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原创:USB、type-c、雷电3、雷电4等接口及线缆技术规范及区别
2022/6/12 9:17:02
 

现在设备间联接接口、线缆有USB、type-c、雷电等,他们的区别在哪儿呢,本文做详细分析(随着协议更新,本文持续更新中,殷守龙注)。

Type-C只是一种接口标准,比之前type-A、type-B更薄,可正反插、扩展性也更强。而USB 2.0、3.0、3.1、3.2是传输协议。

雷电3(Thunderbolt3)是一种协议,由英特尔和苹果合作开发定制,融合了PCIExpress数据传输技术和 DisplayPort显示技术,可以同时对数据和视频信号进行传输。雷电1和雷电2使用的是miniDP口,主要应用在苹果Mac系列电脑上,但未普及。到第三代雷电3时,英特尔发现 Type-C的大一统趋势,干是雷电3开始使用Type-C物理的接口形态。

既然雷电3接口和Type-C接口外形一样,为方便区分,雷电3接口附近有一个“闪电”标志。

【问题】Mac的雷电3接口数据线能否与普通的Type-C数据线共用?
雷电3数据线可以实现Type-C的绝大多数功能,而普通的Type-C数据线只能实现雷电3数据线的部分功能。

Type-C可以传输、视频输出和快速充电,但市面上Type-C数据线良莠不齐,不能都能实现这三个功能。而雷电3数据线格式统一,能实现Type-C绝大部分功能,但在数据传输和视频输出这两项上,传输速率远高于type-c。
1、充电:都标称快速充电,雷电3供电能力可达100W,市面上不少Tvpe-C数据线实际上是不支持快充,或者只支持65W,极少部分支持100W,且线缆坚硬,不好弯曲,而好的雷电3线缆比较柔软,不宜伤及设备。
2、数据速率:type-c协议需要看协议标准,USB30:5Gbps,3.1是10G,而2.0只有40M/s。市面上的一些Tvpe-C数据线其实是USB2,线缆另一端是usb-A接口,是白色内芯,蓝色内芯的一般是3.0。雷电3的传输速度高达双向40Gbps。
3、视频输出:全功能Type-C只能外接一个4K@60Hz显示器使用,很多TypeC甚至是不支持DP视频输出的。雷电3能同时连接两个4k@60Hz的显示器或者一个5K@60Hz的显示器。雷电3接口具备的菊花链功能,可以级联多个显示器。

此外,雷电3还具备其他Type-C所没有的强大功能,比如可以外接显卡扩展坞,为笔记本提供更强的图形处理能力。
想跑满固态硬盘的最高速度的话也必须使用事电3数据线。普通USB3031的Tvpe-C线只能基本满足普通的移动硬盘(大概200-300Mb/s)

结论:
需要根据设备及使用场景选择线缆,很多日常使用全功能Type-C就可以满足了。但如果想要实现苹果兼容设备全部视频、高速传输等性能,雷电3的全部功能,就必须使用雷电3数据线。

【线缆的选择】市面上各类数据线缆鱼龙混杂,单看标称实际上会耽误事,到用的时候,发现要么不通要么速率卡顿达不到标称,需要买专业厂商生产的线缆。

推荐1:雷电4线缆,兼容雷电3

推荐2:品胜雷电3数据线,2米

推荐3:绿联雷电3数据线,2米

推荐4:奥睿科雷电数据线缆

推荐5:绿联雷电扩展坞

推荐6,:影视制作使用的硬盘阵列,铁威马 TERRA MASTER 雷电3 2盘位磁盘阵列,,支持RAID 0/1/JBOD/Single四种阵列模式


USB2.0、3.0、3.1、3.2区别

(随着协议更新,本文持续更新中,殷守龙注)

【USB2.0】速率是USB 1.1设备的40倍,后来提高到480Mbps。
【USB3.0】速率是5Gbps,规范由英特尔等公司发起。现已被USB IF更新至USB 3.1 gen 1。也被认为是SuperSpeedUSB,还提供了下面的几项增强功能:5Gbps全双工,且更好的电源管理能够使主机为器件提供更多的功率,从而实现USB——充电电池、LED照明和迷你风扇等应用能够使主机更快地识别器件新的协议使得数据处理的效率更高
【USB3.1】2013年7月份发布,速率是10Gbps,编码率再度提升。USB 3.0为8b10b编码、2bit校验,整个频宽有20%的损耗,而新的USB 3.1则是使用128b/132b编码,在132bit的资料中,只需使用4bit做为检查码,传输损耗率大幅下降为3%(4/132)。

