Det är 2019 och USB-C är fortfarande en röra

Innehåll

Det är 2019 och USB-C är fortfarande en röra
Mer än bara laddning: Dataöverföringshastighet
Hamnbrist är ett problem
Varför kompatibilitetsproblemen?
USB-C kommer att förbli ett röran

25 april 2019

Supporten för USB Power Delivery och Quick Charge-specifikationerna har förbättrats med nyare smartphones - ett mycket lovande tecken. Detta kan delvis bero på Quick Charge 4: s kompatibilitet med strömleverans. Men den blandade påsen med resultat belyser den bredare frågan perfekt. Smartphones döljer ofta stöd för dessa standarder i en spectabell någonstans och även då finns det ingen garanti för att konsumenter vet vad dessa standarder betyder. Dessutom finns det en stor variation i laddningshastigheter över dessa enheter. Även om en telefon stöder båda tredjepartsstandarder, kan de ladda betydligt långsammare än när du använder den lådda laddaren.

Ja, det finns kabel- och nätadapteretiketter, men väldigt få konsumenter letar efter dem, även om de visas korrekt. I slutändan är det väldigt lite konsistens om vilken typ av laddning som finns tillgänglig. Detta blir ännu mindre tydligt när produkter börjar använda dubbelriktad laddningskapacitet, som att ladda din telefon från din bärbara dators USB-port.

Det finns inget sätt att säga om en USB-C / A-kabel stöder högströmladdning eller 3.1-datahastigheter bara genom att titta på den.

Mer än bara laddning: Dataöverföringshastighet

Det är samma situation när du tittar på hastigheter för dataöverföring. USB-C-adaptrar stöder hastigheterna 2.x, 3.x och Thunderbolt för vissa portar, men kablar måste dock också utformas specifikt för att uppfylla högre hastighetskrav.

Introduktionen av USB 3.2 och dess löjliga Gen1- och Gen 2-varumärke gav ytterligare ett hinder för dem som försöker få sitt huvud kring det allt mer komplicerade namnordningen. Bara några dagar senare tappade USB 4-tillkännagivandet, i huvudsak en royaltyfri Thunderbolt 3-rebrand, all återstående förståelse från både konsumenter och utvecklare. Även om de större antalet generellt tyder på snabbare hastigheter, finns det inget sätt för konsumenterna att ta reda på vad de behöver utan att vada sig genom denna varumärkes-quagmire.

USD-namnschemat är utan tvekan ett enda röra. Tabellen nedan hjälper förhoppningsvis till att reda ut vad varje specifikation erbjuder dig.

Enheter och kablar är lika problematiska när det gäller stöd för "alternativa lägen" och andra protokoll. Dessa faller under USB-C-specifikationen snarare än portens datahastighetsspecifikation. Dessa inkluderar DisplayPort, MHL, HDMI, Ethernet och ljudfunktioner som tillhandahålls via anslutningen, som alla förlitar sig på de anslutna enheterna och kablarna för att stödja dem. Dessa är inte en obligatorisk del av specifikationen, eftersom kapaciteter och behov tydligt varierar från enhet till enhet. Ett USB-batteripaket behöver inte till exempel stödja HDMI.

Problemet med detta är att viss funktionalitet som en användare kan förvänta sig i en produkt inte nödvändigtvis tillhandahålls. Konsumenter kan anta att HDMI eller Ethernet stöds via en USB-C-port om en bärbar dator saknar de vanliga portarna, men det kanske inte är fallet. Ännu mer frustrerande kan funktionalitet bara begränsas till vissa Type-C-portar på enheten, så du kanske har tre portar men bara en som erbjuder de funktioner du vill ha.

USB-C är kompatibel med många funktioner, men inte alla portar stöder allt.

USB-C gör funktionaliteten mer ogenomskinlig, inte mindre. Den påstår sig göra allt, men det finns fortfarande ingen garanti för att en produkt faktiskt fungerar med någon av dessa funktioner. Produkt specifikationer kan hjälpa till i detta avseende, men USB-funktioner utelämnas ofta förutom porttypen.Även när mer detaljerad information är tillgänglig och portarna är korrekt markerade med lämpligt varumärke, kan det vara mycket som fungerar att göra huvud och svansar i olika lägen och jargong mycket information för någon att smälta.

