前言

不知道大家有沒有被眼花繚亂的數據接口困擾過。每當我想要連接某臺設備，到處找不到設備接口所匹配的線材時，心里就會期待趕緊出現某個接口一統天下啊。

而在近幾年，人們心中呼喚的即將統一世界的那個男人！啊，不，那個接口！終于出現了！它就是USB-C，我們在說USB-C的時候我們在聊什么？

這里需注意，我們在說USB-C插口的時候要注意與USB2.0、3.0這些接口規范作出區分。前者指的是接口類型，后者則USB不同時期提出的接口規范。在了解USB-C的時候我們先得明白USB的概念。

認識USB-C口

USB接口起源

1994年，英特爾和微軟倡導發起的國際標準化組織，簡稱“USB-IF"。該組織制定了一系列通用串行總線的規范和規格，其中有關充電的規范就是我們上一期提到的充電協議，此外，他們還在此規范上制作了適配的標準接口。這就是USB接口起源。

接口與協議的關系

所以USB的接口演變過程始終與USB接口協議的更新密切相關，接口的物理特性設計出來就是要適配于某種接口協議的。我們可以用一個經典的比喻來解釋：

古代人們約定進行某種交易時，雙方會選一個模子（比如瓷器）一分為二，雙方各拿一半。待到要交易的時候，就要拿出各自的部分，如果能拼成完整的模子就可以交易。但是后面他們為了讓交易更安全，防止有人冒領模子。于是設計出除了要對模子，還要對暗號的模式：比如甲拿出模子，說一句“天王蓋地虎”，那么乙就需要拿出另一半與甲拼成完整模子，并喊出下一句暗號“寶塔鎮河妖”。這樣整個“互相認證”的過程就完美了，交易就可以繼續。

這個過程中，各自的模子就好比是接口，而暗號就是接口協議。只有接口和接口協議匹配成功才能進行數據傳輸或其他操作。

USB接口家族

那么，下面充電頭網就給大家好好介紹一下不斷演變中的USB接口家族。

從USB-C的名字我們可知，之前推出過USB-B、USB-A，平時也叫Type-A、Type-B、Type-C。我們先了解下USB曾經推過哪些接口類型。

USB推出的USB-A、USB-B、USB-C接口，每一種類型還可能會根據尺寸類型劃分成standard（標準版）、mini（小版）、micro（微小版），下面根據這張圖認識一下家族成員吧：

由上圖可以看出，即使到了USB3.0時代，USB接口依舊處于五花八門、各自為政的狀態（不同版本之間兼容性不好，且接口類型太多）。而這個時候，USB-C出現了。

并且在USB4 1.0發布時完成了統一，在USB4 1.0版本f發布內容中規定，將USB-C接口作為唯一指定接口，并一直沿用到近期發布的USB4 2.0。

USB Type-C是跟隨USB 3.1標準一起提出來的，由于它是新出現的形式，TypeC其實不存在“兼容”老設備的問題。事實上，USB Type-C的真正推廣，是從2015年，蘋果的MacBook搭載USB Type-C接口開始的，國內第一個用USB Type-C作為手機接口的廠商是樂視1（而不是華為）。

USB-C接口類型

USB-C的出現使得這種插口在外觀上基本一致了，但其實，他們之間也還是有較大區別的，這種區別主要體現在內部引腳個數上（引腳，又叫管腳，英文叫Pin。就是從集成電路（芯片）內部電路引出與外圍電路的接線，所有的引腳就構成了這塊芯片的接口。）標準的USB-C接口有24PIN（引腳），如下圖所示。

接口類型

母頭/母座

公頭/插頭

可以很明顯看出，插口內的Pin功能相對于中心對稱。公頭插入母頭，無論正反插，引腳功能都完美契合。但是市面上大多數USB-C接口并沒有這么多，廠商們出于成本和市場需求的考慮，會以減少引腳的形式，閹割USB-C接口的部分功能。下面就給大家簡單梳理下，市面上常見的USB-C接口類型。

USB-C類型一覽
類型	配置引腳	常見設備接口	功能
6PIN	Vbus、GND、CC1、CC2、GND、Vbus	玩具、電動牙刷等簡單電器	僅支持充放電
16Pin/12Pin	剔除了TX1/2、RX1/28個引腳	主流線材、及普通數碼產品	沒有高速數據傳輸功能
24PIN（滿PIN)	全引腳	高端游戲本	標準USB-C口全功能

