Zasunete konektor… a nic. Proč USB-C nefunguje?

Zanedlouho to bude pět let, co konsorcium USB Implementers Forum dokončilo specifikace nového rozhraní USB Type C (lidově přeznačeného na USB-C). Místo vytouženého zjednodušení ale přineslo nemálo starostí a problémů. Ano, nový konektor je oboustranný a zapojíte jej již napoprvé. Nepopiratelná výhoda. To, že jej s úspěchem zapojíte, ale neznamená, že také bude fungovat.

Po novém konektoru uživatelé volali nejvíce. USB-C má ambice nahradit všech 12 doposud používaných druhů konektorů, které od roku 1996 vznikly. Všechny možná ani neznáte. Na počítači typicky najdete USB Type A (USB-A), na tiskárně pak jinak tvarovaný USB Type B (USB-B). Ty pak přišly ještě ve zmenšených variantách Mini a Micro. U starších nebo levných mobilů se nejvíce setkáte s Micro B (neoficiálně „microUSB“), existují ale také hybridy Mini AB či Micro AB. Když přišel rychlejší standard USB 3.0, vznikly ještě nové variace, které přidaly další elektrické piny, ale zároveň musely zůstat zpětně kompatibilní.

Zmatek nad zmatek. Oboustranné USB-C proto v budoucnu najdeme na počítačích, tiskárnách, mobilech, monitorech, VR brýlích, sluchátkách, myších, v autech, prostě všude. Na papíru to zní skvěle, jenže ve skutečnosti problémy s nekompatibilitou nezmizí. Ne všechna zařízení, kabely, rozbočovače nebo adaptéry spolu budou komunikovat.

USB-C je jen fyzický konektor

USB-C totiž neříká nic o tom, co skrz něj proudí. Je to pouze fyzický konektor o šířce 8,25 mm, výšce 2,4 mm, který obsahuje 24 pinů. Dva piny jsou pro napájení, dva pro uzemnění, šest jich slouží pro přenos dat a dva jsou jsou určeny pro „režii“. Jde o oboustranný port, takže stejnou sadu pinů najdeme i při změně orientace. Ne všechny piny se musí v zařízeních či kabelech používat. A když už, tak ne stejným způsobem. Právě ty režijní kanály dělají v USB-C největší zmatek.

Nad rámec fyzického konektoru pak máme logická či elektrická rozhraní. Přes USB-C může běžet staré rozhraní USB 2.0 s rychlostí 480 Mb/s. V mobilech či tabletech se s tím potkáváme denně a je to ostuda. Vnitřní úložiště mohou mít rychlosti zápisu či čtení v řádu stovek MB/s, ale při spojení s počítačem využijete nanejvýš 60 MB/s.

V roce 2008 přišlo USB 3.0 (SuperSpeed), které rychlost zvýšilo na 5 Gb/s (625 MB/s). Od roku 2013 existuje specifikace USB 3.1 (SuperSpeed+) s rychlostí 10 Gb/s (1250 MB/s). U ní je to ještě složitější, protože se dělí na USB 3.1 Gen1 (fakticky USB 3.0 s omezením na 5 Gb/s) a USB 3.1 Gen2 (10 Gb/s).

Řada výrobců ve specifikacích uvede, že jejich zařízení nabízí USB-C, ale už neřeknou, jak jsou na tom elektricky. Přenosové rychlosti se přitom můžou lišit až dvacetinásobně. Zkrátka: USB-C není nutné používat s USB 3.1 a naopak u USB 3.1 není podmínkou používat USB-C. Změní se to až s nově přijatým standardem USB 3.2. Ten zdvojnásobil rychlost na 20 Gb/s, ale potřebuje k tomu další piny, takže bude fungovat jen na USB-C.

Pokud bychom se bavili jen o přenosech USB, ještě by se v tom dalo vyznat. Skrz stejné rozhraní ale může proudit také zvuk, video nebo vyšší napájení výkon, vše opět na několik způsobů.