Hamnbrist är ett problem

Detta leder oss fint till det största problemet med den vändbara USB-porten, åtminstone med smartphones: det saknas dem på enheter. En enda port för ljud och ström visar sig redan vara problematisk i handenhetens utrymme, där konsumenterna når efter donglar och nav för att fixa problemet på deras olägenhet. Men detta öppnar upp en helt ny värld av kompatibilitetsproblem, till exempel om ditt nav eller dongel stöder samma laddningsmetod eller standard för dubbelriktad ström, eller om data fortfarande kan passera till en annan enhet.

Det är en liknande situation med ett antal av de senaste bärbara datorerna på marknaden. Grävning av strömuttaget för USB-C minskar direkt ditt perifera antal när du startar enheten, vilket är särskilt frustrerande med tanke på att de flesta bärbara datorer bara har ett par tillgängliga portar till att börja med. Användare tvingas alltmer mot donglar att ansluta till gamla hamnar som fortfarande är allestädes närvarande på andra marknadsplatser.

En del av detta beror på att även om USB-C har tagit sig till bärbara datorer, är det fortfarande särskilt frånvarande från mainstream-skärmar och vanliga tillbehör. Allt den nya porten har gjort är att flytta vissa komponenter ur den bärbara datorn och till den andra änden av kabeln. Inte exakt ett konsumentvänligt drag, med tanke på att priserna ofta debiteras helt enkelt för att återfå funktionaliteten hos äldre produkter.

Prövning och fel är ofta det enda sättet att ta reda på vad en USB-C-port stöder.

Varför kompatibilitetsproblemen?

Kabelkompatibilitet, utan tvekan det mest frustrerande av USB-C: s problem, härrör från gammalt stöd för långsammare enheter och införandet av fall med högre hastighet som videodata. USB 2.0 har bara fyra-poliga kontakter för data och ström, medan 3.0-kablar ökar detta till åtta. Så USB-C till A-kablar, som vanligtvis används för laddning, kan komma i 2.0-, 3.0- och 3.1-sorter, vilket påverkar mängden data och ström de kan hantera. USB-kraftleverans är bakåtkompatibel och så är det bästa alternativet för att ladda upp enheter med äldre kabeltyper och hastigheter, men utbredningen av egna standarder gör att konsumenterna sällan verkligen vet vad de får.

Kabelskvalitet, klassificering och längd påverkar tillgängliga funktioner via en USB-C-port.

Kabelskvalitet spelar också in här, eftersom vissa laddningsstandarder kommer att upptäcka hur mycket effekt en kabel kan hantera och ställa in rätt laddningshastighet. I vårt tidigare exempel kräver Huawies teknik en 5A-klassificering för att ladda med full hastighet. Det är därför vissa längre kablar från tredje part inte har samma hastigheter som de mindre som medföljer din telefon.

Om det inte var tillräckligt komplicerat har införandet av höghastighetsdata och videoöverföring i realtid skapat nya problem. Mycket snabba signaler lider av dämpning och klocka jitter när de överförs över långa avstånd, vilket innebär att data kan gå vilse på vägen. För att lösa problemet kan kablar också komma i passiva eller aktiva sorter. Aktiva kablar inkluderar redrivers för att återställa signalamplituden och förhindra att signalkvaliteten förloras över långa avstånd. Så långa kablar som används för mycket höga datahastigheter (som att skicka 4K 60fps video eller data över Thunderbolt) kräver aktiva komponenter i dem, medan grundladdning och dataöverföringar kan komma undan med en passiv standardkabel som är mindre än två meter lång.

DisplayPort, MHL, HMDI och Thunderbolt stöds via passiva USB Type-C-kablar på mindre än två meter om de har ”trident” SuperSpeed USB-logotyp eller mindre än en meter för SuperSpeed + -märkta kablar. Aktiva kablar krävs för ytterligare avstånd och du måste leta efter Thunderbolt-logotypen om du vill ha hastigheter på 40 Gbps. Passiva adapterkablar till andra USB-typer stöder inte något av dessa lägen.

Denna tabell visar vilka alternativläge-protokoll som stöds av vilka kabeltyper.