接口引腳

在上個環節有聊到USB-C接口劃分取決于引腳（PIN）數，而USB-C接口的引腳（PIN）數直接取決于接口需要應用到哪些功能。

Pin	名稱	功能描述	Pin	名稱	功能描述
A1	GND	接地	B12	GND	接地
A2	SSTXp1	SuperSpeed差分信號#1，TX，正	B11	SSRXp1	SuperSpeed差分信號#1，RX，正
A3	SSTXn1	SuperSpeed差分信號#1，TX，負	B10	SSRXn1	SuperSpeed差分信號#1，RX，負
A4	VBUS	總線電源	B9	VBUS	總線電源
A5	CC1	Configuration channel	B8	SBU2	Sideband use (SBU)
A6	Dp1	USB 2.0差分信號，position 1，正	B7	Dn2	USB 2.0差分信號，position 2，負
A7	Dn1	USB 2.0差分信號，position 1，負	B6	Dp2	USB 2.0差分信號，position 2，正
A8	SBU1	Sideband use (SBU)	B5	CC2	Configuration channel
A9	VBUS	總線電源	B4	VBUS	總線電源
A10	SSRXn2	SuperSpeed差分信號#2，RX，負	B3	SSTXn2	SuperSpeed差分信號#2，TX，負
A11	SSRXp2	SuperSpeed差分信號#2，RX，正	B2	SSTXp2	SuperSpeed差分信號#2，TX，正
A12	GND	接地	B1	GND	接地

根據目前主流的USB-C口的引腳個數，可以把USB-C接口物理外觀分為三大類。分別是24pin（滿pin）、16/12pin、6pin。以下就是這幾種類型的詳情。

24PIN

24PIN接口，也稱滿PIN接口，是USB-C的標準接口。常見于一些較高配置數碼產品（如高端游戲本）上，值得一提的是，目前支持USB3.1及以上接口協議的USB-C接口基本都會滿PIN配置，尤其是支持Thunderbolt 4（雷電4協議）接口的數碼電器產品。

滿PIN配置一般就意味USB-C接口的使用場景基本會覆蓋全功能，隨著技術的發展和人們生活水平的提高，越來越多的USB-C接口都會進行滿PIN配置，讓人們都能享受標準USB-C接口帶來的更佳體驗。

16PIN

16Pin是目前最主流的USB-C插口，目前廣泛應用于各類Type-C線材、各類充電設備的USB-C插口、普通配置的數碼電器USB-C插口上等其他USB-C插口。

由于目前很多普通電子設備內置的MCU(MicrocontrollerUnit；微控制單元)都不支持USB3.0，只支持USB2.0，那么使用24Pin的TypeC很浪費，于是就有了16Pin的TypeC。

16Pin TypeC在24Pin的基礎上閹割了USB3.0的TX1/2、RX1/2，保留了SBU1/2、CC1/2、USB2.0的D+D-，除了沒有USB3.0/3.1高速傳輸外，其他別無二致，同樣支持 PD快充、音頻設備、HDMI傳輸、調試模式等功能。

12PIN

我們所說的16Pin TypeC和12Pin TypeC其實是同一種接口。16Pin一般為接口廠家、封裝的正式名稱，而日常生活中習慣稱呼為12Pin。這是因為接口設計時，將TypeC母座兩端的兩個Vbus和GND出線都并攏了起來，雖然從口那里看是16條出線，但座子后面的焊盤只有12個。

6PIN

6PINUSB-C接口常常配置于一些玩具、牙刷等簡單電器上，產品定位上沒有USB通信的需求，只需要USB取電充電。于是6Pin TypeC就產生了。

如圖所示，6Pin TypeC僅僅保留Vbus、GND、CC1、CC2。接口兩側對稱分布著兩組GND、Vbus，使得防反插功能保留，粗線也讓其更為方便的傳輸大電流。

CC1、CC2用于PD設備識別，承載USB-PD的通信，以向供電端請求電源供給。在傳輸電力的同時，USB數據傳輸不會受到影響。

USB-C角色定義

從供電的角度出發，USB-C接口可以是供電方(Source)或者耗電方(Sink)）或是雙重角色(DRP)。從通信功能的角度出發，Type-C接口可以是下行端口(DFP）或者上行端口(UFP）或是雙重角色。對于功能角色，它是在連接時根據供電角色確定的，當供電角色是供電方時，則功能角色默認是DFP；當供電角色是耗電方時，則功能角色默認是UFP。