USB-C místo nabíjecího kolíku

Zastavme se u napájení. Původní verze USB počítaly s výkonem až 2,5 W (5 V, 0,5 A), což pro myši, klávesnice apod. dostačovalo. Náročnější zařízení jako zmíněné tiskárny používaly externí zdroje. Spolu s USB 3.0 se výkon zvýšil na 4,5 W (0,9 A). Ani to nebylo dost pro rychlejší nabíjení mobilů či tabletů, takže vznikla rozšíření USB Battery Charging s výkonem až 7,5 W (1,5 A) a 25 W (5 A). USB-C standardně zvládne až 15 W (5 V, 3 A), ale nadto s sebou přináší i funkci Power Delivery, skrz kterou lze protáhnout až 100 W (20 V, 5 A).

Stowattový výkon je už dost na to, aby se mohl napájet monitor přímo z grafické karty nebo naopak, aby monitor mohl nabíjet připojený notebook. Skrz jeden konektor pak proudí energie, data (monitor slouží jako dokovací stanice) i audiovizuální signál.

Situaci bohužel ještě komplikuje fakt, že každý druhý výrobce mobilů dnes používá vlastní technologii rychlonabíjení, která je závislá na použitých obvodech v nabíječce i mobilu, takže cizí adaptér sice bude fungovat, ale ne tak dobře jako originál.

USB-C místo sluchátkového jacku

Sluchátkový 3,5mm jack je starý více než 50 let. Na mobilech si zažil jen krátkou historii. V 90. letech nebyl potřeba, protože telefony neměly hudební přehrávače. V roce 2001 to změnil Siemens SL45, který jako první přinesl podporu paměťových karet a MP3. V tomto pravěku ale výrobci přibalovali vlastní sluchátka s proprietárními konektory. První komunikátory nebo PDA zase často používaly menší 2,5mm variantu.

Konektor proslavený Walkmany od Sony ale nakonec přece jen vyhrál. V posledních dvou letech ale opět mizí. V mobilech zabírá moc místa a výrobci potřebují prodávat nová sluchátka. Buď bezdrátová, nebo ta s digitálním připojením a vlastním DA převodníkem.

Přes USB-C se sluchátka rovněž dají připojit, slouží k tomu protokol USB Audio Device Class (dnes už ve verzi 3.0). Aby to nebylo tak jednoduché, v USB-C zůstává volitelná podpora pro tzv. Audio Adapter Accessory Mode, díky čemuž lze konektorem přenést i analogový zvuk. Sluchátka zůstanou hloupá, DAC je na straně mobilu a pouze se fyzicky vymění jack za USB-C. Nebo se použijí stará sluchátka s pasivní redukcí. Takto to funguje například u telefonů řady Motorola Moto Z a Z2.

Ne všechny mobily skrz USB-C protáhnou analogový signál. A ne všechna digitální rozhraní musí být nutně kompatibilní, protože výrobce může přidat proprietární funkce (např. aktivní potlačení hluku), které nebudou fungovat v telefonech jiných značek. Typické je to pro HTC, které dodává vlastní adaptéry a sluchátka a jiné příslušenství nebude ve většině případů funkční. Až na výjimky v podobě HTC by ale všechny aktivní adaptéry s vlastním DA převodníkem měly fungovat napříč značkami (i na těch Motorolách).

USB-C místo HDMI a DisplayPortu

Kromě zvuku může stejný konektor nést i obraz. A opět na několik způsobů. USB-C podporuje tzv. Alternate Modes. Monitor či televizor připojíte skrz MHL (3.0, či superMHL 1.0), DisplayPort (1.4) nebo HDMI (1.4b). Funkčně jsou podobné, v současnosti mohou spolu s obrazem a zvukem vést i Power Delivery.

Zvláštním případem bude VirtualLink, což je jeden kabel s USB-C, který bude VR brýlím dodávat energii, obraz, zvuk i datový kanál.

Vnímáte USB-C jako dobrý univerzální port? Ano

Ne Hlasovat

Thunderbolt 3 místo USB-C

Ještě zvláštnějším případem je Thunderbolt 3. Rozhraní, za jehož vývojem stojí Intel s Applem, je sice jedním z alternativních režimů USB-C, ale funkčně je paradoxně nadřazené všem dosud představeným USB. V počítačích přenáší data přes čtyři linky PCIe 3.0 a nabízí propustnost až 40 Gb/s (existuje i poloviční verze).

Thunderboltem třetí generace lze současně připojit dva 60Hz 4K monitory, případně jeden 5K. Protokolem je DisplayPort 1.2, pomocí adaptérů lze připojit také HDMI nebo DVI. Thunderbolt 3 přenáší též USB 3.1 a podporuje také USB Power Delivery. K tomu ale potřebuje kabely s měděnými linkami. Pro T3 jsou k dispozici i optická vlákna, přes něž elektřina samozřejmě nevede.

