现在是2020年，USB-C仍然一团糟

编者按：这是2018年和2019年发表的一篇文章的更新版。

USB-C被标榜为满足我们未来所有电缆需求的解决方案，将电源和数据传输与显示和音频连接统一起来。开启了“一刀切”的电缆时代。尽管现代智能手机默认提供USB-C接口，但不幸的是，该标准未能兑现其早期的承诺。

即使是USB-C最基本的功能-为设备供电-仍然是一堆兼容性问题，相互冲突的专有标准，以及普遍缺乏指导购买决定的消费者信息。USB-C上可用的数据速度也变得越来越复杂。问题是，不同的USB-C设备支持的功能并不清楚，但USB-C标准的定义原则让消费者认为一切都应该正常工作。

目前形式的USB-C标准有一种非常普遍的挫败感。在不同的充电器之间移动手机，即使额定电流和电压相同，通常也不会产生相同的充电速度。此外，选择第三方USB-C电缆来取代通常太短的盒装电缆可能会导致失去快速充电功能。可以选择支持高通快速充电或USB Power Delivery的第三方USB-C电源适配器，而不是众多专有标准中的一种。

我们过去对此进行了多次测试，发现三星、华为、LG、谷歌和OnePlus等流行品牌的USB-C手机一旦开始混合搭配电缆和充电器，都会降低充电速度。

即使是最新的旗舰产品，在所支持的速度和标准之间也存在巨大的差异。例如，如果偏离内置电缆，OnePlus 8 Pro在30W时无法翘曲充电。如果您弄断或丢失了所提供的电缆，那就不太好了。根据谷歌的说法，谷歌Pixel4断然拒绝使用华为电缆充电，可能是因为这些电缆在某种程度上违反了官方的USB-C规范。因此，不要指望能够使用朋友的USB-C适配器或USB-C接口充电。

下图显示了与包装盒中提供的电缆和充电器相比，混合搭配电缆和充电器如何大幅降低USB充电速度。值得注意的是，通过USB-C的充电速度在不同的手机上差别很大。

好消息是，USB Power Delivery(PD)现在可以很好地支持快速充电，尽管速度通常比盒装充电器慢。支持时，快速充电速度明显较慢。使用USB PD作为默认充电技术的手机在更换电缆和充电器时也比使用专有标准的手机表现得更好。例如，看看三星Galaxy S20与OnePlus 8 Pro的比较。

虽然这是朝着正确方向迈出的一步，但USB Power Delivery也很快受到标准碎片的影响。USB PD 3.0规范中引入的可编程电源(PPS)导致了对45W快速充电与三星Galaxy Note 10 Plus的极大混淆。现在消费者不仅要注意USB Power Delivery，他们还需要一些设备的PPS变种。困惑？

使用Note 10 Plus进行45W充电需要USB PD 3.0 PPS，而不是普通的USB PD。困惑？

我们还在继续探索在更大范围的设备中对Power Delivery和Quick Charge标准的充电支持方面的差异。我们已经将其与盒装充电器速度和通用USB2.4A端口的支持进行了比较。您可以在下表中找到数据。结果突出显示的绿色提供了良好的快速充电支持，黄色表示实现正常，红色表示未能以合适的速度支持相关标准。

在过去的几代人中，值得注意的趋势是USB Power Delivery支持已经超过了Quick Charge 3.0。虽然这可能在一定程度上是由于Quick Charge 4与Power Delivery的兼容性。USB PD也越来越多地被笔记本电脑和平板电脑支持充电，这使得您更有可能找到一个适用于所有设备的USB-C适配器。

虽然已经赢得了对快速充电的支持，但USB Power Delivery现在广泛支持快速充电。

USB供电速度通常徘徊在15W左右，而Quick Charge 3.0通常低于9W。然而，喜忧参半的结果完美地突显了更广泛的问题。这里有一个巨大的速度结果范围。智能手机通常也会在规格表中隐藏对这些标准的支持，即便如此，也不能保证消费者知道这些标准的含义。即使一部手机同时支持两种第三方标准，它的充电速度也可能比使用盒装充电器时慢得多。

归根结底，智能手机的充电速度仍然没有太大的一致性，消费者也没有简单的方法来知道手机是否会使用任何给定的标准充电，或者充电效果如何。当产品开始使用双向充电功能(比如从笔记本电脑的USB端口为手机充电)时，这一点就变得更加不清楚了。

当时充电仍然过于复杂，数据传输速度也是如此。对于某些端口，USB-C支持2.x、3.x和迅雷速度，这已经够让人困惑的了。但是，电缆还必须经过特别额定，以满足更高的速度要求。