我們通過一張表格看一下不同角色定義下的供電狀態。

供電角色	連接初始通信功能角色	說明
供電方（Source）	下行端口（DIP）	接口進行供電
耗電方（Sink）	上行增口（UIP）	接口進行充電
雙重角色（Dual Role Port,DRB）	雙重角色（DFP或者UFP)	接口既可以是供電方，但可以是耗電方，在連接上雙角色（DRP）（DEP或者UPP）地切換，只有當連接了設備時才能確定。當連接的設備是供電方時，此接口就是耗電方;當連接的設備是耗電方時，此接口獲是供電方;當連接的設備也是雙重角色時，此接口可能是供電方也可能是耗電方。

數據角色

DFP

下行接口，相當于以前的主機端；

UFP

是上行接口，相當于以前的device；

電源角色

SOURCE

是純供電方，會給sink進行供電；

SINK

是純耗電方；

sink&sours

也稱為DRP（Dual Role Port）雙重角色，是雙重角色的可供電設備，既可以是SOURCE，也可以是SINK。

數據角色和電源角色之間是交叉的，可以通過USB PD動態切換角色。

USB-C口應用

前面有給大家介紹，USB-C雖然是USB接口家族的后輩，但是卻擁有家族幾代技術沉淀的先天優勢，這使得USB-C問世時便具備強大的綜合性能，成為目前應用領域最廣泛的接口之一。

目前可以通過USB-C接口對數碼產品進行快速充電、由此衍生了很多優秀的快充產品。另外，USB-C強大的數據高速傳輸功能，在工作生活中一些應用場景中扮演重要角色，極大提升了效率。此外，應用USB-C接口目前能實現不同信號（視頻、音頻、網絡等）的傳輸，拓展了該接口的應用空間，使得不同信號傳輸變得便捷而高效。接下來就看一下，通過USB-C接口可以實現哪些功能呢？

我們梳理了一下標準USB-C接口24個PIN腳分別對應的功能，總結出USB-C接口目前的7大應用模塊。以下就是它不同的應用詳情

快速充電

2014 年 8 月，USB PD2.0 快充標準發布，不僅規定了 USB Type-C 接口為唯一的標準接口，而且還賦予了這個接口更多的功能，比如充電、數據傳輸、音頻傳輸等。在充電方面 USB PD2.0 定義了支持 5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A 輸出，最大充電功率達到 100W。

2015 年 11 月，USB PD 進入到了 PD3.0 快充時代。USB PD3.0 相對于 USB PD2.0 的變化主要有三方面：增加了對設備內置電池特性更為詳細的描述；增加了通過PD通信進行設備軟硬件版本識別和軟件更新的功能，以及增加了數字證書及數字簽名功能。

2017 年 2 月，USB PD 迎來“小修補”的重大更新，USB PD3.0 PPS 發布，在 PD3.0 標準的基礎上增加了可編程電源功能（PPS）。PPS 規范整合了目前高壓低電流、低壓大電流兩種充電模式，設備可根據電力需求對電源輸出電壓進行精細調節，調幅為 20mV 一檔，僅為 QC3.0 調幅的十分之一。目前，PPS 配合電荷泵，已經成為安卓手機陣營大范圍普及的充電技術。

2021 年 5 月，，USB PD 跨過100W快充門檻，USB PD 3.1發布，協議分為兩個部分，一個是標準功率范圍( Standard Power Range，SPR)，另外一個擴展功率范圍(Extended Power Range，EPR)。實際上SPR其實就是上一版本USB PD 3.0協議的主體部分，也就是說這個部分的最大充電功率依然是100W；額外增加的EPR是在這個標準工作范圍的基礎上，把快速充電的最大功率大幅擴展到了240W。

目前應用于USB-C接口的各類快充產品發展迅猛。有扎根于戶外生活的移動電源，如目前國際市場銷量領先的“電小二”戶外電源；有時下熱賣的快充充電器，尤其是氮化鎵這一新型材料的問世，已經成了綁定了快充充電器的重要標簽；還有廠商積極推出搭載USB-C接口的快充線材，目前支持全協議的5A線材是這一產品的爭奪焦點。

數據傳輸

1996 年，USB 接口誕生，它采用 D+D- 線芯進行數據通訊，為日后通用化打下基礎。

2000 年，USB 更新至 USB2.0 版本，迅速大規模普，速率為 480Mbps，時至今日也是最常用的接口標準。

2008 年 1 月，USB3.0 發布，數據傳輸更改為 TX+TX-RX+RX- 線芯，傳輸速率從 480Mbps 大幅升至 5Gbps，每秒讀寫速度破百兆，帶來了質的飛躍。

