USB4™连接器与线缆重点提要

zeosv · 发表于 2020-2-28 08:36

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USB-Implementers Forum（USB-IF）于2019年9月3日正式发布USB4™ 的规格，主要更新为依据现有USB3.2 及USB2.0 架构做补充，来建构新一代USB。USB4™ 的架构基于Thunderbolt™的协议规范（该规范由Intel贡献给USBPromoter Group），最高传输速率由原本USB3.2 的20Gbps（10G x2），增加ㄧ倍到40Gbps（20G x2），并可同时传送多个资料及影像。
由上述的特性，不难发现USB4™ 的逻辑架构与网络架构极其相似。以固定的框架与物理层承载不同的协议封包，其中可包含资料与影像封包，并以地址(Address)标注每个封包确保正确传输。因此，USB4™ 逐渐摆脱传统USB Host 与USB Device 的功能限制，USB4™使用点对点的传输方式。此设计对于未来再提升传输速度与功能来说预留了极大的弹性。

USB4新功能3个重点
1. USB4只採用USB Type-C 连接器。USB4讯号採双通道传输。而过去的连接器如USB Type-A或Micro-B，仅支援单通道传输，无法支持USB4。
2. USB传输速度最快支持40G (20Gbps x2)，并可同时传送DisplayPort影音。旨在将多种协议组合到单个物理接口，可以动态共享USB4 架构的整体速度和性能。
3. 向下相容USB 2.0与USB 3.2 及支持Thunderbolt 3

USB4 连接器与线缆3大重点
1. USB4只採用USB Type-C 连接器。
2. USB4Cable被动线缆，可支持的被动线缆长度由USB 3.2 Gen2的1米，降为USB4 Gen3的0.8米。
3. 若需较长的线缆，如连接大尺寸萤幕，或是VR应用，可使用主动式线缆。USB4主动式线缆为含有Repeater元件（如Re-timer，Re-driver等主动元件）的线缆，及光纤线缆等。可支持的主动式线缆长度最长为5米, 而光纤线缆最长可以支持50米。

由上述特点能得知，USB4介面複杂且带宽倍增、还支持最高100W供电。USB4除了产品设计和以往USB3的产品在架构上的差异，加上高频信号在PCB及连接器上的衰减，须更关注高频阻抗匹配，在开发阶段确保传输的信号品质。为了达到产品品质上的追求，让产品能更兼容地准备好进入市场，测试环节就格外重要，相较USB3系列的线缆或连接器来说，USB4针对讯号品质新增了测试项目，以确保线缆及连接器质量更好更兼容。