USB-C 連接線頻寬說明:40Gbps、80Gbps 和 120Gbps

您在 USB-C 線上看到的三個數字對應兩個 USB 標準,而不是三個。本指南解釋了 40Gbps、80Gbps 和 120Gbps 的實際含義、為什麼 80 和 120 描述相同的電纜,以及電纜必須滿足承載每種速率的物理要求。

USB-C Cable Bandwidth Explained: 40Gbps, 80Gbps and 120Gbps

搜尋 USB-C 線,您會看到三個標題數字:40Gbps、80Gbps 和 120Gbps。它們不是三個產品層。它們映射到兩個 USB 規範,三個數字中的兩個描述了在不同模式下運行的同一條電纜。

每個數字實際上代表什麼

<表> 標題率規範訊號意義 <正文> 40GbpsUSB4 Gen3×2NRZ,20Gbps × 2 頻道對稱:雙向 40Gbps 80GbpsUSB4 Gen4(USB4 版本 2.0)PAM3,40Gbps × 2 頻道對稱:雙向 80Gbps 120GbpsUSB4 Gen4(USB4 版本 2.0)PAM3,非對稱通道分割單向 120Gbps,另一向 40Gbps

80Gbps 和 120Gbps 是同一條電纜

這是最常見的誤解。 USB4 Gen4 定義了80Gbps 對稱模式和120Gbps / 40Gbps 非對稱模式。非對稱模式將四個通道中的三個重新分配到一個方向,這在驅動高刷新 DisplayPort 2.1 顯示器時非常有用:顯示器需要巨大的下游頻寬,而幾乎不需要上游頻寬。

一條電纜可以支撐一條電纜,也可以支撐另一條電纜。如果供應商以兩種不同的價格向您提供「80Gbps 電纜」和「120Gbps 電纜」作為兩種不同的 SKU,請詢問每種電纜是按照哪種 USB 規範構建的 - 兩者的答案都應該是 USB4 Gen4。

為什麼 PAM3 對於電纜結構很重要

USB4 Gen3 使用 NRZ 訊號:兩個電壓位準,每個符號一位。 USB4 Gen4 轉向PAM3,它對三個電壓電平進行編碼,並且每個符號承載更多資料。這就是在符號率不加倍的情況下速率加倍的方法。

實際結果是 PAM3 等級之間的噪音容限較小。 40Gbps 電纜所承受的插入損耗、阻抗一致性和串擾將在 80Gbps 時產生錯誤。這是一個材料和工藝問題,而不是連接器問題——它取決於導體規格、介電一致性、屏蔽覆蓋範圍以及線對幾何形狀在整個長度上的緊固程度。

被動長度限制

頻寬和長度是相互影響的。作為被動(非重定時)USB-C 電纜的工作規則:

  • 長達 0.8 m — 被動結構可透過精心打造的被動電纜傳輸 40Gbps 和 USB4 Gen4 速率
  • 1 m 至 2 m — 透過精心建造可實現 40Gbps;除此之外,通常需要帶有重定時器的主動電纜
  • 超過 2 m — 主動佈線,但成本明顯較高

對長又便宜的高頻寬被動電纜持懷疑態度。物理不打折。

每條高速率 USB-C 電纜都需要一個 E-Marker

任何額定電流高於 3A 的 USB-C 電纜以及每條 USB4 電纜都必須包含 E-Marker 晶片。主機透過 CC 線路讀取數據,以了解電纜的實際功能 — 數據速率、電流能力以及它是被動還是有源。如果沒有有效的 E-Marker,無論夾克上印有什麼內容,主機都會保守地回落到較低的費率。

當您評估供應商時,請詢問他們使用什麼 E-Marker 晶片及其聲明。模糊的答案通常意味著電纜不會協商標籤上的費率。

如何驗證頻寬聲明

  1. 問哪個規格,而不是哪個編號。 “USB4 Gen4”是可以檢查的。 「80Gbps」本身就是一個行銷數字。
  2. 詢問 USB-IF 認證狀態以及 TID(如果已獲得認證)。 USB-IF 在 usb.org 上發布其整合商清單。
  3. 索取 E-Marker 聲明 - 它報告的當前值和資料速率值。
  4. 請求額定長度的眼圖或插入損耗資料。擁有自己測試設備的工廠可以生產此產品;貿易公司通常不能。

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