2013 年 7 月份，USB 3.1 發布，最高速率翻番至 10Gbps，大家熟識的 USB-C 接口也在這個時候誕生。這里有個騷操作，USB-IF 將舊有的 USB 3.0 改名為 USB 3.1 Gen 1，新發布的 USB 3.1 則叫做 USB 3.1 Gen 2，普通消費者開始出現混淆搞不清的現象。

2017 年 9 月份，USB3.2 又來了，雖然版本號依然變化不大，但其支持同時使用 USB-C 接口的上下兩端針腳，兩組高速通道同時使用，最高速率翻倍達到了 20Gbps。根據最新公布的規范，USB3.0、USB 3.1 版本命名都將徹底消失，統一被劃入 USB3.2 的序列，三者分別再次改名叫做 USB3.2 Gen1、USB3.2 Gen2、USB3.2 Gen2x2。

2019 年 9 月，USB4 正式發布，最高傳輸速率達到 40Gbps，與雷電 3 相同。USB4 有兩個規格，分別是最高帶寬達到 40Gbps 的 USB4 40、最高帶寬達到 20Gbps 的 USB4 20，消費者需認清楚 USB4 40 才是滿血接口。

2022 年 9 月，USB4 2.0 標準提前曝光，最高速率提升至 80Gbps，采用全新數據架構，USB PD 快速充電標準、USB Type-C 接口與線纜標準也將同步更新。

目前應用于USB-C接口的高速數據傳輸功能的產品也有很多，主要有一些外接存儲設備（如高速固態硬盤、高速傳輸線材以及直接用于某些高端筆記本的接口。

視頻傳輸

目前USB 3.0以上以及雷電3、雷電4協議的USB-C接口都支持視頻傳輸。那么這類USB-C口可以做到視頻傳輸呢？USB-C與HDMI、DP是怎么樣的融合關系？

USB-C口進行視頻信號傳輸的方式就是靠切換到Alternative mode傳輸DP信號，或者切換成HDMI Alt-Mode傳輸HDMI信號。所以目前USB-C 接口支持 DP Alt 輸出，最高現在支持 DisplayPort 1.4 協議的視頻信號。也支持 HDMI Alt 輸出，最高支持 HDMI 1.4 的協議。

具體原理呢，我們上面有介紹到USB-C的引腳，TX1, TX2, RX1, RX2四個引腳分別是四對差分信號傳輸通道。切換到DP Alt-Mode時，這四對差分信號傳輸通道就是用來傳輸DP的四個數據通道。四通道的DP 1.4可以傳輸兩塊4K+SDR+60Hz的屏幕。但是這四個通道沒有規定同時啟用傳輸傳輸DP信號的，具體應用場景就看是否需要占用通道傳輸USB 3.1的數據。

如果切換成HDMI Alt-Mode，這四對差分信號傳輸通道就是用來傳輸HDMI信號的四個數據通道。但是，因為它只能支持HDMI 1.4b的視頻信號傳輸，最多支持420的4K 60Hz SDR或者無壓縮的30Hz，不支持HDR。所以絕大多數情況下，都是通過轉化器芯片把主機輸出的 DP1.4 轉換成更高的HDMI 2.0協議，以支持 4k 60hz的屏幕。

現在許多廠商為了產品的美觀和節約外設接口面積，傾向于減少接口數量和類型，而USB-C由于較好的數據兼容性，是數碼產品外設接口的不二選擇。所以USB-C轉DP、HDMI視頻信號的轉接器產品就廣泛出現了，目前這類轉接器基本都支持4K 60Hz的視頻信號輸出，能滿足絕大多數用戶的基本需求。

音頻傳輸

前幾年，直連USB-C接口的耳機在市場上十分火爆，我們發現USB-C接口可以接耳機進行音頻傳輸，這個是如何做到的呢？

首先，TYPE-C規范定義兩種附屬模式，音頻模式（這里的音頻模式是3.5mm模擬音頻適配器）和調試模式。音頻模式下可保證USB-C接口順利傳輸音頻信號。實現音頻模式的設備會在CC1和CC2上都進行Ra下位，當主機檢測到連接設備兩個CC都是Ra時則認為USB-C接口連接的是音頻設備。音頻模式的管腳定義如下：

引腳	Type-C功能	音頻功能	說明
A6/B6	USB2.0	Right信號	A6和B6連接在一起
A7/B7	USB2.0	Left信號	A7和B7連接在一起
A8	SBU1	Mic/AGND	對于OMTP是麥克風功能，對于CTLA是接地功能
B8	SBU2	AGND/Mic	對于CTIA是麥克風功能，對于OMTP是接地功能 CC 連接Ra到地
A5	CC		連接Ra到地
B5	Vconn		連接Ra到地