Aby to bylo ještě zamotanější, existují pasivní a aktivní kabely. Pasivní jsou levnější, plnou rychlost 40 Gb/s ale nabídnou jen na 50 cm. Od této délky až po 2 metry rychlost klesá na 20 Gb/s. Aktivní zvládnou 40 Gb/s na celých dvou metrech.

Předchozí dvě generace používaly coby konektor miniDisplayPort. Kdyby u něj zůstaly, mohl by svět být o něco jednodušším.

Co tedy koupit?

Z výše uvedeného je patrné, že USB-C nám dává hodně možností, jak jednu věc připojit více způsoby. A v obchodech z toho logicky vzniká chaos, protože (1.) výrobci produkty nedokážou dostatečně označit, (2.) prodejci těmhle drobným nuancím nerozumí a (3.) běžní zákazníci si budou myslet, že jejich zařízení či kabely nefungují, i když zasunout šly. Alza, největší český e-shop, má v nabídce filtrů uveden Thunderbolt 3. Pokud jej vyberete, najde to všechny notebooky s USB-C, které ale T3 ve skutečnosti mít nemusí.

Velké mrzení očekávám i u Applu. Ten již roky nabízí v Macích Thunderbolt coby momentálně nejlepší externí počítačové rozhraní. Jsou pro něj dostupné grafické karty, monitory, výkonné SSD atd. Letos uvedené iPady Pro ale obsahují USB (USB 3.1 Gen2), takže produkty zmíněné v předchozí větě k nim půjdou fyzicky připojit, ale nebudou tam fungovat.

Objevují se také nové notebooky nabíjené skrz USB-C (Power Delivery). Vaše stávající nabíječky pro mobily mají stejný konektor, ale adaptéry nemají dostatečný výkon, takže budou také zbytečné.

Ne všechna zařízení s USB-C podporují i některé z Alternate Modes. Ne každý kabel s USB-C na obou koncích lze použít všude. Některé jsou skutečně omezené jen na USB 2.0, takže i když například mobil i počítač podporují USB 3.0 či 3.1, rychlost tam bude omezená. Kabely USB 3.0 zase nebudou dostačovat tam, kde na obou stranách potřebujete Thunderbolt 3. Ne každý kabel s USB 3.0 nebo T3 podporuje Power Delivery. Ne všechny USB-C na noteboocích mohou sloužit i k nabíjení. A takhle by se dalo vymyslet ještě spoustu příkladů.

Nejuniverzálnějším řešením je Thunderbolt 3 na počítači. Skrz něj připojíte vše s T3, ale zároveň zůstává kompatibilní i s USB 3.1 Gen2. Můžete do něj zapojit libovolný kabel s USB-C a skoro vždy to bude fungovat. Kabel T3 musíte použít jen tehdy, pokud i koncové zařízení využívá T3.

Kabel určený pro Thunderbolt 3 lze využít i pro připojení zařízení (počítače, mobily, nabíječky atd.), která mají jen USB-C (s USB 2.0 až USB 3.1). Existuje ale jedna výjimka. Aktivní kabely T3 v takovém případě umí využít jen rychlosti odpovídající USB 2.0, tedy 480 Mb/s. Ztratili jste se? Nejste sami.

Sami výrobci toho pro přehlednost moc neudělali. Necítí žádnou povinnost označovat konektory a kabely tak, aby bylo poznat, které režimy přenosů podporují, jestli zvládnou i obraz a zvuk nebo jak jsou na tom s Power Delivery. Sice bylo dobrý zvykem konektory USB-A 3.0 označovat modrou barvou, ale nedělají to všichni. Na konektorech se také můžeme občas setkat se značkou SS (SuperSpeed) symbolizující USB 3.0 a novější, ani to však není pravidlem. Thunderbolt 3 by zase měl mít ikonky blesku, ale i ty mizí. Ono také používat zkratku SS a blesky není vzhledem k historickým souvislostem moc šťastné řešení.

Jak tedy nakoupit a nespálit se? Univerzální rada neexistuje. Chce to zkoušet, hledat zkušenosti jiných a sami se o vlastní zkušenosti dělit. Jen takhle tu válku s výrobci vyhrajeme.