USB Type-C® ケーブルおよびコネクタ仕様 Release 2.5 - USB-IF

USB Type-C仕様は、ケーブルが5 Aや40 Gbpsを扱う前に何を内蔵しなければならないかを定める——ラベル表記ではない。これがeMarker規則の実際の要求であり、充電器が静かに60 Wまで落ちる理由であり、サプライヤーに確認すべきポイントだ。

USB Type-C® Cable and Connector Specification Release 2.5 - USB-IF — Tonetron article cover

USB Type-C 仕様は USB-IF が管理する文書であり、ケーブルが 5 A や 40 Gbps を扱えるかどうかを最終的に判定する。購買担当にとって重要なのは、率直に言えば、USB-C コネクタ単体では何も保証されないという点だ。見た目が同じで、同じポートに挿せ、価格差が1ドル以内の2本のケーブルが、データレートで80倍、電力で4倍の差を持ちうる。それを分けるのは、仕様が内部に要求しているものである。

eMarker ルール、端的に言うと

eMarkerは、コネクタのオーバーモールド内にある小さなリードオンリーチップだ。電力やデータのネゴシエーションが始まる前に、CC(Configuration Channel)ピンを通じてケーブルの識別情報と電気定格を通知する。仕様が要求するのは以下2ケースである。

ケーブルの対応eMarker 必須?
3 A(60 W)まで不要
3 A超 — 5 A / 最大240 W必須
5 Gbps以上のデータ転送必須
USB 2.0 のみ、3 A以下不要

その結果が、このカテゴリーで最も多いサポート問い合わせだ。100 W充電器を eMarker なしのケーブル、あるいは eMarker が 3 A としか宣言していないケーブルに接続すると、充電器は自ら60 Wに制限する— エラーも警告もなく、ただノートPCの充電が遅いだけだ。機器側の動作は正しい。ボトルネックはケーブルだった。

電力とデータは別項目で宣言される

購買担当が損をするポイントだ:240 W対応のケーブルだからといって高速データとは限らず、40 Gbps対応のケーブルだからといって240 W対応とは限らない。eMarker は両方の数値を独立したフィールドで保持しており、メーカーはどちらか一方だけを製造できる。仕様を出す際は、両方を明記する:

  • 電流定格 — 3 A または 5 A。48 V で 5 A を流すのが、USB PD 3.1 Extended Power Range が 240 W と呼ぶものだ。
  • データレート — USB 2.0(480 Mbps)、5/10/20 Gbps、または USB4 の 40 Gbps 以上。
  • 映像 — DisplayPort Alt Mode が必要か、またどのレートか。

240 Wの充電専用ケーブルは、正当で安価な製品だ。問題なのは、それをデータケーブルとしても売っている場合だけだ。

ケーブル長は仕様の前提:高速化するほど許容長が短くなる

データレートが高くなるほど、挿入損失やスキューがリンク予算を超える前に、パッシブ銅ケーブルが許容される長さは短くなります。目安として、40 GbpsのパッシブUSB-Cケーブルはおおよそ0.8 mまでに制限されます。20 Gbps、10 Gbpsでは順に長くなります。これを超える場合、正直な解決策はより長いパッシブケーブルではなくアクティブケーブルです。40 Gbpsで3 mのパッシブケーブルを謳うサプライヤーは、仕様で認められていないものを説明していることになります。

サプライヤーに確認すべきこと

  1. eMarkerの宣言値。カタログ値ではなく、チップが実際に報告する電流定格とデータレートです。
  2. その速度におけるケーブル長、およびパッシブかアクティブか。
  3. 試験報告書。証明書の画像だけでなく、どの試験機関がどのサンプルで発行したものかを確認してください。
  4. ご自身で確認できる証明情報。当社のHDMI Adopter登録は、Taitronhdmi.orgで検索してください。また、TID 6801においてUSB-IF USB4認証試験に合格しましたが、その後USB-IF会員資格は失効したため、開けないリストを示すのではなく、認証情報ページにアーカイブ済みの証明書を公開しています。

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