关于USB TypeC的技术详解

　　对消费者来说，那一个小小USB的接头，看起来弱不禁风的，得好好伺候着，特别是智能手机的USB接头，如果坏了可就不能充电，因此USB Type C的设计，特别着重在「强壮耐操」，承受得起至少1万次的插拔，等于平均一天插拔5次，还可以使用约五年半的时间，这已经超过智慧手机改朝换代的周期了！

　　拿起新买的智能手机，知道一种充电器可以通用，不必再准备好多种充电器，不禁让我感谢老天。使用移动设备，对我这种「欧吉桑」型的使用者来说，有新奇的App，不如使用「简单」来的重要。多少年来，各种奇型怪状又不能通用的充电接头实在扰人，而且既不经济，也不环保。

　　大多数使用者对于产品的塬理并不了解，但是对于产品好不好看、耐不耐用、方不方便，以及便不便宜，可都是专家，要求可都不少。

　　通用序列汇流排（Universal Serial Bus，缩写为USB）是连接电脑系统与外部装置的一种串列埠汇流排标准。它是一种输入输出的界面技术规範，被广泛地应用于个人电脑和移动设备等通讯产品，并扩充功能至摄影器材、数位电视（机上盒）、游戏机等其它相关领域，当然也进入智慧手机这个领域。想当初刚问市时，统一各种装置的接头以及支援热插拔的随插即用特性，真的带来很大的便利。USB是专门针对外接装置所设计，应用多元而且广泛。以外接界面而言，现在算是打败了IEEE 1394和eSATA。

　　外接界面直接面对使用者，就是那一群知道的不多，要求却不少的家伙，更在意好不好看、耐不耐用、方不方便，以及便不便宜。至于机器裡头是怎么运作的，大部分人与笔者一样毫无兴趣，只要能够「以不变应万变」，旧有的设备，可以和新的产品相连就好了。USB Type A，B的界面（连接器）确实做到了这点，不论USB的世代如何交替（USB 1.0， USB 2.0， USB 3.0），使用者好像不会增加使用的麻烦。

　　只是USB Type A， B的连接器用在移动设备上太大了，想要在市场上继续维持影响力，当然要缩小体积，所以有Mini USB以及更小的Micro USB出现，继续横行市场，也让我这种「欧吉桑」对于智能手机的充电器接头，能够简化成剩下Micro USB以及另一种苹果的接头而感到如此兴奋。（图一）

　　（图一）各种USB Type A，B的界面

　　移动设备上如果想用缩小版的 USB3.0 （Micro B）的效果其实不太理想，业界的说法是USB3.0 Micro B连接器，不够强壮耐操（Robustness）。此外USB3.0 Micro B也达不到未来智慧手机的要求，有鑑于此，必需提升USB3.0的规格，而事关界面连接的连接器，也有重新设计的必要。这新的连接器，叫做USB Type C，这提升的规格，是USB3.1。USB Type C的长相虽然比Micro USB大，但比USB Type A小，装在电脑或是移动设备上，估计是可以被使用者接受的。

　　（图二）USB Type C与Micro B

　　USB Type C，或是USB3.1的卖点是使用方便，以及传输速度提高。

　　（一）对消费者而言，使用方便是USB Type C 接头的卖点之一，因为它的插头只要对准了插座，不管正面或是反面，都可以使用，不怕弄错方向，这是以往的USB接头做不到的。所用的方法并不稀奇，USB Type C採用以多胜少的方法，在连接器裡面多加了一组接点，不论正面或者反面，都有对应的接点，所以就达到了这个目的。

　　（二）传输速度提高。2008年11月12日USB 3.0推出之后，带来了5Gbps高速传输效能，而USB 3.1频宽的规格，更加大为10Gbps。传输速度规格的提高，并不光是在规格书上写写而已，当然要有相应的配套措施。例如，编码率也要提升，USB 3.0为8b10b编码，也就是每传送10bit资料中，只有8bit是真实的资料，剩余的2bit是做为检查码，因此整个频宽会有高达20%（2／10）的损耗，而新的USB 3.1则是使用128b130b编码，在130bit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）。

　　对消费者来说，USB3.1的传输速度比起现在应该是市面上使用最多的USB2.0铁定感觉快了许多，但是有没有达到广告所宣称的10Gbps，那就「天知道」了，好的表现，得有好的周边环境配合，如果没有好的传输线，好的接头以及好的装置，是达不到广告宣称的10Gbps速度的。所以消费者得有一分钱一分货的心理准备，必须多花银子来换取高性能的表现。

　　传输速度提高，也让USB3.1在影音的应用上，能够沿伸它的影响力。USB传输线也可能取代其它显示界面，成为最实用的影音传输线材。使用USB来传输画面其实有很大的便利性，除了USB界面本身就相当广泛外，还能省去一条电源线，直接以USB提供电力。

　　新的USB AV 3.1提供10Gbps频宽，最高支援4096 x 2304 @ 30FPS的4K显示画面，同时USB AV也支援HDCP影像加密技术，并搭配更大的电力供应，较大尺寸的显示器可望也能藉由USB AV 3.1来显示4K解析度。另外，现有的装置和显示器可透过USB AV转接器，以USB线来传送影音。

　　对消费者来说，那一个小小的接头，看起来弱不禁风的，得好好伺候着，不然弄坏了怎么办？接头坏了，电脑或手机就无法再与其他装置连结，等于失去了一大半的功能，特别是智能手机的USB接头坏了就不能充电，因此，USB Type C设计成强壮耐操（Robustness），承受得起至少10000次的插拔。如果一天平均插拔5次，等于USB Type C接头可以使用约五年半的时间，这已经超过智慧手机改朝换代的周期了。

　　USB 3.1的对手是谁？这通常不是消费者所关心的问题，但是未来当USB3.1渐渐普及，3C卖场的店员对你卖弄他专业知识的时候，总不能一脸茫然。

　　USB 3.1的对手之一，是由Intel所主导的Thunderbolt界面，它的频宽比USB 3.0高，而且支援菊链式（Daisy-chain）串连应用，Thunderbolt 1.0传输频宽就有10Gbps，Thunderbolt 2.0传输速率更达到了20Gbps，相信应该大部分读者根本没有看过Thunderbolt，目前比较常见的Thunderbolt装置，除了Apple的电脑外，只有少数高阶主机板、外接储存和显示器装置有採用，相较于USB，能见度其实很低。

　　（图三）Thunderbolt界面

　　USB 3.1的对手之二，是已经在影音的应用上佔有一席之地的HDMI，HDMI 1.4可以支援4K解析度，USB AV 3.1也用来显示4K解析度，未来USB 3.1一定有机会与HDMI分食市场。

　　（图四）苹果MacBook Pro上不同的接头，包括Thunderbolt、USB、HDMI等

　　总结来说，USB 3.1是新一代手机平板电脑共通界面，除了速度可快，理想传输速率飙上10Gbps，搭配USB 3.1 Type-C连接器，让USB 3.1成为强大的外接界面，有机会一统未来手机、平板、电脑传输界面，让我这种「欧吉桑」可以更方便来做数位资料的传输，以及享受各种影音应用。