USB-C音頻模式工作原理——無源3.5毫米至USB C型適配器-單極檢測開關

其他傳輸用途

PoE

目前的技術可以通過USB-C接口進行PoE傳輸，這個是如何實現的？

首先我們先了解一下PoE的概念，PoE（Power over Ethernet）是指通過網線傳輸電力的一種技術，借助現有以太網通過網線同時為IP終端設備（如：IP電話、AP、IP攝像頭等）進行數據傳輸和供電。目前PoE供電有了統一的標準，IEEE802.3af、IEEE802.3at、IEEE802.3bt，三種不同的協議對終端分配不同的功率。

技術原理如下：PoE系統由PSE(Power Sourcing Equipment)和PD(Powered Device)受電端通過電源接口鏈接組成。PSE是用來給其他設備進行供電的設備， PD是在PoE供電系統中用來受電的設備。PSE通過在網絡電纜上施加電壓，將電流傳送到電源接口，電源接口是網絡電纜連接PSE和PD的物理節點。標準以太網接口有八根連接線，可分為四個差分對。在需要進行電力傳輸使，根據PSE的輸出功率選擇不同差分通道對進行電力傳輸，然后電力和數據通過轉接器芯片處理，經過USB-C對應的引腳通道分別將電流和其他數據信號傳送給PD設備，在這個過程中PSE和PD遵循如上圖所示的操作步驟。

值得一提的是，目前世界已經有一些廠家在研發這種產品，例如Microchip（微芯科技股份有限公司）正在研發的“PD-USB-DP60適配器”就能通過這款產品用以太網為 USB-C 主機提供電源和數據。

網絡

USB-C網絡數據傳輸技術，其實只是PoE技術的一個分應用，這種情況，網線中不需要傳輸電力，只需要將網絡信號通過轉換器中的芯片，將網絡信號橋接到PD設備。那么什么是橋網絡接技術呢？

網絡橋接技術顧名思義就是網絡的橋接技術，它分為無線和有線兩種橋接模式，USB-C網絡數據傳輸主要用的是有線網絡橋接技術，利用轉接器中的芯片在網線接口Rj 45和USB-C接口搭起橋梁，使網絡信號能傳輸到終端設備上。這個過程中USB-C網口轉接器充當了“外置網卡”的角色。

常見問題解答

1、滿PIN的USB-C接口就一定能用到他的所有功能嗎？

答：不一定，有兩種情況可能用不到全功能，一種是商家生產的滿PIN接口只是外觀這樣，內部并沒有連接對應功能的線芯；還一種情況是接口連接的設備使用場景不支持或者用不到它的所有功能。

2、目前的USB-C接口已經這么全能了，外觀是不是都不會變化了？

答：不是，USB接口的物理外觀以及功能是隨著USB協議的更新而變化的，目前的接口雖然很完善，但是今后的協議如果變更，拓展更強大、更全面的功能時，外觀上可能也會為了適應協議而發生改變。

3、A轉C的線能否支持PD快充

答：一般情況下不支持，以小米為代表的廠商，近年推出的手機原裝充電器和數據線，通過在USB-A口增加特殊針腳，可以在USB-A口提供CC輸出，實現了PD快充。

4、如何看出C2C的線材支持多少功率

看不出來，除非線材上有輸出功率的標識，否則只能通過測評器測評線材支持的功率。

充電頭網總結

USB-C接口作為目前功能最全面、泛用性最強的接口類型，目前的市場占有率越來越高，而就在近期推出的USB 4.0也官宣將USB-C作為唯一指定接口，所以在今后不短的時間內，USB-C接口會越來越廣泛地應用于我們的生活中，而隨著科技和生活水平的提高，USB-C接口帶給我們的體驗也會越來越好。

那么如何才能判斷我們設備上的Type-C是否具備全功能呢？我們可以通過看接口內的PIN個數有個大致判斷，但是如果要進一步去了解該接口有哪些功能呢？

所以，評測的意義就來了，而充電頭網作為充電行業一家專業的自媒體綜合體，深耕充電領域8年，站內文章涵蓋了充電領域的方方面面，評測作為站內的重要欄目，編輯們會評測各類充電設備，利用站內研發的評測器如（ChargerLAB POWER-Z）獲取插口及產品的相關評測數據，感興趣的朋友可以移步網站充電頭網 - 我們只談充電 (chongdiantou.com)，了解一手充電行業相關咨詢，也可以在首頁-充電頭網-淘寶網 (taobao.com)店鋪中購買評測器，自己體驗評測的樂趣。