USB-C 电缆带宽说明:40Gbps、80Gbps 和 120Gbps

您在 USB-C 数据线上看到的三个数字对应两个 USB 标准,而不是三个。本指南解释了 40Gbps、80Gbps 和 120Gbps 的实际含义、为什么 80 和 120 描述相同的电缆,以及电缆必须满足承载每种速率的物理要求。

USB-C 电缆带宽说明:40Gbps、80Gbps 和 120Gbps

搜索 USB-C 数据线,您会看到三个标题数字:40Gbps、80Gbps 和 120Gbps。它们不是三个产品层。它们映射到两个 USB 规范,三个数字中的两个描述了在不同模式下运行的同一根电缆。

每个数字实际代表什么

<表> 标题率规范信号含义 <正文> 40GbpsUSB4 Gen3×2NRZ,20Gbps × 2 通道对称:双向 40Gbps 80GbpsUSB4 Gen4(USB4 版本 2.0)PAM3,40Gbps × 2 通道对称:双向 80Gbps 120GbpsUSB4 Gen4(USB4 版本 2.0)PAM3,非对称通道分割单向 120Gbps,另一向 40Gbps

80Gbps 和 120Gbps 是同一根电缆

这是最常见的误解。 USB4 Gen4 定义了80Gbps 对称模式和120Gbps / 40Gbps 非对称模式。非对称模式将四个通道中的三个重新分配到一个方向,这在驱动高刷新 DisplayPort 2.1 显示器时非常有用:显示器需要巨大的下游带宽,而几乎不需要上游带宽。

一根电缆可以支撑一个电缆,也可以支撑另一个电缆。如果供应商以两种不同的价格向您提供“80Gbps 电缆”和“120Gbps 电缆”作为两种不同的 SKU,请询问每种电缆是按照哪种 USB 规范构建的 - 两者的答案都应该是 USB4 Gen4。

为什么 PAM3 对于电缆结构很重要

USB4 Gen3 使用 NRZ 信号:两个电压电平,每个符号一位。 USB4 Gen4 转向PAM3,它对三个电压电平进行编码,并且每个符号承载更多数据。这就是在符号率不加倍的情况下速率加倍的方法。

实际结果是 PAM3 级别之间的噪声容限较小。 40Gbps 电缆所承受的插入损耗、阻抗一致性和串扰将在 80Gbps 时产生错误。这是一个材料和工艺问题,而不是连接器问题——它取决于导体规格、介电一致性、屏蔽覆盖范围以及线对几何形状在整个长度上的紧固程度。

被动长度限制

带宽和长度是相互影响的。作为无源(非重定时)USB-C 电缆的工作规则:

  • 长达 0.8 m — 无源结构可通过精心打造的无源电缆传输 40Gbps 和 USB4 Gen4 速率
  • 1 m 至 2 m — 通过精心构建可实现 40Gbps;除此之外,通常需要带有重定时器的有源电缆
  • 超过 2 m — 有源布线,但成本明显更高

对又长又便宜的高带宽无源电缆持怀疑态度。物理不打折。

每条高速率 USB-C 电缆都需要一个 E-Marker

任何额定电流高于 3A 的 USB-C 电缆以及每根 USB4 电缆都必须包含 E-Marker 芯片。主机通过 CC 线路读取数据,以了解电缆的实际功能 — 数据速率、电流能力以及它是无源还是有源。如果没有有效的 E-Marker,无论夹克上印有什么内容,主机都会保守地回落到较低的费率。

当您评估供应商时,询问他们使用什么 E-Marker 芯片及其声明。模糊的答案通常意味着电缆不会协商标签上的费率。

如何验证带宽声明

  1. 询问哪个规格,而不是哪个编号。“USB4 Gen4”是可以检查的。 “80Gbps”本身就是一个营销数字。
  2. 询问 USB-IF 认证状态以及 TID(如果已获得认证)。 USB-IF 在 usb.org 上发布其集成商列表。
  3. 索要 E-Marker 声明 - 它报告的当前值和数据速率值。
  4. 请求额定长度的眼图或插入损耗数据。拥有自己测试设备的工厂可以生产此产品;贸易公司通常不能。

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Tonetron 是东莞台昶电子有限公司 (东莞台昶电子有限公司) 的出口品牌,该公司是一家位于中国广东省东莞市的电缆和连接器制造商,成立于 1984 年。我们在自己的生产线上生产 HDMI、USB-C、DisplayPort 和定制电缆,并由工厂直接运送到 40 多个国家/地区。

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