相比USB 2.0的5V/0.5A,USB 3.0提供了5V/0.9A电源,USB 3.1(SuperSpeed+)将供电标准提高到了20V/5A,供电100W。
【USB3.2】2017年9月份发布,速度翻番为20Gbps。

【USB4】速率 40Gbps,是最新发布的USB 3.2(Gen2×2)的两倍。基于英特尔和苹果联合开发的数据传输技术“ Thunderbolt 3”。

最新标准情况:

USB-IF最新公布规范,USB 3.0、USB 3.1的版本命名都将彻底消失,统一被划入USB 3.2的序列,三者分别再次改名叫做USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2、USB 3.2 Gen 2x2。
它们还各自有一个市场推广命名,分别是SuperSpeed USB、SuperSpeed USB 10Gbps、SuperSpeed USB 20Gbps。
之所以想出USB 3.2 Gen2x2这样的名字,大概是因为它使用了USB Type-C接口的上下两端全部针脚,速度得以翻番。
随着协议更新,本文持续更新中,胶东在线殷守龙注。

各版本USB带宽:

USB1.0:   low speed, 1.5Mbps
USB1.1 :full speed, 12Mbps
USB2.0:    high speed, 480Mbps
USB3.0(USB 3.2 Gen 1, USB 3.1 Gen 1都是USB3.0): super speed, 5Gbps;
USB3.1(USB 3.2 Gen 2, USB 3.1 Gen 2都是USB3.1) :super speed, 10Gbps;
USB3.2(USB 3.2 Gen 2x2 这才是真正USB3.2):super speed, 20Gbps;
USB4:    40Gbps

其他区别:
(随着协议更新,本文持续更新中,殷守龙注)
USB2.0的为5针,有常见的黑色和白色
USB3.0通常为蓝色,只有5V/0.9A
USB3.1接口通常是绿色,
USB3.1新增了USB A/V影音传输,最高支持4K 30FPS画质,供电最高允许标准达到20V/5A,供电100W,

USB2.0 线缆不超过5m;
USB3.0 协议未规范线材长度,只要信号符合其规范要求都是可以的。保证信号质量的话,用2m 以内的长度比较靠谱。
线缆及连接器差分阻抗,线缆的差分阻抗要求是90Ω±5Ω。匹配连接器的差分对阻抗要求90Ω±10Ω。线缆阻抗国际标准一般是90 左右,如果不做匹配就会影响信号的完整性,会造成干扰,直接影响产品的性能,甚至直接报废。


【USB图标及充电规范】

按照USB-IF的要求说明,
仅标注有标准USB接口Logo的USB Type-C接口仅支持USB 2.0标准;
拥有“SS”或者是“SuperSpeed”等标志的则支持USB 3.0或第一代USB 3.1标准,接口速率为5Gbps;
而有“SuperSpeed+”、“10”、“10Gbps”等标志的USB Type-C接口则支持第二代USB 3.1标准,接口速率为10Gbps。
如果接口标志采用了电池图样作为背景,那么相应的USB Type-C接口将支持USB Power Delivery(USB PD)供电技术。

根据上述图标,我们可以确定手头设备接口特性,例如一个带电池图样、拥有“SS”和“10”标志的Logo,就说明其对应的USB Type-C接口将支持USB Power Delivery供电技术,理论速率可达10Gbps,属于第二代USB 3.1接口,更多资讯可以录:WWW.USB.ORG协会官网查阅.

现有的主流快速充电协议规范有:USB Power Delivery(USB PD),Quick charge(QC),PumpExpress(PE),Supercharge Protocol (SCP)等

参考:
USB PD充电协议细节
type-c技术细节
usb各版本汇总






(DVOL本文转自:中国DV传媒 http://www.dvol.cn)

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