USB3.2的推出及其荒谬的Gen 1和Gen 2品牌给那些试图理解日益复杂的命名方案的人带来了另一个障碍。就在几天后，USB4的发布耗尽了消费者和开发者的任何剩余理解。USB4声称“最大限度地减少了终端用户的困惑”，因为它需要USB-C连接器和USBPD支持，但它仍然提供了一系列令人困惑的可选功能，比如只有一些设备支持Thunderbolt3。即便如此，要想让USB4设备大量进入市场并有所作为，还需要很长一段时间。不幸的是，消费者仍然不得不费力地通过这个品牌泥潭来弄清楚什么是受支持的。

仅凭肉眼无法判断USB-C电缆是支持大电流充电还是支持4.0数据速度。

USB数据命名方案无疑是一团糟。下面的表格有望帮助您理清每个规范提供的内容。

当涉及到支持“备用模式”和其他协议时，设备和电缆也同样存在问题。它们属于USB-C规范，而不是端口的数据速度规范。这些功能包括DisplayPort、MHL、HDMI、以太网和通过连接器提供的音频功能，所有这些功能都依赖于连接的设备和电缆来支持它们。这些不是端口规范的强制部分，因为不同设备的功能和需求明显不同。例如，USB4引入了DisplayPort 4.1a和PCI Express数据支持，但你在电池组上不需要这些。

这样做的问题是不一定提供用户在产品中期望的某些功能。如果笔记本电脑缺少常规端口，消费者可能会认为通过USB-C端口支持HDMI或以太网，但情况可能并非如此。更令人沮丧的是，功能可能仅限于设备上的特定C型端口。您可能有3个端口，但只有一个端口可以提供您想要的功能。

USB-C兼容很多功能，但并不是每个端口都支持所有功能。USB4做得太少了，也太晚了，帮不上忙。

USB-C使功能更不透明，而不是更少。它声称可以做所有的事情，但仍然不能保证一款产品会真正使用这些功能中的任何一项。USB4可能有助于统一一些功能兼容性，但我怀疑它是否会在USB-C3.1和更旧的端口仍然存在的情况下帮助结束混乱。大量的传统设备和剩余的可选标准意味着USB-C端口功能一目了然。即使有了更详细的信息，端口也被正确地标上了适当的品牌，当人们想要的只是有效的东西时，弄清楚各种模式和行话的正反两面可能会是很多需要消化的信息。

这就很好地把我们带到了可逆USB端口的最大问题上，至少在智能手机上是这样：设备上缺乏可逆USB端口。在手机领域，单一的音频和电源端口已经被证明是有问题的，消费者在不方便的时候会伸手去找加密狗和集线器来解决这个问题。然而，这打开了一个兼容性问题的全新世界，例如您的集线器或加密狗是否支持相同的双向电源充电方法或标准，或者数据是否仍然可以传输到另一台设备。

试错通常是确定USB-C端口支持什么的唯一方法。

市场上一些最新的笔记本电脑也是类似的情况。虽然这取决于设备，因为一些新型号在多个USB-C端口上运行充电、音频和其他功能。即便如此，当设备通电时，丢弃USB-C的电源插座会立即减少您的外围设备数量，这尤其令人沮丧，因为大多数笔记本电脑一开始只有几个可用的端口。用户越来越多地被迫使用加密狗，以连接到在其他市场上仍然无处不在的传统端口。

部分原因是，尽管USB-C已经进入笔记本电脑，但在主流显示器和普通配件上仍然很少见。新端口所做的全部工作就是将一些组件从笔记本电脑中推到电缆的另一端。考虑到通常只是为了恢复旧产品的功能而收取的价格，这并不完全是一个对消费者友好的举措。

线缆兼容性，可以说是USB-C最令人沮丧的问题，源于对较慢设备的传统支持，以及视频数据等较高速度使用案例的引入。USB2.0只有四针数据和电源连接器，而3.0电缆将其增加到八针。因此，通常用于充电的USB-C转A电缆可能有2.0、3.0和3.1种，这会影响它们可以处理的数据量和功率。USB Power Delivery是向后兼容的，因此是使用旧电缆类型和速度给设备充电的最佳选择，但专有标准的流行意味着消费者很少真正知道他们得到的是什么。

电缆质量、额定值和长度会影响USB-C端口上的可用功能。有些电缆甚至违反了标准！

电缆质量在这里也很重要，因为一些充电标准会检测电缆可以处理的功率，并设置适当的充电速度。在我们前面的例子中，华为的技术需要5A评级才能全速充电(但违反了规范，不能与Pixel4一起使用)。这就是为什么来自第三方的较长电缆并不总是提供与手机附带的较小电缆相同的速度。

