются обязательными и каждый производитель может собирать кабели со своим индивидуальным набором функций.

Количество кабелей USB-C можно представить матрицей три на четыре. Три – для тока 3 A, 5 A или EPR 5 A и четыре – для скорости передачи данных по кабелю.

Неоспоримым преимуществом такого количества вариантов кабеля является то, что вы фактически можете приобрести кабель USB-C за 5 долларов, если вам нужны возможности всего на 5 долларов, и кабель за 40 долларов, если вам нужны функции на 40 долларов.

Кабели с поддержкой USB 2.0 также более тонкие, более легкие и гибкие. Вам действительно не захочется использовать толстый кабель Thunderbolt, когда вы хотите зарядить свой ноутбук в пути.

В вашем кабеле USB-C есть компьютер… Почти

Если источник питания может обеспечить больше 3 А через кабель, он не сделает это мгновенно – сначала он проверит, способен ли кабель выдержать такой ток и способно ли подключенное устройство принять его.

Каким образом источник питания проверяет способность кабеля пропустить такой ток? Прочитав emarker кабель. Эмаркер — это микросхема памяти внутри штекера кабеля, кодирующая возможности и параметры кабеля и передающая их в цифровом виде.

Эта микросхема нужна для всего превышающего скорость USB 3 или ток 3A. Существует множество параметров, которые можно закодировать в emarker, включая даже коды стран. Среди прочего в emarkerе кодируют латентность кабеля (задержку в передаче сигнала), тип штекеров, тип устройства (хаб, пассивный кабель, периферия), статус батареи.

Если вам когда-нибудь захочется, вы можете просто приобрести emarkers в интернете и вставить их в свои кабели. Если вы хотите создать собственные качественные кабели USB-C с поддержкой 5 А, вы также можете приобрести кабельные штекеры с припаянными маркерами.

Проверяем кабели сами

На компьютере узнать возможности кабеля, прочитав его emarker, не удастся. Даже на Linux, пользователям которой часто приходится работать с данными аппаратных компонентов.

Есть тестеры USB-C, которые могут считывать информацию emarker.

Если emarker отсутствует, это, скорее всего, означает скорость передачи данных на уровне USB 2.0 и поддержку 3A тока.

Предполагается, что кабель USB-C либо не содержит высокоскоростных пар, либо имеет их четыре, кроме стандартной пары контактов для USB 2.0, конечно.

Есть определенные исключения: если у вас есть кабель USB-A – USB-C с поддержкой USB 3, он будет содержать только две пары контактов. Переходник USB-C – HDMI также, скорее всего, будет иметь только две пары.

Можно протестировать кабели in vivo. Если вы используете зарядное устройство на 100 Вт и ноутбук на 100 Вт, вы можете легко проверить, поддерживает ли ваш кабель 100 Вт, просто подключив их вместе через дешевый измеритель мощности USB-C и посмотрев, превышает ли потребляемая мощность 3 А.

То же самое касается, если у вас есть куча кабелей и вы хотите знать, поддерживают ли они USB3 или больше.

Компенсируем нехватку этикеток сами

Конечно, производитель знает возможности кабеля и точную внутреннюю структуру при его изготовлении. Надписи должны быть, но на кабелях их почти никогда не бывает.

Иногда на упаковке есть этикетки, поэтому если вы еще не выбросили ее, вы можете обратить внимание на то, что там написано, или просмотреть список характеристик на странице магазина.

Но, скажем, у вас есть кабель без маркировки и вы только что определили возможности этого кабеля. Что делать? Доставайте бутылочки лака для ногтей и разукрасьте кабель с помощью цветной схемы для маркировки кабелей USB-C.

Одна полоса означает 3A, две полосы означают 5A. Оранжевый – USB 2.0, синий – USB 3 20 Гбит/с (1 поколение), зеленый – USB3 40 Гбит/с (2 поколения), желтый – Thunderbolt.

С этой схемой кабели с поддержкой Thunderbolt 5A выглядят как пчелы.

Группа разработчиков USB-C начала исправлять ситуацию. Они ввели новую схему маркировки, над которой многие смеялись. Однако эта новая схема логотипа достаточно проста и имеет смысл. Если кабель поддерживает 40 Гбит/с, он будет иметь логотип 40 Гбит/с. Если кабель поддерживает 240 Вт, то на нем будет логотип 240 Вт. Если он поддерживает оба, у него будут оба логотипа.

USB-C в плену

Возможно, вы видели такие устройства, как док-станции, с короткими кабелями USB-C, подключенными к ним навсегда, в отличие от порта на док-станции и использование кабеля папа-папа. Это называется «закрепленный кабель». Закрепленные кабели на самом деле не подпадают под те же правила, и схема для них гораздо проще, поэтому они так часто используются в дешевых вещах.

Если производитель хочет использовать высокоскоростную передачу данных на своем устройстве и встраивает в гаджет кабель, ему не нужно добавлять микросхему высокоскоростного мультиплексора для поддержки двух разных поворотов кабеля. Это ответственность хоста, чтобы адаптироваться к ориентации кабеля.

Кроме того, поскольку единственная возможная линия CC жестко подключена, требуется лишь один резистор 5,1 кОм вместо двух и также не нужен чип emarker. Это экономит несколько долларов на каждом гаджете.

Именно это позволяет получать дешевые док-станции USB-C с большими возможностями за десять-двадцать долларов.

По материалам: Hackaday