Problem med funktionalitetskompatibilitet involverar också porten och enheten i fråga, som kan konfigureras för ett brett urval av laddningshastigheter, gamla standarder och alternativa lägen. USB-C är en mer komplex port än sina föregångare, som kräver betydligt mer program- och hårdvaruingång för att få saker att fungera korrekt.

Utgångspunkten för USB-C-produkter är Power Delivery-protokollet. Det handlar inte bara om laddning, det är också hur porten kommunicerar stöd för extrafunktioner som HDMI och DisplayPort genom att använda kontakterna ytterligare stift. Alla alternativa lägen använder Power Delivery Structured Vendor Defined (VDM) för att upptäcka, konfigurera, gå in eller avsluta dessa lägen. Sammanfattningen är att om din enhet inte stöder strömleverans stöder den inte heller någon av dessa andra funktioner. Tyvärr är Power Delivery-kretsar mer komplicerade och dyra än barebones kretslopp, och komplexiteten skalas upp med antalet portar.

Trots detta betyder det inte att varje Power Delivery-port eller enhet stöder alla funktioner. Det är upp till enhetstillverkarna att inkludera nödvändiga multiplexorer och andra IC: er tillsammans med Power Delivery-komponenterna och vanliga portanslutningar för att stödja Ethernet, display och andra alternativa lägen. Diagrammet nedan visar bara några av de olika komponentblocken som krävs för att skala upp funktionsuppsättningen för en enda USB-C-port.

Bara en av de många möjliga konfigurationerna som stöder vissa avancerade USB-C-funktioner.

Portkretsarna blir bara mer komplicerade när produkter vill dirigera och hantera flera signaler, till exempel video eller ljud, till flera USB-portar. Signalrutningen blir alltmer komplex och dyrare så tillverkare begränsar funktionaliteten till endast en eller två portar.

Även leveranseffekt kräver en komplicerad krets med USB-C, för att passa för den reversibla kontakttypen, spänningen av kraftalternativ och valet mellan upp-, nedåtriktad och dubbelriktad laddningsport och datalternativ. För att minska kostnaderna och komplexiteten ser du ofta att flerportenheter bara erbjuder en enda Power Delivery-port som är avsedd för laddning av enheten.

USB-C kommer att förbli ett röran

USB-C: s komplexitet är utan tvekan att ångra. Även om idén om en kabel för att stödja allt låter väldigt användbart har verkligheten snabbt blivit en sammanblandad kombination av egenutvecklade kontra on-spec-produkter, olika kabelkvaliteter och kapaciteter och opak funktionsstöd. Resultatet är en standard som ser enkel att använda men leder snabbt till konsumentfrustration eftersom det inte finns någon tydlig indikation på varför vissa kablar och funktioner inte fungerar på olika enheter.

Samtidigt står produktutvecklare inför en liknande frustrerande situation. Att stödja hela utbudet av avancerade USB-C-funktioner är en komplex teknisk prestation, mycket mer än tidigare USB-generationer. Dessutom ökar antalet komponenter och anslutningar utvecklingskostnader och distributionstid. Det finns nu mer integrerade IC: er för att underlätta utvecklingen, men det stora utbudet av alternativ och funktioner i den senaste specifikationen gör implementeringen dyr och tidskrävande.

Inte alla USB-C-portar eller kablar är lika. Såvida det inte tas upp kommer konsumenterna att få huvudvärk.

Produktutvecklare och USB Implementers Forum måste komma över den här situationen och driva standarden i en mer konsumentvänlig riktning. Bättre märkning kan hjälpa konsumenterna att identifiera vilka kablar och produkter som stöder vilka funktioner - hittills har namnschema och logotyper varit ganska ovänliga för vardagliga blickar. Obligatorisk kabel- och portfärgning, som var fallet med USB 3.0-portar, skulle kunna hjälpa, men det beseglar typ av hela syftet med denna enstorlek passar alla lösningar. Hur som helst, en strikt tillämpad standard för att hjälpa konsumenterna att få sitt huvud kring kompatibilitet kommer att hjälpa.

Ärligt talat, jag kan inte se en enkel väg ut ur röran som standarden för närvarande är i. Den nyare introduktionen av USB 3.2 och USB 4 gör bara standarden mer komplicerad och mindre användarvänlig. Förhoppningsvis behöver vi inte vänta tills USB-D innan den här situationen är löst.

Läs nästa: Bästa USB-C-kablar