如果这还不够复杂，高速数据和实时视频传输的引入带来了新的问题。非常快的信号在远距离传输时会受到衰减和时钟抖动的影响，这意味着数据可能会在传输过程中丢失。为解决此问题，电缆也可分为无源或有源两种。有源电缆包括转发器，用于恢复信号幅度并防止长距离信号质量损失。因此，用于超高速数据传输(如通过迅雷发送4K 60fps视频或数据)的长电缆需要有源部件，而基本充电和数据传输则可以使用不到两米长的标准无源电缆。

DisplayPort、MHL、HMDI和Thunderbolt通过无源USB Type-C缆线提供支持，如果它们带有标示的“三叉戟”SuperSpeed USB徽标，则这些缆线的长度不到两米，如果带有SuperSpeed+标签的缆线，则支持长度不到一米的缆线。更远的距离需要有源电缆，如果你想要40Gbps的速度，你必须注意迅雷标志。连接到其他USB类型的被动适配器电缆不支持这些模式中的任何一种。

功能兼容性问题还涉及相关的端口和设备，可以针对多种充电速度、传统标准和备用模式进行配置。USB-C是一个比它的前身更复杂的端口，需要更多的软件和硬件输入才能正常工作。

USB-C产品的起点是Power Delivery协议。这不仅仅是充电的问题，端口也是通过使用连接器和附加引脚来传达对HDMI和DisplayPort等额外功能的支持。所有备用模式都使用Power Delivery结构化供应商定义报文(VDM)来发现、配置、进入或退出这些模式。底线是，如果你的设备不支持Power Delivery，它也不会支持任何其他功能。遗憾的是，供电线路比基本线路更复杂、更昂贵，而且复杂性随着端口数量的增加而增加。

即便如此，这并不意味着每个供电端口或设备都将支持所有功能。除了供电组件和常规端口连接外，还需要设备制造商提供必要的复用器和其他IC，以支持以太网、显示器和其他替代模式。下图仅显示了扩展单个USB-C端口的功能集所需的部分不同组件块。

只有当产品想要将多个信号(如视频或音频)路由和管理到多个USB端口时，端口电路才会变得更加复杂。信号路由变得越来越复杂和昂贵，因此制造商将功能限制在一个或两个端口。

即使是供电也需要使用复杂的USB-C电路，以适应可逆连接器类型、电源选项范围，以及向上、向下和双向充电端口和数据选项之间的选择。为了降低成本和复杂性，并非笔记本电脑或PC上的所有USB-C端口都支持所有功能。USB4旨在通过强制一些功能来提供帮助，但如果设备混合匹配新旧标准以节省成本和复杂性，这似乎不太可能有帮助。

USB-C的复杂性无疑是它的败笔。虽然一根电缆支持所有东西的想法听起来非常有用，但现实很快就变成了专有产品与按规格产品、不同电缆质量和功能以及不透明功能支持的错综复杂的组合。其结果是一种看起来简单易用的标准，但很快就导致了消费者的沮丧，因为没有明确的迹象表明为什么某些电缆和功能不能跨设备工作。

与此同时，产品开发人员也面临着同样令人沮丧的情况。支持所有高级USB-C功能是一项复杂的工程壮举，远远超过前几代USB。此外，不断增加的组件和连接器增加了开发成本和部署时间。虽然现在有更多的集成IC和USB4来简化兼容性，但最新规范中的大量选项和功能使得实施起来既昂贵又耗时。

并非所有USB-C端口或电缆都相同。尽管努力统一，USB4还是不能解决兼容性问题。

USB4是统一USB-C端口的混合尝试，单靠它肯定解决不了问题。更好的标签可以帮助消费者识别哪些电缆和产品支持哪些功能-到目前为止，命名方案和徽标对于随便看一眼来说是相当不友好的。强制电缆和端口着色，就像USB 3.0端口的情况一样，可能会有所帮助，但它有点违背了这个一刀切的解决方案的全部目的。需要一个更严格的执行标准来帮助消费者理解兼容性将会有所帮助。

不幸的是，与2018年我第一次关注这个问题时相比，2020年的USB-C生态系统更加错综复杂，而不是更少。USB3.2和USB4的发布使该标准变得更加复杂，却没有给最终用户提供关于其支持内容的明确信息。虽然USB Power Delivery支持的增长是一个好迹象，但PPS的引入已经阻碍了该行业可能很快围绕单一充电标准达成一致的任何希望。USB规格每年都在变化，消费者无法跟上。

几年过去了，我仍然看不到一条明确的出路来摆脱这一混乱的局面。

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